科研产出
青檀叶片饲用营养价值分析与优良无性系筛选
《林业科学 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：[目的]全面分析与评价青檀叶片的饲用营养价值,为青檀用作木本饲料提供数据支撑.[方法]对10个青檀无性系进行叶片营养成分、抗氧化活性、次生代谢产物组分和含量、氨基酸成分和含量的测定,并采用质量评价指标综合评价其饲用特性.[结果]1)不同青檀无性系叶片各营养成分指标均达到极显著差异,粗蛋白含量介于10.15%~24.36%,平均为17.60%,其中'福缘'(24.36%)和'WT'(24.33%)含量最高;粗脂肪含量介于7.98%~11.45%,平均为 9.31%;粗纤维含量较低,平均为 4.08%;无氮浸出物含量平均为 49.69%;中性洗涤纤维含量的品种间差异最大,介于 17.76%~67.67%,平均为 45.51%;酸洗洗涤纤维含量的差异较小,平均为 24.07%;全磷和钙含量平均值分别为 0.173 3%和 5.863 3%;单宁含量远低于拒食标准,平均为 2.926 0 g·kg-1.2)饲用质量评价指标无性系间均有极显著差异,10个无性系中有 4个达到美国牧草和草地协会(AFGC)干草 1级标准,分别为'WT'、'金玉缘'、'慧光'和'巨龙'.3)抗氧化活性综合指数法(APC)评价认为,'大叶'、'巨龙'和'青龙'叶片抗氧化能力强,'无量'、'金玉缘'和'慧光'叶片抗氧化能力弱.4)青檀叶片总类黄酮和 5个黄酮类物质含量在无性系间均有极显著差异,具有筛选高生物活性物质的基础;总类黄酮含量平均为 9.92 mg·g-1,5种物质中绿原酸含量最高(710.96 μg·g-1),其次是异鼠李素(27.12 μg·g-1),儿茶素(16.53 μg·g?1)、槲皮素(9.09 μg·g?1),咖啡酸含量极低,仅为 1.73 μg·g?1.5)检测到18种游离氨基酸和 19种水解氨基酸,平均总量分别为 47.87 mg·g?1 和 108.20 mg·g?1,且总含量在无性系间均有极显著差异;两类氨基酸组分中均以异亮氨酸、亮氨酸含量最高.[结论]青檀叶片具有粗蛋白、粗脂肪、钙含量高,粗纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、单宁含量低的特点,饲用评价指标综合等级达到 1级标准,具备发展成为优良木本饲料树种的物质基础;初步筛选出'WT'、'福缘'和'巨龙'3个优异无性系.
关键词： 青檀 木本饲料 营养成分 粗蛋白 氨基酸 饲用价值
全文链接
请求原文
腐生性昆虫材料化利用的研究进展
《材料导报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：作为农业废弃物清洁转化的有效手段，腐生性昆虫因其丰富的蛋白质含量和广阔的深加工利用发展前景而成为当今环境、农业和能源等领域的研究热点。受限于其基础研究薄弱、深加工技术水平低、产业化程度不高及市场认同、准入和规范相关标准缺乏，导致腐生性昆虫的深加工利用率较低。随着人们对健康环保产品需求的增长，日趋严格的环保法规及石化资源的短缺，腐生性昆虫材料化利用紧密结合国家新型战略产业政策需求，将有效促进现代化农业的持续健康发展。针对腐生性昆虫在材料化开发利用的研究热点，本文阐述了可降解塑料、生物柴油、几丁质基材料、生物医用材料等近几年主要的材料化利用途径，并分析了各利用途径的应用效果和局限性，为开展腐生性昆虫材料化利用提供理论支持，最后，基于目前生物基材料的发展趋势，客观展望了腐生性昆虫材料化应用发展方向。
关键词： 腐生性昆虫 蛋白质材料 生物柴油 高值转化 局限性
全文链接
请求原文
环渤海山东区耕地NPP时空变化特征及其驱动因子探测
《环境科学 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：环渤海平原区是中国重要的粮食产区、耕地资源生产潜力大但影响因素多,摸清该地区耕地植被净初级生产力（NPP）的时空变化特征及其驱动因子,对于改善区域耕地生产条件、挖掘和提升耕地生产能力、保障国家粮食安全具有重要意义.采用Theil-Sen Median趋势分析、Mann-Kendall显著性检验和Hurst指数等方法探讨区域耕地NPP时空变化特征及其稳定性和持续性;借助参数最优地理探测器模型,分析驱动因素对耕地NPP空间异质性的影响.结果表明:（1）2001～2019年,受工业化和城镇化过程中建设用地扩张影响,环渤海山东区耕地数量累计减少2 004.51 km2;（2）研究时段内,年均耕地NPP呈波动增加趋势,在空间分布上耕地NPP呈现以东营区为界,北部明显低于南部的空间分异性;（3）耕地NPP呈增加趋势的面积占耕地总面积88.06%,以较低波动与中等波动为主,未来全区域耕地NPP将保持整体持续增加趋势;（4）年均相对湿度对研究区耕地NPP空间分异解释力最强,q值为0.26;其次为表层土壤含盐量、底层土壤含盐量,q值均大于0.2.不同驱动因子间的交互作用均表现为非线性增强或双因子增强.研究结果有助于揭示环渤海地区耕地产能变化特征及其驱动力,亦可为该区域生态保护与可持续发展提供理论依据.
