基于外部特征信息的番茄果实质量预测模型

为实现番茄果实质量的预测,提出一种应用计算机视觉技术对番茄果实质量进行自动识别的方法。采用Matlab平台构建算法,利用数学形态运算及图像局部性质运算等构成的识别算法,对番茄样本图像进行预处理,提取番茄图像投影面积、轮廓周长、最大内接圆直径和最小外接圆直径外部特征参数,分别建立番茄果实质量与4个特征参数之间的一元线性、二阶多项式、幂指和多元线性预测模型。试验结果显示：采用多元线性预测模型预测结果最佳,其决定系数为0.926 7, 标准差为4.32; 利用检验样本对预测模型进行验证,预测果实质量与实际果实质量的绝对误差均值为3.260 g, 相对误差均值为1.535%。 研究结果表明,基于计算机视觉技术外部特征信息的番茄果实质量预测方法是可行的。     

基于机器视觉技术的鸡翅质量预测

旨在设计一种基于机器视觉技术对鸡翅质量智能识别的方法,实现对鸡翅质量的预测。运用机器视觉技术采集140根鸡翅的俯视和侧视图像建立图像库,并对库中图像进行灰度化、形态学运算等处理;分别提取鸡翅俯视图和侧视图的面积、轮廓周长、长轴、短轴特征,并采用相机标定方法计算出实际各项特征值,分别建立鸡翅实际质量和样本实际特征值之间的一元线性、幂指数及多元混合预测模型。试验结果显示,采用多元混合预测模型效果最佳,相关系数达到0.971 7,估计误差方差为0.505 5;运用检验数据对该预测模型进行验证,得到预测鸡翅质量与实际鸡翅质量的绝对误差均值为0.265 6 g,相对误差均值为0.57%。试验结果表明,基于机器视觉技术的鸡翅质量预测方法可行,可应用于鸡翅质量分级。     

基于温光和土壤湿度的丹参根生长发育预测模型

【目的】研究丹参根生长发育与温度、光辐射和土壤湿度的关系,建立丹参根生长发育预测模型。【方法】以紫花丹参为试材,通过小区试验测定其主根长、主根最大直径（主根粗）、根鲜质量、根干质量、根粗>3 mm分根数及根含水量;测定丹参生长环境的温度、光辐射和土壤湿度,求出环境影响因子积,分别绘制丹参主根长、主根粗、根鲜质量、根干质量、分根数及根含水量与环境影响因子积的关系曲线,模拟其方程,建立丹参主根长、主根粗、根鲜质量、根干质量、根粗>3 mm分根数及根含水量的预测模型,采用回归估计标准误差(RMSE)对所建模型的预测效果进行检验。【结果】丹参主根长、主根粗、根鲜质量、根干质量、根粗>3 mm分根数及根含水量与环境影响因子积分别呈对数函数、二次多项式函数、二次多项式函数、二次多项式函数、幂函数及对数函数关系,其预测值与实测值之间的RMSE分别为0.778 2 cm,0.510 9 mm,3.925 4 g,2.588 6 g,0.685 0和1.097 0%。【结论】成功建立了基于温光和土壤湿度的丹参根生长发育预测模型,该模型的RMSE较小,预测效果较好,可以较为准确地预测丹参根的生长发育进程。     

美国山核桃主要经济性状的主成分分析及良种选择

应用主成分分析法,由样本相关矩阵出发,对12个美国山核桃Carya illinoensis样本的8个主要经济性状[坚果果形系数、平均坚果质量、坚果壳厚、坚果出仁率、核仁质量、核仁脂肪、蛋白质、单位面积（m2）树冠投影面积产果量]进行分析,以性状的累积方差贡献率达到83.99%为标准,确定了3个反映美国山核桃主要经济性状的主成分及其主成分的函数式,并通过计算样本的重要主成分值,对供试样本进行比较,进而选择综合经济性状优良的样本,其结果与品种的实际表现相符。表明用主成分分析法可以对美国山核桃主要经济性状进行综合评选。     

