科研产出
基于广泛靶向代谢组学分析比较不同制茶工序下枸杞芽茶代谢物的变化
《食品科学 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：本研究比较分析了制茶过程中枸杞芽茶总多酚、总黄酮和绿原酸含量的变化规律，并基于广泛靶向代谢组学技术系统分析不同加工工序下枸杞芽茶的代谢物组成，明确不同工序对枸杞芽茶化学成分的影响。结果表明，枸杞芽原料中总多酚、总黄酮、绿原酸含量最高，分别为（43.65±3.15）、（10.68±0.25）mg/g和（5.24±0.52）mg/g，随着漂烫、一次杀青、二次杀青、炒制、提香工序的进行，这些酚类物质含量显著下降（P<0.05），尤其是二次杀青后，总多酚、总黄酮、绿原酸含量分别下降19%、29%、27%。基于广泛靶向代谢组学，从枸杞芽茶中鉴定出11类594种代谢物，包括黄酮类化合物、酚酸类化合物、生物碱、氨基酸及其衍生物、脂质等化合物。与枸杞芽原料相比，漂烫、一次杀青、二次杀青、炒制和提香处理分别使270、287、298、295种和298种差异代谢物发生显著变化，主要为黄酮类化合物、核苷酸及其衍生物、酚酸类化合物、氨基酸及其衍生物，这些差异代谢物主要富集在嘌呤代谢、烟酸和烟酰胺代谢、半胱氨酸和蛋氨酸代谢等途径；少量富集在玉米素生物合成、ABC转运蛋白等途径。不同工序下枸杞芽茶中的肌苷、高胱氨酸、肉桂酸、4-羟基-3-甲氧基肉桂酸、异阿魏酸等物质含量存在显著差异，表明这些代谢物参与枸杞芽茶加工过程中的品质形成。本研究结果可为枸杞芽茶加工过程中营养功效成分变化及质量控制提供一定的理论依据。
关键词： 枸杞芽茶 广泛靶向代谢组学 加工工序 多酚 代谢途径
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秸秆还田和种植密度对土壤-微生物-植株叶片碳氮比及内稳性的影响
《环境科学 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：探明秸秆还田和种植密度互作对土壤、微生物、玉米叶片碳氮化学计量学特征及内稳性的影响,可为宁夏引黄灌区制定合理的农田管理措施提供参考依据.自2016年起,在宁夏农林科学院永宁县望洪基地开展大田定位试验,采用裂区试验设计.主区为秸秆还田模式,包括秸秆不还田(H0)和秸秆全量粉碎深翻还田(H1);副区为种植密度,分别为:67 500株·hm-2(D1)、82 500株·hm-2(D2)和97 500 株·hm-2(D3).在2022年和2023年,探究了土壤、微生物和玉米叶片生态化学计量特征及化学计量内稳性指数(H).结果表明,H1较H0分别显著提高了土壤微生物碳、氮和碳氮比41.51%、31.98%和10.71%.D1的土壤微生物量碳、微生物量碳氮比和叶片有机碳较D2和D3分别提高了20.17%~37.50%、10.21%~12.26%和7.83%~18.25%.其中,与H0D3相比,H1D1分别显著提高土壤有机碳、全氮、微生物量氮和微生物量碳氮比25.83%、18.78%、61.05%和25.04%.内稳性模型拟合结果显示,叶片对外源养分的输入最为敏感,秸秆还田模式有助于增强叶片碳、氮内稳性,且D1密度下,叶片碳的内稳性更强.主成分分析表明,各处理综合得分排序为:H1D1>H0D1>H1D2>H0D2>H1D3>H0D3.综合分析得出,在宁夏引黄灌区秸秆还田模式结合67 500株·hm-2的种植密度能有效改善农田土壤-微生物-玉米叶片的生态化学计量及内稳性.
