中文引用格式： 马帅，梁浩，楼雄伟，等. 手持式光皮桦种苗叶片生理参数光谱检测设备研制[J]. 电子技术应用，2025，51(10)：101-106.
英文引用格式： Ma Shuai，Liang Hao，Lou Xiongwei，et al. Development of a handheld spectral detection device for Betula luminifera seedling leaf physiological parameters[J]. Application of Electronic Technique，2025，51(10)：101-106.
引言
光皮桦作为一种重要的阔叶树种，广泛分布于我国南方亚热带地区，具有显著的生态和经济价值[1]。其快速生长、强大的固碳能力以及抗逆性，使其成为恢复退化生态系统、涵养水源和防治水土流失的理想树种[2]。然而，光皮桦的自然更新能力有限，种群数量和分布易受环境变化和人为干扰的影响，因此对其种苗叶片生理参数的科学管理尤为关键。高质量种苗的培育和叶片生理参数评估不仅有助于提高种苗成活率和生态适应性，还能推动光皮桦在大规模生态恢复工程中的应用，进一步实现其生态和经济效益的最大化[3]。
近年来，光谱分析技术因其快速、无损和高效的特点，在植物叶片生理参数检测中得到了广泛应用[4-5]。特别是可见光和近红外光谱技术，已被用于测定植物叶片的叶绿素含量和含水率等关键指标。例如，霍迎秋等利用高光谱成像技术结合竞争性自适应重加权算法（CARS）所提取的特征波段结合岭回归模型预测猕猴桃叶片叶绿素，该模型的验证集决定系数为0.86[6]。王聪颖等采用近红外光谱技术，通过对比多种预处理和特征波段选择方法，建立了BP神经网络模型，实现了对杏叶含水率的快速检测，该模型的预测相关系数为0.98[7]。这些研究表明，光谱分析技术在植物叶片生理参数检测中具有巨大的潜力。
然而，目前大多数光谱检测设备为台式仪器，体积庞大且操作复杂，难以在实际生产和田间管理中实现高效应用。因其难以适应林地的复杂环境，这些设备在林业中更显局限性。为克服这一限制，近年来研究人员开发了多种便携式光谱检测设备。例如，杨彪等设计的便携式植物叶片叶绿素无损检测仪，通过选择特定波长光源，实现了对叶绿素含量的快速检测[8]。此外，郭文川开发的便携式玉米叶片含水率检测仪，能够快速、准确地测量玉米叶片含水率，展示了在田间环境中的显著优势[9]。在林业领域，种苗叶片生理参数直接关系到森林资源的健康和可持续管理。种苗管理需要高效、便捷的检测技术，以便实时评估种苗的生长状况和适应能力。
因此，针对林业现场种苗叶片生理参数高效检测的实际需求，本研究旨在开发一款手持式光皮桦种苗叶片生理参数光谱检测设备。该设备集成近红外光谱分析技术，通过设计基于近红外光谱传感器的漫反射光路，能够快速、无损地测定光皮桦种苗叶片的叶绿素含量和含水率等关键参数。
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作者信息：
马帅1，梁浩1，楼雄伟1，黄华宏2，汪法能3
（1.浙江农林大学 数学与计算机科学学院，浙江 杭州 311300；
2.浙江农林大学亚热带森林培育国家重点实验室，浙江 杭州 311300；
3.钱江源国家公园管理局，浙江 衢州 300824）