基于高光谱图像技术的新疆红富士苹果重量预测

以新疆红富士苹果为研究对象,初步探讨应用高光谱图像技术预测其重量的研究方法。首先采用高光谱成像仪采集苹果侧面和赤道面投影图像,提取苹果高光谱图像中前景与背景光谱偏差最大的波长图像（733 nm）,对其图像分割后获得目标区域的面积（像素数）特征。随后,采用不同的特征和建模方法,建立不同的重量预测模型,对比后确定最佳模型。结果表明,采用两个体积特征建立多元线性回归重量预测模型,苹果重量预测值与实际值间相关系数为0.9927,预测均方根误差为4.3393 g。     

不同清洗方式对三七主根重金属及药效成分含量影响

【目的】考察不同清洗方式对三七主根中重金属及药效成分含量的影响,为三七的科学清洗提供依据。【方法】以打磨处理为对照,分别考察超声清洗时间、不同pH值水溶液及不同浓度乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)溶液清洗对三七主根镉(Cd)、砷(As)、铜(Cu)、铅(Pb)的重金属含量,三七皂苷R_1,人参皂苷Rg_1、Rb_1、Re和Rd含量的影响。【结果】三七主根Cd、As、Cu、Pb的平均去除率表现为随超声清洗时间的延长和EDTA-2Na浓度升高而增加,随水溶液pH值升高而降低。与对照相比,不同超声清洗时间、不同pH值水溶液及不同浓度EDTA-2Na清洗方式下重金属去除率分别为14.9%～62.8%、26.0%～54.9%、0.6%～54.4%;三七主根总皂苷损失率则表现为随超声清洗时间延长而增加,随清洗液pH值升高而先减少再增加,随EDTA-2Na浓度升高而无明显变化趋势。与对照相比,经不同超声时间、不同pH值水溶液及不同浓度EDTA-2Na清洗后总皂苷损失率分别为-21.5%～2.2%、-23.7%～1.6%、-15.4%～-9.8%。【结论】在保障三七药材重金属含量符合标准规定条件下应尽量降低超声清洗时间以减少皂苷损失;使用弱酸性水清洗三七可以保证药材重金属不超标的情况下最大限度保留皂苷成分;使用浓度0.05 mol/L EDTA-2Na溶液清洗三七主根在保证重金属清除效果的同时又可节约成本。     

不同光质和透光率对三七种苗生长的影响

[目的]探讨不同颜色农膜生长棚对三七种苗生长的影响,筛选适宜三七种苗生长的不同透光率,为三七健康种苗生产提供理论依据.[方法]采用白色和蓝色两种农膜搭建3种透光率(21.0%、10.0%和5.5%)的三七生长棚,在棚内培育三七种苗至移栽期时,分别测量株高、茎粗、叶片数、主根直径、根长和根数等指标,并计算根、茎、叶的生物量积累及分配.[结果]在白膜生长棚条件下,除叶片数、根长、叶重比和茎重比外,其他指标均随透光率减弱呈先增后减的变化趋势,即在10.0%透光率下,白膜生长棚内的三七种苗株高(12.34 cm)、茎粗(1.48 cm)、主根直径(11.30 cm)、根数(8.40条/株)、各部位生物量及总生物量(0.816 g)、根冠比(2.882)和根重比(0.737)均最高,三七种苗长势最佳.在蓝膜生长棚条件下,除株高、叶片数、主根直径和茎生物量外,茎粗(1.50 cm)、根长(15.36 cm)、根数(10.50条/株)、叶生物量(0.139 g)、根生物量(0.565 g)及总生物量(0.747 g)、根冠比(3.137)和根重比(0.755)等指标均在透光率21.0%下达最大值,三七种苗生长发育较好.透光率为10.0%时,白膜生长棚内三七种苗株高、茎粗、主根直径、根数、各部位生物量及总生物量、根冠比、根重比和茎重比等均高于蓝膜生长棚内三七种苗;透光率为21.0%时,蓝膜生长棚内三七种苗株高、茎粗、叶片数、主根直径、根长、根数、各部位生物量及总生物量、根冠比和根重比等指标均大于白膜生长棚内三七种苗对应值.[结论]白膜生长棚下较适合三七种苗生长的透光率为10.0%,蓝膜生长棚下较适合三七种苗生长的透光率为21.0%,即蓝膜有利于三七种苗在相对高光照环境下的生长和生物量积累.     

