科研产出
县域永久基本农田划定方法研究
《农业机械学报 》 2017 EI 北大核心 CSCD
摘要：基于永久基本农田概念、内涵和划定要求,提出了县域永久基本农田的定量评价模型与划定方法,并以河北省定州市为例进行示范验证。定量评价模型包括自然禀赋条件、基础设施条件、社会经济条件和区位条件4方面12个指标,并在改进连片度和田间道路密度计算方法的基础上进行综合评价。根据综合评价结果,将定州市耕地划分为优先保护型(≥76.00)、重点保护型(68.91~76.00)、适宜调控型(60.00~68.91)和后备整治型(0~60.00)4种类型,其中:优先保护型(28 389.22 hm~2)集中分布在城区及镇政府周边,是定州市重要的粮食生产基地;重点保护型(39 084.13 hm~2)主要分布在庞村镇、大鹿庄乡、杨家庄乡等,是永久基本农田的重点建设区域;适宜调控型(16 831.95 hm~2)分布较为分散,主要分布在砖路镇、赵村镇、西城区等,未来通过差别化土地整治再适当调为永久基本农田;后备整治型(5 126.82 hm~2)零散分布在西城区、北城区、息冢镇等,目前不适宜划作永久基本农田。研究结果可为定州市永久基本农田划定与相关规划提供依据。
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土壤金属元素近红外光谱定量校正模型适应性初步研究
《光谱学与光谱分析 》 2017 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：为研究土壤金属元素近红外光谱定量校正模型适应性,采用近红外光谱结合偏最小二乘算法,针对风干土壤中的K,As,Hg,Cu,Zn,Pb,Cr,Cd元素,在剔除异常值后,建立定量校正模型;并对风干、烘干处理的外部验证集样品分别预测上述元素含量。结果表明,风干外部验证集样品的预测值-参考值相关系数皆大于相应烘干外部验证集样品的预测值-参考值相关系数;风干外部验证集各元素的预测值-参考值均具有显著的相关关系,烘干外部验证集中K,Hg,Cr的预测值-参考值之间不具有显著的相关关系。对土壤金属元素近红外光谱定量校正模型的适应性进行了初步研究,可为土壤中金属元素快速定量监测方法以及农产品产地环境监测等提供一定的参考。
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生物炭基肥增效技术与制备工艺研究进展分析
《农业机械学报 》 2017 EI 北大核心 CSCD
摘要：生物炭基肥是以生物炭为载体与传统肥料复合而成的新型缓释肥料,其在农业生产及污染防控中的作用得到广泛认可。基于多年研究成果和文献综合分析,阐述了生物炭基肥的研发背景与重要性及生物炭基肥的增效机制,包括:吸持缓释养分、改善土壤理化性质及作物根系生长的水肥气热环境、改善土壤微生物生长的微环境、提供矿质养分及生物刺激物质等。此外,阐述了生物炭基肥在提升作物产量与品质、肥料高效利用与减施增效及环境污染防控等方面的作用;以及产品在制备(调整生物炭来源和炭-肥混合方式)、成型(确定形状,筛选粘接剂和延展剂)、配方(调整基础肥料组成,调整生物炭、水和粘接剂比例)及改性工艺(添加不同比例的高岭土、膨润土、煤炭腐植酸及其复配物的改性材料)方面的最新进展。根据现有问题及技术需求,指出加强新型产品研制及应用基础研究,加强大尺度应用的农业水土、经济、环境等效应及综合评价指标体系研究,及加快应用技术推广是生物炭基肥增效技术领域未来主要研究方向。
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土壤养分的红外衰减全反射与漫反射光谱同步测量方法
《光谱学与光谱分析 》 2017 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：光谱学分析技术因具有快速、实时、无损等优势,被广泛用于土壤养分检测等各个领域,也是现代农业检测控制中广泛应用的一种有效方法。实验采集不同养分含量的土壤样本,分别获取中红外衰减全反射(ATR)和漫反射(DRIFT)光谱数据。通过不同的光谱预处理算法结合偏最小二乘法(PLS)建立土壤中全碳、全氮、碱解氮的定量分析模型,对土壤养分的ATR和DRIFT光谱分别进行独立模型和叠加模型的分析。并以土壤养分中的全碳和全氮为例,发现经过标准正态变量变换处理的两种光谱建立的PLS模型相关系数均有所提高。全碳的两种光谱模型校正集的R~2分别提高至0.826和0.919,而全氮两种模型校正集R2分别提高至0.841和0.928。我们进一步对全碳、全氮各自叠加后的光谱进行分析,模型的R~2分别提高至0.942和0.951。用同样的方法分析土壤中的碱解氮,联用两光谱后的R~2提高至0.919。研究结果表明,两种光谱的联合使用,为提高模型的相关系数和预测能力提供了一种合理有效的方法。
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悬铃木方翅网蝽化学感受蛋白CcilCSP1的结构及其结合寄主挥发物的预测分析
