基于机器视觉的荞麦剥壳性能参数在线检测方法

针对荞麦剥壳时不能随原料种类变化而适时调整砂盘间隙和转速的问题,提出一种基于机器视觉的荞麦剥壳性能参数在线检测方法,为荞麦剥壳机自适应最优控制提供数据反馈。采集快速滑落的荞麦剥出物图像,使用带二阶拉普拉斯修正项的边缘自适应插值算法对图像插值重建;对重建的浅蓝色背景荞麦剥出物图像N(B-R)灰度变换之后进行背景分割;生成距离骨架图像并对其邻域极大值滤波提取种子点,使用分水岭算法对种子点标记后的距离图像进行粘连分割;采用交互式方法标注已粘连分割的荞麦籽粒,然后使用已标注的荞麦籽粒训练BP神经网络。在线试验中,处理和识别一幅包含897个籽粒的1 824像素×1 368像素图像耗时4. 79 s。未剥壳荞麦、整米和碎米的正确识别率分别为99. 7%、97. 2%和92. 6%。结果表明,本文在线检测方法得到的出米率能够反映荞麦剥壳机组的剥壳性能,可为荞麦剥壳加工的自适应最优控制和智能化提供有效基础数据。     

不同氮肥处理对荞麦干物质积累、农艺性状及产量的影响

为探索陕甘宁黄土高原地区栽培荞麦高产最适施氮量,以甜荞品种——西农9976为试验材料,设置4个氮肥水平,2016年施肥水平为:0 (N0)、45 (N45)、135 (N135)和225kg/hm2(N225);2017年施肥水平为:0(N0)、90(N90)、180(N180)和270kg/hm2(N270),比较不同施氮量下荞麦产量和主要农艺性状,分析叶绿素含量和各器官干物质积累的动态变化规律。试验结果表明,不同氮肥处理均能提高荞麦的株高、一级分枝数、二级分枝数、单株花簇数、千粒重和单株粒数,使其产量显著上升;荞麦主茎叶片的叶绿素含量(SPAD)随施氮量增加先上升后降低;荞麦各器官干物质积累量与施氮量呈正相关,但在苗期和初花期,荞麦各器官干物质积累量随施氮量增加呈抛物线。因此,生产上建议陕甘宁黄土高原地区荞麦生长过程中投入180kg/hm2的氮肥,且注重施氮比例及时期,以此达到最佳的生产效益。     

不同氮肥用量下苦荞灌浆特性及根系形态与充实度变化

以苦荞品种‘晋荞2号’为试验材料,设置不同的氮肥处理,研究了氮肥对苦荞灌浆特性、根系形态、农艺性状、充实度及产量的影响。结果表明:中浓度氮肥处理(MN)对晋荞2号籽粒增重效果最显著;籽粒灌浆过程中的实际百粒重、百粒重理论可能最大值(A)、灌浆起始势(R0)、生长速率为最大时的生长量(Wmax·G)及活跃生长期均以MN处理最高;根系长度、表面积、体积均以MN处理最高,根冠比以低浓度氮肥处理(LN)最高;‘晋荞2号’的农艺性状、充实度及产量各指标基本以LN、MN处理最佳。综上所述,中浓度氮肥处理更利于促进苦荞的灌浆进程,进而提高充实度及产量。本研究为苦荞的高产栽培提供了理论依据和技术支撑。     

辐照对苦荞种子发芽及苗期细胞膜与保护酶活性的影响

利用不同剂量(100~500Gy)的60Coγ射线辐照处理3个苦荞品种的干种子,研究γ射线对苦荞幼苗的性状、膜透性和保护酶活性的生物学效应。结果表明,3个苦荞品种的发芽率、苗高、根长随着辐照剂量的增加逐渐降低,细胞膜透性、丙二醛含量、SOD酶活性和POD酶活性则逐渐增加,但在0~300Gy剂量辐照范围内的晋荞2号和九江苦荞的SOD酶活性呈现增加-降低-增加的趋势。γ射线对不同品种各性状产生的影响程度也不同,3个品种辐照敏感性依次为九江苦荞>西农1号>晋荞2号。     

Genetic diversity of Fagopyrum homotropicum, a wild species related to common buckwheat

Nineteen natural populations of Fagopyrum homotropicum, a self-fertilizing close relative of common buckwheat, from the Yunnan and Sichuan provinces of China were investigated for their chromosome number and allozyme variation at 16 loci of 11 enzymes. Three populations, 'Deqin', 'Zhongdian', and 'Xiancheng', were revealed to be allotetraploid. Judging from allozyme constitution of the tetraploid and their possible progenitors, diploid progenitors are probably the diploid population of F. homotropicum from Lijiang and a natural population of F. esculentum ssp. ancestralis. Diploid populations of F. homotropicum are fixed for a given allele at almost all isozyme loci. Allozyme variation has been maintained in natural populations mainly by fixing different alleles in different populations, as they are highly differentiated among the populations (G_st = 0.969). The position of populations in the phylogenetic tree constructed from genetic distance nearly corresponded with the geographical position of the populations.     

