科研产出
食品中致病菌γ射线辐照杀菌效果影响因素研究
《原子能科学技术 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：为更好地保证食品的辐照杀菌效果,以纯培养的李斯特菌、沙门氏菌、大肠杆菌O157∶H7为研究对象,分别将其接种于番茄、胡萝卜、水煮杏仁、冷却肉、冷冻肉、芥蓝豆、盒装豆腐、杏干、营养肉汤、芹菜花生冷食材等介质中,研究辐照剂量、菌种类型、介质类型、介质温度、包装类型等条件对γ射线辐照杀菌效果的影响,明确环境条件对致病菌辐照敏感性的影响。结果表明:同一种介质中不同致病菌对辐照的敏感性不同,其中大肠杆菌O157∶H7对辐照最为敏感;在大多数介质中,沙门氏菌对γ射线辐照的敏感性略高于李斯特菌。对于同一种致病菌,介质中的水含量和介质的成分对辐照效果有较明显的影响,水分含量高的介质中致病菌对辐照更为敏感,肉中的致病菌较蔬菜中的致病菌对辐照更具抗性;低温辐照,尤其是冷冻条件下辐照能增加致病菌对辐照的抗性;当有氧气存在时,致病菌对辐照的敏感性相对增加。
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基于特征光谱参数的苹果叶片叶绿素含量估算
《农业工程学报 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：果树叶绿素含量的快速、无损、准确监测,可以及时掌握果树的营养水平,对指导果树管理具有重要意义。该文利用2012年和2013年山东省肥城市潮泉镇下寨村的苹果叶片叶绿素含量和叶片光谱数据,分析了叶绿素含量和苹果叶片原始光谱及其变换形式之间的相关性,筛选出较优光谱参数,并利用随机森林法、偏最小二乘法、BP神经网络和支持向量机回归法进行估算和验证。结果表明:1)叶绿素含量与叶片原始光谱及其变换形式之间的最优光谱参数分别为554和708 nm的原始光谱反射率,554和708 nm倒数之对数光谱,535、569、700和749 nm一阶微分光谱以及557和708 nm连续统去除光谱;2)随机森林、偏最小二乘法、BP神经网络和支持向量机估算模型的R2分别为0.94,0.61,0.66和0.60,RMSE分别为0.34,0.78,0.75和0.81 mg/dm2。说明随机森林算法模型用于估算苹果叶片叶绿素含量效果较好,为及时了解果树养分状况及果树营养诊断提供技术支持。
关键词： 叶绿素 光谱分析 支持向量机 苹果叶片 高光谱 随机森林 偏最小二乘法 BP神经网络
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氢氧化钡处理-活性炭柱固相萃取/GC-MS/MS检测腌制蔬菜中7种挥发性N-亚硝胺
《中国食品学报 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：建立氢氧化钡处理,活性炭柱固相萃取,气相色谱-串联质谱法(GC-MS/MS)检测腌制蔬菜中挥发性N-亚硝胺的新方法。将10 g腌制蔬菜样品加入N-二甲基亚硝胺-d6和N-二丙基亚硝胺-d14内标于50 mL离心管中,经80℃密闭处理1h,离心分离,活性炭柱固相萃取,以DB-1701柱(30 m×0.25 mm×0.25μm)气相色谱分离,串联质谱多重反应监测模式进行检测。结果表明,本法可实现对批量腌制蔬菜样本中7种N-亚硝胺的检测,其中N-二丙基亚硝胺(NDPA)的检出限和定量限分别≤0.08 ng/g和≤0.2 ng/g,N-二甲基亚硝胺(NDMA)等其它6种N-亚硝胺检出限和定量限分别≤0.04 ng/g和≤0.1 ng/g;考察质量浓度范围内(1～100 ng/mL),线性良好,R2≥0.9993;0.1,1.0和5.0 ng/g三水平的加标回收率为82.1%～125.6%,相对标准偏差为0.10%～11.8%。对超市腌制蔬菜的抽样(n=46)监测表明,NDMA、N-亚硝基吗啉(NMOR)和N-亚硝基吡咯烷(NPYR)检出率为100%,N-二乙基亚硝胺(NDEA)、NDPA、N-亚硝基哌啶(NPIP)的检出率为71%～88%,N-甲乙基亚硝胺(NMEA)未检出;除NPYR含量较高,最高值为4.71 ng/g外,其它N-亚硝胺含量均在1 ng/g以下;腌制蔬菜中N-亚硝胺处于较安全水平。
关键词： N-亚硝胺 腌制蔬菜 氢氧化钡处理 气相色谱-串联质谱 活性炭柱固相萃取
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太赫兹技术及其在农业领域的应用研究进展
