集约化猪场废水强化生化处理工艺试验研究

该文采用新型厌氧反应器技术和强化生物脱氮及硝化技术处理猪场废水。试验结果表明：新型厌氧反应器容积COD_Cr负荷可达8 kg/(m³·d)以上，稳定运行COD_Cr平均去除率为75％；生物脱氮及硝化采用一体式A/O反应器，缺氧段水力停留时间为1 h，好氧段水力停留时间为3 d，氨氮浓度可控制在10 mg/L以下。总出水COD_Cr平均550 mg/L，BOD₅平均53.0 mg/L，NH₃-N平均8.8 mg/L，总COD_Cr去除率87%，总BOD₅去除率96%，NH₃-N总去除率在98％以上；采用原水碳源优化分配强化生物脱氮，TN去除率为77.11%左右。总出水BOD₅/COD_Cr约0.10，出水COD_Cr中难生物降解成分占绝大多数，需经过后续物化处理才能达到广东省水污染物控制标准(DB44/26-2001)。     

氮负载生物炭对干湿交替稻田水土生态环境的调控效应

农田面源污染已成为引起水体富营养化的主要原因之一。为了减少稻田氮素流失、改善稻田局部水体养分负载过重的问题，采用盆栽试验，通过生物炭吸附富营养水中的养分后再利用于盆栽水稻，设置主区为持续淹水灌溉（I_F）与干湿交替灌溉（I_A），副区为1个对照（常规施氮，N1C0）与4种不同用量的氮肥与氮负载生物炭处理（N3/4C1、N3/4C2、N1/2C1、N1/2C2），其中N3/4、N1/2表示氮肥施入量为当地传统施氮量（N1）的3/4，1/2倍；C1、C2分别为10 t/hm²和20 t/hm²氮负载生物炭。结果表明：（1）减少氮肥施入配施氮负载生物炭显著提高了常规施氮处理田面水的pH；（2）常规施氮肥处理下，干湿交替灌溉（I_A）田面水NH₄⁺—N平均浓度较持续淹水灌溉（I_F）高8.0%，但是添加20 t/hm²氮负载生物炭后，干湿交替灌溉田面水NH₄⁺—N平均浓度低于持续淹水灌溉处理；（3）水稻生育后期，氮负载生物炭对NH₄⁺—N具有明显的缓释作用，而在干湿交替灌溉中，减施氮肥配合添加氮负载生物炭处理较N1C0处理降低了田面水NO₃^-—N浓度；（4）减施氮肥配合添加氮负载生物炭可提高水稻分蘖率，而添加20 t/hm²氮负载生物炭在氮肥施用量较少时，有利于提高水稻的有效分蘖率。综上，氮负载生物炭不仅可以降低富营养水中30.8%含氮量，还能显著降低施肥初期水稻田面水中NH₄⁺—N浓度，降低流失风险，延长NH₄⁺—N的释放时间而减少1/4的施氮量和保证水稻生育末期的氮素需求，从而有利于水稻生长。     

通风量对蔬菜和花卉废弃物混合堆肥的影响

试验在2 m³的静态好氧堆肥中试装置中进行，以蔬菜和花卉废弃物为原料，采用0.005，0.0075和0.01 m³/(kgVS·h) 3个水平的通风量，分析了不同通风量对堆肥过程中堆体温度、有机质含量、含水率、pH值、体积等指标随时间的变化特征。通风量为0.01 m³/(kgVS·h)条件下，堆肥降解蔬菜和花卉废弃物的效果最好，其中又以堆温80℃以上的“超高温”条件下为最佳；堆体含水率均呈下降趋势，堆肥后期堆体温度和水分下降较快，不利于有机质的降解；堆体体积在堆肥初期快速下降，5 d后基本保持稳定。3个水平的通风条件下，堆体pH值、含水率变化的趋势一致，相互之间的差别不明显。     

