利用LF-NMR探讨冻融处理影响甘薯膨化产品品质的机理

为探究冻融处理对甘薯变温压差膨化干燥产品品质影响的机理,应用低场核磁共振技术（low-field nuclear magnetic resonance,LF-NMR）研究了冻融后甘薯中水分存在形式和各组分含量,比较了冻融次数对甘薯膨化干燥产品硬度、色泽和多孔性等品质指标的影响。结果表明：冻融后甘薯LF-NMR自旋-自旋弛豫时间T2谱中出现4个水分峰,其横向弛豫时间分别为T21（0.25～0.55 ms）、T22（1～2.5 ms）、T23（5～12 ms）、T24（40～200 ms）。随着冻融次数增加,自由水含量（mT24）先增加后减少,结合最紧密的水含量（mT21）先减少后增加;干燥产品多孔性和复水性逐渐增大,ΔE逐渐变小,L*和硬度先减小后有稍许增大。相关性分析表明,多孔性与T24、mT23呈现显著正相关（P＜0.05）,相关系数分别为0.995、0.989;mT22与ΔE的相关系数为0.984。该研究为阐明冻融处理对果蔬变温压差膨化干燥品质变化机理分析提供了理论依据。     

挂面干燥过程水分迁移规律及其对产品质量影响研究

为揭示挂面干燥过程水分状态、含量动态迁移规律,阐明干燥条件对水分动态迁移过程的影响,探讨挂面干燥过程水分动态迁移规律及其与产品质量的关系,本试验以小麦品种永良4号为原料,设计干燥温度(30、40℃)、相对湿度(65%、75%、85%)两因素不等水平全排列组合试验;利用“食品水分分析技术平台”实时监测干燥过程水分状态动态变化,并测定干挂面收缩率及抗弯曲特性。结果表明,不同干燥组合条件下,挂面干燥过程水分可区分为强结合水、弱结合水、自由水,横向弛豫时间分别为：T₂₁,0.06～0.187 ms;T₂₂,0.811～5.722 ms;T₂₃,34.305～242.013 ms。干燥过程中,随着干燥时间的延长,T₂₁、T₂₂呈下降趋势,T₂₁较T₂₂更快达到平衡状态;T₂₃呈“下降-上升-缓慢下降”趋势;挂面中强结合水绝对含量(W₂₁)、弱结合水绝对含量(W₂₂)均呈逐渐下降趋...     

银杏种子萌发过程低场核磁T2反演谱解译初探

随着科学技术的发展，低场核磁共振（Low Field Nuclear Magnetic Resonance, LF-NMR）横向弛豫时间（Transverse Relaxation Time, T2）反演谱检测技术越来越多的被应用于农业，但当前对T2反演谱的解译尚停留在水分相态分布层面。为探索从物质成分角度对种子T2反演谱进行解译的新方法，该研究以银杏种子为对象，利用低场核磁共振技术检测并对比银杏鲜种、种子粉末及其主要成分试样的T2反演谱，分析各信号峰的形成机理，并以此为依据对其在种子萌发过程中的变化进行解译。研究结果表明：淀粉与蛋白质混合试样T2反演谱的峰T21、T22、T23以及淀粉与油脂混合试样的峰T24在峰顶时间上和种子粉末试样相对应信号峰完全一致；在物质成分及配比完全相同的情况下，种子粉末试样T2反演谱的峰T21～T24的峰顶时间较鲜种分别相差12.98%、32.21%、13.02%、0%，T21、T22峰比例较鲜种分别偏少41.72%、29.33%，T23峰比例偏多92.26%，T24峰比例偏少91.71%，说明种子组织结构会对其内部水分的弛豫时间和相态分布比例造成一定影响。仅从物质成分角度考虑，种子内水分的弛豫时间主要在淀粉、蛋白质的影响下表现为T21、T22、T23，在淀粉和油脂的影响下表现为T24。由此认为峰T21、T22主要为吸附在淀粉和蛋白质上相态不同的结合水的信号，峰T23为主要被淀粉和蛋白质束缚后产生的半结合水的信号，峰T24主要为种子中自由水的信号（少量源自油脂）。此外，种子即将裂壳时将形成T2a（峰顶时间在10 ms左右）、T2b（峰顶时间＞1 000 ms）2个新信号峰，可作为预示种子萌发状态即将发生重要变化的"预兆峰"。提出的从化学组分及核磁检测原理角度对银杏种子萌发过程T2反演谱进行解译的新途径，可为基于LF-NMR方法对种子萌发过程中化学组分变化进行活体分析提供参考。     

