基于连续灰分区间定标模型的生物炭金属含量LIBS检测

为实现应用激光诱导击穿光谱(LIBS)技术准确检测农业生物炭中主要金属元素含量,并提高检测灵敏度,提出采用高温处理法去除水分、固定碳和有机基体效应的影响。首先获取灰分质量分数在28%～42%范围内具有代表性的66个农业生物炭样品,并选用不同灰分区间间距(14%、7%、3. 5%和2%)对样品集进行划分。当间距设为7%时,样品集的灰分区间被划分为28%～35%(38个样品)和35%～42%(28个样品),对应的高温处理前后各元素含量平均决定系数均大于0. 96。理论上表明,可以利用高温处理后样品光谱信息,并结合原始样品化学信息,构建农业生物炭中主要金属元素含量的连续灰分区间定标模型。通过比较原始样品和高温处理后样品数据集所构建模型的效果,得出高温处理后样品偏最小二乘回归(PLSR)模型的交互验证相对标准偏差明显较低,其预测集的成对T检验显示,LIBS和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定结果无显著性差异。结果表明,高温处理结合连续灰分区间定标模型能够实现农业生物炭中主要金属元素的LIBS同步精确定量分析。     

丙二醇对生湿面制品货架期延展性及感官特性的影响

选取了两种在我国较为常见且消费量较大的生湿面制品,并模拟现在市场上生湿面制品的物流和销售环境,进行了生湿面制品中丙二醇添加量对其货架期水分含量影响的研究。采用了0、0.15%、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%和3% 8个丙二醇浓度序列,作为试验的变化因素,检测了饺子皮样品和面条样品在两种不同环境下的延展性,进行了感官特性分析,并研究了其变化规律。研究结果表明,在同一储藏天数下,丙二醇浓度越大,饺子皮和面条的延展性越好,在生湿面团中添加一定量的丙二醇（≥2%）具有良好的改善面团延展性并维持样品稳定性的作用。此外,对于4 ℃和25 ℃储藏条件下的生饺子皮和面条,随着丙二醇添加量的增加,样品表面含水量增加,柔韧性与弹性增大,而且随着丙二醇浓度的增大,饺子皮和面条的生面香程度增大,且对于熟饺子皮和面条,随着丙二醇含量增加,样品硬性和嚼劲增大。      

小麦制粉系统的面粉溶剂保持能力分析

选用小麦制粉系统中不同粉路的面粉为样品,系统分析了面粉溶剂保持能力(SRC)在不同粉路中的表现。结果表明:在各制粉系统之间,心磨系统面粉的溶剂保持能力(水SRC、5%碳酸氢钠SRC、5%乳酸溶剂SRC、50%蔗糖SRC)均最大,渣磨系统面粉样品次之,皮磨系统面粉样品最小,系统间的差异不显著;50%蔗糖SRC在皮磨、心磨及渣磨系统的变异系数相近,且在各制粉系统中的差异均较大;水SRC、5%碳酸氢钠SRC、5%乳酸SRC值在心磨及皮磨系统中的差异较大,而在渣磨系统中的差异较小,比较稳定。同一系统内部,4种SRC的平均值依次为50%蔗糖SRC>5%乳酸SRC>5%碳酸氢钠SRC>水SRC,后路面粉样品的SRC值均高于前路面粉样品。SRC可反映不同粉路系统中的面粉品质,能有效的指导烘焙业及面粉业的专用面粉生产。     

石墨炉原子吸收光谱法测定植物样品中的痕量金

确立了植物样品在650 ℃灰化、用王水溶解、聚醚型聚氨酯泡沫塑料分离富集金、石墨炉原子吸收光谱法测定植物样品中痕量金的方法.对植物样品的灰化温度和分解方法进行试验研究并优化仪器条件.该方法灵敏度高,操作简单、快速.该方法的检出限为0.29 ng/g.加标回收率为95%～105%,精密度试验表明其相对标准偏差分别为5.3%和7.4%.     