关键词： 秸秆还田 土壤 玉米叶片 生态化学计量学特征 内稳性
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液压剪式柠条平茬机的设计与试验
《农业工程学报 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了提高柠条茎杆的切割截面质量及次年萌发率，并降低柠条平茬过程中的切割功耗，该研究结合柠条的生长环境及簇状丛生的生长特点，设计了一种适用于柠条群体茎杆液压剪式平茬机，系统分析了该设备的结构组成与工作原理，并对切割器进行了理论建模与参数分析，明确了其关键技术参数。为进一步优化切割性能，通过自制液压剪式柠条切割试验台模拟现场切割试验情况，在单因素预试验的基础上，选取液压缸伸缩速度、刀具楔角与切割间隙为试验因素，以峰值切割力、切割功耗和破茬率为目标值进行多因素试验，并建立回归分析模型。通过对回归模型优化分析，得到最优工作参数组合为液压缸伸缩速度为0.09 m/s、刀具楔角为28°、切割间隙为3.0 mm。在此工况下，破茬率为7.1%、峰值切割力为10 467.4 N、切割功耗为1 640.9 J，试验结果与模型预测值的误差值小于5%，验证了优化模型的有效性与可靠性。最后，通过田间平茬试验测得液压剪式平茬机的破茬率、漏割率和茬高不合格率分别为1.8%、1.5%和3.3%，各项作业性能指标均达到设计要求。该研究对促进沙生灌木机械化收获装备的研制与改进具有重要的理论价值。
关键词： 农业机械 柠条平茬机 液压系统 参数优化 液压剪式切割器
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天然花色苷异构体及其生物活性研究进展
《食品科学 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：花色苷是广泛存在于植物中的一种天然色素，是花青素与糖通过糖苷键结合而成的一类化合物，且通常具有酰基化结构，由于糖基化、酰基化的种类、数量、连接位置等不同造成了花色苷结构、理化性质和生物活性的多样性，其中异构化现象是造成这种多样性的关键因素之一。本文系统综述天然花色苷异构体的结构及其降解规律（不同pH值、光照等条件）、分离纯化鉴定方法及生物活性（抗氧化活性、调节糖脂代谢、降血压），最后对天然花色苷异构体研究存在的问题及未来研究方向进行展望。
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时空协同的农业种植结构遥感精细制图
《遥感学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：农业是国民经济的重要组成成分，精准地掌握农作物种植结构信息是精细化农业应用的基础。本文挖掘不同源遥感数据的时空特征互补优势，设计了一种时空协同的农业种植结构遥感制图方法，考虑将高空间分辨率遥感影像提取的耕地地块作为基本单元，再结合高时间分辨率遥感影像的光谱时序信息，在深度学习技术支持下实现地块尺度的作物分类识别和种植结构精准制图，进而可分析主要作物的空间分布特征。宁夏引黄灌区的试验案例结果表明：（1）本实验共获取研究区耕地地块149万个，总面积约54万ha，总体分类精度为0.80;(2)相比于利用传统的制图单元和机器学习方法，基于RCF网络从高分影像上获取的耕地地块形态信息更准确，与实际农业耕作管理单元更匹配，基于Bi-LSTM网络进行作物分类能够将时间序列特征的上下文信息考虑在内，且能保证更高的分类识别精度；（3）玉米、水稻、小麦和蔬菜是研究区的主要作物，其中玉米是种植面积最大的优势作物，空间分布最为广泛，菜地主要集中分布在永宁县和青铜峡市，水稻集中分布在灌溉便利的区域，而小麦大规模种植面积较少，其中小麦夏季收割后种植其他作物的情况主要集中于青铜峡灌区，且复种指数呈现由南向北逐渐降低的趋势。
关键词： 遥感 作物种植结构 时空协同 深度学习 耕地地块 NDVI时间序列 宁夏引黄灌区
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宁夏枸杞酚类及其衍生物的研究与应用进展
《食品科学 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：酚类化合物是植物中重要的一类次生代谢物，具有多种生物活性，被认为是营养、功能食品的主要功效成分。宁夏枸杞（Lycium barbarum L.）作为重要的药食同源滋补品，富含酚类化合物及其衍生物。本文综述了国内外宁夏枸杞酚类化合物及其衍生物的研究进展，包括宁夏枸杞酚类化合物的提取、分离、分析与鉴定方法及生物活性；同时也总结了酚类物质对枸杞食药风味/五味的贡献、合成代谢及其深加工应用研究进展，并对枸杞酚类化合物研发存在的问题提出建议及展望。以期为宁夏枸杞酚类及其衍生物的深入研究提供参考依据，为特色资源枸杞开发利用提供理论指导。
