草莓果振动损伤的预测模型

利用自制的振动试验台模拟运输环境，对草莓果实机械损伤进行较系统的研究。通过多因素组合试验，摸清了振动强度、包装材料、包装方式及成熟度对果实损伤的影响规律；通过非线性回归分析，建立了果实振动损伤的数学模型，其理论值与实测值具有很好的一致性；通过验证试验，探讨了利用修正回归模型预测草莓果实在相同条件下实际运输损伤值的可行性。     

草莓果实冲击损伤规律的研究

利用自制的冲击试验台，对草莓果实由碰撞引起的机械损伤和耐贮特性的变化规律进行较系统的研究。通过多因素组合试验，摸清了下落高度、冲击表面、成熟度、包装材料、包装方式对果实损伤的影响规律；通过回归分析，建立了果实冲击损伤的数学预测模型，其理论值与实测值具有很好的一致性。最后分析了果实在耐冲击高度范围内下落时碰撞对果实耐贮性的影响。     

基于模拟运输条件的梨果实包装振动损伤研究

运输振动是导致果品机械损伤的重要原因之一,而包装形式与缓冲衬垫性能是影响果品运输机械损伤的最关键因素。该文根据等效加速试验原理,模拟实际公路运输工况,试验研究不同缓冲衬垫对箱装水晶梨运输振动损伤保护的影响。结果表明,不同的包装方式对于梨果实损伤的保护作用不同,瓦楞纸板衬垫与隔挡可以使梨果实损伤率减小15%～25%,瓦楞纸板衬垫、隔挡以及网罩的联合包装形式可以使梨果实的损伤率减小35%～45%。包装箱所处堆码层数对梨果实的振动损伤有重要影响,最上层梨果实的损伤最大,最下层梨果实的损伤次之,中间层梨果实的损伤最小。在同一包装箱内,最上层梨果实损伤最大,中间两层次之,最下层最小。     

基于疲劳损伤理论的果品振动损伤模型表征

疲劳振动是导致果品运输机械损伤的主要原因之一。基于Palmgren-Miner理论,结合果品振动损伤特征与外界振动激励的相关性,提出果品振动疲劳累积损伤模型与模型参数确定方法。以梨果实为研究对象,进行多种工况下的疲劳损伤振动与临界疲劳损伤振动试验,获得了水晶梨的振动疲劳常数;同时依据梨果实分级标准中的优等品损伤面积临界值,得出梨果实损伤激励加速度阈值,试验结果与理论分析吻合性高。研究结果为进一步认识果品振动疲劳损伤机理、进行果品振动缓冲包装提供了技术基础。     

用于草莓收获机器人的果实定位和果柄检测方法

介绍了一种用于草莓收获机器人的果实定位和果柄检测方法。利用基于OHTA颜色空间的图像分割方法从背景中分割草莓通过计算二值化草莓blob的惯性主轴来判断草莓的姿态,根据草莓的成熟度实现了果实的选择性采摘。试验证明这种方法的平均判别速度为1 s,果柄误判率为7%,在采摘过程中仅对5%的果实造成损伤,满足草莓机器人的收获速度和精度要求。     

模拟3自由度振动条件下水果运输振动加速度传递率及损伤研究

为探寻水果卡车运输的振动及损伤，通过模拟3自由度振动试验，研究了梨塑料箱盛装时包装箱在各方向振动的加速度传递率，分析了振动频率对梨损伤的影响，探讨了梨在一定频率下振动至失去商品性时的振动次数与振动积累加速度的关系。试验结果表明，在一定振动频率范围内，越是上层塑料箱，其在各方向振动的加速度传递率越大，顶层塑料箱在左右、前后方向振动的加速度传递率远大于上下方向的；在相同加速度条件下，振动频率越小梨越容易产生损伤；在确定的振动频率下，梨振动至失去商品性时的振动次数N，与振动积累加速度g₀存     

贮藏和振动对草莓组织的损伤研究

本文运用电子显微技术研究了贮藏和模拟运输振动后草莓微观组织的变化。观察结果表明:贮藏和振动下细胞器的损伤演变顺序不同。改变振动加速度、频率、振动时间和CO₂/O₂的浓度,在草莓的不同部位产生不同形式的损伤。     

