基于BP神经网络的柴油发动机特性建模

建立连续的发动机燃油特性和调速特性数学模型作为液压机械无级变速器虚拟试验平台的动力源。根据虚拟平台对不同特性区域的精度需求对柴油发动机不同特性区域的试验数据进行不同的密度选取、乱序和归一化处理,采用单隐层BP神经网络对试验数据进行训练,对比不同隐层节点数网络的训练误差和测试误差,选取误差最小的网络,求解出网络的数学表达式。通过该方法以ISLe310柴油发动机为例建立燃油特性和调速特性的连续数学模型,这两个简单的数学表达式准确反映了发动机万有特性和外特性,连续模型避免了虚拟试验中出现信号的突变和奇异点。通过和经典的最小二乘法拟合得到的最优特性模型进行对比,其具有更小的误差、更强的泛化能力,能够更好地反映柴油发动机的相关特性。     

Transport of cadmium from soil to grain in cereal crops: A review

Due to rapid urbanization and industrialization, many soils for crop production are contaminated by cadmium(Cd), a heavy metal highly toxic to many organisms. Cereal crops such as rice, wheat, maize, and barley are the primary dietary source of Cd for humans, and reducing Cd transfer from soil to their grains is therefore an important issue for food safety. During the last decade, great progress has been made in elucidating the molecular mechanisms of Cd transport, particularly in rice. Inter-and intraspecific variations in Cd accumulation have been observed in cereal crops. Transporters for Cd have been identified in rice and other cereal crops using genotypic differences in Cd accumulation and mutant approaches. These transporters belong to different transporter families and are involved in the uptake, vacuolar sequestration, root-to-shoot translocation, and distribution of Cd. Attempts have been made to reduce Cd accumulation in grains by manipulating these transporters through overexpression or knockout of the transporter genes, as well as through marker-assisted selection breeding based on genotypic differences in Cd accumulation in the grains. In this review, we describe recent progress on molecular mechanisms of Cd accumulation in cereal crops and compare different molecular strategies for minimizing Cd accumulation in grains.     

单基线PolInSAR森林高度反演方法研究

极化干涉SAR(Polarimetric SAR interferometry,PolInSAR)森林高度反演是当前雷达遥感领域的研究热点,近年来出现了多种单基线PolInSAR森林高度反演方法。为了给单基线PolInSAR反演森林高度的算法提供基础,并探索和发展效果更优的反演方法,使用Pol SARpro软件模拟森林平均高度为18 m的L波段(L=23 cm)全极化干涉SAR数据,研究了森林高度反演算法中的DEM差分法、RVoG法、复相干幅度反演法、混合反演法,并基于相干优化法对混合反演法进行了改进;为了更准确地对算法的性能进行比较,给出方位向为48 bin时各算法的距离向剖面的对比图,并选取图像的中间区域,对森林高度位于3~30 m的1 104个样本点,应用均值和均方根误差RSME对5种方法模拟的18 m森林高度进行比较。结果表明:森林高度平均值反演结果由大到小依次为:复相干幅度反演法、混合反演法、改进的混合反演法、RVoG法、DEM差分法,分别为19.40、18.31、18.12、10.55、10.05 m,均方根误差(RMSE)由小到大依次为:改进的混合反演法、混合反演法、复相干幅度反演法、RVoG法、DEM差分法,分别为1.06、1.48、3.49、7.51、8.04 m;说明DEM差分法与RVoG法反演的森林高度存在明显低估,复相干反演法出现明显高估且其离散程度最大,混合反演法和改进的混合反演法与真实值的误差分别为0.31、0.12 m,改进的混合反演法与真实值的相差最小,离散程度最小,均方根误差最小,反演结果最优。改进的混合反演法综合了混合反演法与相干优化法的优点,使其估计的地形相位的均方根误差最小(0.045 rad),森林高度与真实值的误差最小,均方根误差最小,并且具有一定的鲁棒性。     