三七主根稀土元素指纹特征及产地判别

为探明不同产地三七中稀土元素含量和分布状况，并利用稀土元素对三七产地进行判别，采用ICP-MS对采自广西产区、云南文山产区和云南新扩展产区的44个三七主根中16种稀土元素进行测定，并应用美国环保署（USEPA）的健康风险模型对三七主根稀土健康风险进行评价。结果表明：稀土元素Tm和Lu未检测出，其余14种稀土元素的总含量为0.943~11.911mg·kg^-1，根据人体每日稀土允许摄入量为0.07 mg·kg^-1·d^-1计算，三七主根中稀土元素总含量不会对人体健康产生危害。三七主根中各稀土元素平均含量大小为Ce>La>Nd>Y>Sc>Pr>Sm>Gd>Dy>Er>Yb>Eu>Tb>Ho，总体表现为轻稀土元素相对富集。对14种稀土元素进行单因素方差分析和Duncan′s多重比较表明，三七主根中稀土元素含量在不同产区存在差异，但同种稀土元素在不同产区的丰度变化具有相似性。利用Fisher判别模型对3个三七产区主根判别的正确率分别100%、80.0%、87.5%，平均为86.4%。利用多层感知神经网络模型对三七主根产区判别训练集的正确率为96.6%，检验集的正确率为93.3%。研究表明，三七主根中稀土元素含量在不同产区存在差异，稀土元素可以作为三七产地判别的重要指标。     

三七根部总 RNA 不同提取方法的比较

为探明三七根部总 RNA 的最佳提取方法,获取高质量 RNA,选取三七根部为材料,比较 Tr-izol 试剂法、CTAB 法、改良 Trizol 法和试剂盒法提取三七根部总 RNA 的质量。结果表明：4种方法提取三七根部 RNA 效果不同,其中以改良 Trizol 法提取 RNA 的质量最高,其 RNA 的 OD260／OD280为2．00, OD260／OD230为1．90,28S∶18S 为1．9,RIN 值为7．4,质量浓度为386μg／μL。而另外3种方法易出现样品降解、盐离子残留。结论：改良 Trizol 法适用于三七根部总 RNA 的提取。     

三七主根皂苷组分含量与生态因子的关系

为探究生态因子对三七[Panax notoginseng（Burk.）F.H.Chen]主根皂苷组分的影响，明确影响三七皂苷组分的主导因子，采用相关、逐步回归、通径和决策等分析方法逐层剖析，阐明三七主根皂苷组分含量与生态因子的数量关系。结果表明：三七主根三七皂苷R₁含量与土壤pH、纬度、7月均温呈显著负相关，其中土壤pH、纬度是其主要决定性因子，7月平均温是其主要限制因子；三七主根人参皂苷Rg₁含量主要受1月最低温、7月最高温和纬度的制约，其中以1月最低温影响最大；三七主根人参皂苷Rb₁含量主要受大气湿度和主根钙含量的影响，这两者均为其决定性因子；三七主根总皂苷含量主要受1月最低温、纬度、主根钙含量、主根铜含量的影响。研究表明，三七主根总皂苷含量以及各皂苷组分含量具有明显的地域特征，较高的1月低温、大气湿度、土壤钙含量，较低的纬度、7月平均温是获得三七主根高皂苷含量的关键。     