基于LF-NMR研究包装方式和温度对鲶鱼片保水性的影响

为了考察贮藏过程中包装方式和温度对鲶鱼片保水性的影响,该试验将新鲜鲶鱼片分别经空气包装(air-package,AP)、真空包装(vacuum package,VP)和气调包装(modified atmosphere package,MAP,60%CO_2+40%N_2)后贮藏于4℃和-0.7℃的冷库中,于贮藏第0、1、4、7、10、15、20、30天测定鲶鱼片的pH值、蒸煮损失率、离心失水率等指标变化,利用低场核磁共振(low-field nuclear magnetic resonance,LF-NMR)技术测定鲶鱼片的水分弛豫时间(T22)、弛豫面积(P22)和质子密度成像(magnetic resonance imaging,MRI),并利用扫描电镜(scanning electron microscopy,SEM)观察鲶鱼片肌纤维结构的变化,对鲶鱼片贮藏过程中保水性变化及原因进行综合判断。结果显示,随着贮藏时间的延长,各组鲶鱼片保水性均呈下降趋势,表现为蒸煮损失率和离心失水率比新鲜鲶鱼片增加,弛豫时间T22和弛豫面积P22降低。相比较而言,冰温气调(-0.7°C-MAP)样品的保水性下降最为缓慢,是鲶鱼片品质保持的较佳贮藏方法。皮尔逊相关系数分析表明弛豫面积P22与贮藏时间、蒸煮损失率及离心失水率显著相关(P0.05);MRI结果显示,鲶鱼片的水分在贮藏过程中逐渐从肌纤维内部渗出,集聚在肌束膜上;SEM表明肌纤维细胞结构发生改变,这可能是引起保水性下降的根本原因。综上所述,该研究证明利用LF-NMR技术可快速表征鲶鱼肉保水性的变化,研究结果为选择鲶鱼片的较佳贮藏条件提供了理论依据。     

复合无磷保水剂的配方优化及对PSE猪肉贮藏品质的影响

为了改善PSE猪肉的加工特性,明确L-精氨酸、碳酸钠、柠檬酸钠对PSE猪肉保水性的影响,本研究在单因素试验基础上,以蒸煮损失、离心损失、滴水损失为指标,通过L₉(3⁴)正交试验,确定最适添加量,并分析测定了在最适复合无磷保水剂配方下PSE猪肉贮藏过程中的品质变化。结果表明,L-精氨酸为0.40%、碳酸钠为0.60%、柠檬酸钠为0.60%的复合无磷保水剂处理,能显著提高PSE猪肉的保水性,并能有效改善PSE猪肉的贮藏品质。本研究结果为提高冷藏期PSE猪肉的保水性提供了一种新思路,同时为无磷保水剂提高PSE猪肉的利用价值提供了一定的理论支持。     

运输季节对生猪应激及猪肉品质的影响

为了研究运输季节对猪宰前应激及宰后猪肉品质的影响,该文以杜大长三元杂交猪为对象,测定了夏、秋和冬3个季节运输条件下猪的血液生化指标、血细胞系数以及宰后猪肉温度、p H值、保水性、色泽和剪切力的变化。结果表明:秋季运输猪血液中白细胞数、血红蛋白、红细胞压积、葡萄糖、促肾上腺皮质激素和皮质醇浓度显著低于夏季和冬季组(P0.05),胴体表面皮肤损伤也显著降低(P0.05)。运输季节对宰后猪肉胴体温度、p H值、色泽及保水性有显著性影响(P0.05)。与秋季运输相比,夏季运输猪宰后45 min胴体温度、滴水损失率、L值显著升高,a*值和剪切力显著下降(P0.05);冬季运输猪宰后猪肉a*值增加(P0.05),但滴水损失率与秋季组相比并无显著性差异(P0.05)。因此猪在秋季运输能显著降低宰前动物应激,提高宰后猪肉品质,夏季和冬季如能对运输环境分别进行防暑和保暖处理可能会对猪应激反应和猪肉品质产生积极的作用。该研究结果对于屠宰行业实际生产过程中缓解生猪宰前运输应激,改善动物福利以及提高猪肉品质提供参考。     

