科研产出
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
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姜风味微胶囊制备与性质研究
《食品与发酵工业 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为提高姜风味成分的稳定性，以麦芽糊精、阿拉伯胶、β-环糊精为壁材采用喷雾干燥法制备姜风味微胶囊。以包埋率为评价指标优化制备工艺，并对微胶囊颗粒理化性质、微观形态及稳定性进行分析。结果表明，微胶囊的最佳制备工艺：进口温度160℃、喷雾空气柱45 mm及芯壁质量比1∶5。此条件下微胶囊包埋率可达81.32%,呈现完整球形结构，粒径约为15～20μm,其含水量为2.54%,溶解度为95.5%,休止角为42.18°。GC-MS分析表明，贮藏期间姜风味微胶囊比普通姜粉的风味成分更稳定。因此，最佳条件下制备的微胶囊具有良好的流动性、溶解性且风味稳定性较高，可满足一般食品加工条件，为生姜调味产品的研发与改进提供参考。
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番茄嫁接和施氮对氮肥去向和氮平衡的影响
《中国农业科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：[目的]定量番茄植株地上部带走的土壤氮量以及土壤残留的肥料氮量,评估嫁接和施氮对氮肥去向、土壤氮平衡以及土壤净残留肥料氮的影响.[方法]通过 15N 尿素示踪结合盆栽试验,试验番茄品种'齐达利'和'017',包括嫁接和不嫁接以及施氮和不施氮处理.借助 15N标记技术区分植株和土壤中源于肥料氮和土壤氮的贡献,进而追踪肥料氮去向;计算土壤氮吸收的加氮交互效应(即施氮与不施氮植株对土壤氮吸收的差值),最终评估土壤氮的平衡.[结果]番茄植株干重和氮吸收量对施氮的响应取决于接穗品种和嫁接处理.肥料氮对整个植株氮吸收贡献率为 35.9%—38.8%,对地上部氮吸收的贡献(35.9%—39.9%)高于根系(31.6%—36.2%).土壤氮吸收的加氮交互效应在大多数情况下呈现正值,嫁接对加氮交互效应无显著影响.各处理肥料氮分配到植株地上部、土壤和损失的平均比值为 4.0﹕2.6﹕3.4,作物-土壤系统对氮肥的总回收率(地上部吸收+土壤残留)为 70%.在施氮量 250 kg·hm-2 水平,各处理的土壤残留肥料氮无法弥补植株地上部带走的土壤本身氮,从长期来看,这可能导致土壤本身氮肥力的消耗.[结论]如果选择增加氮肥投入来弥补土壤本身氮的消耗,可能导致氮肥损失的风险.本研究中,与番茄'齐达利'自根苗、'017'自根苗和嫁接苗相比,'齐达利'接穗与南瓜砧木组合增加了根际土壤对肥料氮的固持,降低了肥料氮的损失.因此,合适砧穗组合可能是保持番茄土壤氮肥力的有效园艺措施.
关键词： 番茄 氮肥利用率 加氮交互效应 化肥氮去向 15N标记
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玉米根系分泌物改变酚酸类物质对花生种子发芽及病原菌的化感作用
《中国油料作物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为进一步探索玉米花生间作缓解花生连作障碍的机理，通过收集玉米根系分泌物，外源添加到酚酸类化感物质处理的花生种子及病原菌培养基中的方法，研究玉米根系分泌物对3种酚酸类化感物质及其混合物化感作用的影响。结果表明，2种浓度（0.75 mmol/L和1.5 mmol/L）的肉桂酸、邻苯二甲酸、对羟基苯甲酸及其混合物，对花生胚芽生长和根腐镰孢菌及炭疽菌2种病原菌起化感抑制作用。玉米根系分泌物对花生种子发芽起促进作用，对花生根腐镰孢菌和炭疽菌主要起抑制作用。添加玉米根系分泌物后，减轻了3种酚酸类化感物质及其混合物对花生种子发芽的化感抑制作用，低浓度处理下化感指数降低了60.10%～88.11%；增强了其对根腐镰孢菌的化感抑制作用，高浓度处理下化感指数增加了28.00%～46.55%；改变了对羟基苯甲酸和3种酚酸类化感物质混合物对炭疽菌的化感效应方向，由促进作用转变为抑制作用。玉米根系分泌物可以减轻花生连作障碍中自毒酚酸物质对种子萌发的化感抑制作用、增强其对土壤中病原菌的化感抑制作用，为玉米花生间作缓解花生连作障碍提供了依据，有利于粮油作物综合产能的协同提升。
关键词： 玉米根系分泌物 酚酸类物质 化感作用 病原菌 花生连作障碍
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玉米氮胁迫响应NRT基因的鉴定及ZmNRT2.5的克隆和表达分析
《玉米科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：硝酸盐转运蛋白(Nitrate Transporters,NRTs)在植物根系NO3-吸收或转运中发挥重要作用.为探究玉米NRTs基因在氮素吸收中的功能,从前期转录组数据中鉴定出7个响应氮素处理的差异表达ZmNRTs基因.启动子顺式作用元件分析表明,这些ZmNRTs基因的启动子均含有多个植物逆境或激素应答元件,推测他们可能与玉米非生物胁迫应答或植物激素调控氮素吸收相关.从玉米根系中克隆了对氮素处理响应最大的ZmNRT2.5,该基因CDs全长为1 563 bp,编码520个氨基酸.进化树分析结果表明,ZmNRT2.5与AtNRT2.5同源性最高,含有保守的硝酸盐转运结构域,二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主,含11个跨膜结构域.实时荧光定量PCR分析表明,Zm-NRT2.5主要在根、老叶和叶鞘中表达.低氮处理显著诱导ZmNRT2.5在根中的表达,植物激素脱落酸、赤霉素和乙烯均参与调控ZmNRT2.5的表达.同时,ZmNRT2.5基因的表达受到盐胁迫的显著抑制.