基于电子果实技术的机械振动采收过程果实运动分析

为改善现有收获设备的采收性能,降低伤果率,提高采摘率,必须对果实采收设备引起的果实运动情况进行准确评估,以确定导致果实损伤的主要阶段和关键因素.该文建立和分析了果实—树体的动力学模型,通过试验和计算验证了果实脱落的理论条件是果实所受法向惯性力要大于果柄与果实间的结合力,并设计了一种扁球型电子果实(orange impact recording sensor,OIRS),利用它检测记录三维激振采收系统在收获砂糖桔时所产生的机械冲击,对该系统引起的果实运动进行分析.在野外振动采收试验记录的数据中,电子果实记录到振动阶段的最大机械冲击加速度均值为217g,平均冲击加速度达到123g;而下落阶段的最大机械冲击加速度均值为155g,平均冲击加速度仅为76g.结果表明:在振动阶段果实损伤的可能性更高,可通过调整采收机的工作参数,降低潜在的伤果风险;而下落阶段果实与地面接触时产生的较高冲击也会导致果实损伤,收获设备表面可铺设缓冲减震材料,以此降低果实的坠落损伤.研究结果表明利用电子果实能够有效检测三维激振采收系统在果实收获过程中所产生的机械冲击,用于机器系统的伤果评估.     

不同强度的运输振动对黄花梨的机械损伤及贮藏品质的影响

为了研究运输过程中不同强度的振动对黄花梨的机械损伤及储藏品质的影响,检测和比较了运输过程中卡车前后不同位置的振动情况以及对应位置装载的黄花梨的机械损伤情况,并对黄花梨运输后室温（23℃）储藏过程中硬度,果胶酶活性和果胶物质含量进行了检测。结果表明,车厢后部的振动加速度为1.91 m/s^2,显著高于车厢前部的振动加速度1.62 m/s^2（p〈0.05）。这导致了在车厢后部装载的梨的平均损伤个数和损伤表面积显著高于车厢前部（p〈0.05）;车厢后部装载的梨的果胶甲酯酶（PE）,多聚半乳糖醛酸酶（PG）活性较高,导致了与硬度有关的细胞壁果胶成分快速降低,引起了黄花梨果实的较快软化,说明较强的运输振动不但造成黄花梨严重的机械损伤,还影响运输结束后黄花梨的储藏品质。     

不同等级道路运输振动对哈密瓜品质的影响

为探究不同等级道路运输的振动对哈密瓜品质的影响机理,以避免哈密瓜在运输过程中受不同等级道路运输振动的影响而导致其贮藏期间品质下降,试验通过建立半挂车在公路上运输的模拟振动台,比较高速公路、一级公路、二级公路以及三级公路的模拟运输振动对哈密瓜活性氧代谢和膜脂氧化的影响。试验模拟了半挂车在4种公路上运输15 h的运输振动环境,比较经不同道路振动处理与未经振动处理的哈密瓜在室温(23℃)贮藏期间(28 d)呼吸速率,硬度,相对电导率,脂氧合酶活性(1ipoxygenase,LOX),丙二醛(malondialdehyde,MDA),活性氧成分(reactive oxygen species,ROS)的变化情况。研究结果表明:室温贮藏28 d时,不同等级道路振动后的哈密瓜的呼吸速率显著高于未处理对照组(P0.05),显然运输振动加快果实软化,加速细胞膜脂氧化,促进了LOX的活性,加快自由基反应进程,使ROS的含量不断增加,产生更多的MDA,损伤细胞膜,从而使相对电导率上升。其中,三级公路及二级公路较高速公路和一级公路的模拟运输振动对哈密瓜品质的影响更为显著(P0.05),而三级公路模拟运输振动处理哈密瓜的ROS含量较其他等级公路的更为显著(P0.05)。说明哈密瓜的品质受运输振动影响的大小为:三级公路二级公路一级公路高速公路,研究结果为寻找降低运输振动对哈密瓜品质影响方法的建立提供理论基础。     

