科研产出
基于无人机采集的视觉与光谱图像预测棉花产量（英文）
《农业工程学报 》 2019 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了高效管理农田,该文提出了一种应用低空遥感视觉与光谱图像预测棉花产量的方法。盛花期前的棉花图像由无人机遥感平台在距地面50m的飞行高度下采集,采集的局部图像通过拼接处理得到棉花地的全景RGB图像与CIR(color-infrared,彩色红外)图像。基于全景图像提取并计算了色度、植株覆盖率与归一化植被指数(normalized difference vegetationindex,NDVI)3个特征参数,用于构建棉花产量的预测模型。包括产量与特征参数的原始数据集随机分为训练集(90%)与测试集(10%)。训练集数据首先基于产量概率分布特征去除了10%的离群值,然后通过均值滤波器滤波,处理后的数据用于构建预测模型。通过SAS软件对比分析了单变量、双变量以及三变量构建的线性回归模型,预测模型由P值、决定系数R2、每0.4 hm2面积下估计值与真实值之间的平均绝对误差百分比(mean absolute percentage error,MAPE)这3个参数进行评估。试验结果表明,单变量、双变量以及三变量构建的共7个线性回归模型,其P值均小于0.05,则7个线性回归模型均具有统计学意义(5%显著性水平)。其中,由三变量构建的多元线性回归模型具有最大的决定系数R2=0.9 773,因此适应性最优。基于测试集验证模型精度,试验结果表明,采用多元线性回归模型进行产量估计,估计值与实际值之间的平均绝对误差百分比为4.0%。因此,无人机搭载图像传感器采集提取视觉与光谱特征能够有效用于作物产量的预测。
关键词： 无人机 农作物 遥感 棉花 产量预测 图像处理 建模
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超声辅助酶解制备黑莓清汁工艺及其协同效应
《食品科学 》 2019 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对黑莓果汁加工过程中存在的出汁率低、品质不稳定等问题,运用响应面法研究超声波辅助复合酶(果胶酶+果浆酶)制备黑莓清汁的优化工艺条件,并对超声波辅助酶解提高黑莓果汁品质的协同效应进行解析。结果显示,超声辅助酶解制备黑莓清汁的最佳工艺条件为超声功率200 W、加酶量0.3%、酶解时间1.5 h、酶解温度45℃,在此优化条件下制备的黑莓清汁具有较高的出汁率(80.89%)和透光率(68.21%),对其品质和色泽稳定性分析得出,其花色苷含量和总酚含量明显高于单一酶解组,且色泽呈红色,在贮藏过程中具有较好的稳定性。采用扫描电子显微镜对处理后原料进行观察,结果表明,超声与酶产生协同效应,加速原料组织结构的破坏,提高黑莓清汁的制备效率。
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应用消化系统全仿生模型分析酸奶发酵对钙形态的影响
《农业工程学报 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：为研究酸奶发酵对Ca形态和生物可给性的影响,该试验采用体外全仿生消化技术对纯牛奶和酸奶进行预处理,得到胃、肠全仿生提取液;通过0.45μm微孔滤膜和D101大孔树脂实现不同形态Ca的分离;再分别以正辛醇和单层脂质体模拟细胞膜,建立正辛醇吸收模型和单层脂质体吸收模型,模拟纯牛奶和酸奶中Ca在人体胃、肠中的吸收。以微波消解作为前处理方式,在连续光源原子吸收光谱仪最佳测定条件下,测定纯牛奶和酸奶中Ca分别约为12.894 mg/g和15.920 mg/g,在酸奶胃、肠全仿生提取液中其它各形态Ca的质量分数和所占总量百分比都高于纯牛奶(除悬浮态),正辛醇吸收模型中分配系数(K_(OW)值)、单层脂质体吸收模型中分配系数(D_(MW)值)和生物可给性也高于纯牛奶,表明酸奶的补Ca效果优于纯牛奶。该模型可靠、简便、易行,具有较高的实用价值,为人体补充有益金属元素提供科学依据。
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碳纳米管材料在食品安全分析中的应用
《化工进展 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：食品中有害因子的快速高效检测一直是食品安全领域致力解决的重要问题。碳纳米管作为一种新型的纳米碳材料,以其比表面积大、导电性好、吸附性强、易于化学修饰等诸多优良性质在食品安全检测领域得到广泛关注和应用。本文简述了碳纳米管的类型、制备和表征方法,分析了食品中有害因子的种类及其来源,论述了碳纳米管在农药残留、兽药残留、重金属、微生物和毒素、食品添加剂等食品有害因子检测中的应用,并展望了碳纳米管在食品安全分析领域的发展方向。指出将碳纳米管用于食品安全分析极大地促进了食品安全检测方法和技术向高灵敏度、低成本、高效率、快速等方向发展。
