[发明专利]一种基于叶绿素荧光技术的作物冷损伤程度分级方法

权利要求书

1.一种基于叶绿素荧光技术的作物冷损伤程度分级方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，在不同低温条件下培养作物植株相同时间，获取用于建立分级模型的若干组PSⅡ叶绿素荧光参数以及用于模型验证的若干组PSI叶绿素荧光参数，其中每组所述PSⅡ叶绿素荧光参数包含该条件下作物植株功能叶片的15种叶绿素荧光参数，分析不同低温温度及持续时间下作物叶片15种叶绿素荧光参数变化情况；

步骤2，对得到的若干组PSⅡ叶绿素荧光参数进行归一化处理后，进行相关性分析；

步骤3，基于PCA方法简化15种叶绿素荧光参数，选取前4个主成分，反映了95％以上的数据信息；

步骤4，基于层次聚类方法对所得到的4个综合因子作无监督分类，将作物叶片分为6级，从0级～5级分别为健康、良好、轻度冷害、中度冷害、重度冷害和特重度冷害；

步骤5，采用PSI叶绿素荧光参数对分级结果进行评价，证明基于叶绿素荧光技术进行低温条件下叶片损伤程度分级的可行性。

2.根据权利要求1所述基于叶绿素荧光技术的作物冷损伤程度分级方法，其特征在于，所述步骤1中，通过PSⅡ活性测定，得到作物叶片PSⅡ叶绿素荧光参数n组，每组包含15种参数，用于分级模型构建，通过PSⅠ活性测定，得到PSI叶绿素荧光参数n组，用于分级模型验证。

3.根据权利要求1或2所述基于叶绿素荧光技术的作物冷损伤程度分级方法，其特征在于，所述15种叶绿素荧光参数分别为：暗适应后的最小荧光强度F_o、暗适应后的最大荧光强度F_m、可变荧光强度的变化量F_v、饱和脉冲之前测得的瞬时荧光水平F、在暗适应状态下测量的PSII的最大光化学量子产量F_v/F_m、在暗适应状态下测量的PSII的潜在活性F_v/F_o、PSII实际光化学量子产量Y(II)、光诱导下非光化学荧光猝灭量子产量Y(NPQ)、非调节性热耗散及荧光发射量子产量Y(NO)、非光化学荧光猝灭NPQ、光化学淬灭系数qP、假设PSII天线相互连接的光化学猝灭系数qL、非光化学猝灭系数qN、照光样品的最大荧光水平F_m’以及照光样品的最大荧光水平F_o’，所述PSI叶绿素荧光参数为PSI实际光化学量子产额Y(I)。

4.根据权利要求1所述基于叶绿素荧光技术的作物冷损伤程度分级方法，其特征在于，所述步骤2中，若干组PSⅡ叶绿素荧光参数组成的数据集为X＝(X₁,X₂,X₃,...,X_i,...,X_n)，其中X_i表示第i组PSⅡ叶绿素荧光参数，X_i＝(x_i1,x_i2,...,x_ij,...,x_il)，x_ij表示第i组PSⅡ叶绿素荧光参数中第j种叶绿素荧光参数，n为PSⅡ叶绿素荧光参数的总组数，也即数据集组数，i＝1～n，l为叶绿素荧光参数数量，j＝1～l，l＝15；

利用如下的线性归一化函数对数据集X在[0，1]范围内进行归一化处理：

归一化后，数据集X＝(X₁,X₂,X₃,...,X_i,...,X_n)转化为Y＝(Y₁,Y₂,Y₃,...,Y_i,...,Y_n)，其中Y_i表示X_i的归一化结果，Y_i＝(y_i1,y_i2,...,y_ij,...,y_il)，y_ij表示x_ij归一化后得到的值，x_ijmax和x_ijmin表示x_ij的最大值和最小值。