《林业科学 》 2017 EI 北大核心 CSCD
摘要：【目的】分析悬铃木方翅网蝽化学感受蛋白编码基因CcilCSP1的序列和表达特征,重点研究CcilCSP1结合二球悬铃木寄主植物挥发物的能力,旨在为CcilCSP1的功能研究提供理论参考,为通过化学感受蛋白反向模拟筛选悬铃木方翅网蝽的信息素物质提供依据。【方法】用分子克隆技术获得悬铃木方翅网蝽化学感受蛋白CcilCSP1基因ORF的全长序列,用RT-qPCR研究该基因的表达模式,并通过生物信息学方法分析其序列特征。用Swiss-model构建CcilCSP1蛋白的三维结构,并通过AutoDock 4.2开展CcilCSP1蛋白与寄主植物9种挥发物成份的分子对接,用Amber 14对其中结合最为稳定的反式-β-石竹烯与CcilCSP1蛋白的复合物开展了10 000 ps的分子动力学模拟,并进一步通过"Y"型嗅觉仪测定反式-β-石竹烯对悬铃木方翅网蝽成虫的行为学影响。【结果】成功克隆到该虫的化学感受蛋白基因CcilCSP1,且该基因在成虫中显著高表达。序列分析表明,CcilCSP1具有CSPs家族的典型特征,该基因与绿盲蝽的AlucCSP1,AlucCSP3,AlucCSP8以及苜蓿盲蝽的AlinCSP1亲缘关系较近。同源建模和分子对接发现,在二球悬铃木9种植物挥发物中反式-β-石竹烯与CcilCSP1的结合能力最强(k_l=2.63μm,Binding Energy=-7.61),通过分析二者的结合特性,推测TYR-29、GLN-83、LEU-64、ASP-30可能是CcilCSP1蛋白结合反式-β-石竹烯所需的关键氨基酸位点。分子动力学模拟结果显示,CcilCSP1蛋白能够与反式-β-石竹烯稳定结合。进一步的行为学试验表明,0.1μg的反式-β-石竹烯对悬铃木方翅网蝽成虫有显著的驱避作用。【结论】本研究克隆到在成虫中显著高表达的悬铃木方翅网蝽化学感受蛋白基因CcilCSP1。用分子对接和分子动力学模拟方法发现CcilCSP1能与二球悬铃木寄主挥发物成份反式-β-石竹烯稳定结合,并通过进一步的行为学试验进行证实。该研究可为悬铃木方翅网蝽化学感受蛋白CcilCSP1的功能研究奠定基础,也为基于计算机反向筛选获得悬铃木方翅网蝽信息素物质研发提供依据。
关键词： 悬铃木方翅网蝽 化学感受蛋白 寄主植物挥发物 分子对接 分子动力学模拟
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基于太赫兹技术的植物叶片水分检测初步研究
《光谱学与光谱分析 》 2017 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：叶片含水量是植物健康状况的重要衡量指标之一。太赫兹波处于红外和微波之间,对样品水分变化非常敏感,当太赫兹光谱穿透含水丰富的叶片时,叶片中水分等物质能对太赫兹光谱产生强烈的吸收,根据叶片不同位置处水分含量的不同,能利用太赫兹光谱技术对植物叶片进行成像。本研究利用太赫兹技术检测植物叶片的水分含量,初步探讨植物叶片中水分和太赫兹成像的相关关系。实验采集离体绿萝叶片,每隔一定时间通过太赫兹光谱仪对叶片逐点扫描,获取叶片每一点的太赫兹时域光谱数据,经过傅里叶变换得到对应频域光谱,提取时域幅值的光谱参数以及特定频域光谱,对植物叶片图像进行重构,获取植物叶片的二维图像。结果表明,不同频率下,绿萝离体叶片的太赫兹二维图像呈现明显差异,叶肉与叶脉中水分含量不同,对太赫兹波的吸收也不同,根据图像,能清晰显示植物叶片叶肉与叶脉部位的水分含量差异。通过叶片时域幅值的平均值、叶片频域平均值与叶片水分含量建立相应的回归模型,时域最小幅值光谱与水分含量建立的最佳模型预测相关性达0.989 1,预测均方根误差为0.024 4g。研究表明太赫兹技术用于植物叶片的水分含量检测具有较好的研究潜力。
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菌株Diaphorobacter polyhydroxybutyrativorans SL-205的反硝化特性
《中国环境科学 》 2017 EI 北大核心 CSCD CSSCI
摘要：为强化硝酸盐污染水的反硝化脱氮,研究了反硝化新菌株Diaphorobacter polyhydroxybutyrativorans SL-205~T利用不同碳源的缺氧反硝化性能,以及利用固体碳源聚羟基丁酸戊酸共聚酯(PHBV)的好氧反硝化特性.结果表明,在缺氧状态下,菌株SL-205~T分别以乙酸钠、琥珀酸钠和PHBV为唯一碳源时,硝酸盐去除率均达到99%以上;当初始硝态氮浓度为315mg/L时,PHBV的最适投加量为2.0g/L.菌株SL-205~T能利用PHBV进行好氧反硝化,当反应进行到36h时,硝酸盐去除率达到94.54%,平均反硝化速率为8.69mg/(L·h),并且在反应结束时没有亚硝酸盐和氧化亚氮的积累.以上结果为该菌株在废水脱氮处理中的应用奠定了实验基础.
