科研产出
基于无人机多光谱信息与纹理特征融合的小麦叶面积指数估测
《农业机械学报 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：叶面积指数（Leaf area index, LAI）是作物生长监测和产量预测的重要指标之一，为探究基于无人机多光谱技术的小麦LAI估测模型潜力，本文以小麦育种材料为研究对象，基于无人机平台获取小麦拔节期、孕穗期、抽穗期、开花期的多光谱图像，得到12种植被指数（Vegetation index, VI）及各波段的8种纹理特征（Texture features, TF）。然后，利用皮尔逊相关性分析方法筛选与LAI相关性较强的VI和TF,在优选2类特征基础上，利用递归特征消除法（Recursive feature elimination, RFE）筛选两者结合的综合特征（Comprehensive features, CF）。最后，基于3类特征，采用多元线性回归（Multiple linear regression, MLR）、支持向量回归（Support vector regression, SVR）、梯度提升回归（Gradient boosting regression, GBR）3种机器学习算法构建LAI估测模型，比较模型在各生育期的估测精度差异。结果表明：CF有效提高了小麦各生育期LAI估测精度；3种机器学习算法中，GBR更具稳定性，对3类特征均有较好的LAI拟合效果；以植被指数RVI、NDVI和纹理特征NIR＿COR、R＿MEA作为输入变量，结合GBR算法能够准确估测小麦LAI,所有时期训练集R2为0.91,RMSE为0.45,测试集R2为0.84,RMSE为0.67。本研究可为基于多光谱技术的小麦LAI估测提供应用参考。
关键词： 小麦 叶面积指数 无人机多光谱 植被指数 纹理特征 机器学习
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滴灌下肥料管理对小麦产量和碳氮足迹的影响
《农业工程学报 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：为解决小麦生产中氮肥投入过量及灌溉不合理问题，提出华北平原小麦绿色高产生产技术，为农业可持续发展提供支撑。该试验以冬小麦为研究对象，设置滴灌不施肥（D-0）、滴灌不施氮肥（D-N0）、畦灌常规施肥（Q-FP）、滴灌优化施肥（D-NPK）、滴灌有机无机配施（D-NPKM）处理，研究不同措施对小麦产量、碳氮足迹及农田净生态经济效益的影响。结果表明：氮肥和灌溉方式是小麦产量的关键制约因素，与Q-FP处理相比，同时优化施肥及灌溉方式（D-NPK），小麦产量和收获指数平均分别显著提高12.3%和13.2%,D-NPKM处理可显著提高小麦产量和收获指数16.8%和13.1%。相比于畦灌农户常规施肥，滴灌条件下优化施肥量（D-NPK）及有机无机配施（D-NPKM）是小麦生产系统碳氮排放及环境足迹降低的有效措施，氮足迹分别降低61.7%和59.8%，碳足迹分别降低44.5%和25.3%。滴灌模式下，有机无机配施（D-NPKM）处理氮足迹和碳足迹均高于单施化肥（D-NPK）处理，分别高4.9%和34.6%，而净生态经济效益降低于D-NPK处理24.3%。因此，从小麦生产力角度来看，滴灌结合有机无机配施是最优化措施，但结合生态环境角度，建议D-NPK处理为最优化措施。整体来看，在该研究试验条件下，推荐滴灌结合肥料减量措施作为小麦生产的最优化措施，但相比于农户常规灌溉施肥，滴灌下有机无机配施仍是提高小麦生产力，降低小麦生产碳氮足迹的有效措施，未来可结合不同地区有机肥资源进行综合考虑，选择可进一步降低碳足迹的有机肥类型及施用方式，以最大化资源利用，实现农业可持续发展。
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不同加工方式下板栗淀粉-可溶性糖响应规律及种质评价