生物炭改性黏土的渗水渗气特性及其函数关系

黏土中施加生物炭可改变土体的孔隙结构。生物炭掺量和干密度均会对土体的渗透系数产生影响,准确确定生物炭-黏土混合土的渗透系数对满足填埋场上覆层的功能需求就显得格外重要。采用自主研发设计的柔性壁水-气联合渗透测试装置,测定不同生物炭掺量和干密度的生物炭-黏土混合土的饱和渗透系数和渗气系数,得到生物炭掺量、干密度与渗气系数和渗水系数间的关系曲线。建立生物炭掺量和干密度双变化条件下的渗气渗水函数,并通过验证组验证该函数的适用性。研究结果表明：在干密度较小时,对比纯黏土的渗水率,添加5%、10%、15%和20%生物炭处理后的土样渗水系数k_w值分别为8.25×10^-17、8.89×10^-17、10.40×10^-17和18.25×10^-17 m²,掺20%生物炭土样的渗透率增加了将近一个数量级。渗气渗水函数基于易测定的渗气率作为自变量,同时又考虑了干密度和生物炭掺量的影响,能快速、准确地确定土样的渗水系数。结合验证组试验得出,利用该函数计算得到的渗水系数和试验实测值吻合程度较好,表明该函数具有一定的适用性。本研究结果可为快速、准确确定渗水系数,定量描述非饱和土孔隙中水气运动之间的相互影响提供理论支撑。     

膜生物反应器处理猪场污水研究

为探讨膜生物反应器(MBR)处理猪场污水的可行性和膜生物反应器的运行、操作条件，为膜生物反应器在处理猪场污水中的应用提供必要的基础参数，该文采用U型中空纤维膜和L式中空纤维膜生物反应器，对不同的化学需氧量(COD)及氨氮(NH⁺₄-N)进水浓度、溶解氧水平(DO)、污泥龄(SRT)进行了4种工况试验研究。结果表明，MBR作为猪场污水处理好氧段是可行的，当进水COD平均浓度为1860 mg/L，U型、L式膜平均去除率分别为84.10％，81.20％；NH⁺₄-N进水平均浓度为511 mg/L，U型、L式膜平均去除率分别为93.81％，93.61％。     

氮肥减量施生物炭对水稻产量和养分利用的影响

为解决水稻生产过度依赖化肥及其环境和高效利用问题,探讨贵州黄壤稻田科学施用生物炭。在贵州省思南县典型黄壤稻田开展氮肥不减量(T0)和氮肥减10%施2.5 t/hm²(T1),氮肥减20%施5.0 t/hm²(T2),氮肥减30%施7.5 t/hm²(T3),氮肥减40%施10.0 t/hm²生物炭(T4)和不施肥对照(CK)共6个处理3次重复田间小区随机区组试验,研究了氮肥减量施生物炭对水稻产量、产量构成和氮磷钾养分吸收利用的影响。结果表明,氮肥减量施生物炭显著影响贵州黄壤稻田水稻产量、产量构成、地上部氮磷钾积累量和利用效率。水稻产量和氮磷钾积累量随氮肥减量和生物炭用量增加先增大后减小。2019年、2020年和2021年水稻实际产量和理论产量均分别以T2、T3和T2最高,较T0分别显著增产16.04%,17.94%和14.73%以及55.72%,64.08%和118.91%,水稻籽粒N、P₂O₅和K₂O积累量、偏生产力、农学效率、表观利用率和收获指数均较高,是较好的氮肥减量施生物炭处理。产量—施生物炭量回归方程和极值分析表明,2019年、2020年和2021年氮肥分别减量21.76%,24.60%和19.00%(即32.64,36.90,28.50 kg/hm²)施生物炭量5.44,6.15,4.75 t/hm²时水稻产量最高(分别为7.80,8.57,8.03 t/hm²),较T0分别增产22.52%,18.78%和13.74%。氮肥减量施生物炭显著提高氮磷钾化肥利用率,但导致化肥+生物炭磷和钾利用率降低,因此,贵州黄壤稻田施生物炭时应氮磷钾化肥同步减量,降低比例以氮磷钾减量19.00%~24.60%,施生物炭5.00~6.25 t/hm²为宜。研究结果对指导贵州黄壤稻田氮磷钾化肥减量和施生物炭具有重要指导意义。     

