牧草种质资源是人类社会极其重要的一种资源,对自然生态的和谐发展起着重要的作用。但是目前对于牧草种质资源的保护以及相关技术的研究还不够完善,尤其是太赫兹技术在这方面的应用。本课题主要针对这个问题展开了有关的研究,由浅入深地针对太赫兹时域光谱技术在识别牧草品种以及探求种间差异的过程中存在的问题进行了探索。本课题的第一部分研究内容是选择肇东苜蓿草种为研究对象,测试分析了牧草种子在进行太赫兹时域光谱(THz-TDS)测试时的影响因素。具体地,量化研究确定了牧草种子制备时烘干去水的时间为8个小时。此外,在有效太赫兹频段(0-2THz)内的研究结果表明,牧草种子样品的颗粒大小对测试结果产生显著影响:被测牧草种子的粒径越小,样品的折射率也随之减小。同时,随着样品厚度的增加,透射光谱的强度也依次衰减。不仅如此,样品中不同质量比的聚乙烯不会影响样品的吸收系数,但是在测试的有效频段内对折射率的影响保持一定的规律性。这项研究不仅可以优化太赫兹实验测试,减少实验的偶然误差,提高测试的精度。更重要的是,为太赫兹牧草品种鉴定的批量测试奠定基础,为草种鉴别数据库建立提供准确的实验基础。接着,更深入地,本课题利用太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)创造性地初步探究了种间差异的影响因素,主要研究内容是采用太赫兹时域光谱研究了气候环境相似的四个不同地区的十三种苜蓿草种。计算有效频段0.2-1.2THz频率区间内的折射率作为基于频谱的特征参数,计算得到的各种样品的折射率的最大差值约为0.2。为了进一步地研究种间关系的影响因素,使用多元统计方法—主成分分析(PCA)对样品的折射率进行了统计分析。根据前两个主成分(PC1和PC2)的得分分布可以发现遗传因素是影响样品数据集的距离的主要因素。另外,在类似环境(包括日照时间,降水和温度)中培育的具有相似基因的苜蓿种子往往具有相同的PC得分。综上所述,本课题通过太赫兹时域光谱技术与多元统计方法,有效地将牧草种子的太赫兹测试结果与它们的生物特性和基因本质结合起来,为更深入地利用太赫兹技术对牧草种子进行识别以及进行种间差异的研究奠定了基础。