科研产出
近红外光谱的玉米种子穗腐病特征提取与判别模型研究
《光谱学与光谱分析 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：玉米种子穗腐病是危害玉米产量的主要病害之一.利用近红外光谱开展了玉米种子穗腐病判别模型研究.246粒玉米种子由吉林省农业科学院海南育种基地提供,其中96粒玉米种子为穗腐病染病样本,其他150粒玉米种子为同种玉米正常样本.利用M A T RIX-Ⅰ型傅里叶近红外光谱仪采集了样本800~2500 nm范围的近红外光谱信息,并对样本近红外光谱数据利用多元散射校正(M SC)进行预处理.结合玉米内部有机物质的近红外光谱的敏感波段和样本近红外光谱吸收峰挑选了4个优选区间,并采用相关系数法(CA)、连续投影算法(SPA)和竞争性自适应重加权算法(CARS)三种不同原理的特征波长提取算法分别提取了4(1362,1760,2143和2311 nm)、5(1227,1310,1382,1450和1728 nm)和10(1232,1233,1257,1279,1313,1688,1703,1705,2302和2323 nm)个特征波长.以提取得到的特征波长作为玉米种子穗腐病判别模型输入变量,用0-1(染病-正常)表示样本染病状况作为输出真实值建立支持向量机(SVM)模型,使用网格搜索法结合十折交叉验证法对模型参数进行优化.结果表明,CA-SVM,SPA-SVM和CARS-SVM三种判别模型中训练集和测试集建模准确率均在90% 以上.该研究成果为玉米种子病害诊断装置提供了模型基础,且针对优选区间进行特征波长选择的方式也可以为建立其他种子病害判别模型提供参考.
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玉米秸秆还田和有机配施提高黑土酸中和容量
《地理学报 》 2022 EI 北大核心 CSCD CSSCI
摘要：长期施用化肥导致农田黑土酸化、盐基离子耗竭、养分失衡及作物重金属污染等诸多问题.本文依托吉林公主岭国家黑土肥效监测基地25 a的施肥试验,研究了不施肥对照(C)、N、NP、NK、PK、NPK、厩肥—化肥配施(MNPK)、玉米秸秆还田(SNPK)等8个施肥处理对土壤酸中和容量(ANC)的影响,N、P、K施用量分别为 165 kg hm-2 a-1、36 kg hm-2 a-1、68.5 kg hm-2 a-1,MNPK和SNPK处理与NPK处理为等N量.结果表明,施化肥导致表土pH下降0.37~1.39,MNPK和SNPK处理分别提高土壤pH值0.21和0.53.以pH 5.0为参比,N、NP、NK、PK、NPK各处理的酸中和容量ANCpH5.0分别为对照的42.85%、61.79%、54.05%、82.26%、63.68%;MNPK处理的ANCpH5.0是对照的1.86倍;加酸160 mmol kg-1,SNPK处理的土壤pH值仅从7.65降至6.42,表现出极强的酸中和能力.SNPK和MNPK处理的土壤交换性盐基总量SEB分别是对照的1.37和1.14倍,土壤有机质SOM分别是对照的1.32和1.63倍,二者是提高土壤ANC主要原因.总之,有机物料添加显著提高了黑土抗酸化性能及土壤基础肥力水平,研究结果可为东北黑土区玉米秸秆还田保护性耕作及有机肥部分替代化肥实践提供长期试验的理论依据和数据支撑.
