CN109459323A - 一种甘薯茎蔓脆性的定量检测方法 - Google Patents

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林赵淼
邱思鑫
李国良
邱永祥
纪荣昌
李华伟
刘中华
张鸿
许国春
许泳清
罗文彬
汤浩
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CROP Research Institute of Fujian Academy of Agricultural Sciences
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    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/20—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady bending forces
    • G—PHYSICS
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    • G01N2203/0058—Kind of property studied
    • G01N2203/0076—Hardness, compressibility or resistance to crushing
    • G01N2203/0087—Resistance to crushing

Abstract

本发明涉及一种甘薯茎蔓脆性的定量检测方法，通过对甘薯茎蔓节间的茎粗，以及简支梁弯曲试验方法测定其折断时的峰值强度，进而计算出茎蔓节间的弯曲应力，并以此作为衡量其脆性的量化指标。本发明具有仪器便携、操作简单、测量准确等优点，并且能在田间完成取样及测定工作，提高试验效率。相较于人工感官评价方法，本发明实现了甘薯茎蔓脆性的定量检测，可为叶菜型甘薯食味品质改良过程中的亲本选择及杂交后代品系筛选及评价提供技术支持。

Description

一种甘薯茎蔓脆性的定量检测方法
技术领域
本发明涉及农业科学技术领域，特别是一种甘薯茎蔓脆性的定量检测方法。
背景技术
叶菜型甘薯是指甘薯茎尖生长点以下大约15厘米左右的嫩茎叶可作蔬菜用的专用型品种。与其它绿叶蔬菜相比，叶菜型甘薯含有丰富的营养组分及类黄酮和花青素等生物活性物质，同时在生产上也具有一次种植多茬收获、产量高、适应性广、耐夏季高温、经济效益高等诸多优点。近年来，叶菜型甘薯在选育上得到了迅速的发展，消费者对叶菜型甘薯认识和接受度也不断提升，使得叶菜型甘薯在全国各地得到较大面积的推广种植及消费利用。
与此同时，叶菜型甘薯育种及相关研究也遇到了一些瓶颈问题，主要表现为以下两点：一是由于亲本遗传背景较窄，导致各育成品种之间的同质化明显；二是新育成品种的品质特性没有明显提升，尤其在食味感官品质方面。其原因在于，叶菜型甘薯食味品质性状缺乏客观科学的定量评价标准，仅依赖育种人员的经验判断进行鉴定，严重影响了亲本材料的选择及杂交品系后代的评价。在以往的食味品质的评价时，均使用人工品尝法来鉴定；这一方法受制于评价人员的情绪、爱好、健康状况、感官灵敏度等不稳定因素，评价结果个体间差异明显，人为误差较大。因此，明确其食味品质性状理化特性及形成机理，并建立科学的定量评价方法及指标，是现阶段叶菜型甘薯相关基础研究的首要目标之一。
叶菜型甘薯食味品质是一个复杂的性状。其中，鲜嫩度是评价其食味品质优劣的重要经验指标之一，也是消费者判断叶菜型甘薯茎蔓可食价值的首要因素；因为鲜嫩度可以通过折断茎蔓的难易程度(即脆性程度)来进行快速判断。基于这一经验性的感官判断方法，说明脆性特征是叶菜型甘薯鲜嫩度在茎蔓力学强度特性方面的体现；也表明茎蔓脆性程度可用来衡量其鲜嫩度的重要指标。
脆茎性状是叶菜型甘薯鲜嫩度的主要表征因子。在茎部顶端多个节间脆性的有效维持，是体现其可食价值和消费者接受度的主要表现，也是与一般甘薯品种之间主要的差别表型特征之一。同时，叶菜型甘薯在蒸煮前，习惯需用手折断其茎蔓、叶柄等，以判断其是否为可食部分；这是也是衡量其脆性的简易方法。叶菜型甘薯某一节间的脆茎性状会随生长时间的累积而逐步丧失，即越靠近基部的节间则脆性越低，直至质地变韧而无法食用。综上所述，脆茎性状是决定叶菜型甘薯品质的关键因素之一；但目前却缺乏行之有效的准确评价方法。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提出一种甘薯茎蔓脆性的定量检测方法，能够在田间进行快速测定，无需进行室内试验分析步骤，提高检测效率。
