科研产出
一种面向土壤重金属含量检测的X射线荧光光谱预处理方法研究
《光谱学与光谱分析 》 2018 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：土壤重金属的污染影响着农作物的产量和质量。传统的土壤重金属检测方法步骤繁琐、检测费用高且速度慢。利用X射线荧光光谱(XRF)分析技术检测土壤中重金属含量,具有处理简单、现场、快速、无损等优点。由于土壤背景复杂,包含大量噪声和无关信息,建立XRF校正模型前,对光谱的预处理能有效的去除不相干信息,保留有用信息,对XRF预测模型的精度有重要影响。主要研究光谱预处理方法对重金属含量预测模型精度的影响。首先,采用向前间隔偏最小二乘(Fi PLS)作为校正模型,对比了无预处理、去趋势处理(DT)、标准正态变量变换(SNV)、多元散射校正(MSC)、小波去噪(WT)、SNV+DT、卷积平滑(SG)+一阶导数、卷积平滑(SG)+二阶导数等7种不同预处理条件下的土壤重金属模型的检测精度。初步结果表明,多元散射校正预处理方法效果较好,与原始光谱相比,相关系数r从原始的0. 988提高到0. 990,预测均方根误差RMSEP、相对误差平均从原来的20. 809和0. 166分别降低到19. 051和0. 121。其次,在多元散射校正预处理方法的基础上,针对多元散射校正方法以线性表达式描述非线性关系的局限性,提出了局部加权线性回归多元散射校正(LWLRMSC)和偏最小二乘多元散射校正(PLSMSC),并比较了它们的建模效果。LWLRMSC是基于加权思想,在预测一个点的值时,选择适当的核函数和权重分配策略进行预测点的线性回归,来解决简单线性回归的欠拟合状况; PLSMSC是基于PLS建模思想,考虑了自变量和因变量的最大相关性,来减少拟合误差及失真问题。结果表明,PLSMSC具有最佳的预处理效果,五种重金属Cu,Zn,As,Pb,Cr预测值和实际值的R分别为0. 989,0. 973,0. 991,0. 989和0. 986,RMSEP分别为8. 805,58. 360,7. 671,12. 549和20. 851,相比于传统的MSC方法不仅在精度方面有大幅度的提升,且具有更好的泛化性能,能消除光谱噪声,提升有效信息贡献度,为土壤重金属含量预测模型选取合适的预处理方法提供了理论支撑。
关键词： XRF 预处理 土壤重金属 偏最小二乘回归 向前间隔偏最小二乘
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北京城市森林公园不同树种吸附大气颗粒物能力
《北京农学院学报 》 2018
摘要：【目的】为了了解北京城市森林公园内不同树种对大气颗粒物的吸附能力,筛选出对大气颗粒物有较强吸附能力的绿化造林树种。【方法】选取奥林匹克森林公园内的10个树种,应用气溶胶再发生器测算单位叶面积对不同粒径颗粒物(TSP、PM10、PM2.5和PM1.0)的吸附量,并用扫描电镜获取各树种的叶片表面形态特征。【结果】不同树种单位叶面积对颗粒物的吸附能力存在显著差异,整体表现为针叶树种高于阔叶树种。其中对TSP的吸附能力较强的是油松和白杄,较小的是紫丁香和毛白杨;对PM10吸附能力较强的是白杄、油松,较小的是紫丁香和毛白杨;对PM2.5吸附能力较强的是白杄、油松,较小的是毛白杨和榆叶梅;对PM1.0吸附能力较强的是白杄、油松,较小的是毛白杨和榆叶梅。【结论】针叶树种中,叶表面存在深浅差异明显的细密沟壑以及密集的气孔、绒毛等更有利于叶片对颗粒物的吸附;反之叶表面较为平滑,无明显起伏,不利于吸附颗粒物。总体而言,叶表面具有大量沟槽、气孔的针叶树种较阔叶树种具有更高的吸附量和吸附能力。对大气颗粒物的吸附作用的绿化造林可以优先考虑针叶树种如白杄、油松等。研究结果为揭示不同树种吸附大气颗粒物的机理及合理选择公园绿化树种提供参考。
关键词： 城市森林公园 树种 大气颗粒物 吸附量 叶表面形态
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外源NO处理对黄瓜采后生理特性的影响
《北方园艺 》 2018 北大核心