关键词： 黑土 土壤肥力 土壤酸化 酸缓冲容量 玉米秸秆还田 有机肥
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基于最小数据集的吉林省黑土耕层土壤质量评价
《农业工程学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：黑土作为吉林中部平原粮食主产区主要土壤类型,其质量的优劣直接影响区域生态安全和农业可持续发展。该研究以吉林省典型黑土耕层土壤作为研究对象,采集1 401个土壤样本,测定8项土壤理化指标及玉米产量。采用最小数据集法筛选评价指标,对于黑土耕层土壤进行质量评价,并综合土壤质量指数和产量提出评价指标的适宜范围。结果表明:吉林省黑土耕层土壤质量评价最小数据集由耕层容重、有机质、速效磷、pH构成,由全量数据集（Total Data Set,TDS）、重要数据集（ImportantDataSet,IDS）和最小数据集（MinimumDataSet,MDS）分别计算的土壤质量指数之间存在显著正相关关系,R2分别为0.716、0.771,表明MDS可以替代TDS对黑土耕层土壤质量进行评价。黑土玉米种植区耕层土壤质量指数分布在0.22～0.75之间,均值为0.53,呈现东部高西部低的趋势。土壤质量指数随产量先增加后降低。黑土耕层保持较高土壤质量及产量的评价指标适宜范围分别为:容重为1.23～1.43 g/cm3,酸碱度（pH值）为4.74～6.96,有机质为33.14～35.81 g/kg,有效磷为122.46～136.06 mg/kg。该研究结果可为吉林省黑土耕层土壤质量诊断、提高黑土肥力及选择适合农田管理措施提供理论及参数支撑。
关键词： 土壤 耕层 最小数据集 土壤质量评价 土壤质量指数
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玉米秸秆覆盖与深翻两种还田方式对黑土有机碳固持的影响
《农业工程学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：秸秆还田是实现东北黑土肥力提升与保障区域生态环境安全的有效措施。明确玉米秸秆覆盖与深翻还田下土壤有机碳（SOC, Soil Organic Carbon）的变化及其在团聚体中的固持特征,对于揭示秸秆还田后黑土有机碳的稳定机制与固碳潜力具有重要意义。该研究基于黑土区中部6 a定位试验,选择常规种植（CK）、秸秆覆盖还田（SM, Stovers Mulching）和秸秆深翻还田（SI, Stovers Incorporation）3个处理,对0～10、>10～20、>20～30及>30～40 cm土层SOC含量、容重、水稳性团聚体分布及团聚体中有机碳（OC, Organic Carbon）含量进行了分析与测定,并对各处理年均碳投入量、SOC储量与土壤固碳速率等进行了估算。与CK相比,SM处理显著增加了0～10 cm土层SOC含量,增幅为22.4%,但对10～40cm土层SOC含量无显著影响;SI处理显著增加了0～40cm土层SOC含量,增幅为18.1%～41.5%,以>20～30cm的增幅最突出。与SM处理相比,SI处理0～10 cm土层SOC储量显著低于前者,而>20～30 cm土层SOC储量反之。6 a间,SM处理耕层（0～20 cm）与亚耕层（>20～40 cm）土壤固碳速率分别为1.34和0.77 Mg/（hm2·a）,SI处理为0.85和1.74 Mg/（hm2·a）。秸秆不同还田方式显著改变了0～40 cm土层团聚体分布及其中OC含量。与CK相比,SM显著增加了耕层大团聚体（>0.25 mm）比例与平均质量直径（MWD, Mean Weight Diameter）,SI显著提高了0～40 cm土层团聚体MWD,且对10～40 cm土层团聚结构的改善作用优于SM;SM处理显著增加了0～10 cm土层>2和<0.053 mm粒级团聚体OC含量,SI处理不仅增加了0～10 cm土层>2 mm粒级团聚体OC含量,也显著提高了10～40 cm土层各粒级团聚体OC含量。在黑土区,秸秆覆盖还田对SOC的提升主要集中于表层,秸秆深翻还田促进了0～40cm土层SOC积累与土壤团聚结构的改善。
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一种5重real-time PCR筛查转基因水稻方法的建立
《食品科学 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：以转基因水稻中最常用的CaMV35S启动子、NOS终止子、Cry1Ab/Ac基因、HPT基因及SPS水稻内标基因为研究对象,利用5种不同的荧光信号(FAM、HEX、Taxas Red、Cy5、Cy5.5)进行多重实时聚合酶链式反应(real-time polymerase chain reaction,real-time PCR)检测方法的研究.通过引物组合筛选、反应体系优化、特异性测试、灵敏度测试、适用性测试等一系列实验,建立了5重real-time PCR方法,灵敏度可达0.032%.此方法具有灵敏度高、结果准确、通量大等优点,可实现水稻中转基因成分的快速、高效检测.