高效液相色谱法同时测定糕点中5种防腐剂和2种甜味剂

研究了高效液相色谱法（HPLC）同时测定糕点中5种防腐剂和2种甜味剂的检测方法。样品提取后,经C18色谱柱分离,二极管阵列检测器检测。结果显示,7种组分分离完全,线性良好,回收率为87.7%～105.0%,相对标准偏差1.21%～4.72%。该方法检出限低,简单、快速、准确,可用于实际样品的日常检测。      

电子型面筋仪Glutograph-E测定条件的探讨

本文介绍了布拉本德公司电子型面筋仪Glutograph-E的工作原理,探讨了样品检测时,样品加水量、和面程度和松弛时间对检测结果的影响,确立了最佳检测条件为:样品加水量58%、和面到光滑和松弛时间为15min。     

ICP-MS测定花草茶中金属元素含量

采用干化法对花草茶样品进行前处理,利用电感耦合等电子体质谱仪（ICP-MS）同时测定了样品中As、Cd、Cr、Pb、Sr、Mn、Cu和Zn 8种金属元素的含量。结果表明,采用ICP-MS法测得的加标回收率为90.3%～109.4％,样品重复性相对标准偏差为1.38%～8.19％。该法相比原子吸收光谱法,操作简单,快速准确,适用于花草茶中多种元素的同时快速确证检测。      

扩散分离—分光光度法测定植物样品中的氟

利用氢氧化钠扩散膜吸收植物样品中的氟,采用分光光度法测定植物样品中的痕量氟,通过对国家一级标准物质GBW10015(菠菜)、GBW10016(茶叶)、GBW10020(柑橘叶)、GBW10023(紫菜)中氟的分析,确定方法检出限为0.11×10-6,准确度RE为-1.73%~5.60%,相对标准偏差RSD为2.31%~8.97%,加标回收率为94.63%~106.33%。该方法操作简便,分析结果准确、可靠,前处理无需特殊的装置,适用于植物样品中痕量氟的测定。     

大豆挤压膨化预处理榨油的试验研究

主要研究了3种大豆样品在不同条件下挤压膨化和压榨的出油量,探讨了各加工工艺参数的影响,包括压榨压力、压榨温度及料层厚度。实验结果显示,超过90%的油脂可以从膨化后的样品中压榨出来,同时得到蛋白质≥50%、脂肪≤5%的可食用豆饼(粕)。     

ICP-MS法测定沙棘果油中13种微量元素含量

沙棘果油样品经微波消解处理,采用电感耦合等离子体质谱法测定所得样品溶液中铁、硒、锌、钾、钠、钙、镁、铜、锰、铅、砷、汞、镉等13种微量元素的含量。使用动态反应池技术消除了多原子离子对部分被测元素的干扰。方法快速准确、灵敏度高,加标回收率在96.1%～101%之间,相对标准偏差小于3%。     

用于砂土层连续采样的柔性软袋式钻取采样技术研究

砂土是地球表面常见的一种覆盖物,由于风力和水力的搬运作用导致传统浅层采样器所采集的样芯信息量不足,并且由于砂土颗粒之间的内聚力小流动性大,传统环刀压入方法无法采集到长度大于20cm并且具备连续层序信息的样品。为此提出一种柔性软袋式取芯技术,采用内置柔性袋取芯机构的外螺旋钻具对砂土进行钻取采样,以提高采样的样芯长度并保持层序信息。分析了取芯钻具与砂土相互接触的机理以及对采样样芯的扰动情况,通过仿真模拟的比对揭示了传统环刀压入法对样芯扰动的原因。搭建了试验台并针对传统环刀压入法与柔性软袋式取芯方法的采样率进行了对比试验,结果显示后者取芯率随转速增加下降10.4%,前者随压力增加提高16.4%,使用柔性软袋方法取芯率均值从13.08%提高到84.08%,并能保持连续的样芯层序信息。     

