基于嗅觉可视化与图像处理的食醋醋龄检测

应用基于色敏传感器阵列的嗅觉可视化系统对不同醋龄的食醋进行鉴别。运用系统的图像处理模块,比较了不同方法对目标图像的中心点定位和特征区域选取的影响。尤其在基于不同颜色空间提取特征值方面,对比了RGB、HSV、Lab颜色空间,结果表明Lab的效果最好。利用3种颜色空间中获得的特征数据并结合主成分分析(PCA)和线性判别分析(LDA)等模式识别方法,鉴别食醋醋龄,Lab颜色空间下的训练集和预测集识别率均大于90%。     

基于嗅觉可视技术的食醋气味表征和区分

利用自主研发的便携式食品气味嗅觉可视检测仪对3种食醋进行了分析,并在实验过程中对传感器制作和图像信号采集进行了优化。结果表明,相机获取图像的整体稳定性优于扫描仪,溶剂挥发时间为15 min时,传感器最为稳定,且与食醋反应可获取最佳响应信号差值;对传感器获取3种食醋挥发气体的响应信号进行主成分分析,再通过线性模型判别,发现独立食醋样本的识别率达到100%。     

基于色敏传感器结合光谱技术的大米储藏期鉴别

应用色敏传感器阵列(CSA)结合可见/近红外(Vis-NIR)光谱检测技术,对大米储藏时间进行鉴别。大米按不同储藏期(0、1、2、4、6个月)分为5组。色敏传感器由氟硼吡咯类色敏材料制成,与大米挥发性气体发生反应后,分别提取色敏材料的光谱数据。光谱数据经SNV算法预处理后,用Si-PLS算法提取3类光谱数据的最佳光谱区间并合成一个数据集。分别用遗传算法(GA)、无信息变量消除法(UVE)和蚁群算法(ACO)提取光谱变量。并结合主成分分析(PCA)和线性判别分析(LDA)进行模式识别。结果表明,用Si-PLS-UVE提取的光谱变量建立的LDA预测模型正确识别率最高。取主成分数为9时,训练集正确识别率为98%,校正集正确识别率为96%,为大米储藏时间的检测提供了一种可行的方法。     

牛肉新鲜度的电子鼻检测技

为了简单、快捷、准确地检测牛肉新鲜度,建立了电子鼻检测系统.根据牛肉产生的气味和传感器实验,合理地选用了气敏传感器阵列.为提高电子鼻传感器灵敏度,对购置的传感器进行了改进.利用生物嗅觉的研究成果,开发出仿生嗅觉鼻道结构.为了提高电子鼻系统小样本训练的识别率,提出了用支持向量机(SVM)算法识别牛肉新鲜度的方法.应用电子鼻系统对储藏7 d不同新鲜度的牛肉进行了识别实验,识别率达到99.25%.结果表明电子鼻检测牛肉新鲜度是可行的.     

基于多传感器人工嗅觉系统的土壤有机质含量检测方法

为了实现对土壤有机质含量的快速、方便、准确测量,本文提出了一种基于多传感器人工嗅觉系统的土壤有机质含量检测方法。选取10个不同型号的氧化物半导体式气体传感器组成传感器阵列,并采用不同浓度的硫化氢、氨气和甲烷等标准气体对传感器阵列进行了响应测试,从响应曲线可以看出,传感器阵列对不同浓度、种类的标准气体皆有响应且响应结果不同,随着标准气体浓度的增大传感器阵列的响应曲线也随之上升,表明传感器阵列具有较高的特异性和一定的交叉敏感性。提取每个传感器土壤气体响应曲线上的响应面积、最大值、平均微分系数、方差、平均值和最大梯度6个特征构建人工嗅觉特征空间。采用偏最小二乘法回归（PLSR）、支持向量机回归（SVR）和BP神经网络（BPNN）算法建立人工嗅觉特征空间与土壤有机质含量关系的预测模型,使用决定系数（R2）、均方根误差（RMSE）和绝对平均误差（MAE）评估预测模型的性能。试验结果表明,PLSR、BPNN、SVR测试集的R2分别为0.80878、0.87179和0.91957,RMSE分别为3.6784、3.1614、2.4254g/kg,MAE分别为3.1079、2.4154、2.1389g/kg。SVR算法建立的模型R2最高,RMSE、MAE最小,比PLSR、BPNN具有更好的预测性能,可用于土壤有机质含量的测量。     