关键词： 转基因水稻;筛查元件;单一实时聚合酶链式反应;5重实时聚合酶链式反应;高通量检测方法
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基于养分专家系统推荐施肥在东北玉米上的长期综合效应
《农业工程学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：为明确养分专家系统推荐施肥对东北玉米产量与收益、肥料利用率与土壤养分的长期综合效应,于2012—2020年开展了田间定位试验,共设置5处理:分别为1)不施肥（CK）;2)农民习惯施肥（FP）;3)养分专家系统推荐施肥（NE）;4)在NE基础上配施缓/控释氮肥（NER）;5)土壤测试推荐施肥（ST）。探究9 a间产量与收益、肥料利用率、土壤养分和养分平衡的变化规律。结果表明,NE和ST处理较FP处理显著降低了氮磷肥用量（P<0.05）,显著增加了钾肥用量（P<0.05）。与FP处理相比,NE、NER和ST处理提高了玉米产量、收益及其稳定性。其中均以NE处理最高,之后依次为ST和NER处理。NE、NER和ST处理肥料平均回收利用率、农学利用率和偏生产力较FP处理分别提高了29.0%～40.1%（P<0.05）、31.3%～44.3%（P<0.05）和22.0%～31.7%（P<0.05）,且均以NE处理最高。与FP处理相比,NE、NER和ST处理提高了0～30 cm土壤无机氮含量,降低了>30～90 cm土壤无机氮和0～30 cm土壤有效磷含量,而不同施肥处理土壤速效钾含量差异未达显著水平（P>0.05）,其中NE处理与试验起始养分含量最为接近。9 a养分平衡结果显示,FP、NE、NER和ST处理氮、磷均表现为盈余,而钾素表现为亏缺,且NE处理氮、磷盈余量和钾亏缺量均为最低。综上,与农民习惯施肥和土壤测试推荐施肥相比,养分专家系统推荐施肥不仅可提高玉米产量、收益和肥料利用效率,并可保持土壤养分稳定。因此,它是一种适用于中国东北玉米的推荐施肥方法。
关键词： 土壤 养分 肥料 养分专家系统 玉米产量 净收入 肥料利用效率 养分平衡
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高压均质对大豆分离蛋白乳液流变学特性和氧化稳定性的影响
《食品科学 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探究高压均质技术对大豆分离蛋白(soy protein isolate,SPI)乳化体系的流变学特性和氧化稳定性作用机制,研究了不同均质次数(0～4次)对SPI乳化体系流变性质和氧化稳定性的影响。结果表明:随着均质次数的增加,乳析指数呈降低趋势,平均粒径、界面蛋白吸附量、表观黏度、弹性模量(G’)和黏性模量(G")均呈先增加后减小的趋势,乳液体系的氢过氧化物值(初级氧化产物)呈增加趋势,硫代巴比妥酸反应产物值(次级氧化产物)呈先增加后减少再增加的趋势。均质3次时,未见乳析现象发生,且界面蛋白吸附量、表观黏度、G’和G"达到最大,乳液体系的氢过氧化物值和硫代巴比妥酸反应产物值最低。综上,高压均质作用能够提高SPI乳液体系的稳定性、流变学性质和氧化稳定性。
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植物乳杆菌调节抗体和细胞因子水平缓解食物过敏的机制
《中国食品学报 》 2019 EI 北大核心 CSCD
摘要：食物过敏危害人体健康,利用益生菌特有的抗过敏作用来缓解食物过敏是治疗食物过敏的新方向,然而目前关于益生菌缓解过敏的机制研究还不够深入。本文以前期筛选出的具有抗过敏功能的4株植物乳杆菌为研究对象,利用Balb/c小鼠建立食物过敏模型,采用酶联免疫吸附实验(ELISA)、荧光定量PCR(RT-PCR)等方法研究植物乳杆菌对Th1/Th2相关细胞因子、抗体分泌的影响。ELISA结果表明,将4株植物乳杆菌与致敏小鼠脾细胞共培养可降低IL-4的分泌水平,增加IFN-γ的分泌水平,而荧光定量结果证实IL-4及其转录因子GATA-3 m RNA表达水平显著降低,IFN-γ及其转录因子T-bet mRNA表达水平显著升高,这一结果与细胞因子分泌水平结果一致。此外,4株植物乳杆菌均可下调致敏小鼠血清中IgE分泌水平,缓解由食物过敏造成的肠道黏膜及肺泡组织损伤。这些结果说明植物乳杆菌通过调节Th1/Th2平衡来缓解食物过敏。
