本發(fā)明涉及一種桃果實(shí)成熟度預(yù)測(cè)模型的建立方法。

背景技術(shù)：

在桃市場(chǎng)流通中，果實(shí)采收成熟度始終是制約其商品價(jià)值的主要因素。桃果實(shí)成熟度的準(zhǔn)確判斷對(duì)適時(shí)采收、分級(jí)、包裝、運(yùn)輸、保證商品性等至關(guān)重要。桃作為一種呼吸躍變型水果，其果實(shí)在成熟期間乙烯釋放量急劇上升，同時(shí)伴隨著基因的轉(zhuǎn)錄，這些變化往往都是通過(guò)激素來(lái)調(diào)節(jié)的。在此過(guò)程中，果實(shí)的硬度、內(nèi)含物組分含量和比例及果皮底色等都會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，不同成熟度的果實(shí)相關(guān)品質(zhì)指標(biāo)具有明顯差異?；谄茐男曰蚍瞧茐男苑椒ㄌ綔y(cè)桃果實(shí)成熟度已有較多研究。張斌斌等公開(kāi)了基于桃果實(shí)可溶性固形物含量與成熟度的相關(guān)性，通過(guò)研究‘湖景蜜露’果實(shí)可溶性固形物含量與品質(zhì)指標(biāo)的回歸關(guān)系，采用二次多項(xiàng)式回歸法初步建立了帶皮硬度、去皮硬度與可溶性固形物含量的預(yù)測(cè)方程。在近紅外光譜法預(yù)測(cè)桃果實(shí)成熟度方面，nascimento等對(duì)短低溫桃可溶性固形物含量和果實(shí)硬度的最小二乘法模型進(jìn)行了研究，分別建立了可溶性固形物含量和果實(shí)硬度的預(yù)測(cè)模型，但同時(shí)也指出該模型仍需優(yōu)化。matteoli等提出了一種基于光譜的桃果實(shí)成熟度無(wú)損分級(jí)方法，它通過(guò)將多元檢索技術(shù)應(yīng)用于所獲得的反射率光譜及通過(guò)模糊分類(lèi)系統(tǒng)來(lái)估算果肉硬度進(jìn)而進(jìn)行成熟度分級(jí)，為實(shí)現(xiàn)桃果實(shí)成熟度自動(dòng)分級(jí)奠定了基礎(chǔ)。

果皮吸光度差值指標(biāo)(iad)是基于果實(shí)成熟前期果皮葉綠素降解及其與成熟度的密切關(guān)系而建立的一種指標(biāo)，它利用近紅外光譜技術(shù)，通過(guò)讀取670nm和720nm的吸光度差值來(lái)形成iad指標(biāo)，直接反映葉綠素a的實(shí)際含量。iad的無(wú)損測(cè)定對(duì)果實(shí)不具破壞性，讀數(shù)快捷方便，優(yōu)點(diǎn)強(qiáng)于硬度和可溶性固形物含量的破壞性測(cè)定，對(duì)果實(shí)供應(yīng)鏈端進(jìn)行果實(shí)品質(zhì)估測(cè)具有較好的應(yīng)用效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種桃果實(shí)成熟度預(yù)測(cè)模型的建立方法。

本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種桃果實(shí)成熟度預(yù)測(cè)模型的建立方法，其步驟包括：

(1)分別采收轉(zhuǎn)色期和達(dá)到采摘成熟度的桃果實(shí)，并分別標(biāo)記為成熟度i和成熟度ii；轉(zhuǎn)色期時(shí)桃果實(shí)大致7成熟，果皮青色，顏色開(kāi)始向紅色轉(zhuǎn)變；達(dá)到采收成熟度的果實(shí)大致8.5成熟，果皮底色的青色逐漸褪去，紅色著色程度高；

(2)對(duì)采摘下來(lái)的桃果實(shí)測(cè)量果皮吸光度差值iad，測(cè)定桃果實(shí)的硬度；

(3)將成熟度i、成熟度ii果實(shí)的硬度與iad值進(jìn)行擬合，建立桃果實(shí)成熟度預(yù)測(cè)方程y＝ax²+bx+c，其中y為硬度，x為iad值，a、b、c為回歸分析擬合出的二次多項(xiàng)式系數(shù)。

優(yōu)選的，所述硬度為帶皮硬度。

優(yōu)選的，所述硬度為去皮硬度。

優(yōu)選的，所述桃果實(shí)為同一品種的桃果實(shí)。

優(yōu)選的，所述桃果實(shí)的品種為晚熟普通桃霞暉8號(hào)或者晚熟油桃霞光。

優(yōu)選的，將帶皮硬度與iad數(shù)據(jù)在spss軟件中排列，利用二次多項(xiàng)式回歸模塊進(jìn)行擬合，得到擬合的桃果實(shí)成熟度預(yù)測(cè)方程。