辅热集箱式畜禽粪便沼气系统研究

设计了一种新型厌氧发酵系统——辅热集箱式畜禽粪便沼气系统，该系统采用太阳能和生物质辅助加热方式，由若干个集箱式发酵单元组成，可根据养殖规模集装成50、100、200、300、500 m³等不同规模的沼气工程。并在其应用示范工程上完成了运行试验和技术经济评价，结果表明，该系统池容平均产气率为0.80 m³/(m³·d)，所产沼气的热值为25.40 MJ/m³，处理后的猪粪污水COD浓度由36500 mg/L降至6500 mg/L，去除率达82.2%，悬浮物浓度由17000 mg/L降至1900 mg/L，去除率达88.8%；其净现值为183530.5元，静态投资回收期为3.58 a。该技术及其成套设备的技术经济可行性较高，具有商业化前景。     

秸秆过滤养猪废水UASB厌氧发酵及微生物群落分析

养猪废水成分复杂,所含悬浮性固体对其生物发酵过程影响显著;利用经过粉碎压实后的玉米秸秆对养猪废水进行负压抽滤,吸附截留废水中的悬浮性固体。再利用上流式厌氧污泥床（UASB,up-flow anaerobic sludge bed/blanket）反应器对过滤后的养猪废水进厌氧发酵,探究发酵过程中随着有机负荷的增加,化学需氧量（COD,chemical oxygen demand）去除率、pH值、产气量的变化规律,并采用高通量测序技术分析最优负荷时厌氧消化污泥中的细菌与古菌群落组成。过滤试验表明,在过滤压差为40kPa、滤层厚度为15cm、滤料压实度为1.6倍密度（148.8kg/m³）时有较好的过滤效果,此时总固体（TS,total solid）、挥发性固体（VS,volatile solid）、COD的去除率分别为33.08%、28.05%、23.01%。厌氧发酵试验结果表明,在温度为(35±1)℃时反应器稳定运行的最高负荷为11 kg/(m³·d);反应器处理效果最优的负荷为10 kg/(m³·d）,此时进水COD浓度为5 000 mg/L、COD去除率为76.46%、容积产气率为1.51m³/(m³·d)。高通量测序结果表明,厌氧发酵过程由多种微生物菌群协同作用,主要的细菌群类是Firmicutes、Bacteroidota,主要古菌群类为Halobacterota,且高效产甲烷菌分布丰富。试验结果为利用作物秸秆过滤养猪废水进行以废治废的技术应用提供了依据。     

硫自养反硝化对含盐水体脱氮及其动力学模型

以闭合循环养殖系统去除硝酸盐为目的,研究了填料床硫自养反硝化反应器对含盐水体的NO₃^--N去除效果及动力学特性。结果表明,反应器对NO₃^--N浓度为22.5～368 mg/L的含盐水体具有良好的反硝化性能。（29±1）℃条件下,进水NO₃^--N负荷0.052～1.088 kg/(m³·d)为最适进水负荷范围,NO₃^--N去除率大于95%,出水NO2--N浓度小于1 mg/L。进水NO₃^--N负荷2.171 kg/(m³·d)时,达到最大NO₃^--N体积负荷去除率,为1.65 kg/(m³·d)。动力学研究结果表明反应器填料表面生物膜对污染物NO₃^--N的去除呈半级反应速率关系,反应器单位体积半级动力学常数K^1/2v为7.84～ 8.5 mg^1/2/(L^1/2·h)。建立的动力学模型采用该值的计算结果可以预测出水NO₃^--N的浓度,预测值与实际值采用统计软件SAS 8.0做方差分析表明,Pr＞F值分别为0.9732和 0.8845,模型预测值与实际值无显著性差异。     

不同生物炭对南疆盐渍土盐分离子淋洗效果的影响

为探究不同生物炭添加对盐渍化土壤盐分及离子淋洗效果的影响。采用室内土柱模拟试验,在土壤表层(0-10 cm)添加比例为0.5%的猪粪(PMB)、棉秆(CSB)和玉米秸秆(MSB)生物炭,淋洗过程分为急降(P1)、缓降(P2)和稳定(P3)3个阶段,通过测定淋洗速率、流量、累积浸出阴阳离子浓度、土壤剖面含水率和土壤剩余可溶性离子的含量来探究不同生物炭对南疆盐渍土盐分离子的淋洗效果。结果表明:与未添加生物炭处理(CK)相比,生物炭的施用能提高各阶段淋洗液的流量和淋洗速率,在电导率快速下降阶段CSB处理流量提高20%,PMB处理淋洗速率提高29%,MSB处理最先使EC值降低到5 mS/cm,但对离子的去除能力提升较小。生物炭的施用对各阶段离子淋出先后顺序有一定影响,即促进Ca²⁺、Na⁺、SO₄^2-和Cl^-淋出,抑制K⁺淋出。淋洗结束时,生物炭均能显著降低土壤残余含盐量。CSB处理可提高表层土壤保水能力,使得钠吸附比(SAR)始终保持较低水平且对土壤中残余阴离子洗脱效果最好。表明CSB处理是一种非常有潜力的土壤改良剂。研究结果可为南疆盐渍化土壤改良提供理论参考。     