关键词： 纳米材料 碳纳米管 制备 表征 食品安全 化学分析
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肠炎沙门氏菌在贮藏鸡蛋蛋清中生存动力学模型的建立
《中国食品学报 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：肠炎沙门氏菌能引发人类的食源性疾病,被污染的禽蛋是其主要的传播媒介之一。该菌在鸡蛋清中的生存状态与抗逆特征成为研究热点。本研究以在蛋清中存活能力较强的肠炎沙门氏菌分离株SJTUF 11336与较弱的标准菌株ATCC 13076为研究对象,分别将它们接种于经不同温度(4,25和37℃)和时间(0~30 d)贮藏的鸡蛋蛋清中培养,24 h后进行菌落计数,测定它们的存活率,分析鸡蛋贮藏条件对沙门氏菌存活率的影响,采用多项式拟合法建立相应的生存动力学模型。结果显示:在不同贮藏条件下,SJTUF 11336和ATCC 13076的存活趋势相似;鸡蛋贮藏温度越高,受试细菌在蛋清中的存活率越低;随着贮藏时间的延长,受试细菌在蛋清中的存活率呈先降低后升高的趋势;在37℃贮藏5 d的鸡蛋清中,两菌株的存活率均达到最低值,表明此时蛋清的抑菌效果最强。本研究建立的肠炎沙门氏菌在蛋清中的生存动力学模型可靠性高,模型预测值与试验数值具有较好的一致性,适合预测鸡蛋清中肠炎沙门氏菌的存活趋势。
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应用体外全仿生模型初步分析2种富硒产品中硒形态及生物可给性
《食品科学 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：建立微波消解-高分辨-连续光源石墨炉原子吸收光谱(high resolution-continuum source graphite furnace atomic absorption spectrophotometry,HR-CS GFAAS)法测定富硒蛹虫草和富硒酵母胃、肠全仿生提取液中各形态硒的方法,研究胃、肠消化对富硒产品中硒形态和生物可给性的影响。采用体外全仿生消化技术对富硒蛹虫草和富硒酵母进行预处理,得到胃、肠全仿生提取液;通过0.45μm微孔滤膜实现可溶态和悬浮态的分离;选择D101大孔树脂分离可溶态中有机态和无机态;分别利用丙酮和无水乙醇沉淀可溶态中蛋白和多糖,得到蛋白结合态和多糖结合态;分别以正辛醇和单层脂质体为细胞膜,模拟富硒产品中硒在人体胃、肠中的分配行为。通过单因素试验,确定最佳测定条件:分析谱线为196.026 7 nm,基体改进剂为1 g/L Pd(NO_3)_2和0.5 g/L Mg(NO_3)_2混合溶液,添加体积为5μL,灰化温度为1 100℃,原子化温度为2 200℃。在此条件下,测定富硒蛹虫草和富硒酵母中硒含量分别为2.129μg/g和27.75μg/g,肠全仿生提取液中除悬浮态其他各形态硒的含量都高于胃全仿生提取液,在肠消化过程中产生的正辛醇醇溶态硒和单层脂质体结合态硒的含量都高于各自水溶态硒。
关键词： 体外全仿生模型 富硒 形态分析 生物可给性 高分辨-连续光源石墨炉原子吸收光谱法
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超高温预处理对猪粪堆肥过程碳氮素转化与损失的影响
《中国环境科学 》 2018 EI 北大核心 CSCD CSSCI
摘要：以猪粪、砻糠为原料,利用自行设计的超高温预处理装置,开展了为期56d的模拟堆肥试验,比较了超高温预处理好氧堆肥(HPC)和常规高温好氧堆肥(CK)过程中碳、氮素转化及损失.结果表明,CK有机质最大降解度(42.58%)比HPC堆体(49.29%)小,但降解速率常数(0.1d~(-1))高于HPC(0.07d~(-1)),两种堆肥工艺碳素降解率差异不显著.HPC堆体NH_4~+-N、TN质量分数平均比CK高143.9%、11.2%,而NO_3~--N质量分数则比CK低58.8%.HPC堆肥后期胡敏酸含量及腐殖质聚合程度分别比CK高45.2%~56.8%、59.1%~65.3%.在预处理阶段以及后续堆肥阶段,HPC、CK有机碳损失率分别为48%、51%,氮损失率分别为18%、27%.说明超高温预处理不仅有利于堆肥过程的保氮,而且促进富里酸向胡敏酸的转化,提高了堆肥产品腐殖化水平.