中国柽柳幼苗叶片生理特性对碱胁迫的响应

以中国柽柳为试材,通过盆栽试验,研究混合碱(NaHCO_3和Na_2CO_3摩尔比为9:1)不同浓度胁迫下(100、200、300、400 mmol/L)中国柽柳幼苗叶片生理特性和株高的影响。结果表明:与对照相比,中国柽柳叶片的相对含水量在碱浓度为100、200、300、400 mmol/L时均显著降低,分别下降8.82%、34.49%、43.27%、45.43%;而叶片丙二醛、可溶性糖和脯氨酸含量则随着碱浓度的升高呈递增的趋势,其中100、200、300、400 mmol/L碱处理的脯氨酸含量分别较对照显著高出36.37%、56.41%、77.35%、84.25%。此外,不同碱浓度处理的株高大小次序为对照100 mmol/L200 mmol/L300 mmol/L≈400 mmol/L,其中100、200、300、400 mmol/L处理的株高分别比对照显著降低45.95%、62.16%、70.27%、74.05%,表明不同程度的碱胁迫均显著抑制了中国柽柳的生长。综合分析认为,以NaHCO_3和Na_2CO_3为主要盐分的碱胁迫对中国柽柳的生长发育具有一定的抑制作用,随着碱胁迫程度的加剧,抑制作用越来越大。     

盐胁迫下3种海滨植物形态和生理响应特征及耐盐性差异

[目的] 研究盐胁迫条件下3种海滨植物的生理生态动态响应特征及其耐盐性差异，为盐碱地绿化树种筛选提供科学依据。[方法] 以2年生中山杉、小叶榕和海滨木槿幼苗为材料进行为期56 d的盆栽试验，设置3个盐分梯度对其生长和形态、抗氧化酶系统以及渗透调节系统等指标的动态变化特征进行比较，并通过主成分分析来明确3种植物在耐盐性上的差异。[结果] 短期盐胁迫（14 d）对3种植物存活率、叶形和叶色影响较小，但长期盐胁迫（56 d）对小叶榕产生较大影响，盐胁迫下3种植物固定枝条相对生长率动态特征差异明显。3种植物叶片超氧化物歧化酶（SOD）活性随着盐处理时间增加而呈现降低趋势，过氧化物酶（POD）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性先增加后降低，丙二醛（MDA）含量呈现总体降低趋势。盐胁迫下3种植物叶片可溶性糖和可溶性蛋白含量均呈现先减少后增加的趋势，叶片相对电导率则随着盐浓度增加而显著提高。盐处理时间和物种的交互作用对SOD和POD活性以及MDA含量有显著影响，3种植物耐盐性主成分有明显差异，表明它们不同的耐盐响应特征。[结论] 3种植物的生态生理响应特征表明盐处理对小叶榕影响最大，中山杉次之，对海滨木槿影响最小，因此海滨木槿和中山杉有优先作为我国东部沿海地区盐碱地绿化树种的潜力。     

冬小麦不同播期对土壤水分及产量的影响

在西北半干旱雨养条件下,以冬小麦‘陇中一号’为材料,研究了不同播期条件下土壤水分、产量差异。结果表明:冬小麦适当迟播可以提高土壤含水量,但在不同播期、小麦的不同生育期土壤含水量也存在差异。从4个不同播期分析,平均土壤含水量为最迟播期(S4,10月11日)的最高;产量以最早播期(S1,9月21日)的最低,9月30日—10月11日之间产量相近。多重比较表明,播种期越迟,土壤含水量越大,播期处理间产量差异不显著,晚播不会造成减产。     