关键词： 玉米 氮胁迫 NRTs ZmNRT2.5 表达分析
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山东地方梨种质资源果实性状综合评价
《果树学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：[目的]全面评价107份种质资源的果实特征,为培育优良新品种奠定基础.[方法]于果实成熟期对果实品质进行测定、分析;采用Q型和R型聚类分析法对107份梨种质及其果实性状进行分类.[结果]84.11%种质资源属于中、大果型,果形指数约为1;48%的梨种质果实果皮呈现黄绿色、果肉白色、风味酸甜、汁液多和微香等特点;共检测出339种挥发性香气物质,不同种质香气种类及含量差别较大,其中酯类物质是香气主要成分;Q型和R型聚类分析显示,组内聚类种质具有一定的相似特征,且多具有相关性;主成分分析显示各性状贡献率较为分散,性状变异丰富.[结论]鉴定出文登实生种、栖霞大香水、鸭广梨等可溶性固形物含量高、香气浓郁的种质资源,可作为培育优良新品种的宝贵亲本材料.
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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
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聚丙烯塑料在人工湿地中的降解及其对微生物群落结构的影响
《湿地科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：随着一次性塑料口罩的使用量逐年增多，废弃口罩的肆意丢弃和处理极易对环境造成污染。以日常用聚丙烯（polypropylene, PP）材质的一次性口罩为研究对象，将其添加到人工湿地中，分析聚丙烯塑料在人工湿地中短期降解过程（90 d和180 d）中的形态变化，并分析其在降解过程中塑料际微生物群落结构变化。研究结果表明，在降解过程中聚丙烯塑料表面明显由光滑变为粗糙，乙烯长链断开，产生了新官能团羰基和醚键，表面疏水性变小；180 d后，在人工湿地出中检出直径为10～30μm的聚丙烯塑料；在人工湿地中降解180 d后，聚丙烯塑料际表面基本形成稳定的微生物群落结构，主要以假单胞菌（Pseudomonadales）和芽孢杆菌（Bacillales）为主，随着时间的延长，人工湿地中与氮转化相关的微生物多样性和物种丰富度降低。
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BrGRF5基因参与植物生长以及盐和渗透胁迫抗性的调控
《分子植物育种 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：大白菜（Brassica rapa L. ssp. pekinensis）年播种面积约2×106hm2，在保障国民蔬菜正常供应中发挥了重要作用。叶是大白菜的主要食用器官，因此挖掘调控大白菜叶大小发育的关键基因将会对下一步通过基因工程等手段改良大白菜提供帮助。本研究从大白菜自交系‘福山包头’中克隆了一个GRF基因，命名为BrGRF5。通过生物信息学的分析发现，BrGRF5基因含有1个内含子，CDS序列长1 044 bp，在进化上BrGRF5与拟南芥AtGRF7处于同一个分支并且二者的氨基酸一致性高达70.7%，暗示二者在功能上可能具有一定的相似性。进一步的研究也证实了上述猜测，在拟南芥中过量表达BrGRF5基因明显促进了转基因植株不同组织器官的增大，但也同时降低了转基因植株对盐和渗透胁迫的抗性，该结果与对AtGRF7的研究结果一致。研究结果将为下一步BrGRF5基因应用于大白菜遗传改良提供一定的基础。
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5种双酰胺类杀虫剂在大豆-玉米带状复合种植中的残留及安全性评价
《农药 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：[目的]验证5种双酰胺类杀虫剂在大豆-玉米带状复合种植模式下的安全性.[方法]建立5种药剂在大豆、玉米等基质中的残留分析方法并对田间试验样品进行分析,对比我国已制定的最大残留限量结合长期膳食风险评估模型,对5种药剂在大豆-玉米带状复合种植田的应用进行评估.[结果]5种双酰胺类药剂在3个添加水平下,在大豆、玉米等基质中的平均回收率为77%~114%,相对标准偏差(RSD)为1%~14%.5种药剂在大豆、青豆、玉米和鲜食玉米中的方法定量限(LOQ)均为0.02 mg/kg,在大豆秸秆和玉米秸秆中均为0.05 mg/kg.田间样品检测结果表明:5种药剂在大豆、青豆、玉米和鲜食玉米中的残留均低于方法定量限(0.02mg/kg).在大豆秸秆和玉米秸秆中5种药剂残留量分别在<0.05~1.5、<0.05~1.2 mg/kg之间.膳食风险评估结果表明:四氯虫酰胺、四唑虫酰胺、溴虫氟苯双酰胺、溴氰虫酰胺、氯虫苯甲酰胺在大豆、玉米中的长期膳食风险(%ADI)分别为2.00%、0.67%、0.59%、9.33%、0.18%,均小于100%.5种药剂累积摄入风险危害指数HI为12.77%,同样小于100%,表明对普通人群的膳食摄入风险可以接受.[结论]5种双酰胺类药剂在大豆-玉米带状复合种植中应用安全性较高,本试验结果为双酰胺类药剂在大豆-玉米田中的安全使用及登记提供了数据支持.
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