基于Fisher判别分析可分性信息融合的马铃薯VC含量高光谱检测方法

为提高马铃薯VC含量检测结果的准确性和可靠性,提出一种基于Fisher判别分析（Fisher?discriminant?analysis,FDA）可分性数据融合的检测模型输入变量构建方法。首先,利用高光谱成像技术采集200个马铃薯的高光谱信息,通过对比6种预处理方法和原始数据的建模结果,确定多元散射校正为光谱数据的预处理方法;其次,采用竞争性自适应重加权采样（competitive?adaptive?reweighted?sampling,CARS）、连续投影算法（successive?projections?algorithm,SPA）及CARS-SPA组合算法3种方法提取相应特征波长,通过对比分析最终确定34个有效特征波长;然后,将有效特征波长进行FDA可分性数据融合,根据融合的新变量对样本间差异性判别能力的大小进行筛选,确定构建检测模型的输入变量;最后,分别对FDA融合前后筛选的变量建立偏最小二乘模型和反向传播神经网络（back?propagation?neural?network,BPNN）模型,并对检测结果进行对比分析。结果表明,将CARS算法提取的34个特征波长进行FDA融...     

基于流形模糊聚类算法的高光谱图像猪肉品质分类研究

目的以基于高光谱图像技术的冷鲜肉、解冻肉和变质肉的分类为研究对象,针对特征维数过高的问题,构建了一种基于流形模糊聚类算法的分类模型。方法首先采用二维Gabor小波变换分别提取反应猪肉滴水损失、p H、颜色三种品质指标的14个特征波长下图像的8个纹理特征,组成一个112维的特征变量作为猪肉品质的特征;然后采用基于等距映射降维的模糊C均值聚类算法来构建猪肉品质分类模型。结果通过猪肉品质分类实验得出,二维Gabor小波变换能较好地提取猪肉的纹理特征;与传统模糊C均值聚类算法相比,基于等距映射降维的模糊C均值聚类算法能较好地解决高维样本聚类问题,能准确地区分冷鲜肉、解冻肉和变质肉。结论高光谱图像技术可应用于对猪肉品质分类。     

基于高光谱成像的马铃薯环腐病无损检测

为探讨高光谱成像技术无损检测马铃薯环腐病的可行性,采用反射高光谱（980～1 650 nm）成像技术,以120 个马铃薯样本（合格60 个,环腐60 个）为研究对象,对比多元散射校正、标准正态变换、卷积＋一阶导数等对建模的影响,优选出多元散射校正的光谱预处理方法;然后基于偏最小二乘回归系数法提取9 个特征波长（993、1 005、1 009、1 031、1 112、1 162、1 165、1 225、1 636 nm）,建立特征波长下马铃薯环腐病的2 类线性判别分析（linear discriminant analysis,LDA）模型和4 类支持向量机（support vector machine,SVM）模型,即Fisher-LDA、马氏距离-LDA、线性核SVM、径向基核SVM、多项式核SVM和S型核SVM。结果表明,LDA模型中马氏距离法最优,SVM模型中S型核SVM最优,LDA模型整体优于SVM模型,最终确定基于马氏距离LDA的马铃薯环腐病判别模型为最佳模型,校正集、验证集识别率分别为100%和93.33%。实验结果表明高光谱无损检测马铃薯环腐病具有可行性。     

基于高光谱技术的马铃薯外部品质检测

为了快速无损检测马铃薯外部品质,研究采用高光谱成像技术对马铃薯外部品质分级。选取合格、发芽、绿皮、孔洞4种马铃薯外部特征,获取光谱数据,采用不同预处理方法对光谱数据进行处理,并分别建立偏最小二乘判别模型,结果显示采用标准正态变量变换法(SNV)获得的模型效果最优。对预处理后的光谱数据利用连续投影算法(SPA)及加权权重法(WWM)分别优选出了13个和9个特征波段,对两种不同方法得出的特征波段分别建立了支持向量机判别模型,结果显示两种方法对预测集的判别准确率均达到了100%,WWM-SVM判别模型对校正集的交叉验证率为99.5%,高于SPA-SVM判别模型的交叉验证率。利用高光谱成像技术结合SPA-SVM和WWM-SVM对马铃薯外部品质进行分级具有可行性。     

半透射高光谱多指标同时检测马铃薯内外部缺陷

目的应用半透射高光谱成像技术结合支持向量机(support vector machine,SVM)模型实现马铃薯内外部缺陷多指标同时检测。方法采集310个马铃薯样本半透射高光谱图像,并分别采用标准正态变量变换(standard normalized variate,SNV)、归一化(normalize)和平滑处理(smoothing)对光谱信息进行预处理。进一步采用竞争性自适应重加权算法结合无信息变量消除法(competitive adaptive reweighed sampling algorithm,uninformative variable elimination,CARS-UVE)进行特征波长选择,提高模型识别率。结果原始光谱信息经归一化预处理和竞争性自适应重加权算法结合无信息变量消除法(CARS-UVE)降维后所建的支持向量机(SVM)模型识别结果最优,该方法对合格、绿皮和黑心马铃薯样本预测结果分别为90.7%、88.9%、95.7%,混合识别率为91.3%。结论采用半透射高光谱成像技术结合CARS-UVE方法所建SVM模型能够实现马铃薯内外部缺陷多指标同时检测。     

基于顶空气相离子迁移谱的干腐病马铃薯挥发性成分分析

以健康和不同腐败程度(轻度干腐病、中度干腐病、重度干腐病)马铃薯样品为研究对象,基于顶空气相离子迁移谱(headspace-gas chromatography-ion mobility spectrometry,HS-GC-IMS)技术对不同病害程度马铃薯中挥发性成分进行鉴别分析.结果表明,不同腐败程度的马铃薯共检测...     