关键词： 宁夏枸杞 酚类化合物 提取 分离 结构表征 加工应用
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宁夏黄土区典型坡面表层土壤有机碳含量的空间变化特征及尺度效应
《林业科学 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：[目的]定量认识土壤有机碳(SOC)含量在坡面上的空间异质性及尺度效应,探索"由点及面"估算坡面平均SOC含量的精确便捷途径,为细致刻画坡面土壤资源状况、全面理解生态系统碳循环、制定土壤高质量管理方案提供科学基础.[方法]在宁夏半干旱黄土丘陵区,选择3个相邻的由退耕还林工程形成的典型坡面,从坡顶向坡脚设置连续样点,调查各样点的土地利用、植被特征、立地条件及表层(0^20 cm)SOC含量,分析其坡向差异、坡位变化;以"离坡顶的水平距离或相对距离"为自变量,以表层SOC含量的顺坡滑动平均值为因变量,定量描述坡面尺度效应;再以坡面上任一样点表层SOC含量与坡面平均值的比值为因变量,实现由"点"到"面"的尺度上推.[结果]研究区表层SOC含量存在明显的坡向差异、坡位变化、尺度效应.表层SOC含量的坡面平均值在南坡(7.60 g·kg-1)最高,东坡(6.42 g·kg-1)次之,西坡(5.65 g·kg-1)最低,其坡位间变幅在东坡(15.95 g·kg-1)最大,其次为西坡(11.34 g·kg-1),最小为南坡(9.72 g·kg-1),说明东坡的坡面效应最强,其次为西坡,南坡最弱.东坡、西坡、南坡表层SOC含量的坡位变化大致相同,均由坡顶向下逐渐减小,至离坡顶水平距离200、150、280 m(相对距离0.73、0.45、0.76)后趋于稳定,主要与坡面"上部为自然状态的坡地+林草植被+恢复年限长、下部为人工梯田+林农植被+扰动频繁"的空间格局有关.在东坡、西坡、南坡上,距坡顶水平距离每增加100 m,SOC含量的滑动平均值分别变化-3.40、-2.50、-1.51 g·kg-1;距坡顶相对距离每增加0.1,SOC含量的滑动平均值分别变化-0.96、-0.75、-0.55 g·kg-1.构建3个坡向不同坡位样点表层SOC含量与坡面平均值的比值随离坡顶水平距离或相对距离增加而变化的数量关系(R2>0.7,P<0.001),籍此可由坡面上任一样点表层SOC含量精确便捷地估算坡面平均值.将所有位点数据融合得出,离坡顶相对距离0.4的位点表层SOC含量最接近坡面平均值.[结论]半干旱黄土丘陵区坡面表层SOC含量沿坡从上至下基本呈先减小后稳定的变化,与土地利用类型、植被类型、恢复年限的坡面分布格局有关.以顺坡(相对)水平坡长增加为尺度变量可较好地定量刻画表层SOC含量的坡面变化特征及尺度效应,藉此可实现坡面表层SOC含量平均值的精确便捷推算.
关键词： 黄土丘陵区 立地条件 土地利用 土壤有机碳含量 坡面变化 尺度效应
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宁夏黄土区稀疏带状山杏人工林土壤湿度动态与影响因素
《林业科学 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：【目的】以宁夏南部黄土丘陵区带状山杏人工林为例,揭示林带内与带间的不同深度处土壤湿度的时空变化及其关键环境影响因素,为半干旱区林草植被科学管理及雨水资源高效利用提供依据。【方法】2020—2022年,在宁夏彭阳县山杏人工林带内和带间各布设1套200 cm测深的智墒传感器,分层逐时监测土壤体积含水量和土壤温度变化,同时布设1台气象站连续监测近地面降水、气温、空气湿度等气象条件,采用相关分析探究土壤湿度对前1日土壤湿度、土壤温度和气象因子的响应规律。【结果】2020年和2021年为平水年,降水量分别为467.4和440.8 mm;2022年为枯水年,降水量为354.8 mm;土壤体积含水量平均值为平水年（2021年,17.0%）显著高于枯水年（2022年,14.3%）。土壤体积含水量随土层加深呈近线性增加,其斜率表现为林带间高于林带内,平水年高于枯水年。在0～120 cm土层的土壤体积含水量为林带内（15.3%）高于林带间（14.0%）,但在120～200 cm土层为林带间（17.6%）高于林带内（16.8%）。