《食品科学 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：为解析不同加工方式下板栗品质的变化规律，依据可溶性糖及淀粉性状的主成分和隶属函数分析得出的度量值D构建淀粉-可溶性糖评价标准，系统评估20个主栽品种在鲜食及蒸制、烤制、砂炒处理下的加工适应性。以全国20个主栽板栗品种为材料，采用高效液相色谱法和双波长法对其采后40 d果实鲜食、蒸、烤及砂炒处理下可溶性糖及淀粉相关的8个性状调查分析。使用SPSS 20.0、Mega 7.0等软件进行相关性分析、主成分分析、隶属函数分析、聚类分析。结果表明：鲜食板栗和3种加工处理板栗的8个性状在品种间存在显著差异，可用于综合评价板栗指标，熟制加工显著改变了板栗果实的糖代谢平衡并显著降低了品种间变异，缩小了品质差异。熟制加工对板栗品质指标的改变是基于原料固有特性的定向调整。鲜食板栗中淀粉合成与糖分积累存在代谢拮抗，熟制加工显著改变了这一关系，蒸制使麦芽糖含量较鲜果提升，并建立起直链淀粉-麦芽糖正相关关系；烤制则导致蔗糖、果糖减少，维持淀粉-蔗糖负相关模式。主成分分析表明，加工方式重塑了品质指标权重分配，鲜食以蔗糖和直链淀粉为主导，蒸制以麦芽糖为主要品质因子，烤制形成蔗糖与麦芽糖竞争，砂炒则两者影响持平。聚类分析筛选出多工艺适配品种，如燕山短枝、大板红在鲜食、烤制、砂炒中表现优异，紫珀适配鲜食、蒸制与烤制。研究证实热加工可建立“加工方式-品种-品质”三元适配体系，为板栗加工品质调控及定向育种提供依据。
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基于固态基质模拟体系的枣粉吸湿行为评价
《中国食品学报 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：无定形态小分子糖的玻璃化转变，是引起枣粉吸湿结块的核心因素。为探究小分子糖组成对枣粉吸湿行为的影响，确定其吸湿行为评价的关键指标，本研究首先构建去糖枣片固态基质，通过渗透构建组分清晰的“果糖-葡萄糖-蔗糖”固态基质枣粉模拟体系（JPSS），测定其小分子糖含量、干基含水率、粒径、特别流动能（SE）和玻璃化转变温度（Tg）等主要理化指标，对比不同糖组成JPSS的水分吸附能力，结合主成分分析（PCA）与多元线性回归分析，综合评价不同糖组成JPSS的吸湿行为及其主要影响因子。结果表明，不同小分子糖比例显著影响JPSS的干基含水率与Tg，其中，干基含水率与蔗糖含量呈显著正相关，Tg与果糖含量呈极显著负相关，与蔗糖含量呈极显著正相关。果糖在固态基质中的水分吸附能力与降低Tg的能力依次强于葡萄糖和蔗糖。PCA分析结果表明，不同小分子糖比例显著影响JPSS的吸湿行为，果糖与葡萄糖总占比较大（>75%）；蔗糖占比较小（<25%）的5个JPSS颗粒间相互作用较强（SE>3.84 mJ/g），水分吸附量较高（>56%），具有较强的吸湿行为。以主要理化指标和水分吸附量为对象进行多元线性回归分析，得到回归分析模型Y=3.481X1-0.038X2+44.944（Y为水分吸附量，X1为SE,X2为蔗糖含量，R2=0.854）。由此得出吸湿行为强度排名前5的JPSS与PCA分析结果一致，表明SE与蔗糖含量是吸湿行为评价的关键指标，当SE值越高，蔗糖含量越低，则JPSS吸湿行为越强。研究结果为客观综合评价高糖果粉吸湿行为提供了参考依据。
关键词： 模拟体系 小分子糖 玻璃化转变 水分吸附 综合评价
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长江经济带制造业碳排放强度空间关联网络结构及驱动因素
《环境科学 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：长江经济带制造业碳减排对绿色发展、应对气候变化、优化产业、提升能效及经济可持续至关重要,是实现生态文明建设目标的关键.基于2011~2021年省际面板数据,测算长江经济带制造业碳排放强度,利用修正的引力模型构建制造业碳排放强度空间关联网络,并采用社会网络分析法考察制造业碳排放强度空间关联网络的整体特征、个体特征以及空间聚类特征,最后基于QAP模型对网络形成驱动因素进行动态分析.结果表明:①长江经济带各省市碳排放强度整体显著减少,空间关联网络格局明显,但仍存在空间孤立和网络结构稳定性欠佳等问题.②江苏、上海和浙江等东部沿海省市在空间关联网络中长期扮演"桥梁"角色,四川和云南等西北地区长期处于边缘位置,但研究期内其在网络中的作用逐渐加强.③研究期内上海、江苏和浙江的派系位于前列,湖北与湖南互动交流范围较窄且交流频率有待提升.④省市间地理邻近性、资源分布、产权结构、环境监管和企业规模等对空间关联网络的形成具有显著影响.
