苹果套袋栽培对果实颜色影响分析技术研究

王洪平

（沈阳农业大学植保学院，辽宁沈阳110866）

水果套袋栽培是生产上应用十分广泛的一项技术，可有效防治果实害虫，生产无公害优质苹果[1-2]。套袋可改变果实生长的环境条件[3-5]，使果实颜色发生变化，甚至会使其变黄不易着色[6]。

目前，物体颜色测定包括仪器测定和目测法，仪器测定是将每种颜色的测定用数字表示，由色度坐标值和亮度因数标出颜色在色度中的位置以了解颜色；目测法要用标样与试样对比[7]，相对繁琐。如应用光电积分法和光谱光度法及光学多通道法测定仪器进行物体颜色测定，分析效果良好，但需专用仪器才能完成[8]，且专业色彩测定体系需要多种参数与测定仪器[9]；草坪颜色测定可用简单方法，即将叶绿素含量与草坪反光率进行相关分析[10]，但这种方法仅适合绿色；蛋壳颜色可用ECR测色仪测定出白、粉、褐、绿等颜色的色度，也可用QCR仪测定，但这些也需要专用仪器[11-12]；红色、绿色、蓝色三原色（简称RGB）的数量表示颜色的三刺激值，后来演化成CIE-XYZ三刺激值表色系统[13]，并被用于测定苹果颜色，但其需要专用色差计[14]，且测定结果不易被理解[13]。数字化技术尤其是数码相机普及应用后，RGB被具体化，大量应用到颜色分析。

为明确套袋对苹果果实颜色的影响，本试验采用数码相机拍摄并对颜色做数字化处理，应用红绿蓝三原色分离技术进行比较和统计分析，以期找到简便可行的苹果颜色检测、比较方法。

1 材料和方法

1.1 试验材料

苹果品种为富士，栽培地点为辽宁大连普兰店，套袋时间为2009年6月20日，摘袋时间为2009年9月20日，采收时间为2009年10月14日。同时保留部分果实不套袋，作比较分析材料。

套袋种类：双层纸袋，其中，外层袋外茶内黑（150 cm×182 cm），内层袋红色（147 cm×164 cm）并涂蜡，由瓦房店市彤乐果袋厂生产。

1.2 检测分析设备

富士数码相机，型号FinePix2800Zoom，由富士公司（中国）生产。照明设备为普通荧光灯（220 V，40W）。图像分析软件为Adobe Photoshop 7.0中文版（精简缩减版）。

1.3 试验方法

1.3.1 照片拍摄 苹果采摘后第7天进行数码照片拍摄。首先将2只普通40W荧光灯按仰角45°，水平转角（中心部位与拍摄轴线夹角）45°，直线距离2m位置安放。拍摄环境距离自然光源（窗户）较远，免受外光影响。

然后将数字相机白平衡分别设置为日光灯1、日光灯2、日光灯3，并分别在上述照明条件下拍摄白纸画面，回放观察哪个白纸颜色还原最好。本试验选中日光灯2，闪光灯设置为“关闭”。

再将套袋与不套袋试验材料各取1只放置在拍摄位置，数码相机距离苹果1m，半按快门锁定对焦后，将相机向前移动0.2m，然后按下快门，获得虚化的苹果照片。每对苹果各旋转120°，分别拍摄3张照片。拍摄同时用文字记录编号与照片内容。总计拍摄20对苹果。

1.3.2 图像分析 将上述拍摄的照片导入微型电子计算机中，并用Photoshop软件打开，选择“椭圆形选框工具”，在其中一个苹果图像中央没有高光点的部位画出直径约为苹果直径1/4的圆形选择框，后点击“图像”→“直方图”→“通道（红）”，记录平均值，同样分别记录“通道（绿）”、“通道（蓝）”的平均值。关闭“直方图”对话框后，用键盘将上述圆形选择框移动到另外一个苹果图像上，也进行上述不同颜色直方图平均值记录。

1.3.3 统计分析 计算每个苹果不同角度3张照片各自红色（R）、绿色（G）、蓝色（B）的平均值作为一个数据，按套袋与不套袋各拍摄20对数据进行统计分析，比较套袋对果实颜色的影响。

