蘋果套袋栽培對果實顏色影響分析技術研究

王洪平

（沈陽農業大學植保學院，遼寧沈陽110866）

水果套袋栽培是生產上應用十分廣泛的一項技術，可有效防治果實害蟲，生產無公害優質蘋果[1-2]。套袋可改變果實生長的環境條件[3-5]，使果實顏色發生變化，甚至會使其變黃不易著色[6]。

目前，物體顏色測定包括儀器測定和目測法，儀器測定是將每種顏色的測定用數字表示，由色度坐標值和亮度因數標出顏色在色度中的位置以了解顏色；目測法要用標樣與試樣對比[7]，相對繁瑣。如應用光電積分法和光譜光度法及光學多通道法測定儀器進行物體顏色測定，分析效果良好，但需專用儀器才能完成[8]，且專業色彩測定體系需要多種參數與測定儀器[9]；草坪顏色測定可用簡單方法，即將葉綠素含量與草坪反光率進行相關分析[10]，但這種方法僅適合綠色；蛋殼顏色可用ECR測色儀測定出白、粉、褐、綠等顏色的色度，也可用QCR儀測定，但這些也需要專用儀器[11-12]；紅色、綠色、藍色三原色（簡稱RGB）的數量表示顏色的三刺激值，后來演化成CIE-XYZ三刺激值表色系統[13]，并被用于測定蘋果顏色，但其需要專用色差計[14]，且測定結果不易被理解[13]。數字化技術尤其是數碼相機普及應用后，RGB被具體化，大量應用到顏色分析。

為明確套袋對蘋果果實顏色的影響，本試驗采用數碼相機拍攝并對顏色做數字化處理，應用紅綠藍三原色分離技術進行比較和統計分析，以期找到簡便可行的蘋果顏色檢測、比較方法。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

蘋果品種為富士，栽培地點為遼寧大連普蘭店，套袋時間為2009年6月20日，摘袋時間為2009年9月20日，采收時間為2009年10月14日。同時保留部分果實不套袋，作比較分析材料。

套袋種類：雙層紙袋，其中，外層袋外茶內黑（150 cm×182 cm），內層袋紅色（147 cm×164 cm）并涂蠟，由瓦房店市彤樂果袋廠生產。

1.2 檢測分析設備

富士數碼相機，型號FinePix2800Zoom，由富士公司（中國）生產。照明設備為普通熒光燈（220 V，40W）。圖像分析軟件為Adobe Photoshop 7.0中文版（精簡縮減版）。

1.3 試驗方法

1.3.1 照片拍攝 蘋果采摘后第7天進行數碼照片拍攝。首先將2只普通40W熒光燈按仰角45°，水平轉角（中心部位與拍攝軸線夾角）45°，直線距離2m位置安放。拍攝環境距離自然光源（窗戶）較遠，免受外光影響。

然后將數字相機白平衡分別設置為日光燈1、日光燈2、日光燈3，并分別在上述照明條件下拍攝白紙畫面，回放觀察哪個白紙顏色還原最好。本試驗選中日光燈2，閃光燈設置為“關閉”。

再將套袋與不套袋試驗材料各取1只放置在拍攝位置，數碼相機距離蘋果1m，半按快門鎖定對焦后，將相機向前移動0.2m，然后按下快門，獲得虛化的蘋果照片。每對蘋果各旋轉120°，分別拍攝3張照片。拍攝同時用文字記錄編號與照片內容。總計拍攝20對蘋果。

1.3.2 圖像分析 將上述拍攝的照片導入微型電子計算機中，并用Photoshop軟件打開，選擇“橢圓形選框工具”，在其中一個蘋果圖像中央沒有高光點的部位畫出直徑約為蘋果直徑1/4的圓形選擇框，后點擊“圖像”→“直方圖”→“通道（紅）”，記錄平均值，同樣分別記錄“通道（綠）”、“通道（藍）”的平均值。關閉“直方圖”對話框后，用鍵盤將上述圓形選擇框移動到另外一個蘋果圖像上，也進行上述不同顏色直方圖平均值記錄。

1.3.3 統計分析 計算每個蘋果不同角度3張照片各自紅色（R）、綠色（G）、藍色（B）的平均值作為一個數據，按套袋與不套袋各拍攝20對數據進行統計分析，比較套袋對果實顏色的影響。

2 結果與分析

20對蘋果顏色RGB通道平均值結果及差異顯著性統計比較結果如表1所示。

表1 套袋與不套袋蘋果（富士）顏色變化結果

表1結果表明，套袋后測定的RGB值均較未套袋有所增加，表明套袋會增加果實顏色亮度值，其中紅色增加較弱，套袋與不套袋間差異不顯著；綠色增加較多，套袋與不套袋之間具有顯著差異；而藍色增加最明顯，套袋與不套袋間差異達到極顯著水平，這表明，套袋后果實顏色變淺，且由于三原色中綠色尤其藍色的增加，使果實更加呈現白色色澤，而表現紅色變淺。

為檢測本方法的重復性，對完成檢測的20對果實按套袋與不套袋分為2組，每組都進行組內混合，然后從中隨機各抽取1個果實，按上述方法，完成20對果實的測定，結果列于表2。

表2 套袋與不套袋蘋果（富士）顏色變化復測結果

表2結果與表1結果近似，但因拍攝部位不完全相同，結果有所波動。以表1結果為分母，表2結果為分子進行計算，得出增減百分率，結果列于表3。

表3 2次測量的結果重復性百分率 %

由表3可知，除套袋標準差重復率和平均值差重復率較遠離100%外，其他項目2次重復率都在100%±5%以內，基本滿足一般儀器測試重復性要求。

3 討論

蘋果套袋固然能很好地防治桃小食心蟲等為害，但對光線、溫度、濕度等均有影響，從植物生理學角度講，其會影響果實著色，但肉眼很難區分，而顏色的量化能解決這個問題。一般情況下可以使用便攜式色彩檢測儀定量測定顏色，但這種儀器價格多在4 000～5 000元之間。本試驗利用數碼相機對人眼可見顏色數字化并檢測的功能，配合圖像處理軟件，能夠替代專用的色彩檢測儀，但缺乏與色彩檢測儀結果比較，準確度不能驗證，以后應予以加強。

試驗發現，如果所拍攝的蘋果照片很清晰，則進行RGB三通道直方圖檢測時，直方圖銳度不好，采用較虛化的跑焦效果后，銳度有所改善，但是否會影響檢測的準確性，還應該與專用色彩檢測儀進行對比分析。本試驗所用數碼相機手動功能較少，所以跑焦效果需要人為制造。另外，如果數碼相機具有自定義白平衡功能，能保證圖片顏色準確，即便不準確，顏色間差異也仍相同；白平衡的誤差可能對測試結果影響不大，但同一次測定的圖片應用同一白平衡標準。

［1］ 王少敏，高華君，李巖，等.套袋蘋果果皮色素含量對蘋果色澤的影響[J].中國果樹，2001（3）：20-22.

［2］ 毛麗萍，任君，劉建平，等.蘋果套袋對果實品質和病蟲害發生率的影響[J].山西農業科學，2002，30（1）：94.

［3］ 丁勤.套袋對油桃果實裂果及品質的影響 [J].西北農林科技大學學報（自然科學版），2004，32（9）：81-83.

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