在0～60 cm土层的土壤体积含水量变异系数为林带间（42.9%）高于林带内（37.8%）,但在60～200 cm土层为林带内（23.2%）高于林带间（19.1%）。土壤湿度变化的季节格局为:相对稳定期（3—4月）、耗损期（5—8月）、恢复期（9—11月）和衰退期（12月—次年2月）,最大值多出现在4月,最小值出现在8月（平水年）和12月（枯水年）;土壤湿度变化的垂直空间格局为:速变层（0～50 cm）、活跃层（50～90 cm）、次活跃层（90～170 cm）、相对稳定层（170～200 cm）。相关分析发现,土壤湿度日变化相关性最强的环境因子为正相关的前1日土壤湿度和负相关的土壤温度,月变化相关性最强的环境因子为负相关的土壤温度。【结论】宁夏黄土区稀疏带状山杏人工林林带内和林带间土壤湿度在季节和剖面上均表现出较大波动,枯水年比平水年波动的层次更深。综合分析发现前1日土壤湿度、土壤温度、气象因子均是影响枯水年和平水年日及月尺度各剖面层次土壤湿度变化的要素。其中,前1日土壤湿度和土壤温度为主要影响因子;在0～120 cm土层内的土壤湿度为林带内高于林带间。本研究结果对宁夏半干旱黄土区水平沟整地后退化植被科学恢复及土壤水分高效利用有很好的指导意义。
关键词： 山杏人工林 土壤湿度 土壤温度 气象因子 水平沟整地 半干旱黄土区
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宁夏黄土丘陵区农田土壤细菌海拔分布特征
《环境科学 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：研究农田土壤微生物多样性、结构与功能的海拔分布特征及其影响因子，对保护农田生态系统生物多样性具有重要意义.利用高通量测序技术对宁夏黄土丘陵区农田土壤细菌多样性、群落结构和代谢功能沿海拔分布特征及其对土壤理化性质的响应进行分析.结果表明：(1)土壤细菌Alpha多样性指数与海拔呈显著负相关，沿海拔呈现先降低再略升高的变化趋势.(2)变形菌（Proteobacteria）、放线菌（Actinobacteria）和酸杆菌（Acidobacteria）等7个菌门为优势菌群，其中5个菌群在海拔间具有极显著性差异.(3)二级分类水平上包括膜运输、碳水化合物代谢和氨基酸代谢等36个细菌代谢功能，其中22个在不同海拔间具有显著性差异，12个具有极显著性差异.(4)Pearson相关分析表明，土壤含水量、容重、pH和碳氮比对细菌Alpha多样性影响最为显著，总有机碳、全氮和全磷等土壤养分对细菌Beta多样性具有显著影响.(5)Mantel分析表明，门水平细菌群落结构受土壤含水量、总有机碳和碳氮比影响，细菌代谢功能与土壤pH、总有机碳、全氮、全磷和碳氮比均有显著相关性.方差分解分析显示土壤含水量对群落结构解释度最高，pH对代谢功能解释度最高.由此可知，土壤含水量和pH是影响宁夏黄土丘陵区农田土壤细菌多样性、群落组成和代谢功能的主要土壤因子.
关键词： 细菌多样性 群落结构 代谢功能 海拔分布 农田土壤 黄土丘陵区
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润滑-增强双功能微胶囊增强UHMWPE材料
《复合材料学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：采用碳酸氢钠和水合硫酸铝溶液原位聚合制备了以聚四氟乙烯(PTFE)为核材、Al(OH)3为壳材的润滑-增强双功能微胶囊PTFE@Al(OH)3。将其表面用乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS)处理后作为超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的增强填料，混合均匀后，用放电等离子烧结(SPS)加工为复合材料。采用SEM、TEM、FTIR、UMT-5多功能摩擦磨损试验机、三维白光干涉仪、拉伸压缩试验机等方法分别对微胶囊在基体中的分散性能、复合材料的摩擦学性能和力学性能进行了表征。实验结果表明：微胶囊的加入提高了复合材料的摩擦学性能(摩擦系数降低35%，磨损量降低20%)和力学性能(压缩强度变为原来的2.5倍)，同时微胶囊具有较好的分散性。
关键词： UHMWPE PTFE 填料改性 微胶囊 润滑 摩擦学性能
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