《农业工程学报 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：太赫兹波在电磁波谱中位于中红外波与微波之间,具有探测分子间或分子内部弱相互作用的独特性质,是当前研究的热点之一。近年来,随着太赫兹波产生和探测技术的快速发展,太赫兹光谱及成像技术在多个领域正逐步从实验室研究转向实际应用,包括安全成像检测、航空航天、爆炸物分子检测等,同时农业领域专家学者也积极开展了太赫兹技术的农业应用研究,取得了较好的研究进展。该文从太赫兹光谱简介、产生探测原理、样品制备及数据处理出发,系统地介绍了待测样品理化信息的太赫兹数据获取方法,然后结合太赫兹技术特性,聚焦农业领域,探讨了太赫兹光谱和成像技术在该领域中的应用研究进展及有待解决的问题,具体包括农业生物大分子检测、农产品质量安全检测、植物生理检测和环境监测等多个方面,进而揭示太赫兹技术这一新兴科技在农业领域的研究潜力和应用前景。
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微酸性电解水处理对苦荞萌发及其抗氧化酶活性的影响
《中国食品学报 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：以苦荞为原料,将不同有效氯质量浓度的微酸性电解水应用于苦荞芽生产,研究其对苦荞芽生长及其抗氧化酶活性的影响。研究发现微酸性电解水处理苦荞可提升其吸水率(9.24%)及发芽率(4.73%),萌发7 d的苦荞芽表面总菌数较对照组降低了0.84~1.27 lg(CFU/g),并且处理的苦荞芽在生长过程中,其超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活力相比对照组均有所提升,有效氯质量浓度为60 mg/L的微酸性电解水处理组SOD、CAT和POD比活力相比自来水对照组分别提升了22.75%,29.78%和35.70%。
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基于无人机数码影像的玉米育种材料株高和LAI监测
《农业工程学报 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：快速、无损和高通量地获取田间株高(height,H)和叶面积指数(leaf area index,LAI)表型信息,对玉米育种材料的长势监测及产量预测具有重要的意义。基于无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)遥感平台搭载高清数码相机构建低成本的遥感数据获取系统,于2017年5—9月在北京市昌平区小汤山镇国家精准农业研究示范基地的玉米育种材料试验田,获取试验田苗期、拔节期、喇叭口期和抽雄吐丝期的高清数码影像和地面实测的H、LAI和地面控制点(ground control point,GCP)的三维空间坐标。首先,基于高清数码影像结合GCP生成试验田的数字表面模型(digital surface model,DSM)和高清数码正射影像(digital orthophoto map,DOM);然后,基于DSM和DOM分别提取玉米育种材料的H和数码影像变量,其中将DOM的红、绿和蓝通道的DN(digital number)值分别定义为R、G和B,进行归一化后得到数码影像变量,分别定义为r、g和b;最后,基于实测H对DSM提取的H进行了精度验证,并用逐步回归分析方法进行了LAI的估测。结果表明,实测H和DSM提取的H高度拟合(R~2、RMSE和n RMSE分别为0.93,28.69 cm和17.90%);仅用数码影像变量估测LAI,得到最优的估测变量为r和r/b,其估算模型和验证模型的R~2、RMSE和n RMSE分别为0.63,0.40,26.47%和0.68,0.38,25.51%;将H与数码影像变量进行融合估测LAI,得到最优的估测变量为H、g和g/b,其估算模型和验证模型的R~2、RMSE和n RMSE分别为0.69,0.37,24.34%和0.73,0.35,23.49%。研究表明,基于无人机高清数码影像结合GCP生成DSM,提取玉米育种材料的H,精度较高;将H与数码影像变量进行融合估测LAI,与仅用数码影像变量相比,估测模型和验证模型的精度明显提高。该研究可为玉米育种材料的田间表型信息监测提供参考。
关键词： 无人机 农作物 提取 数码影像 玉米育种材料 株高 叶面积指数 逐步回归
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基于德劳内三角化和二分查找法的土地自动分配方法
