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模块式植物表型分析技术方案（三）

——葡萄生长动态与品质鉴定

为了进一步减少低品质葡萄的产量，减少欧盟对葡萄酒产业的补贴，同时提高欧盟葡萄酒的国际竞争力，2011年欧盟启动了EU科研项目PREMIVM（improving grape quality with multiparametric field analysis of grapes and leaves in vineyards，通过葡萄园中葡萄与叶片的田间多参数分析提高葡萄品质）。

叶绿素荧光技术是目前检测植物生长状况与受胁迫程度为重要的无损测量技术之一，不但适用于测量叶片，也可以测量含有叶绿素的果实。同时葡萄果实在成熟过程中，其糖分、叶绿素、多酚、氮素和花青素等色素和生化成分都会有相应的变化。反射光谱技术正是无损检测这些成分的ZJ工具。

这一项目初期主要使用PSI公司（Photon Systems Instruments）专门为此项目开发的WINEPEN叶绿素荧光与光谱仪。

研究结果发现，在不同的生长期其叶绿素荧光光谱都会有显著的变化。而绿色和红色果实的反射光谱更是有非常大的差异，表明其色素组成与相关生化成分都有极大的差异。从而为定量分析葡萄生长动态与品质鉴定提供科学依据。

随着技术的进步，这类研究使用的仪器从手持式的叶绿素荧光与光谱仪，逐渐升级为叶绿素荧光成像仪与高光谱成像仪。研究人员可以同时测量多个果实乃整个葡萄果穗。进行叶片测量时，也可以获得整个叶片的全面数据与相应图像，而不是以前手持式仪器仅仅只能测量叶片一个点的有限数据。以FluorCam叶绿素荧光成像技术和Specim高光谱成像技术为代表的现代植物表型成像分析技术宣告植物与作物表型研究由传统的一维时代，进入了更为全面、精确的二维时代。

模块式植物表型分析技术方案推荐：

1． 基础方案：FP110手持式叶绿素荧光仪+RP410手持式植物反射光谱仪或者厂家定制WinePen

2． 进阶方案：FluorCam叶绿素荧光成像系统+Specim IQ 手持式高光谱成像仪

3． 方案：FluorCam多光谱荧光成像系统+ FX10/FX17 轻便型高光谱成像仪或SisuCHEMA高光谱扫描成像分析系统

参考文献：

1. Fernandes LM, et al. 2013. PREMIVM – improving grape quality with multiparametric field analysis of grapes and leaves in vineyards. EFITA-WCCA-CIGR Conference “Sustainable Agriculture through ICT Innovation”, Turin, Italy

2. Navrátil M, et al. 2013. Fluorescence and reflectance signatures with a handheld radiometer for quality assessment in vineyards

3. Serranti S, et al. 2017. Classification of Peronospora infected grapevine leaves with the use of hyperspectral imaging analysis. Spie Commercial + Scientific Sensing & Imaging