远红外辅助热泵干燥装置性能试验

以湿毛巾为研究对象,在自行研制的远红外辅助热泵干燥装置上进行了干燥系统的性能测试。比较了热泵(HP)干燥和加热功率为500、1 000和2 000 W的远红外(FIR)辅助热泵干燥条件下,干燥室进、出口空气温度和相对湿度,以及干燥对象不同部位的温度在干燥过程中的变化情况。与单一热泵干燥相比,不同功率远红外辅助热泵干燥的除湿能力提高8.1%～22.2%。结果表明远红外辅助热泵干燥可以有效缩短干燥时间,提高干燥效率。     

ICP-MS法测定沙棘籽油中13种微量元素

沙棘籽油样品经微波消解处理,采用电感耦合等离子体质谱法测定所得样品溶液中铁、硒、锌、钾、钠、钙、镁、铜、锰、铅、砷、汞、镉等13种微量元素的含量。使用动态反应池技术消除了多原子离子对部分被测元素的干扰。方法快速准确、灵敏度高,加标回收率在95.5%~102.8%之间,相对标准偏差小于3%。     

基于自适应字典的小样本高光谱图像分类方法

在有限标记样本下,为了有效协同空谱信息提高高光谱图像的分类性能,提出了一种基于自适应字典的小样本高光谱图像分类方法。首先,对高光谱图像进行熵率超像素分割,分析标记样本的超像素区域和光谱近邻,将鉴别力高的样本扩展至标记样本集;然后,在扩展的标记样本集上分析测试样本的空谱信息,对不同的测试样本精简标记样本集,形成自适应字典;最后,在自适应字典上,协同空谱信息重构测试样本,在协同表示中同时考虑重构字典中空谱信息的竞争性。实验结果表明,对比传统的基于光谱的方法和固定窗口尺寸下融合空谱特征的高光谱图像分类方法,在印地安农林数据集上,当训练样本数目仅为样本集数目2%时,本文方法总体分类精度为91.45%,比其他方法高3.48~39.52个百分点;在训练样本数为1%的帕维亚大学数据集上,该方法的总体分类精度达到95.54%,比其他方法高2.45~21.63个百分点,验证了本文方法的有效性。     

Effect of crop sequence,soil sample location and depth on soil water holding capacity under center pivot irrigation

This study was carried out to investigate the changes that may occur to the soil water holding capacity under center pivot irrigation systems when grown with different crop patterns over a long period of time. The changes of water holding capacity were checked as affected by crop location and depth. The study was carried out in a dominantly sandy loam soil irrigation scheme, north of Saudi Arabia in 1999. The field capacity (FC), permanent wilting point (PWP) were determined by the pressure membrane method. The general trend of the results showed that crop sequences that were fallow or had cereal crops in their rotation before sampling period considerably affected FC and PWP. This is represented by crop sequences 6, 5 and 2 which produced the highest means of FC at 14.75, 12.79 and 12.68%, respectively. Moreover, the lowest means of FC were produced with alfalfa dominating the crop rotation prior to the sampling period. This is represented by crop sequences 7, 3 and 4 at FCs of 9.56, 9.74 and 10.28%, respectively. Crop sequences 1,4,5 and 6 gave the highest values of PWP, while the lowest one was in crop sequence 7 (4.79%). The highest means of available water (AW) were found in crop sequences 6, 2, 5 at 8.65, 6.87 and 6.35%, respectively. While the lowest value of AW was found in crop sequence 4 at 3.69%. The results showed that the soil samples collected from inside center pivots, for all crop sequences, produced higher means of FC at 12.87%, PWP at 6.53 and 6.34% compared with soil samples collected from outside the center pivot. The relative decrease of FC, PWP and AW due to increasing the soil sample depth from 0–15 to 60–90 cm was 21.55, 22.52 and 20.53%, respectively. The measured values of FC, PWP and AW showed that the highest values of standard deviation (S.D.) and coefficient of variation (CV), for FC, PWP, and AW were found in soil sample depth followed by soil sample location and crop sequence respectively. The interaction effect of crop sequences and soil sample depths on PWP and AW was significant.     

