لدراسة العلاقة بين تغير تركيز ثاني أكسيد الكربون (CO₂) أثناء عملية التنفس البذري ونشاط البذور، تم تصميم نظام كاشف صوتي ضوئي لثاني أكسيد الكربون (CO₂) معتمدًا على بركة الصوت الضوئي لهومهوتز التفاضلية، وتم تقييم أداء النظام من خلال قياس معدل إنتاج ثاني أكسيد الكربون (CO₂) لبذور الأرز النانجين المختلفة في النشاط. تم تصميم وحدة معالجة الإشارة بشكل مستقل باستخدام لوحة تطوير مرسل المنطق المبرمجة الميدانية (FPGA)، وتم تحقيق التحكم الدقيق في تيار الدفع بالليزر ومعالجة الإشارة الضوئية، ومن خلال تحسين معلمات النظام مثل تردد التحميل، وعمق تحميل الليزر، وضغط العمل، تمكن النظام من الحصول على حد كشف أدنى يبلغ 0.6 جزء في المليون في وقت التكامل البالغ 1089 ثانية. وفقًا للمعيار الوطني GB/T 3543.1، تم اختيار 30 جرامًا من بذور الأرز النانجين لإجراء تجربة الانبات، وتم إجراء تواظم خطية مع تراكم ثاني أكسيد الكربون (CO₂) الذي تم قياسه من خلال التجربة الصوتية. أظهرت النتائج أن معدل تنفس بذور الأرز النانجين يتناسب مع نشاط البذور، وبلغ ارتباط الاثنين 0.979، مما يوفر أساسًا لاستخدام تقنية الطيف الصوتي الضوئي في تحديد مستوى نشاط بذور الأرز المائي.

تقنية الطيف الصوتي الضوئي; اختبار نشاط البذور; بركة الصوت الضوئي لهومهوتز; ثاني أكسيد الكربون