纯牛奶品牌识别中电子舌传感器阵列优化

选取伊利、新希望、美丽健、蒙牛和光明纯牛奶作为研究对象,采用电子舌系统对这5个品牌纯牛奶进行了检测。单因素方差分析结果表明,纯牛奶品牌对各个传感器响应信号具有极显著的影响,通过剔除F值和决定系数R2较小的传感器变量优化传感器阵列。对原始数据和优化数据(剔除BA传感器,剔除BA、BB传感器,剔除BA、BB、HA传感器,剔除BA、BB、HA、GA传感器)进行的主成分分析结果表明,剔除BA、BB、HA、GA传感器数据在区分纯牛奶品牌方面比其他数据更有效。采用逐步判别分析进行识别,校正集所有数据识别率均达到100%,剔除BA、BB、HA、GA传感器数据和剔除BA传感器数据的预测集识别率均达到90%,但剔除BA、BB、HA、GA传感器数据仅包含3个传感器变量,表明它对纯牛奶品牌具有最佳识别效果。单因素方差分析通过剔除不显著的传感器响应信号能够优化电子舌传感器阵列并且提高电子舌的识别性能。     

有机磷农药气敏传感阵列检测信号小波包降噪方法

针对有机磷农药气敏传感阵列测试信号含有噪声,严重影响测试结果准确性与可靠性这一问题,选择辛硫磷和乙酰甲胺磷农药残留为研究对象,采用基于小波包分解与重构的气体传感阵列信号降噪方法,并借助主成分分析（PCA）和Fisher判别分析（FDA）,分别研究了信号降噪前后两种农药不同质量比的鉴别情况。结果表明：传感阵列信号降噪后两种农药的不同残留样品均能被鉴别区分。小波包降噪可有效地提高气敏传感阵列对蔬菜农药残留的鉴别效果。     

基于超声成像技术的冷鲜与解冻牛肉鉴别方法

针对市场上存在以解冻牛肉冒充冷鲜牛肉售卖的问题,研究了利用超声成像技术对冷鲜与解冻牛肉进行质构分析与鉴别的可行性。首先,通过超声成像设备采集冷鲜与解冻牛肉超声图像信息,并结合质构参数、微观结构和部分理化指标分析图像差异成因。然后,采用灰度共生矩阵法提取图像纹理特征值,利用主成分分析法进行数据降维处理,分别建立线性判别分析(Linear discriminant analysis,LDA)和支持向量机(Support vector machine,SVM)两种判别模型。结果表明,两种判别模型均有较好的分类效果,其中LDA模型更优,当主成分数为5时,模型的训练集和测试集识别率均达到100%。说明应用超声成像技术对冷鲜与解冻牛肉进行质构分析与鉴别是可行的。     

无封装条件下牛奶存放质量电子鼻分

选用气敏传感器阵列动态响应中不同时刻的响应值来表征无封装牛奶测试样本,借助于主成分分析(PCA)、Fisher判别分析(FDA)研究了牛奶开封后不同存放天数的质量变化情况,并给出了最优表征区间.以最优表征区间响应值的平均值为样本的表征值,进行了牛奶质量的PCA、FDA分析.结果表明:无论是利用不同时刻的响应值或是平均值来表征样本,PCA、FDA均能鉴别出牛奶开封后的质量变化情况.因此,用电子鼻分析无封装条件下牛奶质量的变化是一种有效手段.     

