农药残留检测方法及光谱技术在生菜农残检测中的应用

前言：

近年来，蔬菜中有机磷农药残留过高引发的食物中毒事件屡见报道，且饮食带有农药残留的蔬菜易患恶性肿瘤，对人们健康带来极大的危害。如何快速检测并解决蔬菜农药残留超标问题是当前蔬菜生产中食品安全专家亟待解决的问题。目前，农药残留检测方法主要有活体检测法、理化检测法、快速检测法和光谱检测法。在此简要综述了以上几类检测方法，并分析各自特点。同时，本文基于光谱技术具有无损检测作物内部信息的特点，可以使用上海如海光电OFS地物光谱仪，后续再利用光谱技术对生菜叶片是否含有农药残留进行了建模鉴别。

一、实验样品及仪器

（1）样本培育

本研究采用珍珠岩袋培无土栽培技术培育意大利全年耐抽苔生菜样本，实验地点在江苏大学现代农业装备与技术省部共建重点Venlo型温室中进行，利用营养液自动灌溉系统进行营养液灌溉。在生菜发棵期，采用宜兴宜州化学制品有限公司出品的总有效成分含量为20%的氰戊菊酯乳油对96株生菜进行了叶片的喷洒，预留了12株生菜未喷洒农药以进行对比试验。

（2）设备搭建

如海光电OFS地物光谱仪

二、实验结果与分析

农药喷洒1天之后，按同层级一株一叶的原则，采集附有农药残留的生菜叶片与未施加农药的生菜叶片样本，及时送入仪器实验室进行了叶片光谱信息的采集。光谱测量范围350～2500nm，在350～1000nm光谱区采样间隔为1.4nm，分辨率为3nm;在1000～2500nm光谱区采样间隔为2nm，分辨率为10nm。光谱信息的采集过程中，将叶片放置于黑色绒布上，测量时将光谱探头置于工作台上方5cm处，垂直于被测物，设定视场为25°。测量叶片之前先测量标准反射板，以消除光强等环境因素的影响。每片叶片测量3次，取平均值作为最终测量结果，也起到了去除光谱噪声的效果。本次试验生菜叶片样本为108个，其中96个为喷洒过农药样本，12个为未喷洒过农药样本，分别对两类样本取光谱平均值，得到光谱反射率曲线图，如图1所示。由图1可以看出，两类叶片光谱存在明显差异，无农药生菜叶片的光谱反射率始终高于喷洒过农药的生菜叶片的光谱反射率。

三、结论

1)理化检测法定量检测农残精确度最高，但是步骤繁琐，实时性较低。

2)光谱检测法是当前乃至今后的农残无损检测的研究热点及方向，为实现农药残留无损、快速、在线检测奠定技术基础。

3)目前国内外采用光谱技术检测农药残留的研究很多是集中于液体检测，不太符合农药残留检测的实际情况。本文利用可见光/近红外光谱技术，本文可以可以使用上海如海光电OFS地物光谱仪，以生菜叶片农残(无需碾磨浸泡为液体)为研究对象，后续利用模式识别方法建立了生菜叶片农药残留检测模型，取得了较好的识别效果。光谱技术主要利用特征波长处的光谱反射率的变化反演蔬菜叶片农药残留状况，但农副产品信息丰富，测试条件复杂。同时，仅靠点区域反射率光谱特征或者单来源光谱特征无法充分表征蔬菜叶片农药残留较丰富全面的特征信息，结合面信息光谱或者多源光谱特征进行融合信息研究将成为精确鉴别农残的趋势。

四、参考文献

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