關(guān)鍵詞：薯類農(nóng)產(chǎn)品；保質(zhì)減損；精準(zhǔn)控制技術(shù)

0引言

薯類農(nóng)產(chǎn)品宜糧宜菜、營養(yǎng)全面，浙江省的迷你甘薯和特色馬鈴薯，更是廣受全國人民喜愛。因?yàn)槭眍愞r(nóng)產(chǎn)品的采收特點(diǎn)（一次性全部采收），致使薯類農(nóng)產(chǎn)品大小和成熟度不一致，嚴(yán)重影響了后期的加工品質(zhì)。薯類農(nóng)產(chǎn)品由于儲藏不當(dāng)和表面損傷易侵染病蟲害，致使發(fā)生腐敗和變質(zhì)，嚴(yán)重地?fù)p害了農(nóng)戶的經(jīng)濟(jì)利益。因此對薯類農(nóng)產(chǎn)品保質(zhì)減損進(jìn)行精準(zhǔn)控制，并對其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行裝備研發(fā)有重要現(xiàn)實(shí)意義。

1研究背景與意義

薯類農(nóng)產(chǎn)品主要包括甘薯、馬鈴薯、山藥和芋類等。其中甘薯和馬鈴薯是我國主要糧食作物之一，是宜糧、宜菜、宜飼和宜作工業(yè)原料的糧食作物，薯類作物需水量比水稻少30%，并且單位面積產(chǎn)量更高，因此薯類作物在保障糧食安全、緩解資源環(huán)境壓力上具有戰(zhàn)略意義[1]。根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)，浙江省宜糧宜菜的薯類農(nóng)產(chǎn)品（馬鈴薯和甘薯）的產(chǎn)量基本穩(wěn)定，但近年有下降趨勢，究其原因是冬季連續(xù)陰雨天氣，加上期間出現(xiàn)的極端低溫，造成部分地區(qū)種植大戶播種困難，產(chǎn)量受到較大影響[2]。

隨著主食化戰(zhàn)略啟動，薯類農(nóng)產(chǎn)品的加工會越來越受重視。薯類農(nóng)產(chǎn)品采收有其特殊性，和水果采收可以分時段不同，薯類農(nóng)產(chǎn)品需要一次性全部采收，存在大小和成熟度不一致的現(xiàn)象，并且采收過程中薯類農(nóng)產(chǎn)品從泥土中刨出易導(dǎo)致表面受損，有些薯類農(nóng)產(chǎn)品還需要貯存一段時間。為了得到質(zhì)優(yōu)的薯類農(nóng)產(chǎn)品以滿足消費(fèi)者的需要，須采取以下5種措施。①從源頭上選擇好的品種，對薯類的品種品質(zhì)篩選及儲藏品質(zhì)評價(jià)。②對采收后的薯類農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行分選（包括外部和內(nèi)部），研發(fā)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)快速檢測分級技術(shù)與裝備。③研發(fā)薯類農(nóng)產(chǎn)品在儲藏過程中的品質(zhì)在線監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，以防儲存條件不足使薯類農(nóng)產(chǎn)品變質(zhì)和發(fā)芽等。④研發(fā)薯類農(nóng)產(chǎn)品定量預(yù)包裝及儲藏技術(shù)，方便后續(xù)快速滿足消費(fèi)市場的需要。⑤引人工業(yè)互聯(lián)技術(shù)，在短期或者長期貯存期間實(shí)現(xiàn)薯類農(nóng)產(chǎn)品的庫與庫之間的聯(lián)網(wǎng)，對薯類農(nóng)產(chǎn)品的各種信息進(jìn)行互聯(lián)互通。

2研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

薯類農(nóng)產(chǎn)品是浙江省特色糧菜兼用作物，尤其以迷你甘薯和特色馬鈴薯享譽(yù)全國，同時浙江省的薯類農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)研究相對較多，有生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程地方標(biāo)準(zhǔn)，但缺乏健康性品質(zhì)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，各個地方評價(jià)方式也不一致，亟待一種薯類農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)綜合評價(jià)體系，為市場保駕護(hù)航。