基于RGB和深度双模态的温室番茄图像语义分割模型

图像语义分割作为计算机视觉领域的重要技术，已经被广泛用于设施环境下的植物表型检测、机器人采摘、设施场景解析等领域。由于温室环境下未成熟番茄果实与其茎叶之间具有相似颜色，会导致图像分割精度不高等问题。本研究提出一种基于混合Transformer编码器的“RGB+深度”（RGBD）双模态语义分割模型DFST（depth-fusion semantic transformer），试验在真实温室光照情况下获得深度图像，对深度图像做HHA编码并结合彩色图像输入模型进行训练，经过HHA编码的深度图像可以作为一种辅助模态与RGB图像进行融合并进行特征提取，利用轻量化的多层感知机解码器对特征图进行解码，最终实现图像分割。试验结果表明，DFST模型在测试集的平均交并比可达96.99%，对比不引入深度图像的模型，其平均交并比提高了1.37个百分点；对比使用卷积神经网络作为特征提取主干网络的RGBD语义分割模型，其平均交并比提高了2.43个百分点。结果证明，深度信息有助于提高彩色图像的语义分割精度，可以明显提高复杂场景语义分割的准确性和鲁棒性，同时也证明了Transformer结构作为特征提取网络在图像语义分割中也表现出了良好的性能，可为温室环境下的番茄图像语义分割任务提供解决方案和技术支持。     

A conceptual framework and an empirical test of complementarity and facilitation with respect to phosphorous uptake by plant species mixtures

Plant species have different traits for mobilizing sparingly soluble phosphorus (P) resources, which could potentially lead to overyielding in P uptake by plant species mixtures compared to monocultures due to higher P uptake as a result of resource (P) partitioning and facilitation. However, there is circumstantial evidence at best for overyielding as a result of these mechanisms. Overyielding (the outcome) is easily confused with underlying mechanisms because of unclear definitions. We aimed to define a conceptual framework to separate outcome from underlying mechanisms and test it for facilitation and complementarity with respect to P acquisition by three plant species combinations grown on four soils. Our conceptual framework describes both mechanisms of complementarity and facilitation and outcomes (overyielding of mixtures or no overyielding) depending on the competitive ability of the species to uptake the mobilized P. Millet/chickpea mixtures were grown in pots on two calcareous soils mixed with calcium-bound P (CaP) and phytate P (PhyP). Cabbage/faba bean mixtures were grown on both acid and neutral soils mixed with P-coated iron (hydr)oxide (FeP) and PhyP. Wheat/maize mixtures were grown on all four soils. Rhizosphere carboxylate concentration and acid phosphatase activity (mechanisms) as well as plant P uptake and biomass (outcome) were determined for monocultures rhizosphere and species mixtures. Facilitation of P uptake occurred in millet/chickpea mixtures on one calcareous soil. We found no indications for P acquisition from different P sources, neither in millet/chickpea, nor in cabbage/faba bean mixtures. Cabbage and faba bean on the neutral soil differed in rhizosphere acid phosphatase activity and carboxylate concentration, but showed no overyielding. Wheat and maize, with similar root exudates, showed overyielding (the observed P uptake being 22% higher than the expected P uptake) on one calcareous soil. We concluded that although differences in plant physiological traits (root exudates) provide necessary conditions for complementarity and facilitation with respect to P uptake from different P sources, they do not necessarily result in increased P uptake by species mixtures, because of the relative competitive ability of the mixed species.     