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添加不同粒径炭基辅料改善猪粪好氧堆肥质量的效果
《农业工程学报 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：为提高畜禽粪便堆肥质量和改善堆肥工艺,创制了一种炭基辅料,与猪粪、食用菌渣混合,进行了30 d的堆肥试验。设置了3个处理,即:猪粪与食用菌渣高温好氧堆肥(CK)、1~2 cm粒径炭基辅料替代CK处理中60%(体积比)的食用菌渣(B1)、6~7 cm粒径炭基辅料替代CK处理中60%的食用菌渣(B2)。监测了堆肥体的温度、氨挥发、氧化亚氮排放、pH值、EC值等参数变化情况,并以堆肥初次升温至55℃所需时间、氮素损失率、C/N比变化率、种子发芽指数、辅料回收率为指标,采用模糊评价法,分析了不同粒径炭基辅料在堆肥中的应用效果。结果表明,与CK相比,炭基辅料可以显著促进堆温快速上升、提高堆肥积温(P<0.05),B1、B2处理的堆肥体初次升温至55℃所需时间分别较CK减少了4、11 d,堆肥积温显著大于CK,B2处理的促升温、增温效应优于B1处理;堆肥30 d后,CK、B1与B2处理的氨挥发累积量分别为605.41,374.94,303.68 mg/kg,氧化亚氮排放累积量分别为35.80,49.53,74.94 mg/kg,B1、B2处理的堆肥体氮素损失率为43.10%,39.67%,分别较CK降低了16.13%,22.81%,堆肥体氮素损失的降低主要是NH3挥发的有效控制;炭基辅料降低了堆肥体的EC值,显著提高了种子发芽指数(P<0.05);根据模糊评价结果,B2处理的堆肥效果优于B1处理,炭基辅料应用于高温好氧堆肥工艺的适宜粒径为6~7 cm。
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茶叶质量安全主要化学影响因素分析方法研究进展
《食品科学 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：茶叶是一种很受欢迎的饮料作物,具有独特的香气、药用及保健功效,深受消费者喜爱。现代工业的迅速发展和化肥、农药的大量使用造成了严重的环境污染、生态破坏等问题,导致茶叶质量安全受到严重威胁,引起社会的广泛关注。本文总结相关文献,从茶叶样品的前处理技术和检测技术两个方面,对影响茶叶质量安全的主要化学因素农药残留、重金属残留和真菌毒素的分析方法进行了总结,对各方法的优缺点进行了比较,并对未来的发展趋势进行了展望,以期为今后开展相关的检测研究提供参考。
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主动蓄热日光温室不同气流方向后墙传热CFD模拟
《农业工程学报 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：日光温室是一种能源高效利用型的温室结构,在中国北方的设施园艺产业中起到了非常重要的作用,其中主动储热日光温室结构是最近该领域研究的热点问题之一。针对高效主动储热风道的研究问题,该文构建了3种不同气流运动方式的主动蓄热日光温室后墙模型,分别是顶进顶出气流运动方式的主动蓄热日光温室后墙(W1)、侧进侧出气流运动方式的主动蓄热日光温室后墙(W2)、侧进顶出气流运动方式的主动蓄热日光温室后墙(W3)。在W1工况下对比试验数据及数值模拟数据发现,平均相对误差为6.7%,最大相对误差为13.4%,说明该文所建模型的数值模拟与试验数据有很好的一致性;进一步模拟结果表明,进口条件一致的情况下,W1、W2、W3在主动蓄热循环系统运行阶段的有效蓄热范围分别为700～800、500～600、600～700 mm;W1、W2、W3的出口平均温度分别为17.3、18.9、18.2℃,进一步计算得到,3种工况下,内部空气流的努塞尔特数分别为40.95、35.25、35.30;3种不同气流循环运动方式下,温室后墙的对流换热强烈程度表现为W1最大,W3其次,W2最小。该研究为设计主动蓄热日光温室墙体气流循环运动方式提供了理论依据和试验参考。
关键词： 温室 墙体 温度 主动蓄热 气流分布 数值模拟 日光温室
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