薯類農(nóng)產(chǎn)品采后貯前要把壞薯去除，壞薯主要包括蟲蛀、損傷和受病害影響的薯類農(nóng)產(chǎn)品。OPPENHEIM D等[3]對馬鈴薯的4種病害進(jìn)行了分類識別，研究中使用的馬鈴薯圖像數(shù)據(jù)庫包含不同品種和大小的病害薯類農(nóng)產(chǎn)品，病害區(qū)域由專家手動獲取、分類和標(biāo)記，最后用深度學(xué)習(xí)方法進(jìn)行壞薯檢測。對薯類農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)分級在于檢測大小形狀和營養(yǎng)元素等。對于大小檢測則相對較普遍，只要得出薯類農(nóng)產(chǎn)品的面積或者周長等形態(tài)特征就可以，如鄧立苗等[4]提出通過機(jī)器視覺方法對馬鈴薯的品質(zhì)分級，該系統(tǒng)涵蓋了馬鈴薯檢測所需要的視覺系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)、算法和整個機(jī)械系統(tǒng)，是一個全面的馬鈴薯品質(zhì)檢測分級方案。丁繼剛等[5]發(fā)現(xiàn)馬鈴薯黑心病導(dǎo)致在663nm附近葉綠素的光譜吸收峰和760nm附近水的光譜吸收峰與正常馬鈴薯存在顯著差異。GARNETT JMR等[6]通過光纖光譜儀測量馬鈴薯的500～1100nm范圍光譜，測量馬鈴薯中葉綠素的濃度，進(jìn)而對馬鈴薯的青皮進(jìn)行早期診斷。SUWH等[7]采用甘薯964～1645nm范圍內(nèi)的光譜實(shí)現(xiàn)對甘薯品種的鑒別，準(zhǔn)確率高達(dá)100%。

當(dāng)薯類農(nóng)產(chǎn)品儲藏環(huán)境達(dá)不到要求時，會受到病蟲害的侵染產(chǎn)生腐敗變質(zhì)。在以往的研究中主要是通過監(jiān)測環(huán)境參數(shù)（溫度、濕度、二氧化碳濃度）的變化間接判斷薯類農(nóng)產(chǎn)品的儲藏品質(zhì)。賈倩民等[8]基于GPRS無線通信系統(tǒng)監(jiān)控馬鈴薯儲藏期溫度、濕度和C02濃度的變化，用以控制制冷、加熱、除濕、加濕和抽風(fēng)等環(huán)境調(diào)控設(shè)備。劉瑞瑞等[9]基于Java技術(shù)設(shè)計(jì)出一套馬鈴薯窖藏環(huán)境遠(yuǎn)程智能監(jiān)測系統(tǒng)，在充分研究影響因素的前提下，利用傳感器對空氣中的溫濕度及二氧化碳進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。鞏師洋等[10]基于物聯(lián)網(wǎng)Android平臺開發(fā)的馬鈴薯儲藏環(huán)境遠(yuǎn)程調(diào)控系統(tǒng)，可以實(shí)時監(jiān)測和控制馬鈴薯窖內(nèi)的溫度、濕度和C02濃度。

薯類農(nóng)產(chǎn)品主要以農(nóng)貿(mào)市場與超市散裝銷售為主，部分超市有尼龍網(wǎng)兜預(yù)包裝產(chǎn)品售賣，這方面的研究較少。大包裝的薯類農(nóng)產(chǎn)品以編織袋、尼龍網(wǎng)袋或者麻袋為主。目前國內(nèi)外有許多種類的自動計(jì)量包裝機(jī)械，并且大部分用于食品或者農(nóng)產(chǎn)品的計(jì)量包裝領(lǐng)域，但普遍存在定量精度不高的問題，以2.5kg的定量包裝為例，定量誤差一般在土250g。