摘要：以"北农佳秀"黄瓜为试材,采用0.1mmol·L~(-1)硝普钠(sodium nitroprusside,SNP)溶液浸泡黄瓜10min,研究了外源NO处理对黄瓜采后贮藏期间生理特性及品质的影响。结果表明:黄瓜在贮藏期间,丙二醛含量上升,硬度、可溶性固形物、维生素C、叶绿素等含量降低,而0.1mmol·L~(-1)硝普钠处理可有效保持黄瓜的品质,抑制丙二醛含量的上升,抑制硬度、可溶性固形物(TSS)、维生素C、叶绿素含量的下降,提高过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性,较好的维持黄瓜采后品质和营养价值。
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测墒补灌和施氮对冬小麦产量及水分、氮素利用效率的影响
《中国农业科学 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：【目的】测墒补灌是近年来研究的一种小麦节水灌溉新技术。论文旨在探索测墒补灌与施氮对冬小麦生长的影响,为该区节水、节氮提供依据。【方法】采用漫灌的方式设置测墒补灌和施氮两因素田间试验,补灌设置4个处理,于冬小麦拔节期、开花期依据0—40 cm土层土壤质量含水量进行测墒补灌,补灌至土壤田间持水量的50%(W1)、60%(W2)、70%(W3)、80%(W4)。施氮设置4个处理,不施氮(N0)、施纯氮180 kg·hm-2(N180)、240 kg·hm-2(N240)和300 kg·hm-2(N300)。在此处理下研究了测墒补灌和施氮对冬小麦产量及水分、氮素利用效率的影响。【结果】(1)各施氮处理下,补灌量的增加可增加冬小麦籽粒产量,当补灌量至土壤田间持水量的60%—80%范围内时,冬小麦籽粒的增产效应差异不显著。各补灌处理下,当施氮量超过240 kg·hm-2时籽粒产量无显著性变化。本试验条件下当补灌至土壤田间持水量的60%,施氮量为240 kg·hm-2时冬小麦籽粒产量达到最高,为8 104.6 kg·hm-2。(2)增加施氮量和补灌量均可显著增加麦田总耗水量,但当施氮量超过240 kg·hm-2时,施氮的提高效果不显著。补灌量的增加会显著增加麦田总耗水量,但当补灌至土壤田间持水量60%(W2)、70%(W3)时较补灌至80%(W4)处理显著降低耗水量,说明有利于节约灌水而获得较高产量。(3)相同施氮处理下,补灌量的增加可显著提高冬小麦水分利用效率,当补灌量增至土壤田间持水量的60%时,冬小麦水分利用效率达到最大值,为14.7 kg·hm-2·mm-1。相同补灌处理下,增施氮肥可显著提高冬小麦水分利用效率,但施氮量不宜超过240 kg·hm-2,否则将导致水分利用效率降低。(4)相同施氮处理下,应控制补灌量至土壤田间持水量的60%时冬小麦氮素干物质生产效率及氮素利用效率最高,为60.1 kg·kg-1、22.4 kg·kg-1。相同补灌处理下,施氮量应控制在240 kg·hm-2时可获得较高的氮素干物质利用效率及冬小麦氮素利用效率最高,为63.9 kg·kg-1、23.5 kg·kg-1。【结论】本试验条件下当施氮量为240 kg·hm-2、冬小麦拔节期、开花期补灌至土壤田间持水量的60%时冬小麦籽粒产量、水分利用效率、氮素干物质利用效率、氮素利用效率均最高,为最优的节水、节氮、高产组合,推荐其作为该区域适宜水、氮用量。
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基于质量控制的电商蔬菜技术标准体系研究
《标准科学 》 2018
摘要：本文通过研究国内现行的农产品流通标准,提出了利用综合标准化方法构建电商蔬菜标准体系的方法,旨在完善电商蔬菜标准体系,助力解决电商蔬菜的农产品质量参差不齐和电商销售数量占比低的问题。
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长穗偃麦草幼穗离体培养高频再生体系的建立
《植物生理学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：以长穗偃麦草(Elytrigia elongata)幼穗为外植体, MS为基本培养基,研究了不同植物生长调节物质配比对其愈伤组织诱导、分化和生根的影响。结果表明,长穗偃麦草幼穗诱导最佳培养基为MC+3 mg·L-1 2,4-D,诱导率达66.67%, 4周后可见淡黄色愈伤组织。最佳分化培养基为MC+0.1 mg·L-1 2,4-D+3mg·L-1 6-BA,分化率为64.44%, 4周后出现芽点,同时伴随根毛发生。最佳生根培养基为MR+0.5 mg·L-1 NAA,生根率为100%,移栽后全部成活?