关键词： 耕地 植被净初级生产力 参数最优地理探测器(OPGD) 时空特征 驱动因子 环渤海山东区
全文链接
请求原文
基于深度学习、小波变换和可见光谱的茶树冻害程度评估
《光谱学与光谱分析 》 2024 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：茶树冻害鉴定是评价茶树抗逆性、指导茶园越冬管理的基础。茶树冻害鉴定的传统方法主要通过人工观察茶树叶片的冻害数量和冻害程度，存在准确率低，效率低，主观性强等缺点。提出一种基于深度学习、小波变换和可见光谱的茶树冻害程度评估框架。首先，采集了1 000张茶树受冻后的树冠图像，并且按照4∶1分为训练集和测试集，并对训练集图像的冻害叶片进行标注。其次，采用Faster R-CNN网络对茶树的冻害叶片进行识别提取，并且分别选择了AlexNet、 VGG19和ResNet50三种特征提取器，选择鲁棒性最高的特征提取器作为主干网络。然后，将提取到的茶树冻害叶片图像进行小波变换增强处理，从而得到了一张低频率和三张高频率的图像。将小波变换处理后的图像和未经小波变换处理的图像分别输入到VGG16、 SVM、 AlexNet、 ResNet50等网络对冻害叶片进行分级，比较四种网络的分类性能。根据冻害叶片的数量、冻害叶片的程度，不同冻害程度叶片的权重系数，对茶树受冻程度打分，从而对茶树整体的冻害程度进行评估。结果表明：（1）基于ResNet50的Faster R-CNN模型提取茶树冻害叶片的性能最好，其查准率为93.33%,查全率为92.57%,高于VGG19和AlexNet作为主干网络的识别性能，可以确保大多数的冻害叶片都能被提取出来，并为叶片的冻害程度进一步分级提供基础。（2）VGG16模型分类不同冻害程度的叶片的整体准确率为89%,高于其他模型（SVM、 AlexNet、 ResNet50）的整体分类准确率，表明VGG16模型具有较高的鲁棒性。（3）小波变换处理后的冻害叶片图像与未经小波变换处理后的冻害叶片相比较，能提升模型的整体分类准确率2%～6%。说明小波变换增强技术可以提高网络的准确率。因此，本实验框架可以准确和高效地将茶树冻害叶片进行分级，对于茶园冻害程度的评估具有重要价值，为北方茶园的越冬防护提供技术支撑。
关键词： 茶树 冻害叶片 Faster R-CNN VGG16 小波变换
全文链接
请求原文
恒温下相对湿度对果蔬热风干燥特性和品质的影响及调控
《农业工程学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：相对湿度作为干燥介质的重要参数，对干燥热质传质过程和干燥品质具有显著影响。但由于相对湿度对干燥过程的影响机理及优化调控机制尚不明确，导致相对湿度的调控方式多依靠经验，造成干燥效率低、品质差、能耗高等问题。对于传质过程，降低相对湿度能够增大对流传质系数，加快物料表面水分蒸发；而对于传热过程，升高相对湿度能够增大对流传热系数，加快物料升温速率。相对湿度较高时，物料升温速率快，内部水分迁移量增大，但表面水分蒸发量较小；而当相对湿度较低时，物料升温速率较慢，内部水分迁移量较小，但表面水分蒸发量较大。相对传热和传质过程的影响此消彼长，互相耦合。高相对湿度主要体现为对传热过程的影响，低相对湿度主要体现为对传质过程的影响。高相对湿度能够抑制物料表面的结壳，并能够提高复水性，降低收缩率。阶段降湿及多阶段降湿干燥方式下物料表面形成和保持了蜂窝状多孔结构，能够提高干燥效率和品质。基于监测物料温度的相对湿度调控方式被验证为较优的相对湿度控制方式。阶段降湿干燥方式适用性的实质为：干燥过程中所体现出的对流传热热阻和内部导热热阻的相对大小，及对流传质阻力和内部传质阻力的相对大小，不同干燥条件和物料种类、厚度会影响以上传热传质阻力的大小，从而呈现出不同适应性的结果。当阶段降湿干燥过程中传热毕渥数＞1且传质毕渥数＞0.1时，说明阶段降湿干燥过程适用于此物料的干燥。该文综合论述了相对湿度对果蔬热风干燥过程中热质传递及干燥品质的影响，优化调控策略及适用性范围4个方面内容，明确了果蔬热风干燥过程中相对湿度的影响机理，为相对湿度的优化调控提供理论依据和技术支持。