薯類農(nóng)產(chǎn)品有較長的產(chǎn)業(yè)鏈，薯類品種篩選、采后預(yù)處理、品質(zhì)分級、包裝貯藏和品質(zhì)預(yù)警都對保質(zhì)減損有較大的影響，目前有相應(yīng)的研究人員和企業(yè)從事薯類農(nóng)產(chǎn)品的研究和產(chǎn)品開發(fā)，但主要都側(cè)重于產(chǎn)業(yè)鏈中的某一方面，并沒有形成一個較綜合的保質(zhì)減損體系。另外，隨著大數(shù)據(jù)、人工智能和5G等現(xiàn)代技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用，農(nóng)產(chǎn)品的保質(zhì)減損技術(shù)也須跟上時代發(fā)展的步伐，借助工業(yè)互聯(lián)技術(shù)，融合與品質(zhì)相關(guān)的各影響因素，推動農(nóng)業(yè)與制造業(yè)、服務(wù)業(yè)融通發(fā)展，并且適應(yīng)在線新經(jīng)濟(jì)和非接觸式經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，滿足人們對高品質(zhì)、快速打包和智能監(jiān)控等的需求。

3主要研究內(nèi)容

本文主要研究薯類農(nóng)產(chǎn)品的品種品質(zhì)篩選及食用、儲藏品質(zhì)評價(jià)，開發(fā)適宜不同產(chǎn)量規(guī)模的薯類農(nóng)產(chǎn)品采后預(yù)處理、品質(zhì)快速檢測分級技術(shù)與裝備，以及在線監(jiān)測、庫內(nèi)區(qū)域品質(zhì)預(yù)警系統(tǒng)；研發(fā)快速供給市場的定量預(yù)包裝產(chǎn)品及其儲藏技術(shù)，形成薯類農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)評價(jià)、分級包裝與精準(zhǔn)儲藏技術(shù)和設(shè)施裝備，建立產(chǎn)品健康性品質(zhì)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系。

3.1品種篩選及健康性品質(zhì)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系

3.1.1品種篩選與儲藏品質(zhì)評價(jià)

通過保鮮預(yù)處理、收獲時間、收獲環(huán)境、儲藏方式及儲藏時間等對比試驗(yàn)，研究各品種在不同儲藏條件下?lián)p失率表現(xiàn)，從產(chǎn)后角度篩選適宜儲藏保鮮的品種，研究儲藏保鮮的關(guān)鍵技術(shù)。通過不同品種儲藏保鮮對比試驗(yàn)，開展馬鈴薯、甘薯主要成分測定和食用品質(zhì)分析；從淀粉、蛋白質(zhì)、糖類等營養(yǎng)成分角度篩選適合儲藏保鮮的優(yōu)質(zhì)品種，并研究適宜浙江省產(chǎn)銷環(huán)境的馬鈴薯、甘薯儲藏保鮮的關(guān)鍵技術(shù)。

通過對不同品種馬鈴薯、甘薯在不同儲藏保鮮條件下，儲藏前、后的外觀要素（大小、形狀、顏色、光澤、透明度）、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)（相關(guān)質(zhì)構(gòu)儀器）、營養(yǎng)質(zhì)量成分（蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、礦物質(zhì)和維生素）等的對比變化分析，研究其在不同環(huán)境因素變化下儲藏保鮮前后的品質(zhì)影響，構(gòu)建薯類農(nóng)產(chǎn)品食用、儲藏品質(zhì)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

3.1.2建立薯類農(nóng)產(chǎn)品健康性品質(zhì)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系

利用現(xiàn)代數(shù)據(jù)分析手段研究適宜的分析方法，綜合評價(jià)甘薯重要品質(zhì)特征，把多個指標(biāo)化為少數(shù)幾個綜合指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)分析方法，建立不同薯類品種綜合指標(biāo)數(shù)據(jù)庫，研發(fā)構(gòu)建薯類農(nóng)產(chǎn)品健康性品質(zhì)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系。

3.2采后預(yù)處理技術(shù)與裝備

3.2.1壞薯剔除算法與軟件開發(fā)

