科研产出
基于MSR-cut的高空间分辨率遥感影像边缘检测分割
《农业机械学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对-cut（Ratio cut）边缘检测分割模型对高分辨率遥感影像分割时存在过分割和模糊边缘敏感性问题,提出了一种多尺度R-cut（Multi-scale ratio cut,MSR-cut）的遥感影像边缘检测分割方法。首先,采用形态重建的分水岭分割算法对影像过分割,形成多个超像素区域;然后计算并提取影像各个区域的纹理特征信息熵值、光谱特征与邻域均值差分归一化值,分别进行同质性和异质性的有效衡量;并构建评价函数获取最优分割尺度,对这些超像素区域进行初步合并,得到影像的粗分割结果;最后结合各地物的边界权重信息,从全局角度用R-cut的方法对粗分割结果进一步合并,完成对影像的精细分割,生成最终的分割结果。实验选取5个不同场景的高分辨率遥感影像,采用定性和定量两种方法对比分析本文方法与传统R-cut边缘检测分割、Spectral-Rcut边缘检测分割和Textured-Rcut边缘检测分割方法。实验结果表明,MSR-cut边缘检测分割方法能够有效提高分割精度,增强噪声鲁棒性,可取得较好的分割视觉效果。
关键词： 高空间分辨率 遥感影像 边缘检测分割 多尺度R-cut
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两种配方废弃菌棒堆肥中微生物多样性研究
《农业机械学报 》 2019 EI 北大核心 CSCD
摘要：以废弃菌棒为主要原料,添加牛粪和草炭,进行堆肥发酵,取腐熟完成后的2种肥料样品DNA,采用16SrDNA V3+V4区和ITS2高通量测序方法,研究不同配方粗制肥料中微生物多样性和群落结构的差异。结果表明,"牛粪+菌棒"制得的有机肥生物多样性高于"草炭+菌棒",且真菌差异大于细菌;"牛粪+菌棒"有机肥相对"草炭+菌棒"有机肥具有10个优势细菌属和6个真菌属,"草炭+菌棒"有机肥相对"牛粪+菌棒"有机肥具有14个优势细菌属和4个真菌属。两种配方堆肥制得的有机肥微生物群落结构无显著性差异。研究发现了多种具有农业价值的功能菌,可为功能性微生物的开发利用提供科学依据。此外,也发现一些潜在危害因子,如黄曲霉和杂色曲霉亚种在"牛粪+菌棒"有机肥中丰度较高,产生的黄曲霉毒素、杂曲霉毒素易造成农作物污染。
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发芽糙米米糠营养成分和γ-氨基丁酸分析及缓解体力疲劳功效
《食品科学 》 2019 EI 北大核心 CSCD
摘要：目的:测定发芽糙米米糠(germinated brown rice bran,GBRB)中营养成分及重金属的含量,建立高效液相色谱(high performance liquid chromatography,HPLC)法测定GBRB中γ-氨基丁酸(gamma-aminobutyric acid,GABA),并研究GBRB的抗疲劳功效。方法:1)采用邻苯二甲醛柱前衍生、HPLC法测定GBRB中GABA的含量;2)50只SD大鼠按体质量随机分为5组,即空白对照组、高脂对照组和GBRB质量分数分别为30%、20%、10%的高、中、低3个剂量组。喂饲83 d,进行负重游泳实验,记录游泳力竭时间。结果:1)GBRB的粗纤维、灰分质量分数分别不到普通米糠的29%、33%,粗蛋白、总氨基酸及单一氨基酸(除胱氨酸)、粗脂肪与普通米糠中的含量相近,无机元素含量都低于普通米糠,重金属含量在GB 2762—2012《食品安全国家标准食品中污染物限量》安全食用限量以下;2)用实验建立的HPLC条件检测GABA,在68.7～275.0μg/mL范围内线性关系良好,R~2为0.999 9,测出的GABA含量为53 mg/100 g,平均回收率为99.61%;3)与空白对照组相比,GBRB高剂量组大鼠游泳力竭时间显著延长(P<0.05)。结论:GBRB的营养成分含量较发芽前有所变化,GABA含量增加,食用高剂量GBRB有利于延长大鼠负重游泳力竭时间,说明GBRB具有缓解体力疲劳的功效。
关键词： 发芽糙米米糠 营养成分 γ-氨基丁酸 高效液相色谱 抗体力疲劳
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人造沸石对甘薯不同链长直支链淀粉的分离效果
《农业工程学报 》 2019 EI 北大核心 CSCD
摘要：柱层析法是根据混合物中各组分的理化性质差异,利用混合物中各组分在固定相和流动相中分配系数不同,经过多次分配将组分分离纯化.该文采用回生法分离甘薯直、支链淀粉后再进行二次回生,以窄化其分子链长,并采用柱层析法分离出不同分子量分布范围的淀粉组分,直、支链淀粉组分总制备率均大于2.4%.可见光谱及分子量分布研究表明,粒径为1~3 mm的人造沸石适合分离支链淀粉,粒径为4~6 mm的人造沸石适合分离直链淀粉.经大沸石分离,聚合度大的直链淀粉分子依赖沸石表面吸附,洗脱速度快,先被洗脱下来,聚合度较小的直链淀粉分子进入沸石孔隙内部,吸附力大,后被洗脱下来;经小沸石分离,甘薯支链淀粉组分F1b中分子量小、均一度高的组分先被洗脱下来,F2b中分子量大、均一度低的组分先被洗脱下来,说明甘薯直、支链淀粉的分支度对淀粉组分的分离也有一定影响.X射线衍射表明,甘薯直链淀粉组分在18.9°、23.4°、27.2°、29.3°、32.3°、33.7°附近出现强衍射峰,甘薯支链淀粉组分在21.6°、22.9°、23.9°、26.5°、27.1°、29.3°、34.1°、35.8°、39.5°附近也出现明显的衍射峰,此时甘薯直、支链淀粉的分子量分布指数(PDI,polydispersity index)均接近1.0.人造沸石柱层析可制备出分子量分布范围极窄的甘薯直、支链淀粉,该类淀粉表现出类似金属盐的X射线衍射峰,可作为深入研究淀粉大分子空间结构变化的材料.显微图片显示直链淀粉是由多个线型分子聚集在一起,呈典型的"柳条"状,而支链淀粉呈典型的"树枝"状.该研究提供了一种大量制备分子量分布范围极窄的直、支链淀粉的简单、高效方法,为深入探索淀粉大分子聚集过程中的形态变化创造了有利条件.