基于近红外光谱技术的马铃薯全粉蛋白质无损检测

为了探索一种简捷、高效、快速、无损的马铃薯全粉品质的检测方法,近红外光谱技术被应用到马铃薯全粉蛋白质的无损检测研究中。以120个经过真空微波冷冻干燥技术处理的不同品种马铃薯为样品,进行光谱采集及相应的化学值测定,采用多元散射校正和SavitzkyGolay卷积平滑对1200~2400 nm波段范围内的原始光谱进行预处理,选取最优的预处理方法;运用主成分回归分析法与偏最小二乘回归系数分别选择特征波长,并根据蛋白质基团的特征光谱区间选取特征波段,建立全波段、特征波段和特征波长下的主成分回归和偏最小二乘蛋白质预测模型。结果为:经过多元散射校正处理后的光谱建模效果最好,且运用偏最小二乘回归系数选择特征波长建立的马铃薯全粉蛋白质校正和验证模型的相关系数和均方根误差分别为0.9693、0.2937和0.9779、0.3304,优于全波段和特征波段建立的模型。研究表明,采用近红外光谱技术对马铃薯全粉蛋白质的无损检测是可行的。     

冷鲜羊肉冷藏时间和水分含量的高光谱无损检测

利用可见-近红外高光谱成像技术对冷鲜羊肉的冷藏时间和水分含量进行无损检测。通过波长400～1 000 nm可见-近红外高光谱系统采集160 个羊肉样本光谱信息,优选主成分-14-线性判别法对原始光谱建立羊肉冷藏时间的判别模型,校正集对羊肉冷藏时间的判别率为99.17%,预测集为100%,模型可较好地判别羊肉的冷藏时间。其次,针对羊肉冷藏过程中水分含量的变化,优选最佳预处理方法并运用偏最小二乘回归（partial leastsquares regression,PLSR）法建立水分含量预测模型;结果表明,经过Savitzky-Golay卷积平滑预处理的PLSR模型对水分含量的建模效果最优,校正集和预测集相关系数分别为0.888和0.784,交互验证均方根误差为0.696。研究表明,采用可见-近红外高光谱成像技术对冷鲜羊肉冷藏时间的判别和冷藏过程中羊肉水分含量的快速预测是可行的。     

基于高光谱的棉花叶片氮素检测

采用高光谱技术检测棉花叶片氮素是本次研究的主要手段。选用新疆南疆最具代表性的棉花作物作为研究对象,采用连续投影算法(successive projections algorithm,简称SPA)和标准正态变量变换方法(standard normal variate transformation,简称SNV)等算法进行光谱预处理,并利用偏最小二乘回归模型(PLS)预测棉花叶片氮素情况,探究棉花叶片氮素和高光谱之间的关系。结果显示:SPA-PLS算法的逐渐回归结果的R值最小能达到0.8032,预测精度能达到0.9647以上,RMSEP最大为0.2604,RMSECV最大为0.1414,预测参数都达到较好效果,说明利用高光谱成像技术能够快速、准确的检测棉花叶片氮素含量,为精准施肥和生态环境保护提供帮助。     

窖藏马铃薯干腐病病原菌的分离及绿色防治技术研究

窖藏"黄麻子"马铃薯干腐病的病原菌主要为燕麦镰刀菌。4℃的低温可以抑制镰刀菌的生长。该菌在p H 3~11范围内均能生长,低于5和高于9时生长较缓慢。壳聚糖和VC均能抑制该病原菌的生长,0.5%的壳聚糖抑菌效果显著,VC含量越高,抑菌效果越明显。臭氧对该病原菌有一定的抑制作用,每隔一天用输出量400 mg/m L的臭氧发生器处理8 min,可有效抑制该病原菌。     

Antifungal Activity of Sodium Silicate on Fusarium sulphureum and Its Effect on Dry Rot of Potato Tubers

ABSTRACT:  The antifungal activity of sodium silicate on Fusarium sulphureum and its inhibitory effect on dry rot of potato tubers were investigated. Sodium silicate strongly inhibited spore germination and mycelial growth. Morphological changes in sodium silicate-treated hyphae such as mycelium sparsity and asymmetry, hyphal swelling, curling, and cupped shape were observed by scanning electron microscopy. Ultrastructural alterations were also observed using transmission electron microscopy, including thickening of the hyphal cell walls, cell distortion, cavity, or electron-dense material in hyphal cells. Daughter hyphae and new daughter hyphae inside of the collapsed hyphal cells were often detected in the cytoplasm of sodium silicate-treated hyphae, although the septa of treated hyphae remained uniform. In vivo testing showed that sodium silicate at 100 and 200 mM effectively controlled dry rot of tubers that were challenged by inoculation with a F. sulphureum spore suspension. These findings suggest that sodium silicate has direct fungitoxic activity against the pathogen.     

基于电子鼻技术的马铃薯真菌性腐烂病早期检测

确定马铃薯致腐菌种,并建立快速检测方法对腐烂样本进行识别。本研究通过微生物及分子生物学方法对马铃薯致腐菌进行鉴定,采用电子鼻方法对样本进行检测,建立模型对不同感染阶段样本进行识别。结果显示:马铃薯主要致腐烂菌为出芽短梗霉,建立的K最近邻判别模型中,训练集与预测集识别率分别为90%和85%;建立的BP网络判别模型中,训练集与预测集判别率分别达到93.75%和90%,各腐烂阶段能够较好地被识别。研究结果为后期电子鼻技术应用至马铃薯腐烂病检测提供理论基础。