2 结果与分析

20对苹果颜色RGB通道平均值结果及差异显著性统计比较结果如表1所示。

表1 套袋与不套袋苹果（富士）颜色变化结果

表1结果表明，套袋后测定的RGB值均较未套袋有所增加，表明套袋会增加果实颜色亮度值，其中红色增加较弱，套袋与不套袋间差异不显著；绿色增加较多，套袋与不套袋之间具有显著差异；而蓝色增加最明显，套袋与不套袋间差异达到极显著水平，这表明，套袋后果实颜色变浅，且由于三原色中绿色尤其蓝色的增加，使果实更加呈现白色色泽，而表现红色变浅。

为检测本方法的重复性，对完成检测的20对果实按套袋与不套袋分为2组，每组都进行组内混合，然后从中随机各抽取1个果实，按上述方法，完成20对果实的测定，结果列于表2。

表2 套袋与不套袋苹果（富士）颜色变化复测结果

表2结果与表1结果近似，但因拍摄部位不完全相同，结果有所波动。以表1结果为分母，表2结果为分子进行计算，得出增减百分率，结果列于表3。

表3 2次测量的结果重复性百分率 %

由表3可知，除套袋标准差重复率和平均值差重复率较远离100%外，其他项目2次重复率都在100%±5%以内，基本满足一般仪器测试重复性要求。

3 讨论

苹果套袋固然能很好地防治桃小食心虫等为害，但对光线、温度、湿度等均有影响，从植物生理学角度讲，其会影响果实着色，但肉眼很难区分，而颜色的量化能解决这个问题。一般情况下可以使用便携式色彩检测仪定量测定颜色，但这种仪器价格多在4 000～5 000元之间。本试验利用数码相机对人眼可见颜色数字化并检测的功能，配合图像处理软件，能够替代专用的色彩检测仪，但缺乏与色彩检测仪结果比较，准确度不能验证，以后应予以加强。

试验发现，如果所拍摄的苹果照片很清晰，则进行RGB三通道直方图检测时，直方图锐度不好，采用较虚化的跑焦效果后，锐度有所改善，但是否会影响检测的准确性，还应该与专用色彩检测仪进行对比分析。本试验所用数码相机手动功能较少，所以跑焦效果需要人为制造。另外，如果数码相机具有自定义白平衡功能，能保证图片颜色准确，即便不准确，颜色间差异也仍相同；白平衡的误差可能对测试结果影响不大，但同一次测定的图片应用同一白平衡标准。

［1］ 王少敏，高华君，李岩，等.套袋苹果果皮色素含量对苹果色泽的影响[J].中国果树，2001（3）：20-22.

［2］ 毛丽萍，任君，刘建平，等.苹果套袋对果实品质和病虫害发生率的影响[J].山西农业科学，2002，30（1）：94.

［3］ 丁勤.套袋对油桃果实裂果及品质的影响 [J].西北农林科技大学学报（自然科学版），2004，32（9）：81-83.

［4］ 张建光，邸葆，李英丽，等.套袋对苹果果实表皮组织抗氧化特性的影响[J].华北农学报，2005，20（3）：54-56.

［5］ 张建光.苹果套袋及除袋技术对果实微域温湿度及光照的影响[J].园艺学报，2005，32（4）：673-676.

［6］ 李丙智，张林森.苹果、梨、葡萄无公害套袋栽培技术[M].西安：陕西科学技术出版社，2002.

［7］ 戎建一.谈谈颜料颜色的测定[J].宁波化工，1998（Z1）：47.

［8］ 徐顺潮，李月南，王均培，等.采用光学多通道分析技术快速测定物体颜色[J].仪器仪表学报，1993，14（4）：430-433.

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［10］ 焦念智，杨广勇，刘及东.草坪颜色定量测定方法的比较研究[J].草业科学，2003，20（9）：74-75.

［11］ 李显耀，徐桂云，于淑梅，等.鸡蛋蛋壳颜色的定量测定研究[J].中国畜牧杂志，2003，39（6）：12-14.

［12］ 周秋燕，陈五湖，庄苏波，等.应用QCR仪测定蛋壳颜色的方法学研究[J].家禽科学，2006（12）：9-11.

［13］ 张景颜，侯维玲.纸与纸板颜色及其测定方法[J].中国陶瓷，1993（1）：16-25.

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