石墨炉原子吸收光谱法测定植物样品中的痕量金

确立了植物样品在650℃灰化、用王水溶解、聚醚型聚氨酯泡沫塑料分离富集金、石墨炉原子吸收光谱法测定植物样品中痕量金的方法。对植物样品的灰化温度和分解方法进行试验研究并优化仪器条件。该方法灵敏度高，操作简单、快速。该方法的检出限为0．29ng/g，加标回收率为95％-105％，精密度试验表明其相对标准偏差分别为5．3％和7．4％。     

土壤固有频率与孔隙度、含水率的关系研究

为确定土壤含水率、土壤孔隙度与土壤固有频率的关系,采用自制的土壤压实机械进行土壤试样制作,运用试验模态分析法,进行不同含水率和孔隙度下土壤固有频率的测定。获得了不同孔隙度下土壤固有频率和土壤含水率的关系曲线以及不同含水率下土壤固有频率和土壤孔隙度的关系曲线。分析结果表明:土壤试样含水率为3%~15%时,当土壤孔隙度一定,土壤试样固有频率除含水率为3%时呈线性增长,其余含水率均为先增大至含水率为9%左右后开始降低;土壤试样孔隙度为40%~48%时,当土壤含水率一定,土壤的固有频率随着土壤孔隙度的升高而增大。试验结果可为研究不同农机具作业后土壤—车辆振动系统的传递提供依据。     

基于椭圆型度量学习的小麦叶部病害识别

特征提取和相似性度量是基于图像处理的农作物病虫害识别方法中的两大关键问题。以感染小麦白粉病的叶片为研究对象,提出了一种基于椭圆型度量学习的小麦叶部病害严重度识别算法。该算法首先给出了一种滑窗最大值（Moving window maximum, MWM）特征提取方法,对分割后的病斑图像采用滑窗法提取HSV颜色特征和LBP纹理特征,在同一水平条滑窗上取每一维特征的最大值作为这一水平条的特征,这种MWM特征表示方法能有效减弱小麦叶片弯曲、倾斜、拍摄角度不同等对识别率的影响;然后,引入对样本数据具有更好区分性的椭圆型度量,根据样本的类内与类间高斯分布的对数似然比定义椭圆型度量矩阵,为了保持最大化的分类信息,将特征子空间学习和椭圆型度量学习同时进行;最后,利用得到的椭圆型度量计算特征向量之间的距离实现不同严重度病害的识别。对比实验结果表明,本文算法使得小麦白粉病严重度的识别正确率达到了100%,优于SVM方法的88.33%、BP神经网络方法的90%。     

丁香活性物质提取工艺优化与抗氧化活性研究

对丁香抗氧化活性物质提取工艺及其抗氧化活性进行了研究.结果表明,最佳提取工艺条件为:60%乙醇、提取温度60℃、料液比1∶20和提取时间40 min;在此工艺条件下抗氧化活性物质提取率为(10 480.4±40.3)μmol/g,获得的相应丁香粗提物具有较强的抗氧化活性,总还原力弱于相同质量浓度的阳性对照BHT和VC(P<0.01或P<0.001),FRAP法抗氧化能力和DPPH自由基清除能力弱于相同质量浓度的VC,强于相同质量浓度的BHT(P<0.05、P<0.01或P<0.001);通过生物活性追踪发现丁香抗氧化活性物质主要存在于其弱极性的乙酸乙酯部分,该部分100 μg/mL质量浓度样液的总还原力达0.634±0.040,FRAP法抗氧化能力达0.433±0.005,DPPH自由基清除率达(85.294±0.499)%;相关关系表明丁香抗氧化活性的主要物质基础为总多酚和总黄酮.