本发明采用以下方案实现：一种甘薯茎蔓脆性的定量检测方法，包括以下步骤：
步骤S1：选取甘薯茎蔓样品，从茎上的叶柄着生处剪去全部薯叶，并保留茎蔓顶端6个节间；
步骤S2：使用游标卡尺测定茎蔓各节间中部横截面的长径a，短径b的大小，并计算茎蔓节间的断面模数Z，计算公式具体为Z＝π×a2b/32；
步骤S3：根据简支梁弯曲试验方法，使用手持式测力计测定茎蔓折断时的峰值强度，其中两个支点的距离记为L；计算简支梁弯曲试验中的折断弯矩M，公式为M＝F×(L/4)；
步骤S4：根据步骤S2得到的断面模数Z和步骤S3得到的折断弯矩M，计算甘薯茎蔓的弯曲应力BS，用以以弯曲应力的大小作为量化甘薯茎蔓脆性程度的量化指标；计算公式为BS＝M/Z；
步骤S5：当计算节间的弯曲应力值小于5000g·mm-2时，则能够食用。
进一步地，步骤S1所述选取的样品具体为：茎粗、节间长短、叶片大小一致，且无病虫害的植株；同时，每份样品的选取不少于8个植株。
进一步地，步骤S2所述甘薯茎蔓节间的断面设定为椭圆形。
进一步地，步骤S3所述的简支梁弯曲试验方法为：测试甘薯茎蔓直接搭在两个间距3cm至4cm的支点上。
进一步地，步骤S3所述的峰值强度测定时需按照以下方式进行：手持测力计垂直作用于两支点中间部位茎秆上垂直向下缓缓用力，直至茎蔓折断时记录测力计所显示力的值。
与现有技术相比，本发明有以下有益效果：
1、本发明实现了甘薯茎蔓物性的客观分析；能消除人工感官评价中，受评价人员的情绪、爱好、健康状况、感官灵敏度等不稳定因素影响，减小误差。
2、本发明能在田间进行快速测定，无需进行室内试验分析步骤，提高检测效率。
附图说明
图1为本发明实施例的甘薯茎蔓抗折力测定示意图。
图2为本发明实施例的六个叶菜型甘薯品种的不同部位节间弯曲应力的大小。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
如图1所示，本实施例提供了一种甘薯茎蔓脆性的定量检测方法，包括以下步骤：
步骤S1：选取长势整齐的健壮甘薯茎蔓样品，从茎上的叶柄着生处剪去全部薯叶，并保留茎蔓顶端6个节间；
步骤S2：使用游标卡尺精确测定茎蔓各节间中部横截面的长径a，短径b的大小(单位为mm)，并以此进一步计算茎蔓节间的断面模数Z，单位为mm3，计算公式具体为Z＝π×a2b/32；
步骤S3：根据简支梁弯曲试验方法，使用手持式测力计测定茎蔓折断时的峰值强度，(记为F，单位为g)，其中两个支点的距离记为L(单位为cm)；计算简支梁弯曲试验中的折断弯矩M(g·cm)，公式为M＝F×(L/4)；
步骤S4：根据步骤S2得到的断面模数Z和步骤S3得到的折断弯矩M，计算甘薯茎蔓的弯曲应力BS(g·mm-2)，用以以弯曲应力的大小作为量化甘薯茎蔓脆性程度的量化指标；计算公式为BS＝M/Z；
步骤S5：在叶菜型甘薯茎蔓脆性评价时，当计算节间的弯曲应力值小于5000g·mm-2时，则能够食用。
在本实施例中，步骤S1所述选取的样品具体为：茎粗、节间长短、叶片大小较为一致，且无病虫害的健壮植株；同时，每份样品的选取不少于8个植株。同时，将顶部第一个伸长大于或等于1cm的节间记为D1节间，往下以此类推。
在本实施例中，步骤S2所述甘薯茎蔓节间的断面设定为椭圆形。用以简化断面模数的计算。
在本实施例中，步骤S3所述的简支梁弯曲试验方法为：测试甘薯茎蔓直接搭在两个间距3cm至4cm的支点上。
在本实施例中，步骤S3所述的峰值强度测定时需按照以下方式进行：手持测力计垂直作用于两支点中间部位茎秆上垂直向下缓缓用力，直至茎蔓恰好折断时记录测力计所显示力的值。
较佳的，本实施例步骤S5所述判断甘薯茎蔓节间可食性以弯曲应力小于5000g·mm-2作为评价标准，是对叶菜型甘薯的不同节间按照根据步骤S1-步骤S4测定定量的结果，结合人工感官评价作出的评价阈值。
较佳的，本实施例所使用的测力计具备测定推力大小的功能，且灵敏度为0.01N的手持式测力设备均可使用。
较佳的，本实施例引入脆性评价的定量化指标；而人工感官评价仅能获得定性评价结果。
特别的，本实施例提供具体案例进行说明如图2所示：以田间现取的叶菜型甘薯福薯7-6、福菜薯18、福菜薯22、福菜薯23、泉薯30和台农71为试验材料，将其顶端以下6个伸长节间标记为D1-D6；各品种选择8个单株。首先使用游标卡尺测定各节间的长短径大小，进一步使用AIKOH RZ-10推拉力计对各节间的抗折力测定，并计算其弯曲应力，结果发现各品种的节间弯曲应力均为越靠近基部的弯曲应力越大，且呈线性增加趋势。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (5)