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绞股蓝中6种多酚化合物的HPLC检测及其醇提液的抗氧化活性
《食品科学 》 2019 EI 北大核心 CSCD
摘要：采用高效液相色谱法分析野生(5叶、7叶和9叶3种生态类型)和人工种植(7叶)绞股蓝的叶及茎中6种多酚化合物的含量,并测定样品醇提液的总多酚含量及抗氧化活性。结果表明:色谱条件为色谱柱poroshell120 PFP(4.6 mm×100 mm,2.7μm),流动相1%甲酸(A)和乙腈(B),检测波长254 nm和350 nm,在此条件下绞股蓝样品中6种多酚单体可在35 min内得到较好分离,且重复性好(相对标准偏差(relative standard deviation,RSD)≤4.6%)、精密度高(RSD≤2.68%)、稳定性好(RSD≤2.45%)、加标回收结果准确可靠(平均回收率84%～99%,RSD≤4.02%)。6种多酚单体在不同的绞股蓝样品中含量差异较大,但均呈现出芦丁含量最高,对羟基苯甲酸含量最低。绞股蓝样品醇提液中总多酚及抗氧化活性在不同样品间差异较大,在野生绞股蓝(7叶)叶中最高(分别为75、39.65、70.48 mg/g),在其茎中最低(分别为2.81、2.1、3.7 mg/g)。总体而言,绞股蓝的叶中总多酚含量高于茎中,醇提液的抗氧化活性也强于茎。
关键词： 绞股蓝 多酚化合物 总多酚 高效液相色谱 抗氧化活性
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脱胶与脱酸对菜籽油挥发性组分的影响
《食品科学 》 2019 EI 北大核心 CSCD
摘要：采用气相色谱-质谱联用法研究传统脱胶和脱酸工艺对冷榨和热榨菜籽油中挥发性组分的影响,发现冷榨油与热榨油中的挥发性组分及风味差异较大,热榨油中的挥发性组分比冷榨油更为复杂,且脱胶和脱酸工艺可以降低菜籽油中挥发性组分的复杂性;主成分分析结果表明脱酸工艺对冷榨油和热榨油的挥发性组分影响较大,而脱胶工艺的影响程度相对较小。通过测定各阶段菜籽油中酸价和过氧化值的变化,发现脱胶工艺对菜籽油的酸价没有显著影响;脱胶和脱酸工艺对冷榨油的过氧化值均有显著影响,但对热榨油的过氧化值没有显著影响。
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羊肚菌挥发性物质综合评价和品质差异分析
《食品科学 》 2019 EI 北大核心 CSCD
摘要：以20个羊肚菌样品为研究对象,采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱法对供试的20个羊肚菌样品挥发性物质进行定性定量分析,并通过主成分分析和聚类分析对挥发性物质进行判定、区分和聚集。结果表明:气相色谱-质谱检测得到羊肚菌样品富含81种挥发性物质,包含8类挥发性物质,其中醇类、醛类和酮类占总含量的60%～80%,含有24种共有物质;对共有物质进行主成分分析可简化为6个主成分,累计方差贡献率达90.081%,可反映样品的大部分信息;通过主成分分析和聚类分析将羊肚菌样品分为2类:样品4归为1个集群,其余样品归为1个集群,聚集在一起的样品香味相似,可为品种选育和后期的生产加工提供参考。
关键词： 羊肚菌 挥发性物质 顶空固相微萃取-气相色谱-质谱法 主成分分析 聚类分析
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水分亏缺对滴灌柑橘光合和产量及水分利用效率的影响
《农业工程学报 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：为揭示滴灌水分亏缺对柑橘叶片光合特性、产量与水分利用效率的调控效应,以7 a生"不知火"柑橘为试材,在果实膨大期(Ⅲ)、果实成熟期(Ⅳ)各设置4个亏水处理,即轻度亏水(LD)、中度亏水(MD1)、偏重度亏水(MD2)和重度亏水(SD)处理,并设置1个对照处理(CK),分析柑橘叶片光合特性、产量及水分利用效率对滴灌水分亏缺的响应规律。结果表明:与CK相比,Ⅲ-LD处理叶片气孔导度显著降低(P<0.05),羧化速率、净光合速率均无显著差异(P>0.05),Ⅳ-LD处理蒸腾速率显著降低(P<0.05)且叶片瞬时水分利用效率提高36.61%(P<0.05);与CK相比,Ⅲ期、Ⅳ期叶片气孔限制值随亏水度加剧增大;与CK相比,Ⅲ期、Ⅳ期各亏水处理的耗水量随亏水度加剧降低。Ⅲ-LD、Ⅳ-LD处理的产量与CK无显著差异(P>0.05),但水分利用效率提高13%、9.5%,WUEI提高11%和6.87%(P<0.05)。因此,滴灌柑橘Ⅲ期、Ⅳ期轻度亏水处理在保证产量条件下,可节约灌溉用水且提高水分利用效率,是柑橘适宜的滴灌水分亏缺模式。