先用傳統(tǒng)方法中通過圖像預(yù)處理、特征提取、特征描述和模式識別對缺陷明顯的壞薯檢出，保證大多數(shù)壞薯（包括蟲蛀、損傷和受病害影響的壞薯）去除。但有一些缺陷與正常區(qū)域相差不大，用常規(guī)方法難以檢測，因此要用常規(guī)的檢測方法結(jié)合深度學(xué)習(xí)等大數(shù)據(jù)分析方法進(jìn)行壞薯的檢測與識別。軟件主要實(shí)現(xiàn)功能包括相機(jī)控制模塊、光源控制模塊、控制下位機(jī)模塊、圖像處理模塊、通訊模塊和界面顯示模塊。軟件可適用于不同對象，通過圖像處理模塊可檢測任意薯類農(nóng)產(chǎn)品。軟件系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的大腦，對整個系統(tǒng)進(jìn)行控制，并且能靈活對新增硬件和功能進(jìn)行快速適應(yīng)。

3.2.2壞薯檢測硬件系統(tǒng)開發(fā)

設(shè)計(jì)合適光學(xué)和視覺系統(tǒng)，使得缺陷部分與正常區(qū)域有高對比度，同時也須保證薯塊與背景清晰。視覺系統(tǒng)中的相機(jī)感應(yīng)光譜與光學(xué)系統(tǒng)相匹配，均能把缺陷區(qū)域、正常區(qū)域和背景區(qū)域呈現(xiàn)出高對比度。光學(xué)系統(tǒng)要保證主動光源穩(wěn)定，能根據(jù)不同的要求對光源的亮度、角度和時間進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整可以是手動調(diào)整，也能用軟件進(jìn)行調(diào)整。視覺系統(tǒng)要保證采集到足夠清晰的圖像，要求能用軟件實(shí)時控制相機(jī)的幀率、視場范圍和光圈大小、曝光時間及增益等。硬件部分主要有工業(yè)相機(jī)、鏡頭、光電傳感器、電源、工控機(jī)和下位機(jī)等。

3.3在線快速無損分級技術(shù)與裝備

3.3.1基于機(jī)器視覺的外部品質(zhì)分級

薯塊圖像中的大小形狀與實(shí)際中的大小形狀建立對應(yīng)關(guān)系，視覺系統(tǒng)坐標(biāo)和世界坐標(biāo)有一致性。同時要消除鏡頭畸變在實(shí)際檢測中對大小和形狀的影響。在保證視覺系統(tǒng)合理設(shè)計(jì)的同時，也須用算法對圖像進(jìn)行畸變校正，從而得到精準(zhǔn)的大小和形狀描述。與薯塊的采后貯前預(yù)處理相似，外部品質(zhì)分級裝備也在同一個光學(xué)和視覺系統(tǒng)中完成，但在分級部分要根據(jù)所需等級數(shù)進(jìn)行邏輯判定，在分選機(jī)構(gòu)上要根據(jù)需求設(shè)計(jì)出料口，讓電氣設(shè)備根據(jù)算法得到的級別標(biāo)準(zhǔn)控制下料機(jī)構(gòu)，把各等級的薯塊收集在同一個收料箱中。在流水線作業(yè)的高速運(yùn)行過程中，鑒于薯類品種、大小和高度的差別較大，還由于機(jī)械振動導(dǎo)致的視覺系統(tǒng)跳動，須在視場范圍和景深上預(yù)留空間。

3.3.2基于可見／近紅外光譜的內(nèi)部快速無損缺陷檢測與品質(zhì)分級

基于組織光學(xué)特性積分球測量系統(tǒng)和輻射傳輸模型，測量特征波長下薯類組織的吸收和散射系數(shù)。研究薯類組織光學(xué)特性與內(nèi)部品質(zhì)指標(biāo)的響應(yīng)規(guī)律，構(gòu)建品質(zhì)指標(biāo)特征光譜指數(shù)；研究不同數(shù)據(jù)處理方式，降低組織微粒尺寸大小、密度不同造成的多層散射效應(yīng)對組織中化學(xué)物質(zhì)吸收光譜的干擾，構(gòu)造薯類多品質(zhì)指標(biāo)光譜檢測模型。搭建面向薯類作物的多通道可見／近紅外光譜檢測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)薯類多品質(zhì)指標(biāo)光譜快速采集；確定薯類品質(zhì)檢測系統(tǒng)光路分布方式，研究高速在線傳送入庫方式下光譜采集點(diǎn)的一致性和光譜信息有效獲取技術(shù)。