基于可见/短波近红外光谱检测结球甘蓝维生素C含量

维生素C是人类必需的营养素,结球甘蓝作为主要蔬菜品种之一富含维生素C。该试验利用可见/短波近红外光谱分析技术,开展结球甘蓝维生素C含量的快速检测方法研究。首先通过Kennard-Stone(K-S)法将样本按照6:1划分为校正集(60个样本)和验证集(11个样本),分别利用反射率和吸光度的原始光谱、一阶导数(first derivative,FD)和二阶导数(second derivative,SD)光谱预处理后对应的6个数据集,建立偏最小二乘(partial least squares,PLS)回归模型。针对最优光谱预处理方法处理后的光谱,设置5个置信水平(0.95,0.975,0.99,0.995,0.999 5),利用逐步回归(stepwise regression,SR)进行建模波长选择,以各置信水平对应的各组优选波长进行多元线性回归建模。结果表明:利用FD光谱预处理方法可以提高PLS回归模型精度,验正集R~2从处理前的0.85提高到0.96,是该研究的最佳光谱数据预处理方法。利用降维后的7个主成分继续建立PLS回归模型,校正集R~2为0.92,交互验证均方根误差(root mean squared error of cross validation,RMSECV)为0.658 0 mg/100 g,验证集R~2为0.96,预测均方根误差(root mean squared error of prediction,RMSEP)为1.620 4 mg/100 g。PLS回归模型预测维生素C含量,检测精度高,可以代替传统检测方法,为结球甘蓝的品质评定提供一种新的途径。进一步分别应用8,6,5个优选波长进行多元线性回归建模,校正集R~2平均为0.78,RMSECV平均为3.760 9 mg/100 g,验证集R~2平均为0.73,RMSEP平均为2.879 2 mg/100 g,虽然R~2有所降低,但波长点少,利用较少的波长变量来预测维生素C含量,降低模型复杂度,可以为便携式检测仪器开发提供技术支持,以提高结球甘蓝内部品质评定作业效率。     

Herbicide resistance costs: what are we actually measuring and why?

Despite the considerable research efforts invested over the years to measure the fitness costs of herbicide resistance, these have rarely been used to inform a predictive theory about the fate of resistance once the herbicide is discontinued. One reason for this may be the reductive focus on relative fitness of two genotypes as a single measure of differential performance. Although the extent of variation in relative fitness between resistant and susceptible plants has not been assessed consistently, we know enough about plant physiology and ecology not to reduce it to a single fixed value. Research must therefore consider carefully the relevance of the experimental environment, the life stage and the choice of metric when measuring fitness‐related traits. The reason most often given for measuring the cost of resistance, prediction of the impacts of management options on population dynamics, cannot be addressed using arbitrary components of fitness or a fixed value of relative fitness. To inform management options, the measurement of traits that capture the relevant processes and the main causes of their variation are required. With an emphasis on the benefit of field experiments measured over multiple time points and seasons, we highlight examples of studies that have made significant advances in this direction. © 2017 Society of Chemical Industry     

鹰嘴豆短肽的分步酶解法制备及其营养价值评价

以鹰嘴豆蛋白为原料,建立复合酶分步酶解法制备鹰嘴豆短肽的工艺。在鹰嘴豆蛋白碱性蛋白酶Alcalase水解的基础上,进一步采用中性蛋白酶和风味蛋白酶Flavourzyme继续水解鹰嘴豆蛋白碱性蛋白酶Alcalase酶解物,并对各影响因素进行研究,建立短肽得率与各影响因素的回归模型,利用高效液相色谱法和氨基酸自动分析仪等测定鹰嘴豆短肽的相对分子质量、氨基酸组成、一般营养成分,评价鹰嘴豆短肽的营养价值。结果表明,中性蛋白酶和风味蛋白酶Flavourzyme制备鹰嘴豆短肽的最佳工艺参数为:复合酶添加量5 678 U/g,pH 7.0,水解时间216 min,水解温度55℃,在此条件下,短肽得率为63.79%,与碱性蛋白酶Alcalase单独酶解相比明显提高,水解度为26.74%;大部分水解产物的相对分子质量低于1 000、脂肪含量低,蛋白质、必需氨基酸等含量丰富,与FAO/WHO推荐的成人需求量模式相比,其第一限制氨基酸是蛋氨酸和半胱氨酸,与学龄儿童需求量模式相比,其第一限制氨基酸是苏氨酸,氨基酸分分别高达138.18和103.25;必需氨基酸与非必需氨基酸比值(EAA/NEAA)为0.73,接近FAO/WHO参考标准值0.6。该研究为进一步开发利用和工业化生产鹰嘴豆短肽奠定了基础。