高氧气调包装对不同品种冷却猪肉贮藏品质及持水性的影响

为了研究不同品种冷却猪肉在高氧气调包装贮藏过程中,蛋白氧化对猪肉品质及持水性的影响,试验以氟烷基因(NN)型杜长大三元杂交猪和不含NN基因型的三门峡黑猪为研究对象,分析了2个品种猪肉经高氧气调包装(80%O2+20%CO2),于(4±1)℃下贮藏过程中肌肉色泽、蛋白质氧化、水分分布、保水性以及肌肉微观结构的变化。结果表明,随着贮藏时间的延长(0~10 d),2个品种猪肉的肌原纤维蛋白羰基含量显著升高(P0.05),巯基含量显著降低(P0.05),表明猪肉肌原纤维蛋白的氧化程度随着贮藏时间的延长而加剧;肌原纤维蛋白发生持续性氧化,肌原纤维蛋白骨架的完整性遭到不同程度破坏,肌束膜破裂,纤维束间隙增大,结构疏松,保水性降低,不易流动水逐渐态变为自由水;与贮藏初始相比,第3天时杜长大三元杂交猪和三门峡黑猪的不易流动水均显著降低(P0.05),第5天杜长大三元杂交猪的自由水显著增加(P0.05),而黑猪的自由水在第10天时显著性增加(P0.05);贮藏5 d以上时,2个品种猪肉的蒸煮损失率均较对照组的蒸煮损失显著增大(P0.05);2个品种猪肉的L*值、a*值、b*值均呈现先增加再降低的趋势,L*值在第7天时达到最大值,a*值在第3天时达到最大值,杜长大三元杂交猪和黑猪的b*值分别在第5天和第7天时达到最大值;2个品种的猪肉经高氧气调包装,其色泽、蛋白质氧化、水分态变、保水性、微观结构等指标变化规律相似,表明高氧气调包装对2种猪肉的贮藏品质及持水性的影响效应具有一致性。研究结果为高氧气调包装冷却猪肉贮藏品质及汁液流失控制提供依据。     

玉米种子萌发过程内部水分流动规律的低场核磁共振检测

为研究玉米种子萌发过程中内部水分的流动规律,分析其内部生理代谢状态,该文利用低场核磁共振技术,连续60 h对3个品种玉米种子的吸胀、萌动和发芽3个阶段的萌发过程进行动态监测。分别在萌发时间为0、12、36和60 h这4个典型的萌发时刻,对处于25和31℃的2个恒温萌发环境中的玉米种子进行核磁共振横向弛豫时间信号采集,并通过反演运算得到其横向弛豫时间T_2反演谱。试验结果表明:通过横向弛豫时间可以将玉米种子内部水分划分为结合水(0.1T_210 ms)、半结合水(10T_2100 ms)及自由水(100T_21 000 ms)3种水分相态;随着萌发时间的延长,3个品种玉米种子在2个不同温度的萌发环境中,结合水均呈现先迅速增加后逐渐降低的趋势,自由水均反映为先降低后不断增加的态势,而半结合水和总体水分含量则表现为持续增加的现象;外界温度对3种相态水分含量的影响不尽相同,但提高萌发温度可以明显促进玉米种子吸水,同时提高玉米种子的发芽率。本试验快速并直接揭示了玉米种子在萌发过程中的水分分布情况,可为玉米种子萌发过程的机理研究提供重要参考。     