关键词： 光合特性 灌溉 叶片 水分亏缺 滴灌 柑橘 水分利用效率 气孔与非气孔限制
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基于MEA-BPNN的西北旱区参考作物蒸散量预报模型
《农业机械学报 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：为有效提高西北旱区参考作物蒸散量(Reference crop evapotranspiration,ET0)预报精度,在西北旱区选择5个代表性气象站点,构建10种基于思维进化算法(Mind evolutionary algorithm,MEA)优化的误差反向传波神经网络(Back propagation neural network,BPNN)ET0预报模型,并将其与Hargreaves-Samani模型、Irmak模型和48-PM模型等3种在西北旱区ET0计算精度较高的模型进行比较。结果表明:在不同输入的情况下MEA-BPNN模型模拟精度具有相对较高水平,其中MEA-BPNN1(输入最高气温Tmax、最低气温Tmin、相对湿度RH、日照时数n和距地面2 m高处的风速u2)、MEA-BPNN2(输入Tmax、Tmin、n和u2)及MEA-BPNN3(输入Tmax、Tmin、RH和u2)模型的R2、NSE均大于0.96,RMSE、MAE也分别小于0.34、0.25 mm/d,以上3种MEA-BPNN模型的整体评价指标(Global performance indicator,GPI)排名分别为1、2、3;MEA-BPNN7(输入Tmax、Tmin和u2)的R2、NSE分别为0.966 2、0.962 2,RMSE、MAE分别为0.361 0、0.276 1 mm/d,模拟精度较高;MEA-BPNN模型可移植性的分析表明:MEA-BPNN模型在西北旱区具有较强的泛化能力,基于不同站点数据构建的预报模型也有较高精度;在相同输入情况下MEA-BPNN模型模拟精度均高于Hargreaves-Samani模型、Irmak模型和48-PM模型。因此,在气象资料缺乏情景下MEA-BPNN模型可作为西北旱区ET0计算的推荐模型,可为实时精准灌溉预报的实现提供科学依据。
关键词： 参考作物蒸散量 预报模型 思维进化 神经网络 西北旱区 可移植性
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含醇溶蛋白小麦回生抗性直支链淀粉性质分析
《农业工程学报 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：为研究含醇溶蛋白小麦回生抗性直支链淀粉性质,该文采用醇溶法从小麦粉中提取醇溶蛋白,采用回生-酶解法分离得到小麦直、支链淀粉。通过可见光谱、红外光谱、X-射线衍射、差热扫描等方法分析研究醇溶蛋白对小麦直、支链淀粉回生的影响。结果表明,在凝胶化及回生过程中醇溶蛋白与淀粉相互作用,导致淀粉回生率增加。红外光谱研究表明,直链淀粉与醇溶蛋白在高压糊化后干燥或回生的条件下,醇溶蛋白的酰胺Ⅱ键伸缩振动从1 546 cm~(-1)降低至1 539 cm~(-1),即直链淀粉与醇溶蛋白通过氢键结合。X-射线衍射图谱显示在2θ衍射角为17°,19°,22°等的衍射峰没有发生明显变化,表明添加醇溶蛋白后,直、支链淀粉的晶型未发生明显改变。DSC结果显示直链淀粉与醇溶蛋白之间的氢键是在共同回生过程中产生的,样品中多晶结构和双螺旋结构共存。研究结果表明,淀粉中空间位阻小的6位碳原子上的羟基与醇溶蛋白中的脯氨酸和谷氨酰胺通过氢键结合,这种类型的氢键阻碍了α淀粉酶对淀粉的解离,即醇溶蛋白通过与淀粉形成新型氢键而促进了淀粉的回生。该研究提供了一种提高小麦淀粉的回生率的新技术,为进一步深入研究醇溶蛋白促进淀粉回生的机理提供理论支撑。
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