南疆矮化密植高产优质香梨节水灌溉模式筛选

为探讨香梨节水灌溉模式，提高水分利用效率（water use efficiency，WUE）和产量，于2021–2022年基于新疆29团5年生香梨园开展田间试验，试验采用灌溉方式和灌溉定额双因素完全随机试验，设置了灌溉方式和灌溉定额设置了3种微灌方式：地表滴灌（M1）、地下滴灌（M2）、根区渗灌（M3），设置3种灌溉定额：低水（I1）、中水（I2）、高水（I3），以传统漫灌（CK）为对照。研究不同灌溉方式和灌溉量对土壤电导率（electrical conductivity，EC）和脱盐率（rate of desalination，ROD）、香梨生长、产量、WUE、果实品质和净效益的影响。结果表明：M2的产量和WUE最高，与M1和CK相比，其产量分别提高22.11%～26.27%、7.04%～14.14%，WUE分别提高26.51%～29.58%、20.11%～24.99%，且与M3相比差异不显著（P>0.05）；此外，M2可以促进香梨生长，提高果实品质以及促进盐分淋洗。M3前期的投入成本最大，但获得的净利润仅次于M2。灌溉方式相同时，增加灌溉定额能有利于香梨生长，提高产量和盐分淋洗。基于主成分分析等3种综合评价方法从环境效益、果实品质和经济效益3个方面，选取15个评价指标进行综合评价，M2I3处理综合得分最高，M1I1处理综合得分最低。因此推荐矮化密植初果期的香梨采用地下滴灌模式，生育期灌溉定额为6 750 m3/hm²。研究可为南疆干旱区林果业节水控盐高效生产提供理论依据和技术支撑。     

协同调控水-农业-生态的干旱区多水源优化配置

干旱区农业发展往往以挤占生态用水和超采地下水为代价，考虑水-农业-生态互馈关系的水资源优化配置有助于平衡利益冲突。该研究以地下水均衡、经济效益和生态用水满足度为调控目标，构建基于水-农业-生态协同调控的多水源优化配置模型，并推求协调发展度计算式，提出了结合NSGA-Ⅱ算法和协调发展度的协同优化算法，分析石羊河流域水、农业和生态之间的权衡和协同关系，确定水-农业-生态协同提升下的水资源配置方案以及适宜的农业和生态用水比例。结果表明，现状条件下，六河子系统的水资源优化配置方案的经济效益可提升1.9%，实现地下水正均衡0.59亿m³；全流域农业和生态用水比例为90%: 10%，渠井用水比为67%: 33%。平水年保障蔡旗来水为3.48亿m³/a时，能够以牺牲中游1.6%的经济效益实现生态用水满足度和地下水均衡量分别较基准情景提升4.8%和18.6%。研究为协同调控复杂的水-农业-生态关系提供了一种有效方法，可为干旱区流域水资源规划与管理提供参考。     

不同工艺对牛粪堆沤肥过程气体排放的影响

堆沤肥是中国畜禽粪便处理利用的最主要方式。为探究不同堆沤肥方式对温室气体和氨气排放规律和温室效应，在北京市密云区开展了为期71d的堆沤肥试验，以牛粪和玉米秸秆为原料，分析了静态堆沤 (T1)、堆沤+翻抛 (T2)、堆沤+覆膜 (T3)、翻抛+覆膜 (T4)等4种方式对堆沤肥过程中腐熟度、温室气体和氨气等指标的影响。结果表明，4个处理的种子发芽指数分别达到131.33%、134.49%、108.76%和136.24%，均满足堆肥产品的腐熟度要求（≥70%）。翻抛有利于CO₂、N₂O和NH₃的排放，而覆膜抑制了N₂O的生成，T2处理的增温潜势最高，T3处理的增温潜势最低，较对照组T1处理减排20.14%。因此，T3处理在能够保证堆肥产品的腐熟度要求的前提下，还可有效减少增温潜势。该研究可为中小养殖场户堆沤肥的工艺优化实践提供技术指导。     

Potential of plant growth-promoting rhizobacteria-plant interactions in mitigating salt stress for sustainable agriculture: A review

