自然带菌稻谷和玉米呼吸速率回归模型研究.pdf

粮食储藏
2016(3)
谷物化学与品质分析
自然带菌稻谷和玉米呼吸速率回归模型研究
吴芳何洋柳彩虹2严晓平
(1中储粮成都粮食储藏科学研究所610091
(2天津市滨海新区粮食购销有限公司300480)
摘要以自然带菌稻谷和玉米为材料,通过测定粮食在密闭环境中释放CO2的量,
研究不同水分粮食(稻谷13.4%、145%和185%,玉米137%、153%和16.5%)在不
同温度(20℃、25℃和30℃)和不同氧浓度(0、2%、5%、10%和21%)条件下的呼吸速
率。以研究所得数据为基础,建立了基于温度、粮食水分和氧气浓度3个自变量因素的呼吸
速率数学模型,用以预测不同储藏条件下自然带菌稻谷和玉米的呼吸速率。
关键词不同储藏条件带菌玉米带菌稻谷呼吸速率数学模型
气调储粮是国内外广泛认可的绿色储粮技术,技术提供基础数据和理论支撑
它是通过生物或人工降氧的方式来改变粮堆内原有
材料与方法
气体的配比,达到抑制虫霉为害,确保储藏物安全
的目的。根据《氮气气调储粮技术规程》2,不1.1试验材料
同的气调目的对仓内氮气浓度的要求不同,气调杀
供试玉米来自中央储备粮绵阳直属库2015年入
虫时氮气浓度要求维持98%以上28d以上,气调仓的内蒙玉米,稻谷来自四川广汉2014年收获的F
防虫时氮气浓度要求维持95%,气调储藏时氮气优498,经60℃烘6h杀死虫及虫卵后,用蒸馏水调
浓度要求维持90%~95%(与之相对应的O2含量
节水分,玉米水分调节至137%、153%和165%
分别为2%、5%和10%)。在不同的氧气浓度条件
稻谷水分调节至134%、145%和185%。
下粮食会进行有氧呼吸或缺氧呼吸1,在氧气充足
方法
的条件下,强烈的有氧呼吸作用会造成干物质的消
耗、粮食水分增加和粮堆湿度增大,使粮温增高
1.21试验设置将3种不同水分的粮食分别装
造成品质的下降,微弱的有氧呼吸可促进粮食后
进21.的密闭玻璃瓶中进行试验。玉米:每个容器
熟:而在缺氧的条件下,粮食进行无氧呼吸会产生中装04kg·瓶中密闭空间的自由空隙为⊥44L
较多的酒精。所以在实际储藏过程中,明确不同氧
稻谷:每个容器中装Q.65kg,瓶中密闭空间的自
浓度条件下粮堆的呼吸情况对粮食安全储藏意义重
由空隙为1.315L。每个水分的粮食均设置5个氧
大。稻谷和玉米是我国的长期偕备粮,本研究找在气浓度?梯度为0、2%、5%、10%和21%。在
不同温度条件下对不同水分的自然带菌稻谷和玉米20℃、25℃和30℃3个储藏温度条件下测试所得
在0、2%、5%、10%和21%氧浓度下的呼吸速率的每个水分粮食的数据用于模型构建。
进行研究,并在实测数据的基础上,建立自然带菌1.22呼吸速率的测定呼吸速率通过测定密闭
稻谷和玉米的呼吸速率回归模型,为氮气气调储粮空间内的CO2含量随时间的变化进行计算,计算
基金项目:科技部、财政部、国家粮食局粮食公益行业性科研专项(201313001)
通讯地址:成都市青羊区广富路239号32幢
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第45卷
自然带菌稻谷和玉米呼吸速率回归模型研究
公式为:
21.2稻谷呼吸速率模型的建立采用多元线性
回归分析,建立温度、水分和氧浓度呼吸速率的回
dt M
归模型。做简单线性回归和半对数线性回归模型的
式中,[CO2]为容器内CO2浓度,单位为%
拟合优度R分别为Q.783和Q.907,择优执行半
为处理时间,单位为d:为密封容器的自由体
对数线性回归,结果如表3和表4。
积,单位为mI:M为储藏粮食的质量,单位为
表3方差分析表
kg;Rcx.为每天每千克粮食呼吸产生的CO)2量
MS
(mI.),单位为mI.?kg?d
回归30.434
1.23试验仪器CO2含量用FOXB( X Field残差3105
().119
Gas Analysis System( Sable)进行测量。
总计
1.24数据处理用Excl软件处理粮食密闭环境
从表3中可以看出,F值为84.944,远大于
中X()含量数据.计算粮食的呼吸速率;采用
Fu的431,P值<0.01,表明存在真实可信的线
SPSS1.0数据处理软件进行数据分析和模型的构建。
性回归模型,可信度为99%
结果与分析
表4线性回归方程回归系数检验表
21模型的建立
模型
值
值
1g.
常数
1.1玉米呼吸速率模型的建立采用多元线性
温度
0.121
9.598
0.000
回归分析,建立温度、水分和氧浓度与呼吸速率的
水分
Q.139
4,.837
).(000
回归模型。由于直接做简单线性回归模型的拟合忧
氧浓度
(Q.099
11.803
).()00
度R2(=0.543)较低,执行半对数线性回归,结
由表4可知,模型的回归方程为LN(Y)
果如表1和表4。
5.173+Q.121T+Q.139W+0.099C,其中Y为
表1方差分析表
稻谷呼吸速率,T为温度,W为稻谷水分,C为
MS
氧气浓度。
回归78526
26.175214.330.000
残差
0.122
22模型的检验
总计83.5334
21玉米呼吸速率模型的检验
从表1中可以看出,F值为2143,远大于2211模型的拟合优度检验为更确切地说明回
F。a的431,P值<0.01,表明存在真实可信的线
归模型的建立是否合适,以确定建立的回归模型是
性回归模型,可信度为99%。
否很好地拟合了原始数据,即该回归方程是否有效
表2线性回归方程回归系数检验表
进行了回归方程的显著性检验。具体参数见表5。
模型
值
t值
表5玉米呼吸速率模型的拟合优度检验表
常数
17.241
22.604
Q.000
Model
R
R
调节后R
温度
0.187
14,.653
0.970
0.940
0.936
0Q.000
水分
().934
20.560
Q.000
由表5可知,所建回归模型R=0.940,说明
氧浓度
)016
2361
所得模型拟合优度好,消除变量个数影响后的校正
由表2可知,模型的回归方程为IN(Y)
R2=0.936,亦表现为高度相关。R=Q.970,表明
17.241+Q.187T+Q.934WV+0.016C、其中Y因变量呼吸速率对数变异的97.0%是由温度、水
为玉米呼吸速率,T为温度,W为稻谷水分,C分和氧浓度等因子变化引起的。
为氧气浓度
2,1.2残差检验分析做回归标准化残差图,<