優(yōu)選的，將去皮硬度與iad數(shù)據(jù)在spss軟件中排列，利用二次多項(xiàng)式回歸模塊進(jìn)行擬合，得到擬合的桃果實(shí)成熟度預(yù)測(cè)方程。

優(yōu)選的，所述步驟(1)中成熟度i的桃果實(shí)為30個(gè)，成熟度ii的桃果實(shí)為30個(gè)。

優(yōu)選的，所述iad值使用da-meter測(cè)定。

本發(fā)明基于近紅外技術(shù)無(wú)損測(cè)定的果實(shí)果皮吸光度差值iad建立了桃果實(shí)成熟度預(yù)測(cè)模型，經(jīng)回歸預(yù)測(cè)，估計(jì)值與實(shí)際觀察值差異不顯著，說(shuō)明預(yù)測(cè)模型具有較高的準(zhǔn)確性，測(cè)量、計(jì)算方法簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)桃果實(shí)適時(shí)采收。

附圖說(shuō)明

圖1為‘霞暉8號(hào)’桃果實(shí)硬度與iad值的回歸曲線。

圖2為‘霞光’桃果實(shí)硬度與iad值的回歸曲線。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

本桃果實(shí)成熟度預(yù)測(cè)模型的建立方法，其步驟包括：

(1)以7年生晚熟普通桃‘霞暉8號(hào)’和晚熟油桃‘霞光’2個(gè)品種的果實(shí)為試驗(yàn)材料。果實(shí)成熟期，于晴朗天氣上午8:00采收每品種樹(shù)體中部外圍生長(zhǎng)發(fā)育較一致的轉(zhuǎn)色期(約7成熟，成熟度i)和達(dá)到采收成熟度(約8.5成熟，成熟度ii)的果實(shí)各30個(gè)，立即帶回實(shí)驗(yàn)室。將每個(gè)果實(shí)編號(hào)，并將每個(gè)果實(shí)的2個(gè)側(cè)面中部進(jìn)行標(biāo)記。參試植株樹(shù)勢(shì)中庸，南北行向栽植，樹(shù)形為自然開(kāi)心形，起壟栽培，按常規(guī)栽培措施管理。

(2)使用da-meter(trturonisrl，forlì，italy)測(cè)定果皮的iad值，采用ta.xt.plus型質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定果實(shí)的帶皮硬度和去皮硬度，探頭直徑8mm，測(cè)試深度5mm，貫入速率1mm·s^-1。

(3)分別以‘霞暉8號(hào)’、‘霞光’全部果實(shí)的帶皮硬度與iad、去皮硬度與iad進(jìn)行二次多項(xiàng)式回歸，擬合出的圖形見(jiàn)圖1、圖2，建立的桃果實(shí)成熟度預(yù)測(cè)方程y＝ax²+bx+c如表1所示，其中y代表帶皮硬度或去皮硬度，y為硬度，x為iad值。可以看出，各回歸模型的r²均較高，p值均為0.0001，回歸關(guān)系均達(dá)極顯著水平。進(jìn)一步對(duì)各回歸方程的二次項(xiàng)進(jìn)行方差分析，顯著性檢驗(yàn)結(jié)果表明(表2)，‘霞暉8號(hào)’的帶皮、去皮硬度模型及‘霞光’帶皮硬度模型的二次項(xiàng)方差分析結(jié)果偏回歸系數(shù)達(dá)極顯著水平(p<0.01)，而對(duì)‘霞光’果實(shí)的去皮硬度模型而言，二次項(xiàng)的偏回歸系數(shù)為顯著水平(p<0.05)，durbin-watson統(tǒng)計(jì)量未明顯偏離2。經(jīng)回歸預(yù)測(cè)，估計(jì)值與實(shí)際觀察值差異不顯著，回歸方程擬合效果良好。

表1基于硬度與iad值的回歸模型

表2回歸系數(shù)的方差分析

采用美國(guó)hunterlab公司生產(chǎn)的colorquestxe色差計(jì)測(cè)定果皮亮度值(l^*)、紅綠色差值(a^*)和黃藍(lán)色差值(b^*)，并計(jì)算色飽和度(c)、色調(diào)角(h)(voss，1992；koukounarasetal.，2009)和a^*/b^*。將2個(gè)側(cè)面的果肉分別削下，果肉勻漿，果肉可溶性固形物含量(ssc)用atago便攜數(shù)顯折光儀(pal-1)測(cè)定，用美國(guó)agilent公司生產(chǎn)的agilent1100高效液相色譜儀測(cè)定果肉中蔗糖、葡萄糖、果糖、山梨醇、蘋(píng)果酸、奎尼酸和檸檬酸含量(zhangetal.，2015)?？偺呛繛楦骺扇苄蕴墙M分含量的總和，總酸含量為各有機(jī)酸組分含量的總和，根據(jù)總糖、總酸含量計(jì)算糖酸比。