3.3.3檢測分級整機(jī)創(chuàng)新集成

整機(jī)系統(tǒng)包括上料機(jī)構(gòu)、清理機(jī)構(gòu)、單列化機(jī)構(gòu)、電氣模塊和下料機(jī)構(gòu)。上料機(jī)構(gòu)保證大批量的薯類農(nóng)產(chǎn)品自動通過傳送裝置且不會卡料；清理機(jī)構(gòu)把薯類農(nóng)產(chǎn)品上的泥和收獲時的秸稈去除；單列化機(jī)構(gòu)使得待測的薯類農(nóng)產(chǎn)品能按次序規(guī)則地通過視覺系統(tǒng)的正下方，保證采集到高質(zhì)量的圖像；電氣模塊是上位機(jī)和機(jī)械部分的銜接件，能把上位機(jī)發(fā)出的指令通過電機(jī)或者相應(yīng)的傳感器控制機(jī)械部分的運(yùn)轉(zhuǎn)，并能把可能出現(xiàn)的情況反饋給上位機(jī)；下料機(jī)構(gòu)要把分級好的薯類農(nóng)產(chǎn)品分門別類地收集好。

3.4定量快速包裝技術(shù)與裝備

3.4.1精準(zhǔn)定量技術(shù)

研究快速低損供料技術(shù)與裝置，實(shí)現(xiàn)快速精準(zhǔn)地將薯塊裝入到稱量料斗。建立精準(zhǔn)定量模型，根據(jù)預(yù)設(shè)的定量值，計(jì)算得到最優(yōu)料斗組合，卸出組合料斗中的物料，實(shí)現(xiàn)精確計(jì)量。

對現(xiàn)有包裝機(jī)進(jìn)行優(yōu)化改造，設(shè)計(jì)柔性輸送裝置，避免薯類產(chǎn)品在輸送過程中的損傷；改善下料通道的高度與坡道斜度，防止薯類產(chǎn)品的跌落損傷；改造包裝機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)用無紡布材料、網(wǎng)袋對精確稱量后的薯塊進(jìn)行包裝。

3.4.2實(shí)時標(biāo)識與二維碼追溯

可以實(shí)時打印每個包裝內(nèi)的薯塊大小等級、實(shí)際質(zhì)量、產(chǎn)地、采收日期和包裝日期等信息，并生成二維碼，形成庫聯(lián)網(wǎng)，消費(fèi)者和相應(yīng)的廠商可以通過掃碼查詢該包裝內(nèi)薯塊相關(guān)信息。

3.5薯類農(nóng)產(chǎn)品儲藏技術(shù)與裝備

3.5.1儲藏技術(shù)

研究馬鈴薯不同采后預(yù)處理方式，以及在不同生理階段中溫濕度、空氣組成對馬鈴薯儲藏周期的影響；分析環(huán)境溫濕度對呼吸強(qiáng)度調(diào)節(jié)作用，以及對薯類主要成分含量的影響；分析通風(fēng)與光照對馬鈴薯儲藏時間與主要成分的影響；提出定量包裝馬鈴薯保持鮮食品質(zhì)的技術(shù)要求。研究甘薯儲藏期間生理生化活動變化規(guī)律與環(huán)境條件的關(guān)系；分析主要成分的變化與自然損耗之間的關(guān)系；愈傷組織形成與外界條件的關(guān)系；總結(jié)出甘薯保鮮儲藏技術(shù)要求；實(shí)現(xiàn)薯類農(nóng)產(chǎn)品儲藏過程保質(zhì)減損。

3.5.2專用儲藏庫與環(huán)境參數(shù)采集系統(tǒng)