甜荞叶龄模式、叶片生长速度与叶形指数

试验结果表明,甜荞第１ ～１０ 层真叶叶龄模式的回归方程为 Ｙ ＝ ４ ．３３ ＋ ３ ．１４ Ｘ 。叶片长、宽和面积从下至上逐叶增大,第４ 叶最大,往上逐渐减小,顶部叶片最小。叶形指数的变化趋势与叶片大小的变化趋势相反,以顶部叶片最大,第３ 叶最小。３ 叶期为植株体内的转折期     

Characterisation of starch properties and physical characteristics in buckwheat (Fagopyrum esculentum Moench.) mutant lacking accumulation of ‘granule-bound starch synthase a’

The concentration of amylose, which is synthesised using granule-bound starch synthase, affects the physical properties of food. However, no studies have focused on starch properties and physical characteristics of low-amylose buckwheat. Here, we hypothesised that low-amylose buckwheat would be useful to produce new buckwheat products because low-amylose characteristics change the texture of buckwheat food. In this study, we bred relatively low-amylose buckwheat compared to wild type and investigated the causative genes of the traits, starch properties and physical properties of noodles. In the GBSSa mutant, the amylose concentration was lower than that in the wild type. Compared with the wild type, the mutant exhibited the following traits: Amylose concentration decreased by approximately 2%, setback in the Rapid Visco Analyzer decreased by 30 points and the physical characteristics of noodles in the sensory analysis were soft and sticky. These results suggest that this trait may be useful for changing the texture of foods. In addition, the mutant is promising for producing new foods with physical characteristics that are different from those of the wild type.     

不同青贮处理对苦荞麦品质及营养成分的影响

目的：研究不同青贮处理对荞麦秸秆的感官性状及营养品质的影响。方法：将不同比例的玉米面、米糠、糖蜜和玉米秸秆加入荞麦秸秆中混合青贮,从感官、pH值、氨态氮和营养成分等方面进行分析评价。结果：与对照组相比,各处理组均不同程度地改善了青贮品质。从pH值和氨态氮含量来看,30%混合玉米青贮组效果最好;4%米糠组的粗蛋白（5.74%）含量显著高于其他处理组(P<0.05);5%糖蜜组和30%混合玉米青贮组的粗脂肪含量显著低于其他三个处理组(P<0.05)。结论：综合比较感官性状和营养品质,5%糖蜜和4%米糠处理条件下,青贮品质总体效果较好,是荞麦秸秆饲用前处理的可行途径之一。     

晋北地区不同苦荞品种产量和品质研究

为筛选适宜晋北地区种植的高产优质专用苦荞品种和探明产量与营养品质的内在关系,以14个苦荞品种为材料,比较不同苦荞品种农艺性状、产量及主要营养品质的差异。结果表明：产量最高的4个苦荞品种分别为云荞2号、晋苦荞2号、西荞5号和晋苦荞6号,比平均产量分别高25.5%、23.6%、15.3%、12.2%;产量与单株粒数、千粒重、主茎节数和分枝数均呈显著正相关（P<0.05）;产量与淀粉、蛋白质含量呈显著正相关（P<0.05）,与黄酮含量呈不显著负相关（r=-0.227）;产量较高的云荞2号和羊坪早熟荞的品质较差,而蛋白质含量最高和黄酮含量最高的品种产量处于中等偏下水平。综合产量和品质结果,晋苦荞2号产量处于较高水平,蛋白质产量和黄酮产量均处于最高水平,是兼顾高产与优质的适宜在当地推广种植的品种。     

苦荞产区种质资源遗传多样性和遗传结构分析

【目的】了解苦荞产区种质资源遗传多样性和遗传结构,为苦荞资源的有效利用提供参考。【方法】采用相关性分析、主成分分析方法对苦荞8个植株性状进行分析;温室内培养苦荞资源,于3叶期,每个资源选取10株新鲜叶片,采用CTAB方法提取苦荞基因组DNA,结合SSR分子标记方法进行PCR扩增,然后对扩增产物进行电泳检测并照相保存,根据SSR检测位点构建[0,1] 矩阵,最后利用PowerMarker3.25和Structure2.3.4软件对83份苦荞种质资源进行遗传多样性和群体遗传结构分析。【结果】8个植株性状分布较分散,大部分植株性状间呈现显著相关,植株性状的前4个主成分累计贡献率达到85.22%,基本可以显示苦荞种质资源植株性状的相关性关系;不同植株性状间株高和主茎粗变异系数最大,遗传变异最丰富。不同省份的资源表现出不同的遗传多样性,西藏资源的表型遗传多样指数H′ 均值最高,为1.82,其次为四川,遗传多样性指数H′ 均值为1.78;不同省份资源植株性状的遗传多样性存在差异,四川生育期、株高、主茎分枝的遗传多样性指数H′ 最高,陕西叶宽的遗传多样性指数H′ 最高,云南千粒重的遗传多样性指数H′ 最高;植株性状的主成分分析表明相似产区的植株性状具有一定的相关性。13条核心引物共检测出208条清晰的条带,其中200条（96.15%）具有多态性,平均每条引物扩增出的条带数和多态性条带数分别为16个和15.4个;不同引物等位基因变化范围为4-58个,重要的基因频率变化范围为0.02-0.86,多样性指数变化范围为0.38-0.98,多态信息量（PIC）变化范围为0.35-0.98;不同地理来源苦荞种质资源的遗传多样性表明,北方产区亲缘关系较近,西南产区亲缘关系较近,说明不同地理来源的群体类别与产区存在一定的关系;来自陕西群体的等位基因数量最多、基因多样性指数和多态性信息量最高,分别为12.0769、0.8365和0.8265;基于模型的遗传结构分析将苦荞资源划分为3个类群,基于遗传距离的聚类显示苦荞种质资源穿插分布,资源的地理来源地分化不明显,但是同一产区的资源遗传距离较近,资源之间具有一定的产区分化。【结论】苦荞产区种质资源PIC较高,遗传多样性丰富,2大产区具有一定的资源交流和遗传物质交换。