用低场核磁共振检测水稻浸种过程中种子水分的相态及分布特征

为研究水稻浸种过程中种子的水分相态及其分布特征,利用低场核磁共振快速、无损、准确的检测技术,通过硬脉冲回波序列CPMG(carr-purcell-meiboom-gill sequence)测量水稻种子横向弛豫时间T2,根据横向弛豫时间T2的差异区分种子内部的水分相态及其变化规律。试验结果表明:通过T2反演谱横向弛豫时间T2长短的差异,发现水稻浸种过程中种子内部水分存在结合水、自由水2种水分状态,同时可区分出内层水、中层水、外层水3种水分分层;二者均能通过回归方程合理的估测水稻在浸种过程中种子的吸水率情况;通过T2反演谱信号幅值大小的差异,发现水稻浸种过程中的种子总水含量不断上升,但由于判定依据及划分方式的不同,二者在水分的流动方式上略显差异。低场核磁共振技术对水稻浸种过程中种子内部的水分变化进行了直观的揭示,提供了一种高效的种子水分检测方法。     

宰后冷却工艺对冷却猪肉肉色、质量分类的影响

研究了宰后猪胴体分别采用常规冷却工艺(宰后45 min起,(3±0.5)℃、0.4 m/s冷风冷却24 h)和二阶段急速冷却工艺(宰后35 min起,-20℃、2 m/s冷风冷却1.5 h;(3±0.5)℃、0.4 m/s 冷风冷却22.5 h)对冷却猪肉肉色、质量分类的影响。通过测定冷却猪肉pH值 和T(温度)及肉色仪器测定参数值(L^*、a^*、b^*)和肉色分值, 确定了它们之间的相关性,并进行猪肉质量分类判断。结果表明, 常规冷却工艺冷却猪肉的T_45min与pH_45min、L^*、肉色分值呈极显著性相关(p＜0.01),相关系数分别为-0.37,0.45,-0.39;L^*与肉色分值呈最大的负相关,相关系数达-0.80;PSE猪肉占18.6%,RFN(正常)猪肉占80.4%,而DFD猪肉仅占1.0%。二阶段急速冷却工艺在宰后初期比常规冷却工艺不仅有效降低冷却猪肉温度,而且同时使其pH值下降缓慢;其PSE猪肉降至12.0%,RFN(正常)猪肉升至87.0%,DFD猪肉仍为1.0%。提示二阶段急速冷却工艺可改善冷却猪肉肉色、进而提高其质量。     

土壤对养分离子吸附特性初步研究

针对土壤本身对养分离子具有吸附固定特性降低了养分的有效性,运用土壤养分状况系统研究法通过吸附试验研究新疆两种土壤对养分离子的吸附固定能力。研究结果表明:棕漠土对P、Zn、Cu的吸附固定能力比潮土强,两种土壤对K、B和Mn吸附固定差异不显著,棕漠土的养分限制因子是N>P>Mn>B,潮土的养分限制因子是N>Mn>P>K,因此施肥时考虑到土壤对养分离子的吸附固定能力确定合理的施肥量。     

基于ZigBee的精准农业模式研究

针对传统农业的局限性,探讨了传统农业生产模式转变为以信息网络为中心的精准农业的生产模式,阐述了ZigBee技术在精准农业中的应用,对系统的硬件进行了设计,并给出了软件流程。运用该系统可有效地降低成本,提高农作物产量。     

基于IHA-RVA法的生态治理对径流演变情势的影响评估

研究流域径流演变情势及其对生态治理的响应,可为流域水资源合理利用和水生态治理提供重要指导。该文依据北洛河上游1964—2014年逐日平均流量和年降水量资料,采用双累积曲线法、双滑动平均法(MASH)和Mann-Kendall趋势检验法对径流过程变化进行了分析研究,采用水文指标变化范围法(IHA-RVA)对5组30个径流指标及其改变度进行了评估,对径流演变成因做了初步分析。结果表明：研究期内年径流呈现减少趋势,且以1979年和2002年为界可划分为基准期、水土保持治理期和生态恢复影响期;汛期流量下降较非汛期明显,减少幅度为35.6%;生态治理影响下径流指标整体水文改变度为74.35%,属于高度改变;5组30个径流指标中发生高度改变的指标占比增加,其中年极端流量组变化度最大,为94.77%。人类活动使得流域河川径流显著减少且波动性减弱,而水土保持、退耕还林(草)措施是核心驱动力。     