《农业工程学报 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：为解决预分方案制定效率低的问题,该文提出一种基于德劳内三角化和二分查找法的地块分配算法。首先生成待分配地块的最小边界几何(minimum bounding geometry,MBG),对MBG进行三角剖分;其次在地块内通过累加三角形的面积执行查找,接近合同面积时采用二分查找法进行微调;最后遍历项目区内所有地块直至生成土地预分配方案。通过对算法进行编程实现,以试验区的土地整治项目为例对算法的可行性进行验证,并从分配效率、精度和形状指数3个方面对结果进行评价。结果表明:项目区内的地块划分仅需231 s,与仅用二分查找法相比,采用该文方法分割效率提高29.3%,精度提高28.2%,形状规则度提高18.2%;在减少农用道路占地面积的同时,分割后的地块具有良好的通达性。该方法可满足自动创建和动态调整土地分配方案的需求,为在一定约束条件下制定最优土地分配方案提供了技术支撑。
关键词： 土地利用 算法 土地整治 土地分配 二分查找 德劳内三角化 地块分割
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基于卷积模型的农业问答语性特征抽取分析
《农业机械学报 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：互联网农技推广社区每秒增衍问答数据近万组,这些海量数据具有隐性的词性、情感和冗余向量特征,实现数据聚合与数据块消减是该领域的难题。提出了一种基于卷积神经网络的农业问答情感极性特征抽取分析模型,结合农业分词字典,对数据集进行分词后使用Skip-gram模型转换为256维的词向量,利用批规范后的卷积神经网络对数据集进行训练,从而得到用于识别农技推广社区问答词性情感相似性的神经网络模型参数。试验结果表明,该方法能够准确识别测试样例集中的冗余队列,与其他5种文本分类方法进行比较,各项指标优势明显,针对测试集的语性特征抽取准确率达到82. 7%。
关键词： 农业信息分类 特征提取 自然语言处理 卷积神经网络
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基于自动导航的小麦精准对行深施追肥机设计与试验
《农业机械学报 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对冬小麦返青期地表追施氮肥使氮素挥发导致肥料利用率低的问题,结合目前在小麦追肥过程中缺少深施氮肥作业装备的现状,进行了基于拖拉机自动导航技术实现精准对行深施氮肥的技术研究,设计了小麦精准对行精量深施追肥机。追肥机采用安装有自动导航系统的拖拉机牵引实现精准对行,以RTK-GNSS接收机测取的作业速度为基准,通过液压系统驱动排肥机构工作,双圆盘开沟器开沟深施,采用PID控制排肥轴转速与车辆行驶速度实现实时匹配,达到精量控制追肥量的目的。田间试验结果表明:设置目标追肥量为200 kg/hm2,车辆行驶速度为5 km/h时,追肥机能完成对行深施追肥作业,机具对行作业误差在±6 cm以内,追肥量偏差小于9%,可满足实际生产需求;对照撒肥机表层撒肥作业,每公顷减施氮肥25 kg左右,小麦每公顷增产486.5 kg左右。
关键词： 小麦 深施追肥机 自动导航 PID控制 精量排肥 精准对行
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基于物理约束的玉米叶片建模方法
《应用基础与工程科学学报 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：植物真实感建模与仿真不仅是现代农业科学与植物学领域面临的难点问题之一,也是计算机应用与虚拟现实技术领域的研究热点.而玉米是我国乃至世界范围内重要粮食作物,玉米叶片建模是现代农业虚拟植物领域中面临的重要问题.本文提出一种基于物理约束的玉米叶片三维建模方法,主要针对玉米叶片褶皱特征,建立基于质点弹簧系统的物理约束模型,并提取特征参数建立一种自适应物理约束机制,生成具有复杂形态的玉米叶片模型,并且通过一系列特征参数调控和特征点约束实现一种交互式玉米叶片建模机制,最后基于偏微分方程曲面建模方法构建真实感玉米叶片三维模型,并集成开发相应软件原型系统.结果表明,本文方法以一种自适应机制有效、高效生成具有一定真实感效果的玉米叶片模型,少量参数控制的建模方式使自动化生成大规模玉米三维群体模型成为可能,为虚拟植物领域建模应用提供可用的技术参考和方法工具.
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