川西高原错季草莓种植的适宜度分析

基于1986−2015年川西高原48个气象观测站点逐日气象数据，结合草莓的生物学特性和2018年分播期试验观测结果，根据气候生态适宜度理论和模糊数学方法，建立气温、水分以及综合适宜度评价模型，对川西高原草莓生长的逐旬适宜度进行分析，确定适宜草莓生长的时间段，并分析草莓各生育期的生长适宜度，利用综合打分的方法完成草莓综合适宜种植区的区划，以探究川西高原气候条件错季大规模种植草莓的可行性。结果表明：（1）川西高原错季草莓生长气温较适宜期集中在4−10月，同期水分适宜度及综合适宜度均达到次适宜水平及以上，能够满足草莓种植的基本需求，同时也满足草莓鲜果在夏季错季上市的时令需求。（2）川西高原错季草莓的适宜种植区主要集中在凉山州的甘洛、越西、冕宁、喜德、西昌、布施、普格、宁南等地；次适宜区主要覆盖凉山州东部和中西部等海拔3000m以下地区，以及阿坝州中南部和甘孜州东部等海拔2000−5000m地区，并从中部向西侧的高海拔地区呈带状延伸；而石渠、色达、红原、若尔盖等高纬度地区和巴塘、理塘、得荣、乡城、稻城等高海拔地区则不适宜错季草莓的种植。因此，在适宜播期和覆膜等农业技术措施的补充下，川西高原大部分地区的气候条件适宜进行错季草莓的种植栽培。     

应用计算机视觉技术对梨碰压伤的检测

应用计算机视觉技术对梨的碰压伤进行了检测,提出通过区域标记技术区别多处碰压伤。为提高碰压伤面积的测量精度,根据梨的外形及碰压伤的特征,建立了碰压伤面积测量的数学模型。实验表明,本方法能够准确地检测梨的多处碰压伤,大部分测量相对误差可控制在１０％内。     

Kinetic study of anthocyanins, vitamin C, and antioxidant capacity in strawberry juices treated by high-intensity pulsed electric fields

A kinetic study of anthocyanins, vitamin C, and antioxidant capacity was carried out in strawberry juice treated with high-intensity pulsed electric fields. Samples were subjected to electric field strengths from 20 to 35 kV/cm for up to 2000 mus applying 1 mus bipolar pulses at 232 Hz. The suitability of simple first-order kinetics and an empirical model based on Weibull distribution function to describe changes in experimental data are discussed. In addition, different secondary models relating the antioxidant property retention to the electric field strength and treatment time are given. The Weibull kinetic model was the most accurate ( R (2) adj >or= 0.727) to predict anthocyanins, vitamin C, and antioxidant capacity changes in strawberry juice through the HIPEF treatment time. The combined effect of treatment time and electric field strength on health-related compounds of strawberry juice was successfully predicted (R(2) adj >or= 0.874) through secondary expressions. The proposed models are useful to predict the variation of the antioxidant potential of strawberry juice with the key parameters involved in HIPEF treatments.     

Biosynthesis of trans-2-hexenal in response to wounding in strawberry fruit

Wounded strawberry fruit produces a diverse group of volatile compounds including aldehydes, alcohols, and esters derived from the lipoxygenase (LOX) and hydroperoxide lyase (HPL) pathways. Because the wound volatiles may play an important role in plant-fungal interaction, the goal of this study was to develop a greater understanding about the biosynthesis of the major wound volatile, trans-2-hexenal (t-2-H), produced by strawberry fruit upon wounding. To that end, composition and quantity of total and free fatty acids of control and wounded strawberry fruit were analyzed. In addition, activities of the key enzymes, LOX and HPL, and production of C6 aldehydes were determined. Intact strawberry fruit did not produce detectable t-2-H which is derived from alpha-linolenic acid (18:3). However, in response to wounding by bruising, strawberry fruit emitted t-2-H and its precursor cis-3-hexenal (c-3-H). The level of total lipid 18:3 in the fruit increased 2-fold in response to wounding, whereas free 18:3 declined slightly ( approximately 30%). At 10 min following wounding, fruit exhibited a 25% increase in LOX activity, which leads to the production of 13-hydroperoxyoctadecatrienoic acid (13-HPOT) from 18:3. The activity of HPL, which catalyzes formation of cis-3-hexenal from 13-HPOT, increased 2-fold by 10 min after wounding. Thus, during a 15 min period after wounding, free 18:3 substrate availability and the activity of two key enzymes, LOX and HPL, changed in a manner consistent with increased c-3-H and t-2-H biosynthesis.     