以薯類儲藏工藝需求研究為基礎(chǔ)，在確保庫內(nèi)溫度處于平衡狀態(tài)下，規(guī)避冷空氣的流失，合理規(guī)劃設(shè)計(jì)過渡區(qū)域；增設(shè)保溫板和保護(hù)層，優(yōu)化風(fēng)幕機(jī)的位置，保持儲藏庫內(nèi)溫度穩(wěn)定；基于環(huán)境參數(shù)的梯度變化，合理布置溫度、濕度、二氧化碳和氧氣傳感器，搭建儲藏空間環(huán)境參數(shù)采集系統(tǒng)，實(shí)時獲取儲藏內(nèi)環(huán)境參數(shù)；借助CAN總線、信號接收器、PLC、空調(diào)機(jī)組及控制中心搭建儲藏庫溫濕度管理系統(tǒng)。

3.5.3云端數(shù)據(jù)庫與環(huán)境監(jiān)測客戶端

基于SG通訊技術(shù)，結(jié)合最佳的網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，將多維傳感器數(shù)據(jù)傳輸至云數(shù)據(jù)庫；確認(rèn)數(shù)據(jù)庫空間分層結(jié)構(gòu)和分層中的數(shù)據(jù)類型，將不同環(huán)境參數(shù)分開存儲；確定保持薯類鮮食品質(zhì)的最佳環(huán)境參數(shù)，同時構(gòu)建薯類儲藏大數(shù)據(jù)。分析溫濕度的空間梯度變化，構(gòu)建倉儲空間環(huán)境的溫濕度云圖；基于web開發(fā)可視化客戶端，可設(shè)置環(huán)境參數(shù)示警閾值和顯示環(huán)境參數(shù)的動態(tài)云圖；基于儲藏環(huán)境需求和環(huán)境參數(shù)云圖的變化，自動控制風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)薯類儲藏環(huán)境，達(dá)到減損的目的。

3.6薯類農(nóng)產(chǎn)品示范基地建設(shè)與標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)規(guī)范

研究薯類農(nóng)產(chǎn)品的品種篩選及健康性品質(zhì)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。研究薯類農(nóng)產(chǎn)品采后貯前預(yù)處理的技術(shù)要求；能根據(jù)基地采收的薯類農(nóng)產(chǎn)品作為樣本開發(fā)出相應(yīng)的品質(zhì)分級生產(chǎn)線。根據(jù)馬鈴薯和甘薯的特性，有區(qū)別地建立以品質(zhì)影響因素為指標(biāo)的庫存儲藏的標(biāo)準(zhǔn)化需求，研發(fā)庫內(nèi)區(qū)域品質(zhì)預(yù)警系統(tǒng)技術(shù)要求。研發(fā)快速供給市場的定量預(yù)包裝產(chǎn)品及其儲藏技術(shù)，形成薯類農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)評價(jià)、分級包裝與精準(zhǔn)儲藏技術(shù)和設(shè)施裝備。

4技術(shù)路線

薯類農(nóng)產(chǎn)品保質(zhì)減損精準(zhǔn)控制關(guān)鍵技術(shù)研究實(shí)施流程如圖1所示，主要包含品種篩選、無損檢測、精準(zhǔn)稱量、品質(zhì)預(yù)警和互聯(lián)互通技術(shù)融合等環(huán)節(jié)。

（1）品種篩選是收集浙江省主栽和特色品種，開展品種田間種植對比試驗(yàn)，篩選適合市場需求和產(chǎn)后利用品質(zhì)要求的優(yōu)質(zhì)糧菜兼用型儲藏保鮮品種。

（2）無損檢測是通過搭建合適的光學(xué)系統(tǒng)、視覺系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)薯類農(nóng)產(chǎn)品外部、內(nèi)部的無損檢測分級。

（3）精準(zhǔn)稱量是通過多通道稱量、組合料斗和二維碼追溯庫聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)薯塊快速精準(zhǔn)定量包裝。

（4）品質(zhì)預(yù)警是通過云端電子鼻、薯類產(chǎn)品儲藏庫、環(huán)境傳感器與可視化云監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)薯類產(chǎn)品的品質(zhì)監(jiān)控。

（5）互聯(lián)互通技術(shù)是對品種篩選、采后處理、無損檢測與分級、定量包裝與儲藏環(huán)境檢測的因數(shù)融合分析與控制，實(shí)現(xiàn)薯類農(nóng)產(chǎn)品保質(zhì)減損的精準(zhǔn)控制。