关键词： 干燥 相对湿度 传热过程 传质过程 调控策略 适用性
全文链接
请求原文
基于PLC控制的等径凸轮传动自动变速秸秆粉碎还田装置设计与试验
《农业机械学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：为提高玉米秸秆粉碎还田机具作业质量，解决传统秸秆粉碎还田机械作业参数不可实时调节等问题，基于等径凸轮机构往复运动原理，设计了一种基于PLC控制的自动变速秸秆粉碎还田装置。通过分析地表支撑条件下秸秆粉碎过程中受力变化，确定影响秸秆粉碎效果主要因素，利用LS-Dyna软件确定主要因素取值范围；通过理论计算和动力学仿真分析，优化粉碎刀运动轨迹并确定粉碎机构关键部件参数。为提高玉米秸秆粉碎合格率，建立“泵-阀-马达”调速模型，设计人机交互界面进行作业参数设置，实现不同秸秆覆盖量情况下，秸秆粉碎装置作业参数快速匹配，以机具前进速度、秸秆覆盖量为试验因素，以秸秆粉碎合格率为评价指标进行单因素试验。试验结果表明，当田间秸秆覆盖量一定时，随着主轴转速增加，粉碎合格率呈明显上升趋势；当主轴转速一定时，随着田间秸秆覆盖量的增加，粉碎合格率有所下降；当主轴转速超过200 r/min时，秸秆粉碎合格率均达到90%以上，基本保持不变。为进一步验证试验结果，进行变速秸秆粉碎方式与定速秸秆粉碎方式对比试验。试验结果表明，变速秸秆粉碎方式秸秆粉碎合格率为92.17%,优于定速秸秆粉碎方式。该装置实现了秸秆粉碎还田作业参数精准控制，为秸秆粉碎还田机具智能化发展提供了技术支撑。
关键词： 秸秆覆盖 变速粉碎还田装置 等径凸轮 比例调速 PLC控制
全文链接
请求原文
免耕对农田土壤团聚体的影响研究:Meta分析
《环境科学 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：为明确免耕对农田土壤团聚体的影响，通过Meta分析整合已发表的116项研究，综合探究免耕对土壤团聚体粒径分布、平均重量直径（MWD）以及团聚体有机碳含量的影响.结果表明，与耕作相比，免耕显著提高土壤大团聚体占比（10.9%）和MWD（12.8%），减少黏粉粒占比（-15.5%），但对微团聚体及团聚体有机碳含量没有显著影响.亚组分析表明，免耕显著提高西北地区土壤大团聚体占比（17.6%），提高华北地区土壤团聚体MWD（15.4%）；在旱地及黏壤土中，免耕分别提高团聚体MWD效应值12.6%和18.4%；免耕提高大团聚体占比的效果随土壤pH值增加而增加；秸秆还田条件下，免耕显著提高土壤大团聚体占比（9.6%）及MWD（11.6%），秸秆移除后，免耕对团聚体的影响效应均不显著；在试验年限方面，短期免耕（＜5 a）显著提高土壤大团聚体比例，而长期免耕（＞ 10 a）提高团聚体MWD；在土壤深度方面，免耕仅能改善耕层（0～20 cm）土壤团聚体粒径分布及MWD，而对深层土壤（＞ 20 cm）团聚体没有影响.综上所述，免耕能够改善土壤团聚体粒径分布及稳定性，但对团聚体碳含量无显著影响.在实际生产中，要充分考虑生产区域、土壤性质和田间管理等因素，以达到有效改良土壤团聚体的目的 .