1.一种甘薯茎蔓脆性的定量检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1：选取甘薯茎蔓样品，从茎上的叶柄着生处剪去全部薯叶，并保留茎蔓顶端6个节间；
步骤S2：使用游标卡尺测定茎蔓各节间中部横截面的长径a，短径b的大小，并计算茎蔓节间的断面模数Z，计算公式具体为Z＝π×a2b/32；
步骤S3：根据简支梁弯曲试验方法，使用手持式测力计测定茎蔓折断时的峰值强度，其中两个支点的距离记为L；计算简支梁弯曲试验中的折断弯矩M，公式为M＝F×(L/4)；
步骤S4：根据步骤S2得到的断面模数Z和步骤S3得到的折断弯矩M，计算甘薯茎蔓的弯曲应力BS，用以以弯曲应力的大小作为量化甘薯茎蔓脆性程度的量化指标；计算公式为BS＝M/Z；
步骤S5：当计算节间的弯曲应力值小于5000g·mm-2时，则能够食用。
2.根据权利要求1所述的一种甘薯茎蔓脆性的定量检测方法，其特征在于：
步骤S1所述选取的样品具体为：茎粗、节间长短、叶片大小一致，且无病虫害的植株；同时，每份样品的选取不少于8个植株。
3.根据权利要求1所述的一种甘薯茎蔓脆性的定量检测方法，其特征在于：步骤S2所述甘薯茎蔓节间的断面设定为椭圆形。
4.根据权利要求1所述的一种甘薯茎蔓脆性的定量检测方法，其特征在于：
步骤S3所述的简支梁弯曲试验方法为：测试甘薯茎蔓直接搭在两个间距3cm至4cm的支点上。
5.根据权利要求1所述的一种甘薯茎蔓脆性的定量检测方法，其特征在于：
步骤S3所述的峰值强度测定时需按照以下方式进行：手持测力计垂直作用于两支点中间部位茎秆上垂直向下缓缓用力，直至茎蔓折断时记录测力计所显示力的值。
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