杉树林下土壤酚类物质对三七的化感作用

【目的】明确杉树林下三七根系生长不良的原因,为林下三七种植过程中土壤的选择提供理论依据。【方法】以杉树林下三七生长正常区域的土壤为对照,测定生长不正常区域的土壤的电导率、pH和酚类化感物质及三七根系生长指标（须根数量、主根长度、鲜重和干重）;采用滤纸片法,研究不同浓度酚类物质（1、5、10、15、20和30 mg/L）对三七根系活力和相对电导率的影响,以及对生菜根系生长的抑制作用。【结果】三七生长不正常区域的土壤显著降低三七的须根数量、主根长度和根系的鲜重与干重（P<0.05,下同）。三七生长不正常区域的土壤pH显著降低,土壤电导率显著升高,对羟基苯甲酸、香草醛、丁香酸、阿魏酸和香草酸含量升高,且能显著抑制化感指示植物生菜根系的生长。相关分析结果显示,三七的须根数量、鲜重和干重均与土壤pH呈显著或极显著（P<0.01,下同）正相关,与土壤电导率呈显著或极显著负相关;土壤中对羟基苯甲酸和香草酸含量与三七的鲜重和干重呈显著负相关。相比CK,当丁香酸、阿魏酸、香草酸及混配的浓度介于5~30 mg/L时,根系活力显著降低,当香草醛、丁香酸和阿魏酸的浓度达15 mg/L时,根系溶液的相对电导率显著升高。【结论】杉树林下土壤pH的降低和酚类化感物质的累积会对三七生长产生不利影响。     

三七种植管理方式对土壤及三七块根砷残留的影响

采用连续跟踪定点监测和室内分析相结合的方法,通过对滇东南三个不同三七种植区域分别对农户分散种植和SOP种植管理方式下三七种植土壤和三七块根As含量进行连续跟踪测定,分析研究了自然种植条件下三七种植管理方式对土壤As残留和三七安全品质的影响。结果表明:土壤砷背景值对三七的安全品质影响较大,在土壤砷背景值较高的区域种植三七,收获后的三七砷平均残留量高于在土壤值较低的区域,经过两年的三七种植管理,三七种植土壤砷含量总体表现为逐年增加的趋势,种植前土壤砷背景值相比,经过两年的三七种植,种植土壤有明显的砷残留现象,不同的管理方式砷残留量有较大的差异,SOP种植管理和农户分散种植管理方式下土壤砷平均残留量分别为7.17 mg/kg和76.38 mg/kg,两者相差10.65倍。总体来看,目前的三七种植状况不容乐观,除自然因素外,三七种植土壤砷的来源还有待对三七种植过程中每个环节及投入品进行深入的研究探讨;而要保障三七产品的安全品质,除了对种植基地的科学选择外,栽培技术的细化改进以及种植监管具有重要的现实意义。     

腈菌唑在三七和土壤中的消解动态与残留分析

腈菌唑(myclobutanil)被认为是防治三七黑斑病和圆斑病等病害应用前景较好的杀菌剂,但其在三七中残留检测和残留消解动态研究尚未见报道。为建立三七中腈菌唑残留检测和残留消解动态的检测方法,利用高效液相色谱-质谱联用技术(HPLC-MS)研究40%腈菌唑可湿性粉剂在三七(Panax notoginseng)根、茎、叶和土壤中的消解动态及喷施前后的皂苷含量变化,并对其可能产生的膳食安全风险进行评估。三七样品经丙酮提取,SPE固相萃取柱净化后,再由BEH-C18色谱柱(2.1 mm×50 mm,1.7μm)分离,以体积比为70∶30的乙腈水溶液为流动相进行洗脱,利用正离子扫描,多反应监测进行定量分析,外标法定量;采用高效液相色谱法测定三七块根中主要皂苷成分的含量。结果表明,建立的三七中腈菌唑残留量检测方法在0.1～5.0 mg/kg水平的平均添加回收率为80.9%～91.9%,相对标准偏差为5.05%～9.3%,腈菌唑检测极限为0.1μg/kg。在大棚内喷施135 g/hm2的腈菌唑时,在三七及土壤中的降解过程均符合一级动力学方程,腈菌唑在三七根、茎、叶和土壤中的降解半衰期分别为6.77 d、6.70 d、6.63 d和6.03 d,其风险商值为9.5×10-5,远小于1,风险较低,处于安全水平;随着生育期的增加,三七根中人参皂苷Rg1、人参皂苷Rb1的含量不断增加。因此,建议我国腈菌唑在三七中的最大残留量值可暂定为0.2 mg/kg,安全间隔期为35 d。研究结果表明腈菌唑对三七使用安全,为腈菌唑在三七上的安全合理使用提供科学依据。     