关键词： 免耕 土壤团聚体 平均重量直径（MWD） 团聚体有机碳 Meta分析
全文链接
请求原文
基于超高效液相色谱-三重四极杆串联质谱法的黑蒜加工过程中特征成分变化规律
《食品科学 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：基于超高效液相色谱-三重四极杆串联质谱技术建立了黑蒜中10种风味前体物质和21种游离氨基酸同时测定的检测方法。将该方法应用于黑蒜加工过程中特征成分变化规律的研究，结果表明，在温度75℃、相对湿度85%条件下，黑蒜中的特征成分含量在加工过程中发生了较大改变。其中，γ-氨基丁酸、S-烯丙基-L-半胱氨酸、异蒜氨酸、谷氨酰胺、甲基蒜氨酸、蒜氨酸、色氨酸和γ-L-谷氨酰-S-烯丙基-L-半胱氨酸变化最为显著，是黑蒜加工过程中小分子代谢物变化的化学标志物。该方法灵敏度高、准确性好，可满足检测需求。
关键词： 黑蒜 加工 超高效液相色谱-三重四极杆串联质谱 含硫化合物 游离氨基酸
全文链接
请求原文
苹果颗粒离散元接触参数标定与仿真试验
《农业工程学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：为精准确定红富士、花牛和黄元帅苹果的接触参数，该研究基于离散元法对3种苹果颗粒的仿真模型进行接触参数标定试验。首先，创建3种苹果的离散元填充模型，并通过电子秤、万能试验机等试验设备，确定其本征参数。其次，通过碰撞弹跳试验、斜面滑移试验和斜面滚动试验，得到红富士、花牛和黄元帅苹果与亚克力板的碰撞恢复系数分别为0.473、0.432和0.466；与亚克力板的静摩擦系数分别为0.435、0.536和0.519；与亚克力板的滚动摩擦系数分别为0.007 7、0.013 8和0.008 8。最后，通过堆积角试验、最陡爬坡试验确定二次回归正交旋转组合试验，得到红富士、花牛和黄元帅同种苹果间的碰撞恢复系数分别为0.487、0.348和0.469；静摩擦系数分别为0.584、0.869和0.644；滚动摩擦系数分别为0.084、0.096和0.093。试验结果表明，红富士、花牛和黄元帅苹果仿真试验与物理试验的休止角相对误差分别为5.95%、6.55%、8.67%。研究结果可为苹果物理特性和低损采收技术研究提供理论依据和模型支撑。
全文链接
请求原文
花青素对植物反射特性的影响及遥感估算:叶片尺度
《光谱学与光谱分析 》 2024 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：花青素是植物三大色素之一，与植物的生长发育、生长状态以及生长环境状况密切相关，花青素动态变化对生态环境的监测和预警具有重要意义。对叶片光学特性与色素关系的深入理解是估算色素浓度的前提，然而花青素对叶片光学属性的影响并未能得到系统地分析，极大地限制了植物花青素的反演和监测。该研究从机理出发，采用包含花青素参数的新一代植物叶片辐射传输模型PROSPECT-D,结合改进的Sobol’算法，获取输入参数协同变化条件下叶片的光学表现，计算模型参数的全局敏感性指数，全面分析花青素对叶片光学属性的影响，探索花青素的光学敏感波谱区间，在此基础上，以地面实测的叶片波谱和色素数据为样本，发展并探讨叶片尺度花青素的遥感反演方法。结果表明，Sobol’全局敏感性分析结果受样本量变化的影响，总敏感性指数在样本数为3 000时达到稳定；花青素主要影响400～689 nm波谱范围的叶片反射特性，叶片对光子的反射能力随花青素含量的增加而降低；叶绿素、类胡萝卜素与花青素对叶片的反射存在协同作用，在467～589 nm波谱区间，花青素对叶片反射的贡献高于其他参数，花青素总敏感性指数在509 nm处最高（86.64%）;基于叶绿素、类胡萝卜素对叶片反射能力的贡献程度，花青素的波谱敏感区间可分为三个部分：467～505 nm（花青素、叶绿素、类胡萝卜素共同影响区）、 506～541 nm（花青素、类胡萝卜素影响区）、 542～589 nm（花青素、叶绿素影响区）;叶片花青素含量与敏感区间的高光谱窄波段、波谱指数之间存在显著的线性关系。在所有的窄波段中，样本花青素含量与560 nm的叶片反射率的相关性最好，相关系数为0.948,但由于花青素与叶绿素、类胡萝卜素光谱吸收波段重叠，考虑其他色素干扰的波谱指数ARI、 mARI（Sentinel-2波段参考）与花青素表现出了好的相关性（相关系数分别为0.953 2, 0.953 6）,但由于波段设置的差异，不同卫星的波谱指数表现并不一致。该研究可为未来更大范围的花青素遥感估算奠定重要的理论基础。
全文链接
请求原文