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精胺处理对豇豆采后生理特性的影响研究
《食品研究与开发 》 2018 北大核心
摘要：为研究精胺(spermine,SPM)处理对豇豆采后生理和保鲜效果的影响,以"华赣·露地王"豇豆为试验材料,将豇豆分别浸泡在不同浓度(0、0.1、0.2 mmol/L)的精胺中,晾干后使用厚度为0.03 mm的PE袋折口包装放置在15℃下,并测定其在贮藏期间的生理特性变化。结果表明:0.2 mmol/L精胺处理有效延缓了豇豆的衰老,减缓了感官品质、叶绿素含量、抗坏血酸(Ascorbic acid,ASA)含量的下降,抑制了豇豆的失水和多酚氧化酶(Polyphenol oxidase,PPO)的活性,保持了酚类物质的含量,同时使抗氧化系统酶的活性始终维持在较高的水平,如过氧化物酶(Peroxidase,POD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)。表明适当浓度的精胺处理能够延长豇豆的货架期。
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基肥定深施用装置排肥口位置与施肥深度关系模型
《农业工程学报 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对中国黄淮海地区冬小麦基肥施用过程中化肥无序投送造成的过量施用、利用率低的问题,结合现有的冬小麦旋耕施肥作业的农艺特点,该研究提出一种基于旋耕覆土的基肥定深条施投送方法。通过对旋耕刀、后抛土块进行运动学分析,建立了基肥定深施用装置排肥口位置与施肥深度关系模型,搭建了旋耕施肥试验平台,设计了2组递进试验,应用该平台对建立的排肥口位置与施肥深度关系模型进行大田试验验证,在旋耕机构的结构参数和工作参数一定的情况下,根据建立的关系模型对排肥管的安装位置进行依次调整,试验设置80、100、120、140和160 mm共计5种肥料目标投送深度,然后对5种肥料目标投送深度下的肥料实际位置深度进行测量。试验结果表明,肥料的实际位置深度均值与对应目标投送深度的偏差最大值为9 mm,偏移率最大值为8.75%,肥料的实际投送位置深度和目标投送深度基本吻合。该研究可以为中国黄淮海地区冬小麦基肥的精准定深实施及其相关联合机具开发提供理论依据。
关键词： 机械化 肥料 模型 基肥施用 定深施肥 数学建模 旋耕理论 精准农业
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基于三维数字化的玉米株型参数提取方法研究
《中国农业科学 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：【目的】玉米株型参数获取是玉米精确化育种和栽培研究的重要环节,研究解决玉米株型参数获取中存在的测量标准不一致、测量精度低、数据难以可视化、算法提取参数精度低等问题具有重要意义。【方法】本文利用三维数字化仪获取玉米植株骨架结构,提出玉米茎、叶、雄穗和雌穗器官三维数字化获取标准规程。通过将植株三维数字化数据旋转至与Z轴正方向平行并平移至坐标系原点进行数据标准化,进一步根据三维数字化数据位置关系,结合各株型参数的定义实现了株高、叶片着生高度、叶片最高点高度、叶长、叶宽、叶展、叶倾角及叶方位角等主要株型参数的提取,同时提出一种新的玉米植株方位平面计算方法,通过构建植株方位平面与各叶方位角角度差绝对值之和作为目标优化函数,进一步对该L1优化问题进行迭代求解得到植株方位平面,当叶数量是偶数时,方法可以给出精确的方位平面区间,在此基础上,引入dev值作为评价植株叶相对植株方位平面偏离度的指标。【结果】利用6个品种吐丝期玉米植株三维数字化数据和人工测量参数数据进行株型参数提取方法验证。结果表明,方法提取的叶长、叶倾角、方位角误差较小,RMSE分别为3.44 cm、3.41°和8.23°,叶长和叶倾角的MAPE分别为4.06%和4.72%,叶宽因叶片在叶脉垂直平面上的曲线形态不一致导致误差相对较大,RMSE和MAPE分别为0.80 cm和7.21%。与传统负方向能量均值法相比,所提出新的玉米植株方位平面计算方法给出了玉米植株方位平面更确切的定量化描述,对于玉米株型的定量评价具有一定价值。【结论】基于三维数字化的玉米株型参数提取方法为玉米株型参数的提取与分析提供了一种精确、便捷、可视的技术手段,对于玉米株型表型组学、玉米功能结构模型及玉米株型优化研究具有重要作用。
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