Soil salinization affecting different crops is one of the serious threats to global food security.Soil salinity affects 20%and 33%of the total cultivated and irrigated agricultural lands,respectively,and has been reported to caused a global crop production loss of 27.3 billion USD.The conventional approaches,such as using salt-tolerant varieties,saline soil scrapping,flushing,leaching,and adding supplements (e.g.,gypsum and lime),often fail to alleviate stress.In this context,developing diverse arrays of microbes enhancing crop productivity under saline soil conditions without harming soil health is necessary.Various advanced omics approaches have enabled gaining new insights into the structure and metabolic functions of plant-associated beneficial microbes.Various genera of salt-tolerating rhizobacteria ameliorating biotic and abiotic stresses have been isolated from different legumes,cereals,vegetables,and oil seeds under extreme alkaline and saline soil conditions.Rapid progress in rhizosphere microbiome research has revived the belief that plants may be more benefited from their association with interacting diverse microbial communities as compared with individual members in a community.In the last decade,several salt-tolerating plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) that improve crop production under salt stress have been exploited for the reclamation of saline agrosystems.This review highlights that the interaction of salt-tolerating microbes with plants improves crop productivity under salinity stress along with potential salt tolerance mechanisms involved and will open new avenues for capitalizing on cultivable diverse microbial communities to strengthen plant salt tolerance and,thus,to refine agricultural practices and production under saline conditions.     

气体射流冲击干燥对脱盐海参理化特性和微观结构的影响

为改善脱盐海参干燥时间长、干制品品质差的问题，该研究将气体射流冲击干燥（air impingement drying, AID）技术应用于脱盐海参干燥，研究了干燥温度（50、60和70 ℃）和气流速度（4、6和8 m/s）对脱盐海参干燥速率及干制品水分分布及状态、微观结构、硬度和皂苷含量的影响，并与热风干燥（hot air drying, HAD）进行对比。结果表明，随着干燥温度的增加，脱盐海参的干燥速率增加。AID不同干燥温度下脱盐海参的干燥时间比HAD 60 ℃的海参干燥时间缩短了6.67%～33.33%。温度为60 ℃时，风速对脱盐海参的干燥时间影响不显著（P>0.05）。微观结构分析表明，温度升高有利于增加物料表面的多孔结构，相同条件下AID海参样品的表面比HAD海参具有更多更大的多孔结构，使得AID海参干燥速率快于HAD。但随着风速的增加，脱盐海参表面因发生结壳现象阻止了形变，使得干海参孔洞结构变小，干燥速率降低。与HAD相比，AID海参的不易流动水弛豫时间向短弛豫时间移动更快，且峰幅度显著降低；干燥相同时间时（6 h），AID海参的质子密度信号比HAD减少更多，表明AID海参的水分迁移速率快于HAD的海参。随着AID温度和风速的升高，干海参的硬度呈先增加后减小的趋势。AID海参皂苷含量随着温度的升高而升高。AID海参的多孔结构不仅加速了水分迁移，而且利于营养成分渗出，提高了营养成分含量，相同条件下，AID海参的皂苷含量比HAD的海参增加了50.00%。综合考虑干燥效率和品质，温度为70 ℃，风速为6 m/s为脱盐海参AID的较好条件。研究结果有助于阐明AID提高脱盐海参干燥速率和营养成分保留率的机理，为生产高品质干海参提供理论依据和技术参考。     

乙醇耦合其他预处理提高扇贝柱热泵干燥速率及品质

干燥后期速率低、能耗高是限制热泵干燥（heat pump drying, HPD）在水产品干燥中应用的瓶颈。非热力预处理技术在包括水产品的易腐食品干燥中具有提高干燥速率和改善干制品品质的巨大潜力。基于此，该研究以乙醇（E）单独和联合真空（VC+E）、超声波（US+E）、超声波辅助真空（USVC+E）预处理作为处理组，以未经预处理的扇贝柱为对照（CK），探究其对扇贝柱干燥动力学及干制品品质特性的影响。利用低场核磁共振（LF-NMR）技术，对扇贝柱热泵干燥过程中水分状态及分布进行了研究。结果表明：扇贝柱热泵干燥处于降速干燥阶段，干燥过程受水分内部扩散的控制。Weibull模型能较好地描述扇贝柱热泵干燥过程。与CK相比，乙醇单独处理和US和/或真空联合预处理都能提高水分有效扩散系数（D_eff），进而提高干燥速率。US+E的D_eff最高，分别比CK提高了25.99%（基于Weibull模型）和28.97%（基于Fick扩散模型）。LF-NMR结果表明，扇贝柱中主要水分为不易流动水；随着干燥进行，各组分的横向弛豫时间向左偏移；不易流动水所占比例降低，而紧密结合水、疏松结合水和自由水所占比例增加。与CK相比，预处理有利于扇贝柱不易流动水向自由水转化，进而提高干燥速率。与CK相比，乙醇单独处理和US和/或真空联合预处理可降低扇贝柱黄度、总色差、收缩率、硬度、弹性和咀嚼性，但是增加了扇贝柱的亮度、红度和复水比。预处理组中，US+E和USVC+E色泽参数（总色差：US+E，7.40 ± 0.22；USVC+E, 6.99 ± 0.16）最佳，收缩率（US+E，35.97% ± 1.29%；USVC+E，34.43% ±1.24%）和硬度（US+E，25.20 ± 1.08；USVC+E，26.68 ± 0.61）最低；而US+E弹性（0.55 ± 0.01）和咀嚼性（7.27 ± 0.30 N）最低，但复水比（1.753 ± 0.022）最高。相比于CK，US+E可显著降低总色差58.24%，收缩率32.75%、硬度23.17%、弹性15.38%、咀嚼性38.91%，但是复水180 min后，能显著提高复水比9.975%。综合考虑，US+E作为一种非热力、绿色预处理技术，可用于强化扇贝柱热泵干燥效率，改善干制品品质。     