关键词： Diaphorobacter polyhydroxybutyrativorans SL-205T 硝酸盐 碳源 聚羟基丁酸戊酸共聚酯 好氧反硝化
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光电信号与收割机谷物产量数据转换模型的构建与验证
《农业工程学报 》 2017 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了准确获取联合收割机作业过程中的谷物产量信息,自主研发了基于光电漫反射原理的联合收割机谷物产量计量系统。系统主要由传感器模块、数据采集模块、GPS模块和谷物产量计量显示终端组成。在研究了联合收割机田间工作状态和籽粒升运器刮板谷堆近似模拟形状的基础上,提出了分段式光电信号与收割机谷物产量数据转换模型。同时为了进一步消除收割机作业过程中产生的奇异点数据,提出了基于籽粒升运器转速的双阈值动态均值滤波的数据预处理方法。结果表明,采用该方法可以有效剔除奇异点数据,提高产量数据整体平滑度。田间试验结果表明,在考虑升运器转速条件下,该研究提出的分段式谷物产量数据转换模型动态验证误差小于3.50%,满足联合收割机谷物产量计量的实际需要。
关键词： 谷物 光电装置 传感器 联合收割机 双阈值滤波 产量转换模型
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水体COD的光谱学在线测量方法-紫外和近红外光谱比较分析
《光谱学与光谱分析 》 2017 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：水体COD的光谱学传感技术是现代环境监测的一个重要发展方向,与传统的分析方法相比,光谱分析技术更具有可连续监测、可在线监测和检测快速的明显优势,适合对环境水样COD的定点实时监测。分别获取水样的紫外吸收光谱和近红外光谱,通过不同的光谱预处理方法结合偏最小二乘法、多元线性回归法建立水样的COD定量预测模型,对水体COD的紫外和近红外光谱的定量预测及相关模型参数进行分析,发现用S-G平滑处理后的紫外光谱和近红外光谱建立的PLS模型均得到最佳预测效果,预测集R~2分别为0.992 1和0.987 7,RMSEP分别为10.438 6和5.972 0。紫外和近红外光谱法的MLR模型预测效果较差,预测集R~2分别为0.928 0和0.957 3。通过实验结果综合对比分析,紫外吸收光谱在280~310nm谱区建模预测性能较好,近红外光谱在7 250~6 870cm~(-1)谱区建模预测性能较好,紫外光谱对应定量预测模型的决定系数较高,而近红外光谱的稳定性和重复性更好。研究表明光谱传感技术可用于环境实际水体COD的定量预测分析,为开发便携式水体检测设备奠定了理论基础。
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乙基纤维素凝胶化油脂对大鼠营养生理功能的影响
《中国食品学报 》 2017 EI 北大核心 CSCD
摘要：采用大鼠喂养试验,研究乙基纤维素凝胶剂对包括心血管疾病高风险因子在内的动物营养生理功能的影响。根据大鼠营养生理数据表明,当饲料中含有乙基纤维素起酥油产品时,试验组大鼠的体重均低于对照组,且高剂量组大鼠体重最低。大鼠尿酸、游离脂肪酸含量显著低于空白对照组;高剂量组的白蛋白、球蛋白、总蛋白和瘦素指标明显高于其它组;大鼠血清中高密度脂蛋白含量、抗动脉粥样硬化指数AAI值均高于空白对照组(P<0.05),致动脉粥样硬化指数AI值和脂肪酶活力均明显低于空白对照组(P>0.05)。另一方面,高剂量组大鼠的血清葡萄糖、总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白、高密度脂蛋白与低密度脂蛋白的比值(HDL/LDL值)都同时高于其余各组。因此,以乙基纤维素为有机凝胶剂的起酥油产品对动物机体不会产生不良影响。
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