【摘 要】
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晋虞1号桃,又名红不软,熟颜色诱人、口感丰富、VC含量高,是夏季人们购买频率较高的水果之一。该品种是芽变品种,抗逆性强、耐瘠薄、无特殊病虫害,因此在不同海拔地域种植广泛。除了种植优势外,该品种着色较早,七月初挂红晕;果实质地坚硬,室温一般可储藏20天左右;市场销售期长,可从七月中旬延长至九月初。本文聚焦山西省内不同产区的晋虞1号桃,对其内部品质进行实验研究。主要研究内容以及主要结论:(1)利用多个
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晋虞1号桃,又名红不软,熟颜色诱人、口感丰富、VC含量高,是夏季人们购买频率较高的水果之一。该品种是芽变品种,抗逆性强、耐瘠薄、无特殊病虫害,因此在不同海拔地域种植广泛。除了种植优势外,该品种着色较早,七月初挂红晕;果实质地坚硬,室温一般可储藏20天左右;市场销售期长,可从七月中旬延长至九月初。本文聚焦山西省内不同产区的晋虞1号桃,对其内部品质进行实验研究。主要研究内容以及主要结论:(1)利用多个产地的晋虞1号桃样本建立通用模型,提高对晋虞1号桃SSC含量的预测精度。利用Savitzky-Golay多项式卷积平滑(Savitzkye-Golay Smothing)结合多元散射校正(Multivariate scattering correction,MSC)预处理的光谱数据,进行蒙特卡罗无信息变量消除(MC-UVE)结合连续投影算法(SPA)算法对数据降维,最终优选到17个变量进行单一产地以及混合2个、3个产地的校正集作为建模输入量分别建立偏最小二乘(PLS)、极限学习机(ELM)模型并进行比较分析,发现基于混合3产地的PLS模型预测精度最高,预测相关系数最高为0.949和预测均方根误差最小为0.652°Brix。(2)利用LB10T型手持糖度计,其可溶性固形物含量(SSC)范围值0-80%,对太谷县采摘的100个晋虞1号桃样本向阳面和背阴面的SSC值进行统计分析,发现100样本中向阳面的SSC浓度的最大值、最小值和均值分别为15.47°Brix、9.2°Brix、11.25°Brix均大于背阴面13.07°Brix、8.5°Brix、10.68°Brix,且其中84个样本的向阳面SSC均值高于背阴面。(3)利用蒙特卡罗采样(MCCV)异常值检测法对100个晋虞1号桃样本(包含200条样本)进行异常样本的剔除,实验设定均值阈值为6,方差阈值为1.5将超出阈值范围的第1号、18号、60号、97号、98号、99号、100号、110号、111号、112号样本剔除出光谱矩阵。(4)实验比较了几种常用的光谱预处理方法,包括多元散射校正、不同点卷积平滑滤波、标准正态变量变换(Standard normal variate transformation,SNV)、一阶和二阶微分(1-Der和2-Der)、中值校正(MF)等对原始光谱进行预处理,并利用PLS评估不同光谱预处理数据的性能优劣,最终选定Savitzkye-Golay(3点)卷积平滑预处理效果最佳,校正集相关系数(Rc)和均方根误差(RMSEC)分别为0.9147,1.6615;预测集相关系数(Rp)和均方根误差(RMSEP)分别为0.8891,1.5689。(5)利用竞争性自适应重加权算法(CARS)和随机蛙跳算发(RF)提取的特征波长以及全波段光谱分别建立了PLS的局部位置模型,平均光谱模型和全局位置模型对桃样本的SSC进行定量预测。结果表明基于特征波长的PLS模型的预测精度均高于全波段建模。且RF-PLS局部位置模型预测性能最优,向阳面和背阴面校正集的Rc分别为0.9683,0.9566,预测集的Rp和PMSEP值分别为向阳面0.9564和0.7043;背阴面0.9528和0.7965。利用500-750nm和1400-2200nm的光谱数据进行桃样本表皮特征分类,分别建立了SPA-PLS和SPA-LS-SVM判别模型,得出最优的模型分类方法为基于500-750nm波段所建的SPA-LS-SVM模型,该模型的总体判别准确率为96.11%。为提高晋虞1号桃SSC的预测精度,综合上述局部位置模型和表皮特征分类模型的模型效果,编制了30个未知的太谷县晋虞1号桃样本作为独立验证集建立了桃样本SSC预测补偿模型。取得了较满意的效果,该补偿模型的相关系数为0.9532,预测均方根误差为0.7256°Brix。
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