苗期低温胁迫对“红颜”草莓叶绿素含量及冠层高光谱的影响

2020年9月−2021年1月以“红颜”（Fragaria×ananassa Duch “Benihope”）草莓为试材，在南京信息工程大学开展低温环境控制试验。设置21℃（日最高气温）/11℃（日最低气温）、18℃/8℃、15℃/5℃和12℃/2℃共4个低温处理，持续时间设置3d、6d、9d、12d共4个水平，以25℃/15℃为对照（CK）。测定草莓叶片叶绿素含量以及冠层高光谱反射率，研究低温胁迫对草莓叶绿素含量及冠层反射光谱的影响，筛选出叶绿素含量估算模型的敏感波段与特征参数。结果表明：（1）同一低温条件下，草莓叶片叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素(a+b)等参数随着胁迫天数的延长而减少；同一胁迫天数下，温度越低其含量越低，即低温胁迫程度越大叶绿素含量下降幅度也越大。（2）不同温度同一胁迫天数处理草莓苗期冠层光谱反射率变化规律大致相同。在可见光区域草莓冠层反射光谱曲线均存在绿峰和红谷，在近红外反射平台随着温度降低，光谱反射率数值逐渐增大，即反射平台逐渐增高。（3）草莓冠层一阶微分光谱曲线变化较剧烈，有明显波峰和波谷，在红边范围内偶有双峰现象。随着低温胁迫程度的加深，一阶微分光谱最高峰的值越高，草莓冠层光谱的近红外反射率升高，红边位置蓝移，之后该峰值逐渐降低，红边位置红移。（4）草莓叶绿素(a+b)含量与冠层原始光谱反射率的相关系数均呈负相关，与原始光谱的近红外波段反射率的相关性明显高于可见光波段。叶绿素(a+b)含量与原始光谱反射率相关性较好，均达到显著水平，其中737nm波段相关系数达到最大，因此可以用其作为敏感波段对叶绿素含量进行预测。叶绿素(a+b)含量与植被指数中的DVI、MSAVI、PVI、RDVI、SAVI和TSAVI的相关性达极显著水平，可以选其作为特征参数对叶绿素含量进行预测。     

玉米秸秆振动压缩过程的应力松弛试验

中国玉米秸秆资源非常丰富,由于本身松散、密度低的特点,其贮运成本较高,压缩致密是解决这一问题的最有效方法。在压缩过程中,玉米秸秆表现出的流变特性造成能耗高、压缩设备关键部件磨损严重以及生产率较低的问题,是制约其推广应用的主要瓶颈。针对这些问题,该文将振动引入玉米秸秆的压缩过程中,在自行设计的振动压缩试验系统上进行了揉碎后的玉米秸秆叠加振动与不加振动压缩应力松弛的试验研究,利用MATLAB软件的2阶指数方程对试验数据进行拟合,得到玉米秸秆振动压缩过程的2阶Maxwell应力松弛流变模型参数,其拟合度均大于0.9。基于流变模型,对应力松弛速率、应力松弛时间参数进行了分析,其结果为：压缩过程叠加振动,能够提高应力松弛速率、降低应力松弛时间以及成型块内部的残余应力,从而可降低再次压缩的压缩阻力、提高产品质量以及生产率,为解决现有成型设备高能耗低效率等问题提供了新的途径。     

Assessment of strawberry aroma through solid-phase microextraction-gas chromatography and artificial neuron network methods. Variety classification versus growing years

In a previous work, the SPME-GC-MS method (chemical analysis) coupled with KSOM-ANN treatment of the results (statistical algorithm) has proved to be efficient to classify 70 strawberry samples harvested in the same year, through the 17 varieties to which they belonged, in a two-dimensional map. As an extension, the present study confirms that these results were not dependent on the year of strawberry production and discusses what effects were observed between results obtained in different years. Samples of different strawberry varieties were harvested during the three campaigns of 2000, 2001, and 2002 and analyzed independently. The chemical data matrix obtained in each case allowed the verification of the proposal that the same discriminative effect could be obtained independently of the year of production by using maps of different sizes. Therefore, 30 measures obtained from samples of 9 varieties in 2000, 54 measures from 13 varieties in 2001, and 80 measures from 20 varieties in 2002 were correctly classified by using 20, 35, and 56 hexagon maps, respectively. In a second analysis based on the 2002 production, the chemical differences between variety aromatic features were noted through the increasing size of the map used. Finally, results relative to 7 varieties cultivated in 2001 and 2002 and stored under exactly the same conditions were computed together for elaborating a single map. An interesting effect of double classification according to the year and the varieties was observed.