科研产出
通过挥发物鉴别葡萄变质状态-基于长光程红外光谱和简易电子鼻阵列
《光谱学与光谱分析 》 2016 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：葡萄在劣变时会挥发出特定成分和浓度的气体。在变质葡萄的挥发物红外光谱中发现了乙醇、乙酸乙酯和二氧化碳的光谱特征。通过多次反射的光学系统提高了光谱测量的光程,从而获得了更高的探测灵敏度。利用新型光谱测量系统进一步研究了葡萄劣变过程中挥发物的精细化特征,并证实了其中含有多种醇类、酯类、醛类和乙烯的光谱特征。部分挥发物的浓度随贮藏时间展现规律性的变化,可以以其为生物标志物来表征葡萄的变质程度。进一步以光谱观测规律为基础研制了由传感器阵列组成的电子鼻,通过对特定挥发物的定量化测量实现葡萄变质的分类和预警。揭示了更为精细的葡萄劣变过程中挥发物的光谱特征变化规律,证实了通过挥发物测量鉴别水果变质的可行性,为开展水果变质的实时监测技术研究提供了理论和技术参考。
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用于太赫兹光谱测量的土壤样品压片制备方法研究
《红外与激光工程 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：太赫兹技术是信息科学领域迅速发展起来的新兴科技,太赫兹波与物质之间的相互作用机理有待深入挖掘。在太赫兹光谱测量前需对样品进行预处理,为利用太赫兹技术进行土壤样品的理化参数研究,开展了用于太赫兹时域光谱测量的土壤样品压片法制备研究,分析了压片制备过程中存在的问题,优化了制备工艺,并以样品质量(130 mg、180 mg、220 mg、280 mg、330 mg、400 mg)和外界压力(0.5~5 t每隔0.5 t一个压力,1 t=1 000 kg)为变量进行了适合于太赫兹光谱测量的土壤样品压片制备参数选择的实验探索,确立了以220 mg/片,2.5 t压力为土壤样品压片的最佳制备参数。该研究为土壤样品理化参数采用压片法进行后续太赫兹测试实验提供了有效的原始数据,为其他固体样本制备和太赫兹光谱数据测量提供了科学的方法参考。
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利用GNSS干涉信号振荡幅度反演土壤湿度
《测绘学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：根据干涉效应和GNSS接收机信噪比估计方法,推导了利用GNSS干涉信号幅度进行土壤湿度反演的模型,建模过程考虑了天线增益、土壤介电常数和噪声的影响。提出了使用AMPD算法从含有噪声的归一化干涉功率曲线中提取干涉峰值与谷值,进而反演了土壤介电常数与土壤湿度的方法,并对其进行了仿真。结果表明,利用提取出来的干涉谷值进行反演性能比峰值好,相对稳定准确的卫星仰角范围为5°~25°,湿度大于0.06cm~3/cm~3时反演结果更为准确,标准差在0.01cm~3/cm~3左右波动。
关键词： 土壤湿度测量 干涉功率 峰值检测 信噪比 介电常数
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菌剂对鸡粪堆肥腐殖质含量品质的影响
《农业工程学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：腐殖质是评价堆肥品质的重要因素,该文利用鸡粪和秸秆为原料进行高温好氧堆肥,设计接种菌剂和不接种菌剂(对照)2个处理,研究菌剂添加对堆肥腐殖质形态、含量、品质的影响。结果表明:与对照相比,接种菌剂可以加快有机物的降解,矿质化时间缩短14d,菌剂具有良好的保碳效果,总有机碳含量提高了16.1%,同时总腐殖酸、游离腐殖酸以及水溶态腐殖酸及胡敏酸的含量,分别提高了38.7%,45.7%、39.0%及54.9%。接种菌剂可以提高腐殖酸的活性,堆肥结束后,接种菌剂处理的游离腐殖酸和水溶性腐殖酸含量均增加,而对照处理的含量均降低;堆肥可以提高腐殖酸质量,堆肥结束后两个处理总腐殖酸含量均下降但是缩合度、腐殖化率、腐殖化指数及胡敏酸百分比均提高,特别是添加菌剂的处理腐殖化程度明显高于对照。说明了菌剂可以增加堆肥腐殖质含量,提高腐殖质缩合度、芳构化程度及活性。