关键词： 空间关联网络 制造业碳排放 长江经济带 驱动因素 QAP模型
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可食性抗菌涂膜结合褪黑素处理对红贝贝小番茄品质和软化的影响
《食品科学 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探讨壳聚糖（chitosan,CTS）-乳酸链球菌素（Nisin）-褪黑素（melatonin,MT）结合处理对红贝贝小番茄品质、软化和抗氧化特性的影响，以水处理为对照，设置1.5%（以体系质量计，后同）CTS、1.5%CTS+0.4 g/L Nisin、1.5%CTS+0.4 g/L Nisin+150μmol/L MT 3组处理，处理后于（25.0±0.5）℃贮藏10 d，隔2 d测定果实品质、色泽、腐烂率、质量损失率、感官评分、质构特性、软化及抗氧化性等指标。结果表明，CTS+Nisin及CTS+Nisin+MT处理较单一CTS处理能够显著降低果实质量损失率和腐烂率，并维持更高水平的感官评分。3组处理均能够有效延缓果实硬度下降，其中CTS和CTS+Nisin+MT处理在贮藏初期显著提升了果实弹性（1 d）和黏附性（4 d）。CTS和CTS+Nisin+MT处理显著延缓了亮度L*值的下降，而CTS+Nisin处理通过抑制a*和b*值的上升，使果实维持更稳定的色泽表现。CTS+Nisin处理通过双重调控机制延缓细胞壁降解，不仅能够降低原果胶分解速率（第8天积累量较对照高出94.01%），同时能够抑制可溶性果胶积累；CTS+Nisin+MT处理在后期（6 d）原果胶积累量高于对照组。CTS及CTS+Nisin处理将总酚含量、1,1-二苯基-2-苦肼基（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH）自由基清除率和铁离子还原/抗氧化能力（ferric ion reducing antioxidant power,FRAP）的峰值时间推迟至第6天，CTS+Nisin+MT处理在贮藏后期（10 d）展现出更强的抗氧化维持能力，其总酚含量和DPPH自由基清除率较CTS+Nisin处理分别提高11.8%和11.5%，而CTS处理则在后期维持更高的FRAP。CTS+Nisin处理使可滴定酸质量分数峰值延迟至第6天，CTS+Nisin+MT处理在10 d时其含量明显提高，两组在6 d和10 d分别比CTS组提高8倍和1.36倍。另外两者协同将VC高峰推迟至第10天，且CTS+Nisin+MT处理的峰值比CTS处理升高70.9%。综上，CTS+Nisin+MT协同处理对维持红贝贝小番茄品质表现出较优的效果，可为开发具有高效控释作用的鲜食果实抗菌保鲜涂膜提供理论依据。
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褐变对黑枸杞抗氧化能力的影响
《中国食品学报 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：通过熟化法制备褐变黑枸杞，以DPPH自由基清除力试验、总抗氧化能力检测试验评价褐变前、后黑枸杞的体外抗氧化活性，并测定黑枸杞褐变前、后多酚、黄酮和花青素含量的变化。以模式生物秀丽隐杆线虫为模型，通过线虫体内活性氧（ROS）水平检测、线粒体功能检测及胁迫应激关键转录因子活性检测等方法评价褐变前、后黑枸杞的体内抗氧化活性。用分光光度法测定黑枸杞褐变前、后类黑精含量，并以体外益生菌共培养试验测定褐变黑枸杞的益生菌调节活性。结果表明：黑枸杞的褐变度与褐变时间呈正相关关系；与黑枸杞相比，褐变后的黑枸杞多酚和黄酮含量从7.44 mg/mL和1.24 mg/mL先增加后显著降低至6.40 mg/mL和0.98 mg/mL(P<0.05)，而花青素含量随褐变发生持续性降低至褐变前的6.84%(P<0.05)；褐变后样品的体外DPPH自由基清除率和总抗氧化能力较褐变前均显著降低（P<0.05）；而秀丽线虫体内抗氧化活性表明，褐变后的黑枸杞可以显著增强线虫体内ROS清除能力并抑制脂质过氧化的发生，增强线虫体内抗氧化酶活性，缓解氧化损伤后线粒体ATP含量的降低（P<0.05），并且可以激活胁迫应激转录因子SKN-1和DAF-16的活性，表现出增强线虫体内抗氧化活性的能力。进一步研究发现，褐变黑枸杞中类黑精含量与褐变时间成正比，且褐变黑枸杞可以显著提升益生菌的生长活性（P<0.05）。综上，褐变对黑枸杞体内、外抗氧化活性的差异可能与花青素含量的显著降低和类黑精含量的增加及其促进益生菌生长活性相关。该结果为褐变对抗氧化活性的影响提供了新的数据支撑。