基于近红外光谱技术的醋醅中常见杆菌快速识别

醋醅中微生物群落及其代谢产物是镇江香醋独特口感和风味形成的关键因素。研究醋醅微生物的快速识别方法,有利于监控醋醅微生物的群落组成及其动态变化情况,保障发酵产品品质。利用近红外光谱技术对醋醅中5种形态相似的常见杆菌进行快速检测。首先采集5种杆菌菌落的近红外光谱信息,并利用PCR方法对5种杆菌进行生物学鉴别(分别为地衣芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌、枯草芽孢杆菌和醋酸杆菌),然后利用K-最近邻法和最小二乘支持向量机法建立5种杆菌的近红外光谱识别模型,结果表明当主成分为4时,LS-SVM模型对应的校正集识别率为100%,预测集识别率为97.50%。     

不同水分处理小麦品种比较试验的产量结构统计分析

针对不同水分处理对耗水和产量的特性的影响,在田间对冬小麦不同生育时期进行水分处理。试验结果表明:水分处理对不同基因型小麦的产量构成因素以及产量构成因素间的关系有一定的影响,粒数与千粒重呈极显著的负相关,要提高产量,下一步的育种在稳定粒数的基础上,应该主攻千粒重。     

喷嘴喷施不同生物农药雾滴特性研究

为了研究不同类型和大小的液压喷嘴、不同生物农药喷雾样本对雾滴特性的影响,采用激光粒度分析仪、喷幅宽度测定装置等对美国Teejet公司的平面扇形喷嘴XR8004、XR11004和中空锥形喷嘴TXA8002、TXVK8004等4种常规喷嘴和7种不同喷雾样本(普通自来水和6种美国Bioworks公司的生物农药),分别对相同和不同喷雾压力、相同喷雾高度和相同喷雾环境下的雾滴粒径大小分布,以及相同喷雾压力和相同喷雾高度下喷幅宽度等特性进行了对比试验研究,并对结果进行分析。结果表明:在分别与水以一定比例混合后,原液状生物农药的雾滴粒径与水的雾滴粒径大小差异不显著,但比原粉末状生物农药雾滴粒径尺寸大;生物农药在同一喷嘴喷雾下,雾滴粒径随喷雾压力增大而减小;在相同喷雾压力情况下,雾滴粒径大小分布均匀度随喷嘴喷量速率的增大而减小,喷量速率越大,其粒径尺寸越分散、越不集中;喷嘴喷幅宽度的大小随喷雾角度增大而增大,不同类型生物农药的喷雾样本对喷幅宽度影响不大。因此,根据以上喷嘴和生物农药的喷雾特性,对于不同的农作物选择适当的喷嘴型号、喷量流速和喷雾压力来喷施农药,可以提高农药的喷雾效率和有效性。     

不同养分投入的各品种小麦产量及养分效率差异研究

选用6个冬小麦品种,通过田间试验研究了不同养分投入水平的小麦产量及养分效率的差异。结果表明,随养分投入水平的提高,小麦产量和生物量均明显增加,高产品种对养分投入的敏感程度明显高于低产品种。从产量构成分析,低养分投入时,小麦每公顷穗数及穗粒数对产量起决定作用;高养分投入时,产量取决于每公顷穗数。从两年不同养分投入水平的平均值来看,低养分投入时,高产品种氮肥回收率、农学效率和偏生产力比低产品种高6.3%～61.6%、52.1%～122%、9.8%～25%;磷肥回收率、农学效率和偏生产力较低产品种高31.2%～33.3%、58.9%～126.3%、7.0%～24.9%。高养分投入时,小麦偏生产力明显下降,且低产品种较高产品种更敏感。     

萌芽展叶期枣树生理对不同覆盖方式及水分亏缺的响应

试验以5年生萌芽展叶期桶栽梨枣树为试验对象,通过常规灌溉和亏水2个灌水水平与裸地不覆盖、薄膜覆盖和秸秆覆盖3种覆盖方式相结合,研究不同覆盖方式及水分亏缺对枣树生理生长的影响。结果表明,相同覆盖条件下,适宜水分亏缺能够提高叶绿素含量,裸地、薄膜、秸秆覆盖分别提高了1.8%、21.8%和22.2%。;相同覆盖条件下,水分亏缺均使净光合速率、气孔导度和蒸腾速率降低,薄膜覆盖相比较裸地和秸秆覆盖更能提高气孔导度及净光合速率,但秸秆覆盖水分利用效率最大;水分亏缺,丙二醛含量升高,游离脯氨酸累积,薄膜覆盖游离脯氨酸及丙二醛含量较低,覆盖方式及水分亏缺作为单一因子和交互作用对叶绿素含量、水分利用效率、丙二醛含量均产生显著影响。     