分別計(jì)算2個(gè)品種成熟度i和成熟度ii果實(shí)各指標(biāo)的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、變幅、極差和變異系數(shù)，結(jié)果見(jiàn)表3-表6。可見(jiàn)，處于成熟度i的‘霞暉8號(hào)’和‘霞光’果實(shí)的iad、色差、硬度、ssc、蔗糖、果糖、山梨醇、檸檬酸、和總糖含量與成熟度ii的果實(shí)相比均具有相似的高低趨勢(shì)。成熟度ii果實(shí)的iad、l^*、b^*、h、帶皮硬度、去皮硬度、山梨醇、檸檬酸含量均較成熟度i的果實(shí)降低，但a^*、c、a^*/b^*、ssc、蔗糖、總糖含量則相反。在葡萄糖、蘋(píng)果酸、奎尼酸、總酸含量和糖酸比方面，不同成熟度的2個(gè)品種具有差異：成熟度i的‘霞暉8號(hào)’葡萄糖含量和糖酸比較成熟度ii的果實(shí)低而蘋(píng)果酸、奎尼酸和總酸則較高，‘霞光’果實(shí)的這些指標(biāo)則表現(xiàn)為相反的趨勢(shì)。表明桃果實(shí)成熟度越高，iad值越小，果實(shí)硬度下降，紅色色澤加深，內(nèi)含物水平增加，但可溶性糖和有機(jī)酸組分因品種類(lèi)型不同而有所差別。由表3、4可見(jiàn)，2個(gè)成熟度的‘霞暉8號(hào)’果實(shí)的iad、山梨醇、奎尼酸、檸檬酸含量的變異系數(shù)都較大。此外，成熟度i果實(shí)的a^*、h、a^*/b^*、總酸、糖酸比及成熟度ii果實(shí)的帶皮硬度、去皮硬度也具有較大的變異系數(shù)。由表5、6可知，2個(gè)成熟度的‘霞光’果實(shí)的iad、h、a^*/b^*、帶皮硬度、去皮硬度、山梨醇、奎尼酸、檸檬酸含量均具有較高的變異系數(shù)，而成熟度i果實(shí)a^*、成熟度ii果實(shí)蔗糖含量的變異系數(shù)也較高。表明iad是對(duì)桃果實(shí)成熟度確定最為敏感的指標(biāo)；變異系數(shù)較大的品質(zhì)指標(biāo)與iad的關(guān)系更為密切，在影響果實(shí)成熟度方面作用更大。

表3‘霞暉8號(hào)’成熟度i桃果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)變異分析

表4‘霞暉8號(hào)’成熟度ii桃果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)變異分析

表5‘霞光’成熟度i桃果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)變異分析

表6‘霞光’成熟度ii桃果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)變異分析

分別將成熟度i、成熟度ii及全部果實(shí)的色差、硬度、可溶性固形物含量、可溶性糖組分、有機(jī)酸組分指標(biāo)與iad值進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果見(jiàn)表7。對(duì)‘霞暉8號(hào)’而言，除奎尼酸含量外，全部果實(shí)的其他各指標(biāo)均與iad具有顯著或極顯著的相關(guān)關(guān)系；而‘霞光’全部果實(shí)的色差、硬度、葡萄糖和山梨醇含量與iad顯著或極顯著相關(guān)，其他指標(biāo)未見(jiàn)明顯的相關(guān)性。每個(gè)品種3個(gè)果實(shí)群體的品質(zhì)指標(biāo)分別與iad進(jìn)行相關(guān)性分析的結(jié)果表明，多數(shù)指標(biāo)如l^*、h、a^*/b^*、蔗糖、奎尼酸、總酸、糖酸比等僅某一成熟度的一些指標(biāo)與iad顯著或極顯著相關(guān)，品種間一致性較差。而c、帶皮硬度、去皮硬度和山梨醇含量與iad的相關(guān)性分析結(jié)果表明，不同群體的上述指標(biāo)均與iad顯著或極顯著相關(guān)(‘霞暉8號(hào)’成熟度i果實(shí)的帶皮和去皮硬度、成熟度ii果實(shí)的山梨醇含量及‘霞光’成熟度i果實(shí)的c除外)，說(shuō)明該4個(gè)指標(biāo)對(duì)擬合桃果實(shí)成熟度預(yù)測(cè)模型可操作性較強(qiáng)。比較這4個(gè)指標(biāo)與iad相關(guān)系數(shù)的絕對(duì)值可發(fā)現(xiàn)，各群體果實(shí)的帶皮、去皮硬度均較c和山梨醇含量高，表明桃果實(shí)硬度與成熟度判定密切相關(guān)。分別對(duì)‘霞暉8號(hào)’、‘霞光’全部果實(shí)的帶皮硬度和去皮硬度進(jìn)行相關(guān)性分析，得到相關(guān)系數(shù)分別為0.966^**、0.955^**，因此，分別以帶皮、去皮硬度為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與iad進(jìn)行回歸分析進(jìn)而建立桃果實(shí)成熟度預(yù)測(cè)模型均具有高度可行性。

表7參試果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)與iad值的相關(guān)性分析