5技術(shù)應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化前景

薯類是公認(rèn)的主食，是在米面糧食不夠吃的時候用來果腹的食物，所謂“薯豆半年糧”。隨著生活的改善，人們漸漸重新想起薯類，卻不再是用它們作為主食不足的補(bǔ)充，而是用它們做成各種美味小點(diǎn)，美味菜肴。薯類作為糧菜兼用型的農(nóng)產(chǎn)品，可作為3大主糧的重要補(bǔ)充，不但豐富了人們的食譜，而且作為戰(zhàn)略資源，把飯碗牢牢端在自己的手中。經(jīng)過品種優(yōu)化、品質(zhì)預(yù)警．分級和定量包裝的薯類農(nóng)產(chǎn)品可滿足各種消費(fèi)需要，市場差異化也可使得薯類產(chǎn)生高附加值，從而使得農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收。

我國現(xiàn)在薯類農(nóng)產(chǎn)品上的全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)應(yīng)用還不多，大多用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行簡單的分類。目前做得較好的是挪威的公司，雖然在我國建立了分公司，但主要以銷售成熟產(chǎn)品為主，在國內(nèi)的研發(fā)力量很少，這些設(shè)備價(jià)格較高，并且和我國的生產(chǎn)模式不符。因此發(fā)展適合我國的專用薯類農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)鏈很有市場意義。

我國2021年的薯類農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量2882萬t，浙江省的產(chǎn)量40萬t左右。因此可以立足浙江省，輻射全國。目前在庫存預(yù)警方面沒有發(fā)現(xiàn)成熟的相關(guān)產(chǎn)品，主要在品質(zhì)分級方面居多，國內(nèi)外的價(jià)格也不等。經(jīng)過與國內(nèi)廠商咨詢，僅分級的設(shè)備一臺價(jià)格最低在30萬元左右，國外的價(jià)格則高達(dá)200萬元。我國薯類農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量較大，如果在全國推廣，市場容量巨大，即便每年賣50臺，也有至少1000萬元的市場規(guī)模。

6結(jié)束語

以糧菜兼用型的馬鈴薯和甘薯為研究對象，開展薯類農(nóng)產(chǎn)品的保質(zhì)減損精準(zhǔn)控制關(guān)鍵技術(shù)和裝備研發(fā)，在應(yīng)用示范的基礎(chǔ)上，建立生產(chǎn)、供應(yīng)、儲藏的企業(yè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)體系。通過薯類農(nóng)產(chǎn)品的品種篩選及健康性品質(zhì)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系研究，優(yōu)選出適宜浙江省的糧菜兼用型品種并構(gòu)建健康性品質(zhì)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系；通過研究薯類農(nóng)產(chǎn)品采后貯前預(yù)處理技術(shù)裝備，分選出帶菌蟲蛀和破損等缺陷薯塊；通過在線快速品質(zhì)分級裝備的研發(fā)，實(shí)現(xiàn)薯類農(nóng)產(chǎn)品快速無損檢測與分級；通過薯類精準(zhǔn)定量預(yù)包裝技術(shù)與裝備的研發(fā)，實(shí)現(xiàn)市場的快速供應(yīng)；通過環(huán)境監(jiān)控儲藏技術(shù)與設(shè)施裝備的研究，在確定最佳儲藏環(huán)境參數(shù)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)環(huán)境可視化監(jiān)控，達(dá)到保質(zhì)減損的目的；通過電子鼻智能品質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的研發(fā)，實(shí)現(xiàn)儲藏過程中薯類農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的實(shí)時監(jiān)測；通過示范基地建設(shè)與標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)規(guī)范研究，構(gòu)建薯類農(nóng)產(chǎn)品采后作業(yè)規(guī)范和管理體系。在系統(tǒng)集成的基礎(chǔ)上，針對典型薯類農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)場景，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)及人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了多生產(chǎn)環(huán)節(jié)的互聯(lián)互通，從而達(dá)到薯類農(nóng)產(chǎn)品保質(zhì)減損的精準(zhǔn)控制。