相同的故障不同的原因

一、气门室摇臂上没有润滑油 有两台运输型拖拉机，发动机均属490型柴油机，它们共同的故障是气门室摇臂上没有润滑油，导致摇臂处于干摩擦状态，而且在工作时发出“吱吱”的响声。     

立体种植农田不同生育期及土壤水分的根系分布特征

在立体种植农田中,作物根系分布是影响作物间水肥竞争及利用效率的首要因素。针对滴灌条件下番茄套种玉米立体种植农田设置高(T1)、中(T2)、低(T3)3个土壤水分处理,研究不同水分处理对立体种植农田不同位置土壤含水率、作物根系分布的影响,探讨立体种植农田根系在不同生育期生长发育特征。结果显示:立体种植农田番茄侧土壤含水率平均值显著低于玉米侧,膜内土壤含水率明显高于膜外土壤含水率,膜内不同位置土壤含水率无明显差异;随着生育期的推进作物间根系呈"不交叉—轻度交叉—完全交叉—轻度交叉"规律;随着土壤含水率的增加根系总量呈增长趋势,在0~30 cm的滴灌湿润区,作物根系分布最密集,约占总根系的60%~70%,且高水分处理根量显著大于低水分处理,根长密度、根表面积密度、根体积密度以及根重密度均呈现T1T2T3的趋势,而在非滴灌主要湿润区则正好相反;累积根系分布曲线分析显示随着土壤含水率增加根系向土壤下层生长,随着生育期推进根系向作物中间发展。立体种植农田作物在不同生育期根系分布变化明显,同时土壤水分对根系分布影响较大。     

不同基因型大豆生理特性和产量对不同降雨条件的响应

为了明确不同基因型大豆对半干旱地区的响应.田间条件下,以不同大豆品种为研究对象,进行3年重复田间试验,以探讨辽宁省半干旱地区阜新和半湿润地区沈阳对不同基因型大豆生理特性和产量的影响.结果表明:2015-2017年,随着植株的生长,植株地上部生物量逐渐积累,即同一处理各时期地上部生物量表现为:满粒期(R6)>盛荚期(R4)>盛花期(R2)>四节期(V4);不同地点对根和地上部生物量的影响表现为:半湿润地区沈阳的值高于半干旱地区阜新;而相同地点,辽豆14和辽豆21的根和地上部生物量高于辽豆32.大豆根冠比的变化范围在0.08～0.35之间,一般而言,不同时期大豆植株根冠比值表现为:V4、R2>R4>R6.2015-2017年间,同一时期取样,不同地点对同一品种SPAD值、株高、单株叶数的影响一般表现为,半湿润地区沈阳的值高于半干旱地区阜新,即:S14(非干旱处理沈阳+辽豆14)>F14(干旱处理阜新+辽豆14);S21(非干旱处理沈阳+辽豆21)>F21(干旱处理阜新+辽豆21);S32(非干旱处理沈阳+辽豆32)>F32(干旱处理阜新+辽豆32).同一品种大豆产量表现为半湿润地区沈阳的值高于半干旱地区阜新;而同一地点,品种对产量的影响表现为,辽豆14和辽豆32的产量高于辽豆21.2014和2015年,半干旱地区阜新的辽豆14和辽豆32产量高于半湿润地区沈阳的辽豆21,说明在半干旱地区更适于种植这两个品种.     