降雨对地表糙度影响的研究

通过野外模拟降雨实验,研究了降雨对地表糙度的影响规律,经过降雨作用后,随机糙度的地表,变化呈增加趋势,而有向糙度的地表,则呈减小趋势;随着降雨组合因子增加,随机糙度的变化量呈增加的趋势,而有向糙度则呈幂函数递减。     

黄土沟壑丘陵区退耕对土壤侵蚀影响的模拟研究

随着在黄土沟壑丘陵区退耕政策的实施,退耕必将对该地区的水土流失特征产生重大影响。对退耕的水土保持效益进行模拟研究,可为退耕政策的合理实施提供理论依据。选定位于黄土沟壑丘陵区的安塞研究区,在RS和GIS支持下,采用USLE,模拟研究了不同退耕方案对土壤侵蚀的影响。在2001年土地利用的遥感解译图和GIS计算分析基础上设计了8种不同的退耕方案,模拟结果显示,各种退耕方案对土壤侵蚀的减少主要发生在强度及强度以上侵蚀区,退耕后研究区已没有发生剧烈侵蚀的区域,强度和极强度侵蚀明显减少;土壤侵蚀量的减少主要发生在≥25°退耕和≥15°退耕,≥25°退耕还草和还林分别使土壤侵蚀总量减少了19.9%和23.2%,≥15°退耕还草和还林分别使土壤侵蚀总量减少了36.6%和42.6%。≥8°退耕方案和全部退耕方案与≥15°退耕方案相比,水保效益并没有显著差别。     

基于InVEST模型评估土地整治对生境质量的影响

土地整治通过对土地资源及其利用方式再组织和再优化影响生境斑块之间物质流、能量流的循环过程,从而改变区域生境质量和分布格局。该文以大安市土地整治重大项目为例,采用InVEST模型分析了土地整治对生境质量的影响。研究表明:1)土地整治前(2008年)、整治中(2011年)、整治后(2014年),耕地、草地和盐碱地均为项目区的主要土地利用类型;2)土地整治后,大量的盐碱地和草地转变为耕地,耕地面积由整治前的14.43%上升到71.19%;3)土地整治中,项目区的生境质量得分由整治前的0.194下降到0.189,整治后又上升到0.214;4)土地整治工程改善了项目区的生境质量,但整治完成后生境质量改善效果经历了先下降后上升的过程,在整治完成3~4 a时,生境质量仅比整治前提高了0.06左右,整治完成4 a之后,生境质量开始逐渐好转。研究结果可为土地整治工作中的生境及生物多样性保护工作提供科学依据。     

GIS支持下的土壤侵蚀强度景观空间结构研究

从土壤侵蚀角度看,自然生态系统景观由微度土壤侵蚀和其它等级土壤侵蚀强度的地域组成 ,其景观基本元素有斑、廊、基.在GIS支持下研究了宜昌地区土壤侵蚀强度景观的面积对比、多样性指数、优势度指数和多度等参数.通过RS-GIS一体化的土壤侵蚀遥感调查,认为宜昌地区中观尺度的土壤侵蚀强度景观结构类型有散置斑块景观、指状交错景观、网络景观.     

陆面过程中的水文模式研究

陆面水文过程模拟是解决全球环境恶化与气候异常的最好方法，是当前学术界关注的热点。对陆面过程的涵义、模式的发展、陆面过程中水文参数的描述进行了总结，提出了在陆面水文过程研究中存在的尺度匹配误差、数据共享矛盾、参数不确定性等不足及今后的研究方向。     

农膜污染的防治对策

论述了我国残膜污染的原因、现状及残膜给环境和农业带来的危害 ,并针对目前存在的问题提出了治理对策。     

不同基因型大豆氮效率的研究

通过对不同基因型大豆新大豆1号和黑农40的试验研究,结果表明,施氮对新大豆1号的增产作用不明显,但对黑农40有较好的增产作用;花期黑农40和新大豆1号上、中、下层叶片氮含量都随着施氮量的增加而增加,黑农40叶片氮含量与施氮量的相关系数都达到极显著相关,但新大豆1号没有达到显著水平;施氮对新大豆1号的生物固氮抑制程度高于黑农40,使新大豆1号生物固氮降低36. 3% ~85. 2%。