“通過(guò)近八年協(xié)同攻關(guān)，我們已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了作物單粒種子活力無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，成功研制出了能為水稻種子‘做CT’的無(wú)損檢測(cè)分選儀樣機(jī)。未來(lái)此項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)商用后，有望進(jìn)一步提升我國(guó)玉米、棉花、水稻、大豆等作物的種子質(zhì)量，助力作物單產(chǎn)大面積增產(chǎn)。” 3月11日，湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院研究員余應(yīng)弘說(shuō)。
一粒種子在種植前，會(huì)經(jīng)歷遺傳育種、制種、加工和檢測(cè)的過(guò)程。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)缺乏對(duì)種業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈下游的種子生產(chǎn)加工、包裝貯藏、檢測(cè)等環(huán)節(jié)的研究，未能充分挖掘出加工和檢測(cè)環(huán)節(jié)隱藏的產(chǎn)量增量。以雜交水稻為例，自1973年雜交水稻配套成功至今，雜交水稻種子發(fā)芽率始終徘徊在80%左右。“秧好一半禾”，播種質(zhì)量高的種子具有更強(qiáng)的增產(chǎn)和抗脅迫潛力。“如果能實(shí)現(xiàn)種子活力單粒無(wú)損傷檢測(cè)及分選，檢測(cè)與分選出高活力的種子，就有望提升種子播種質(zhì)量，獲得突破種業(yè)瓶頸的有效方案。”余應(yīng)弘說(shuō)。
圍繞種業(yè)發(fā)展需求，余應(yīng)弘團(tuán)隊(duì)提出了分析種子加工及檢驗(yàn)理論與技術(shù)的新方向。團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院、中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所組建了交叉學(xué)科研究團(tuán)隊(duì)，建立了基于超連續(xù)激光光譜技術(shù)的作物種子光學(xué)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)體系，采集數(shù)十萬(wàn)顆不同作物種子透射光譜與發(fā)芽表型，建立作物種子“光譜—活力”的數(shù)據(jù)庫(kù)。
基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了融合透射光譜特征的高精度單粒種子活力無(wú)損檢測(cè)模型，實(shí)現(xiàn)了非侵入式種子活力分析。數(shù)據(jù)顯示，采用這一套技術(shù)，對(duì)單粒種子活力的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率可達(dá)95%以上，并實(shí)現(xiàn)水稻、玉米、大豆、棉花等作物個(gè)體種子活力無(wú)損檢測(cè)。
利用此項(xiàng)技術(shù)，團(tuán)隊(duì)研制了全球首臺(tái)水稻種子活力無(wú)損檢測(cè)與分選原理樣機(jī)，經(jīng)設(shè)備分選后的水稻種子發(fā)芽率可達(dá)92%以上。目前，相關(guān)成果已通過(guò)湖南省農(nóng)學(xué)會(huì)組織的評(píng)價(jià)。專(zhuān)家一致認(rèn)為成果填補(bǔ)了光學(xué)無(wú)損檢測(cè)分選水稻種子活力研究的空白，具有重要的科學(xué)價(jià)值和生產(chǎn)應(yīng)用前景。
“我們正聚焦高通量分選設(shè)備研發(fā)與檢測(cè)算法優(yōu)化雙軌突破，包括高通量分選設(shè)備研制、檢測(cè)方法精準(zhǔn)化與普適化升級(jí)，預(yù)計(jì)5年內(nèi)突破產(chǎn)業(yè)化裝備研制關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。”余應(yīng)弘說(shuō)。
“通過(guò)近八年協(xié)同攻關(guān)，我們已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了作物單粒種子活力無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，成功研制出了能為水稻種子‘做CT’的無(wú)損檢測(cè)分選儀樣機(jī)。未來(lái)此項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)商用后，有望進(jìn)一步提升我國(guó)玉米、棉花、水稻、大豆等作物的種子質(zhì)量，助力作物單產(chǎn)大面積增產(chǎn)。” 3月11日，湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院研究員余應(yīng)弘說(shuō)。
一粒種子在種植前，會(huì)經(jīng)歷遺傳育種、制種、加工和檢測(cè)的過(guò)程。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)缺乏對(duì)種業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈下游的種子生產(chǎn)加工、包裝貯藏、檢測(cè)等環(huán)節(jié)的研究，未能充分挖掘出加工和檢測(cè)環(huán)節(jié)隱藏的產(chǎn)量增量。以雜交水稻為例，自1973年雜交水稻配套成功至今，雜交水稻種子發(fā)芽率始終徘徊在80%左右。“秧好一半禾”，播種質(zhì)量高的種子具有更強(qiáng)的增產(chǎn)和抗脅迫潛力。“如果能實(shí)現(xiàn)種子活力單粒無(wú)損傷檢測(cè)及分選，檢測(cè)與分選出高活力的種子，就有望提升種子播種質(zhì)量，獲得突破種業(yè)瓶頸的有效方案。”余應(yīng)弘說(shuō)。
圍繞種業(yè)發(fā)展需求，余應(yīng)弘團(tuán)隊(duì)提出了分析種子加工及檢驗(yàn)理論與技術(shù)的新方向。團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院、中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所組建了交叉學(xué)科研究團(tuán)隊(duì)，建立了基于超連續(xù)激光光譜技術(shù)的作物種子光學(xué)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)體系，采集數(shù)十萬(wàn)顆不同作物種子透射光譜與發(fā)芽表型，建立作物種子“光譜—活力”的數(shù)據(jù)庫(kù)。
基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了融合透射光譜特征的高精度單粒種子活力無(wú)損檢測(cè)模型，實(shí)現(xiàn)了非侵入式種子活力分析。數(shù)據(jù)顯示，采用這一套技術(shù)，對(duì)單粒種子活力的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率可達(dá)95%以上，并實(shí)現(xiàn)水稻、玉米、大豆、棉花等作物個(gè)體種子活力無(wú)損檢測(cè)。
利用此項(xiàng)技術(shù)，團(tuán)隊(duì)研制了全球首臺(tái)水稻種子活力無(wú)損檢測(cè)與分選原理樣機(jī)，經(jīng)設(shè)備分選后的水稻種子發(fā)芽率可達(dá)92%以上。目前，相關(guān)成果已通過(guò)湖南省農(nóng)學(xué)會(huì)組織的評(píng)價(jià)。專(zhuān)家一致認(rèn)為成果填補(bǔ)了光學(xué)無(wú)損檢測(cè)分選水稻種子活力研究的空白，具有重要的科學(xué)價(jià)值和生產(chǎn)應(yīng)用前景。
“我們正聚焦高通量分選設(shè)備研發(fā)與檢測(cè)算法優(yōu)化雙軌突破，包括高通量分選設(shè)備研制、檢測(cè)方法精準(zhǔn)化與普適化升級(jí)，預(yù)計(jì)5年內(nèi)突破產(chǎn)業(yè)化裝備研制關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。”余應(yīng)弘說(shuō)。
本文鏈接：http://jphkf.cn/news-2-1153-0.html全球首臺(tái)水稻種子活力無(wú)損檢測(cè)分選儀樣機(jī)問(wèn)世
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