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华北地区地膜残留及典型覆膜作物残膜系数
《农业工程学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：为阐明华北地区残膜污染现状及当年地膜残留系数,2008-2011年采用问卷调查及样方检测方法对华北地区主要作物的地膜残留状况进行系统调查,在此基础上2011-2014年通过定点试验监测方法研究典型覆膜作物(花生、棉花)的地膜残留系数。结果表明:华北地区土壤耕层地膜残留强度分布范围为0.2~82.2 kg/hm2,其平均值为26.8 kg/hm2。区域内不同作物和不同省份间地膜残留强度存在显著差异(P<0.05),花生和棉花地膜残留强度较高,分别为32.0和31.8 kg/hm2;华北地区所有省份中,河北省农田地膜残留强度最高,为36.8 kg/hm2。2011年,华北地区农田地膜残留总量为14.8万t,其中地膜残留总量居前3位的作物是蔬菜(5.5万t)、棉花(3.9万t)、花生(3.0万t),占残膜总量的83.8%。3 a的地膜残留系数定点监测试验结果表明,花生和棉花的地膜残留系数分别为9.7%和14.3%,如果一直沿用目前的地膜使用模式,预计到2021年,花生地和棉田的地膜残留强度将会达到69.1和70.4 kg/hm2,超过国家农田残膜限值标准,成为残膜污染区域。研究可为华北地区残膜防治提供参考。
多信息融合的冬小麦地上鲜生物量检测研究
《光谱学与光谱分析 》 2016 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：将小麦冠层光谱与小麦冠层图像或者侧面图像进行多信息融合,对冬小麦地上鲜生物量进行预测,提高了冬小麦地上鲜生物量无损检测精度,试验获取苗期93个样本的冠层光谱和冠层图像,中后期(拔节期、抽穗期、开花期、灌浆期)200个样本的冠层光谱和侧面图像。将光谱反射率作为光谱特征参数,并通过图像处理提取小麦覆盖度作为图像特征参数,建立苗期和中后期基于光谱特征参数和图像特征参数的地上生物量检测模型,将冠层光谱反射率和小麦覆盖度作为多信息融合的输入,利用多元回归分析(MRA)和偏最小二乘法(PLS)建立地上鲜生物量预测模型并进行验证。结果表明,在苗期和中后期,将光谱信息和图像信息融合,采用PLS所建立的预测模型与单独的图像模型和光谱模型相比精度最高。苗期基于信息融合所建立的PLS模型验证集R~2为0.881,其RMSE为0.015kg;中后期基于信息融合所建立的PLS模型验证集R~2为0.791,RMSE为0.059kg。由此可见,相比单一的光谱模型和图像模型,图像信息和光谱信息融合之后,充分提高了光谱信息和图像信息的利用率,使模型的精度得以提高。
ATR-THz波谱结合PLS-DA对陈化小麦快速无损鉴别研究
《光谱学与光谱分析 》 2016 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：采用ATP附件采集了人工控制条件老化小麦样品的太赫兹波谱数据,并在PCA综合得分基础上对数据进行分集,建立陈化小麦的快速无损鉴别PLS-DA模型,并对其进行外部验证。结果显示,针对吸收系数谱,所建模型的校正集实验组、对照组以及交互验证实验组、对照组正确率分别为84.2%,94.7%,84.2%和81.6%,外部验证集实验组、对照组正确率分别为73.7%和100.0%;针对折射率谱,所建模型的校正集实验组、对照组以及交互验证实验组、对照组正确率分别为84.2%,92%,76.3%和76.3%,外部验证集实验组、对照组正确率分别为84.2%和89.5%。研究表明,ATR-THz技术在陈化小麦无损鉴别方面具有一定的应用潜力。
