Беляков Михаил Владимирович, доктор техн. наук, главный научный сотрудник отдела механизации и автоматизации процессов в животноводстве
1-й Институтский проезд, д. 5, г. Москва, 109428
Mikhail V. Belyakov, DSc in Engineering, chief researcher
1st Institutsky proezd, 5, Moscow, 109428
Исследованы статистические параметры спектров эффективного светопоглощения семян сои различных сортов и групп спелости. Цель исследований – выявить сортовые особенности и разработать алгоритм сортовой идентификации сои по статистическим параметрам спектров поглощения при возбуждении фотолюминесценции. Спектральные характеристики поглощения были получены на дифракционном спектрофлуориметре СМ2203 в диапазоне длин волн λ = 230–600 нм. Рассчитаны статистические параметры спектров – математическое ожидание, дисперсия, асимметрия и эксцесс. Эффективное светопоглощение при возбуждении фотолюминесценции происходит в диапазоне от 300 до 550 нм с основными максимумами на 420 нм, 390 и 362 нм. Поглощение излучения вызвано наличием фенольных кислот, каротиноидов, рибофлавина, а также терпеноидов, спорополленина, липофусцина, лигнина или флавоноидов. Математическое ожидание и дисперсия определяются со сравнительно небольшой относительной погрешностью – не более 1,2 и 7,6 % соответственно, а погрешности определения асимметрии и эксцесса могут достигать 16,1–22 %. По величине асимметрии однозначно может быть идентифицирован сорт Баргузин. Остальные исследованные сорта могут быть с различной вероятностью идентифицированы по всем четырем статистическим параметрам. Сорта Вилана и Вилана бета значимо отличаются по величине дисперсии. Разработан алгоритм сортовой идентификации на основе вероятностной принадлежности сои к известным сортам и получена база данных статистических параметров сортов сои. Для увеличения точности возможна комбинация применения статистических и ранее полученных интегральных параметров поглощения. В дальнейшем предполагается увеличить число идентифицируемых сортов, уточнить диапазоны и разработать оптико-электронную установку сортовой идентификации сои.
The statistical parameters of the effective light absorption spectra of soybean seeds of various cultivars and ripeness groups were studied. The purpose of the research was to identify the varietal features and to develop an algorithm for varietal identification of soybeans according to the statistical parameters of absorption spectra during photoluminescence excitation. Spectral absorption characteristics were obtained using a CM2203 diffraction spectrofluorimeter in the wavelength range of λ = 230–600 nm. The statistical parameters of the spectra were calculated – mathematical expectation, variance, skewness and kurtosis. Effective light absorption during photoluminescence excitation occurs in the range from 300 nm to 550 nm with the main maxima at 420nm, 390 and 362 nm. Radiation absorption is caused by the presence of phenolic acids, carotenoids, riboflavin, as well as terpenoids, sporopollenin, lipofuscin, lignin, or flavonoids. The mathematical expectation and variance are determined with a relatively small relative error – no more than 1.2 and 7.6 %, respectively, and the errors in determining skewness and kurtosis can reach 16.1–22 %. By the magnitude of the asymmetry, the ‘Barguzin’ cultivar can be uniquely identified. The remaining studied cultivars can be identified with varying probability by all four statistical parameters. The ‘Vilana’ and ‘Vilana beta’ cultivars differ significantly in terms of variance. An algorithm for varietal identification based on the probabilistic identity of soybeans to known cultivars has been developed and a database of statistical parameters of soybean cultivars has been obtained. To increase accuracy, a combination of statistical and previously obtained integral absorption parameters is possible. In the future it is planned to increase the number of identified cultivars, clarify the ranges and develop an optoelectronic soybean varietal identification system.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.