一种快速无损确定苹果收获期的光谱检测方法
背景介绍
为了使苹果早上市卖高价，将未成熟的苹果过早提前采摘，会严重影响苹果的产量和质量，降低苹果的贮藏性能。要增加果农的生产效益，必须提前采收苹果。适期采摘是保证苹果优质高产，提高果品贮藏力的重要环节。
一种快速无损确定苹果收获期的光谱检测方法（苹果的吸收光谱）
图1.不同成熟度，不同品种的苹果
苹果适期采收，分期采收，是提高苹果内在品质，外观品质和贮藏性的有效措施。判断果实成熟与否和确定采收期的方法很多，传统的办法主要是根据果品重量，果皮底色，果肉硬度，计算果实从盛花后到果实成熟的生长天数，果实的呼吸跃变期发生时间，果实淀粉含量，气候条件，品种等因素来判断采收期。
论述
我们讲述的是一种能够在果园中使用光学和无损测量来确定收获日期的方法。以前的光学方法可以测定果皮色素的变化以及糖含量和干物质含量。Streif指数所依据的强度指数无法在果园中使用光学方法进行非破坏性测定。因此，应通过光的散射特性找到确定成熟度的进一步措施。基于这些特性，可以获得有关细胞结构的知识，这反过来又是保质期的影响因素。德国博登湖水果生产发展中心（KOB，KompetenzzentrumObstbau-Bodensee）将使用光谱仪测量Elstar（伊思达）、Gala（嘎啦）和Jonagold（乔纳金）品种的苹果。
图2.快速无损检测方法获取苹果
zui佳
采摘时间(初代原型机)
在Streif指数中，可溶性干物质（糖）（以°Brix为单位）、果肉的硬度（以kg/cm²为单位）以及淀粉降解程度均采用1至10的评分标准来确定。根据计算出的指数（硬度/（糖度x强度）），zhi定
自2016年以来，KOB一直致力于各种项目（BigApple和Melon项目），寻找新的收获确定方法，使果实保持完整。用于水果的光学手持式测量设备已经上市，可以提供苹果皮zui初几毫米的数据。根据设备类型的不同，收集的数据量存在很大差异，例如在处理干扰性环境光方面。有些设备可以计算阳光的影响。光谱仪数据用于计算果皮颜色（绿色、黄色和红色色素）的信息，并使用特殊模型计算水果的糖含量或干物质含量的信息。然而，仅凭这些数据无法确定收获日期。因此，在“BigApple”项目中，可以从已经商用的光谱仪设备收集的数据与影响储存寿命的其他已知因素的数据相结合，并结合起来形成对zui佳
由于每年的种植条件差异很大（主要是由于天气），因此模型需要不断收集更多的数据，以便能够开发强大的预测工具。此外，光学数据也存在较大的年度波动。例如：叶绿素值与基本颜色相关，可以作为zui佳
zui佳
新型的光谱检测仪器
Melon项目的目标是开发一种光谱仪，为确定zui佳
图3.手持式光谱仪
图4.快速无损检测方法获取苹果zui佳
采摘时间
光谱仪在现场测试中进行了测试，水果也在另外两个光学传感器
图5.光线（黑色箭头）照射到苹果时产生的效果示意图。虽然小部分已经在表面反射，但大部分光线可以深入到牙髓中。在那里它被分散几次（即改变其方向）并重新出现，相应地减弱，偏移到照射点。根据光的波长（颜色），部分光被苹果吸收。发射光的光学测量可以识别颜料，或者通过附加模型确定可溶性固体。这些照片显示了光线如何通过苹果中的点光源传播（左侧没有外部光源，右侧有额外的外部光源）
该试验于2018年至2020年在Gala、Elstar、Jonagold和Braeburn品种上进行，以便在一个时间内覆盖从早到晚的整个收获期。生长季节覆盖晚熟品种。同时，KOB使用常规实验室方法确定了收获的Streif指数，并与我们自己的经验值进行比较，以确定长期储存的zui佳
在对新型光谱仪原型机的研究中发现，从苹果到收获期间，散射系数逐渐减小，并且存在品种差异。该项目的进一步结果必须在后续测试中进行检查。目前，现有的数据和分析技术不足以借助新开发的光谱仪来预测zui佳
核心光谱模块
该光谱仪器采用了德国Insion公司的UVVISSENS系列光谱仪，具有灵敏度高，成本低，稳定性高和台间差小等特点，适合大批量手持式光谱仪采用。
图6.UVVISSENSS光谱仪模块（德国INSION公司）
上海昊量光地设备有限公司作为德国INSION在中国地区唯yi的代理合作商，常年活跃在国内分子光谱，近红外光谱圈，给更多的客户带来优质的产品和服务。针对insion系列光谱仪，公司备有各种型号的样品供客户测试评估，还可以帮助搭建实验原型机，各种光谱测量系统等。
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