梧州低海拔林下三七种植试验

[目的]探讨梧州低海拔林下种植三七的可行性,为扩大梧州乃至广西三七种植规模提供理论依据.[方法]采用林下田间栽培法,调查记录梧州低海拔林下三七的出苗、现蕾、开花、病虫害发生率、产量、质量、重金属含量及农药残留量等.[结果]梧州林下三七的出苗率、现蕾率及开花率分别高达96%、88%和90%,发病率及虫害率分别不高于0.57%和0.72%,平均产量为2526 kg/ha,质量指标达到2010年版《中华人民共和国药典》标准要求,重金属限量和农药残留量均符合《药用植物及制剂外经贸绿色行业标准(WM/T 2-2004)》的规定.[结论]梧州低海拔林下种植三七具有可行性,可在广西低海拔地区推广.     

高分1号数据用于云南文山三七种植信息提取

  目的  云南文山三七Panax notoginseng作为经济价值较高的中草药，其产量多少与价格波动之间存在着较紧密的联系，实时准确地掌握三七种植面积，对于当地政府相关管理部门科学指导三七种植规模和确定价格等宏观调控具有重要意义。  方法  以文山州4个三七主产县为研究区域，基于国产16 m分辨率的高分1号（GF-1）开源影像，根据三七的生长环境特点对专家决策树模型进行改进，并通过决策树分类法提取三七的荫棚图斑。在对三七荫棚识别可靠度和面积提取精度评价中，采用了谷歌影像代替实地调绘和以目视解译结果作为图斑面积基准的方法。  结果  决策树分类成果和目视解译提取的图斑判定正确率分别为87%和99%；专家决策树分类提取的成果整体面积精度为80%。  结论  与传统基于高分辨率商业影像采用目视解译的人工勾绘图斑方法相比，基于GF-1影像的三七面积提取所采用的方法能够在保证一定精度的条件下，以较快速度开展文山三七种植资源的调查，为当地特色农产品种植的科学监管与价值估算提供基础数据与有效技术支持。     

氮、钾配施对田七种苗质量及氮、钾吸收的影响

[目的]明确N、K配施对田七种苗生长发育及营养状况的影响。[方法]采用随机区组设计方法布置田间试验,凯氏定氮法测全N,火焰光度计法测全K。[结果]田七种苗干物质的积累来看,所有处理配方对田七种苗干重的影响没有显著差异,其总体表现为T2〉T3〉T5〉T4≥T1;主根鲜重的表现为T3〉T4〉T2〉T5〉T1,其中T3、T4、T2与对照组之间存在显著差异;全株N吸收量为T3〉T2〉T4〉T5〉T1,其中T3水平与对照组之间差异性显著,N吸收量提高了36.19%;全株K吸收量为T2〉T3〉T4〉T5〉T1,其中T2和T3水平与对照组之间差异性显著,其K吸收量分别提高38.78%和37.42%。[结论]N、K合理配施不仅能够提高田七种苗的质量,而且也有利于田七种苗对N、K等矿质营养的吸收利用。     