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我国几种地带性土壤中磷素形态的研究
《光谱学与光谱分析 》 2019 EI 北大核心 CSCD
摘要：探明土壤磷素的存在形态,有助于揭示其在环境中的累积、迁移和转化过程及生物有效性.目前,在大尺度样带上开展土壤磷素形态空间变异规律的研究较少.本研究中,沿纬度方向采集了我国东部不同气候带分布的7种地带性林地土壤(包括寒温带的棕色针叶林土、中温带的暗棕壤、暖温带的棕壤、北亚热带的黄棕壤、中亚热带的黄壤、南亚热带的赤红壤和热带的砖红壤) ,将化学浸提法与溶液磷-31核磁共振(31 P NMR)波谱法相结合,分析了土壤中磷素形态以及与其他土壤性质之间的关系,以期为阐明土壤磷素形态的空间变异性及其驱动因素提供基础资料.结果表明:供试土壤中,全磷、有效磷、无机磷和有机磷的含量范围分别为179. 8~825.2 ,2. 41~15. 3 ,92. 6~351. 2和14. 7~474. 4 mg·kg -1 ,其中活性、中等活性、中等稳定性和高稳定性有机磷组分的含量范围分别为1.38~30. 9 ,8. 63~213.7 ,3.01~32. 2和1.73~199.2 mg·kg -1 .根据溶液31 P NM R波谱,鉴定出供试土壤中含有无机形态的磷素即正磷酸盐和焦磷酸盐,同时也鉴定出了磷酸单酯、磷酸二酯和膦酸盐等有机形态磷素的存在,其中磷酸单酯中又鉴定出了新-肌醇六磷酸、D-手性-肌醇六磷酸、RNA单核苷酸、α-磷酸甘油、肌-肌醇六磷酸、β-磷酸甘油和鲨-肌醇六磷酸,磷酸二酯中又鉴定出了DNA的存在;所有土壤中均未检测出多聚磷酸盐的存在,除棕色针叶林土和暗棕壤外的其他土壤中未检测出膦酸盐的存在,而赤红壤中未检测出DNA的存在;无机形态的磷素以正磷酸盐为主,而有机形态的磷素则以磷酸单酯为主.总体来看,无论化学浸提法还是溶液31 P NM R波谱法,从寒温带的棕色针叶林土到热带的砖红壤,全磷、有效磷、无机磷、有机磷及其组分的含量均呈现下降趋势.溶液31 P NM R波谱与化学浸提法鉴定的磷素形态之间存在相关关系,其中正磷酸盐与活性有机磷的关系最为密切,磷酸单酯和膦酸盐与中等活性有机磷的关系最为密切,而焦磷酸盐和磷酸二酯与中等稳定性有机磷的关系最为密切.与化学浸提法相比,溶液31 P NMR波谱法能从详细的分子水平上揭示土壤磷素形态的空间变异规律.
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γ-氨基丁酸对鸡蛋贮藏性能的影响
《食品科学 》 2019 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了改善鸡蛋贮藏性能,向鸡蛋中注入γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA),研究不同质量浓度GABA处理对鸡蛋在37℃条件下贮藏14 d后新鲜度的影响,探讨贮藏温度(4、25、37℃)对100μg/mL GABA处理组和对照组(添加生理盐水)鸡蛋新鲜度的影响以及GABA对鸡蛋在37℃条件下贮藏14 d后卵转铁蛋白、卵白蛋白质量浓度的影响。结果表明:当GABA质量浓度为100μg/mL时,鸡蛋的哈夫单位(Haugh units,HU)与蛋黄指数最高,贮藏性能最优;鸡蛋经此质量浓度GABA处理,在4、25、37℃贮藏14 d后HU值分别为86.91、72.28、71.50,蛋黄指数分别为0.53、0.35、0.24,均高于对照组(生理盐水处理);在37℃贮藏14 d后,100μg/m L GABA处理组卵转铁蛋白、卵白蛋白质量浓度分别是对照组的1.12倍和39%。因此,GABA可以用于改善鸡蛋的贮藏性能。
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