关键词： 黑枸杞 褐变 秀丽线虫 类黑精 抗氧化活性 益生菌
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超声辅助低共熔溶剂提取花生红衣多酚及抗氧化活性
《中国食品学报 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：为建立一种环保、高效的红衣多酚提取工艺并研究红衣多酚的抗氧化活性，以花生红衣为原料，采用超声辅助天然低共熔溶剂（NADES）提取红衣多酚，首先配制8种低共熔溶剂以及甲醇、乙醇、水3种传统溶剂，对红衣多酚进行超声辅助提取。以红衣多酚提取量为依据，筛选出最佳的天然低共熔溶剂组合。在单因素实验基础上，选择溶剂含水率、温度、超声时间3个指标，采用正交试验优化红衣多酚提取工艺参数。通过大孔树脂静态吸附解析纯化提取液，冻干后获得的多酚提取物，采用DPPH和羟自由基清除试验以及总还原力试验分析红衣多酚的抗氧化能力。结果表明：红衣多酚最佳提取工艺为氯化胆碱与乙酸物质的量比1∶1，含水量30%，料液比1∶10，超声功率250 W，超声温度40℃，超声时间20 min，此方法的花生红衣多酚提取量为158.07 mg/g。体外抗氧化试验表明，红衣多酚的抗氧化作用与质量浓度呈正相关关系，具有较好的抗氧化能力。本文建立了一种高效绿色的花生红衣多酚提取工艺，为花生红衣资源开发利用提供技术支撑。
关键词： 花生红衣 总多酚 超声 天然低共熔溶剂 正交试验 抗氧化活性
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添加小米对老面发酵小麦面团的微生物多样性及馒头品质的影响
《中国食品学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了研究微生物生长代谢对老面馒头质地和品质的影响,采用高通量测序技术比较老面发酵小麦(SW)/小麦-小米(SM)面团中的微生物组成及其代谢功能差异,并对小麦/小麦-小米馒头的物理特性及其与微生物的相关性进行分析.结果表明,2组样品的微生物多样性和丰富度虽存在一定差异,但差异不大.SM中细菌和真菌群落的多样性较低.真菌较细菌的丰富度高,而多样性较低.2组微生物菌群组成相似,细菌的优势菌属为乳酸杆菌属和片球菌属,优势菌种为面包乳杆菌和发酵乳杆菌,在SW和SM中均差异显著(P<0.05).真菌的绝对优势菌属为酵母属,由酿酒酵母组成.KEGG分析显示,次生代谢产物生物合成和氨基酸代谢是SM中代谢旺盛的通路,而碳水化合物、脂质、维生素和核苷酸代谢在SW中显著上调(P<0.05).老面发酵对不同种类馒头的品质和质地特性产生了影响,相比于小麦馒头,小麦-小米馒头硬度、比容、咀嚼性较高,而弹性、内聚性较低.乳酸菌可以改善馒头的质地特性,这取决于菌属种类,低丰度菌属与弹性呈显著正相关关系(P<0.05).研究结果为探明微生物组成与老面馒头物理特性的形成机制提供了理论依据,并为筛选、改善品质的潜在微生物提供了参考.
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采前氨基乙氧基乙烯甘氨酸处理对'黄冠'梨长期冷藏后果实品质和果心褐变的影响
《食品科学 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：为延长‘黄冠’梨贮藏期，减轻长期贮藏后货架期间果实品质劣变，采用不同浓度氨基乙氧基乙烯甘氨酸（aminoethoxyvinylglycine,AVG）在采前喷施‘黄冠’梨果实，在冷藏180 d及货架7 d（（180+7）d）后检测相关指标。结果显示，采前喷施AVG可延缓‘黄冠’梨果实硬度下降，维持可溶性固形物含量以及可滴定酸含量，有效抑制果面褐斑和果心褐变的发生，其中以200 mg/L AVG效果最好。‘黄冠’梨果实在长期冷藏时果心发生褐变，同时熊果苷、绿原酸以及总酚含量增加，多酚氧化酶活性升高；PbPAL1、PbPAL2、PbPPO1、PbPPO5、PbLOX1以及PbLOX5在冷藏期间表达量升高，货架期表达量随之下降。采前200 mg/L AVG处理‘黄冠’梨，可显著促进熊果苷、绿原酸以及总酚在整个贮藏过程中含量的增加，抑制多酚氧化酶活性升高，抑制PbPAL1、PbPAL2、PbPPO1、PbPPO5以及PbLOX5的表达，进而有效减少果心褐变的发生。
关键词： 梨 氨基乙氧基乙烯甘氨酸 果心褐变 酚类 多酚氧化酶
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