文山三七中As分配规律及其对皂苷和黄酮含量的影响

[目的]探讨文山三七中As分配规律及其对皂苷和黄酮含量的影响.[方法]通过野外大田调查和室内分析相结合的方法研究云南文山三七主要种植区不同年份三七（二年生和三年生）不同部位（主根、须根、剪口）As分配规律,探讨As元素对三七主要药效成分黄酮和皂苷含量的影响.[结果]砷含量在三七各部位分布依次为：须根＞剪口＞主根.三七须根中As含量最高,为0.31 ～ 0.33mg/kg.3年生三七须根和主根的砷含量较2年生高.三七中黄酮含量为3.45 ～ 11.10 mg/g,2年生三七黄酮含量大于3年生三七.三七须根中黄酮含量与须根中As含量呈显著的负相关关系.总皂苷和单体皂苷含量在剪口和主根中较高,三七总皂苷含量为4.08％ ～13.51％,人参皂苷占总皂苷的90.53％～97.79％.3年生三七的总皂苷和单体皂苷含量大于2年生三七.须根中三七皂苷R1含量与须根中As含量呈显著的正相关关系;剪口中总皂苷含量、Rg1含量和Rb1含量均与剪口中As含量呈显著的负相关关系.[结论]因此,三七As含量对药效成分的影响与不同部位和不同皂苷类型有关,As能导致须根中皂苷含量的累积,须根中黄酮和剪口中皂苷含量的下降.     

不同生长年限三七中总皂苷含量的变化特征

[目的]研究不同生长产地、生长年限三七的不同部位(根、茎、叶)中三七总皂苷的变化规律,从而分析产地和生长年限对三七总皂苷的影响。[方法]采用紫外分光光度法测定三七药材中三七总皂苷的含量,测定波长为560 nm。[结果]虽然三七的根、茎、叶中的总皂苷的百分含量不同,但随着生长年限的增长都有一定量的增加。其中根部的总皂苷含量增加最为明显,平均每年增加量为46.5%,并在生长年限为2年时出现较大的波动性,茎部和叶内的总皂苷含量虽然都有所增加但增加的量不如根部明显,平均每年增加量分别为23.9%和33.9%,其中一年生三七的叶中总皂苷的含量有较大的波动性;三七根部的总皂苷含量是根、茎、叶3个部位中最高的。[结论]不同生长年限的三七和三七不同部位中三七总皂苷的含量存在明显差异。     

普洱茶三七口服液的研制*

 以普洱茶和三七皂甙为主要原料,对普洱茶浸提液的澄清工艺进行研究,通过研究澄清剂的不同添加量、茶汤pH、茶汤温度、静置时间,测其透光率,选择出最适的澄清工艺条件;通过配方筛选选择出最佳配方;并对普洱茶三七口服液进行稳定性实验和对其质量指标进行研究。结果表明：每升普洱茶三七口服液中加入4 g三七皂甙、20 g普洱茶、9.45 mL/50mL的蜂蜜、0.05％Vc, 经115℃ 20 min灭菌处理,其感官品质最佳;普洱茶三七口服液在37-40℃,相对湿度为75%的条件下保存90 d,其感官指标、理化指标符合产品的质量标准,微生物指标符合产品的卫生标准,推测普洱茶三七口服液在常温下保质期达2年。该研究结果为普洱茶多元化开发提供了新途径     

基于光场相机的大豆冠层叶面积无损测量方法研究

大豆上、中、下冠层叶面积分布是大豆植株株型状况评价、产量预测的重要依据,而传统上、中、下冠层叶面积测量方法采用大田切片法,该方法过程繁琐,且会对叶片造成伤害。针对这一问题,引入光场相机重聚焦技术分别得到聚焦在上、中、下叶片的重聚焦图像,通过图像处理技术提取聚焦平面的叶片,去掉离焦平面的叶片,分别得到上、中、下层的投影面积。选用开花期103盆宏秋品种大豆植株作为校正集,根据光场相机的标定计算各冠层叶片的校正系数,获得修正后的各冠层叶片投影面积。建立大豆植株各冠层投影面积和真实叶面积的回归模型,并选20盆作为预测集来验证各回归模型。研究发现:上层叶面积模型的决定系数为0.945,预测集的最大误差为4.48%,均方根误差为4.376;中层叶面积模型的决定系数为0.796,预测集的最大误差为13.62%,均方根误差为7.273;下层叶面积模型的决定系数为0.914,预测集的最大误差为8.63%,均方根误差为1.529。上层和下层叶面积测量模型相关性高,由于上层叶片的遮挡,中层叶面积模型相关性略低。