不同地膜覆盖对不同时间尺度地温与玉米产量的影响

针对北方干旱地区白色塑料地膜覆盖导致的农膜残留及作物生长后期地温过高等问题,筛选适合当地的环保型地膜。设置了白色、黑色快速(WO1、BO1)、中速(WO2、BO2)、慢速(WO3、BO3)降解膜,并以白色、黑色塑料地膜(WP、BP)和无膜覆盖(CK)作为对照,共计9个处理,研究不同地膜覆盖地膜破损特征及作物产量效应,并基于红外成像和自动连续传感技术探索不同处理瞬时地表温度、逐时和逐日土壤不同深度温度的变化规律。结果表明:黑色降解膜的破损占比大于白色降解膜,覆膜130 d后黑色降解膜平均破损占比高于白色降解膜8.4%。在瞬时尺度地表温度由大到小顺序为:黑膜处理、白膜处理、无膜处理(CK),且生育期平均温度分别为34.10、32.34、29.12℃(P0.05)。在逐时和逐日尺度,不同颜色地膜覆盖土壤温度由大到小顺序为:白膜处理、黑膜处理、无膜处理;且与白色地膜覆盖相比,在日最高温时刻,黑色地膜覆盖0~15 cm土层土壤温度平均降低1.1℃。在玉米生长初期和末期(5月、9月),黑白地膜覆盖下平均温差达1.13℃(P0.05),而生育中期(6—8月),平均温差为0.45℃(P0.05)。地膜降解速率影响破损占比,从而影响土壤温度的空间变异性和地膜保温效果;慢速降解膜破损小,故保温效果与塑料地膜覆盖相近,在9月0~15 cm土层WP、WO3、WO2与WO1处理(快速降解膜)的温差分别达到3.03、2.70、1.05℃(P0.05),而对应的黑色降解膜覆盖温差分别为3.00、2.57、1.01℃(P0.05)。白色和黑色慢速降解膜覆盖与对应的塑料地膜覆盖相比,产量无显著差异(P0.05),但同颜色不同降解速率的降解膜覆盖下产量呈显著差异(P0.05),不同降解速率的降解膜覆盖产量由大到小顺序为:慢速处理、中速处理、快速处理。可见,黑色地膜处理保温效果好、产量高,且在作物生长后期可降低土壤表层温度;而黑色慢速降解膜与黑色塑料地膜覆盖保温、增产效应相近,且绿色环保,在北方干旱区农业生产中替代白色塑料地膜覆盖具有一定的可行性。     

不同水氮管理对氮素利用与平衡的影响

在宁夏引黄灌区露地菜田条件下,选择有代表性的春小麦白菜、芹菜白菜2种轮作体系,通过田间试验与室内分析的方法,以空白和单施有机肥为对照,研究了2种轮作体系下,不同水氮措施对春小麦白菜、芹菜白菜轮作体系中氮素利用与平衡的影响。试验结果表明:节水灌溉的推荐施氮处理(W2N3)对春小麦、芹菜、白菜的产量、吸氮量与传统灌溉的差异不大。节水灌溉的推荐施氮处理(W2N3)处理与传统灌溉的习惯施氮处理(W1N3)的处理相比,春小麦的产量提高6.7%,芹菜的产量提高12.2%,麦后复种白菜和芹菜复种白菜产量分别高5.9%、22.4%;在氮素平衡方面,氮素输入项中,施氮量和生育期内氮素矿化量占主要比例,氮素输出项中,作物吸收和氮素表观损失占很大比例,春小麦白菜轮作中,推荐施氮处理(N3)氮素损失比传统施氮损失分别低53 kg/hm2(传统灌溉)、47 kg/hm2(节水灌溉),节水条件下的推荐施氮处理(W2N3)比传统灌水的习惯施氮处理的无机氮(Nmin)残留减少了13 kg/hm2,芹菜白菜轮作体中,推荐施氮处理氮素损失比传统施氮损失分别低77 kg/hm2(传统灌溉)、83 kg/hm2(节水灌溉),节水条件下的推荐施氮处理(W2N3)比传统灌水的习惯施氮处理的无机氮(Nmin)残留减少了3 kg/hm2。不同轮作条件下节水的推荐施氮处理和习惯施氮处理均比传统灌溉的土壤残留硝态氮高,而且主要分布在0～60 cm表层。春小麦白菜土壤残留硝态氮均比芹菜白菜低,而且分布规律不一致,尤其是在底层180 cm处土壤残留硝态氮含量芹菜明显高于春小麦。     

典型生物质能技术比较分析

资源和生态环境问题是当今世界面临的战略性问题,发展环境友好生物质能源及其生物基产品产业技术已成为转变经济增长方式,是保障生态链良性循环,实现经济社会可持续发展的战略需求.目前我国已初步形成了以沼气利用、生物质成型固体燃料、燃料乙醇、生物柴油和生物质发电等多种形式的生物质能源利用模式.文章在比较分析生物质能源利用技术基础上,提出我国发展生物质能源的阶段发展模式和区域特点.