苹果冷冻-热风联合干燥体积收缩机制

为降低冻干苹果能耗，同时获得具有良好外观的脱水产品，该研究将冷冻-热风联合干燥应用于苹果脱水加工，并从水分迁移角度探究此过程中产品的收缩机制。选取4个水分转换点（干基含水率分别为1.00、0.76、0.53和0.33 g/g）对苹果进行联合干燥处理，并对脱水产品收缩率、质构特性、微观结构、孔隙分布及样品在热风干燥阶段的水分迁移与分布进行测定及分析。结果表明，联合干燥样品的收缩情况显著（P<0.05）优于单一热风干燥样品，且转换点对样品收缩率影响较大（收缩率6%～45%），当转换点干基含水率低于0.53 g/g时，联合干燥样品没有出现明显的体积收缩现象。随着转换点干基含水率的升高，样品的收缩程度增大，并出现不同程度的中心塌陷，且孔隙率逐渐减小，但相应能耗降低。产品收缩主要发生在热风干燥过程的升速阶段，在此阶段样品自由水含量大幅减少，结合水与不易流动水未发生明显改变，样品内部水分在湿度差的作用下向表面迁移，这是导致联合干燥样品发生体积收缩的关键机制。该研究结果可为冷冻-热风联合干燥高效生产良好外观的脱水苹果提供数据支撑及理论参考。     

Soil texture prediction through stratification of a regional soil spectral library

Knowing the spatial distribution of soil texture,which is a physical property,is essential to support agricultural and environmental decision making.Soil texture can be estimated using visible,near infrared,and shortwave infrared(Vis-NIR-SWIR)spectroscopy.However,the performance of spectroscopic models is variable because of soil heterogeneity.Currently,few studies address the effects of soil sample variability on the performance of the models,especially for larger spectral libraries that include soils that are more heterogeneous.Therefore,the objectives of this study were to:i)apply Vis-based color parameters on the stratification of a regional soil spectral library;ii)evaluate the performance of the predictive models generated from the spectral library stratification;iii)compare the performance of stratified models(SMs)and the model without stratification(WSM),and iv)explain possible changes in prediction accuracy based on the SMs.Thus,a regional soil spectral library with 1535 samples from the State of Santa Catarina,Brazil was used.Soil reflectance data were obtained by Vis-NIR-SWIR spectroscopy in the laboratory using a spectroradiometer covering the 350–2500 nm spectral range.Sand,silt,and clay fractions were determined using the pipette method.Twenty-two components of color parameters were derived from the Vis spectrum using the colorimetric models.A cubist regression algorithm was used to assess the accuracy of the applicability of the initial models(SMs and WSM)and of the validation between the clusters.Fractional order derivatives(FODs)at 0.5,1.5,and 2 intervals were used to explain possible changes in the performance of the SMs.The SMs with higher contents of clay and iron oxides obtained the highest accuracy,and the most important spectral bands were identified,mainly in the 480–550 and 850–900 nm ranges and the 1400,1900,and 2200 nm bands.Therefore,stratification of soil spectral libraries is a good strategy to improve regional assessments of soil resources,reducing prediction errors in the qualitative determination of soil properties.