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风送式水稻侧深精准施肥装置的设计与试验
《农业工程学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对中国水稻施肥机械化程度低,传统撒施肥料利用率低、施肥量大的现状,结合侧深施肥农艺特点,对风送式排肥方法进行了理论分析,研制了风送式水稻侧深精准施肥装置。该装置采用模块化设计与乘坐式插秧机配套使用,采用电机驱动排肥、风送肥料、全球定位系统(global position system,GPS)测速的工作原理,侧位深施化肥的施肥方式,采用车辆行驶速度与排肥驱动电机转速实时匹配的精准施肥控制方法。设备在黑龙江七星农场开展了田间实际作业试验。试验表明,该装置与插秧机配合使用时能一次性完成插秧与侧深精准施肥作业,当预置施肥量为300 kg/hm2,车辆稳定行驶速度为1 m/s时,施肥量偏差控制在5.82%以内,能够较好的满足实际生产需求。该研究为开展水稻变量施肥控制技术研究和水稻侧深施肥装置的研发提供了参考。
关键词： 农业机械 设计 农作物 风送式 精准施肥 侧深施肥
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自然光和紫外光照条件下膜材红外光谱变化
《光谱学与光谱分析 》 2016 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：可降解树脂包膜控释肥是目前肥料领域的研究热点之一。研究从可降解包膜材料实际施用环境着手,采用傅里叶衰减全反射红外光谱技术(ATR-FTIR),表征包膜肥料膜材自然光和紫外光照条件的降解差异,通过对聚乙烯/疏水纳米二氧化钛、聚乙烯/亲水纳米二氧化钛和纯聚乙烯包膜的谱图来研究膜材在光照前后的结构变化特征,进而对膜材的降解行为做出判断。结果表明,在紫外光和自然光分别照射下,包膜降解过程中的官能团种类没有因光催化剂的加入而受到影响,而光催化剂的加入对官能团的变化程度有显著影响,依次为:聚乙烯/疏水纳米二氧化钛复合包膜>聚乙烯/亲水纳米二氧化钛复合包膜>纯聚乙烯包膜。另外,不同照射光源对包膜的分子结构的影响有所区别。自然光条件照射的降解过程中,包膜的聚乙烯碳链上在形成氢过氧化物的同时发生了交联反应生成含醚键的物质,接着继续氧化生成含羰基的化合物,最终羰基的存在促进包膜的进一步分解;紫外光条件照射下,光照产生的活性氧物种局部浓度大,攻击聚合物碳链的能力强,聚乙烯长链烷基断裂很快氧化生成含有羰基基团的中间产物。紫外光条件的照射实验未能全面反映包膜在自然光条件下的降解行为。
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β-谷甾醇和γ-谷维素的甾醇凝胶化油脂对大鼠营养生理功能的影响
《中国粮油学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：有机凝胶剂可以为液体油提供类似于固体流变学特性的功能,因此近年来在食用油脂的结构化中的研究日益广泛。通过大鼠喂养试验,研究和评价β-谷甾醇和γ-谷维素键合物的植物甾醇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。结果表明,有机凝胶剂β-谷甾醇和γ-谷维素键合物人造奶油产品对动物机体不会产生不良影响;当饲料中含有β-谷甾醇和γ-谷维素键合物的植物甾醇型凝胶化特种油脂产品时,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,同时数据显示甾醇型有机凝胶剂量的增加使大鼠睾肾部位容易产生脂类堆积;大鼠的血清总胆固醇、三酰甘油和低密度脂蛋白水平均随着有机凝胶添加量的增加而呈现降低的剂量效应,显示其具有较好的抗动脉硬化风险作用。
关键词： β-谷甾醇和γ-谷维素键合物 有机凝胶 食用油脂 大鼠营养生理
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