农产品近红外光谱品质检测软件系统的设计与实现

在中国加入WTO后，利用近红外光谱技术进行快速、准确的农产品品质检测技术与方法研究非常迫切，为满足对样品组分定量预测软件的需求，设计并实现了农产品近红外光谱品质检测软件系统。采用了面向对象编程技术，向量、矩阵运算的封装技术，结构化存储与复合文档等软件实现技术。该系统由光谱文件管理，光谱显示，光谱信号处理(预处理)，光谱校正模型的建立与管理，未知样品的组分浓度预测等五大功能模块构成。具有多种光谱仪器光谱格式(SPC、TXT、JWS、MAT、ASF等)兼容性，光谱分析功能全面性，算法(PCR、PLS、GA、ANN、Wavelet、Wavelet Package等)多样性，软件系统易维护性，用户使用操作方便性等特点。实例分析表明，无论采用本系统的PLS-NIR模型，还是采用本系统的PCA-MBP-NIR模型，组分浓度预测精度均很高。本系统为农产品品质检测近红外光谱建模和预测提供了很好的技术支持，具有重要的应用价值。     

西尼罗病毒荧光定量PCR检测体系的建立及评价

本研究建立了一种实时荧光定量PCR快速核酸检测西尼罗病毒的方法。通过序列比对和blast分析，确定西尼罗病毒Caspid蛋白保守区基因为检测的目的基因，引物采用Primer Premier5.0软件进行设计。本研究建立的检测方法利用SYBR Green染料，相比探针成本较低。通过溶解曲线分析表明，建立的检测方法在扩增过程中没有发现有二聚体的产生。本检测体系在用空白对照及类似的乙脑病毒作为扩增对照时，没有发现非特异性产物的生成，表明该体系对于西尼罗病毒的检测是特异的。将阳性对照标准品进行10倍梯度稀释后可检测到102copies/μL样品，表明该检测体系具有较高的检测灵敏度。     

贝类中GII型诺如病毒的微滴式数字PCR定量检测方法

采用微滴数字PCR(ddPCR)技术,建立RT-ddPCR快速定量检测GⅡ型诺如病毒的方法。反应条件的退火温度为55℃,反应体系引物探针浓度分别为1、 0.25μM。建立的GⅡ型诺如病毒RT-ddPCR方法的特异性和稳定性好;在单位体积内拷贝数20~60 000区间内呈现良好的线性关系, R2=0.997。本方法可以对单位体积拷贝数为20的样品进行稳定的定量检测,对单位体积拷贝数为6.6的样品进行稳定检测。精密度结果表明, 4组浓度的样品所得到的组内RSD值为2.86%~23.59%之间,均<25%;对23个贝类样品的检测结果与荧光PCR检测结果一致。本研究建立的GⅡ型诺如病毒的RT-ddPCR定量检测方法可用于贝类样品诺如病毒的快速定量检测。     

检测兽用疫苗中霉形体污染的PCR-ELISA技术的建立及应用

本试验建立检测兽用疫苗中霉形体污染的PCR-ELISA方法，探索其最佳试验条件及优化组合，并与PCR检测法作对比，评价其应用价值。试验依据Genbank中登录的鸡源霉形体和猪源霉形体16s rRNA基因序列，运用DNAStar软件和Primer 5.0软件设计PCR特异性引物和探针，其中引物用地高辛标记，探针用生物素标记。然后以培养的霉形体中提取的DNA为模板，依据PCR-ELISA技术原理设计试验，建立并优化PCR-ELISA反应条件。最后用建立的PCR-ELISA扩增体系和条件对从市场上随机购买的30批鸡新城疫Ⅰ系活疫苗样品、30批鸡新城疫La Sota系活疫苗样品和30批猪瘟活疫苗样品进行检测。检测结果表明：应用建立的PCR-ELISA反应体系和条件可以从疫苗样品中检测到霉形体，检测率为35.6%，比PCR法的检测率高11.2%。该方法灵敏度高，特异性强，在疫苗的霉形体污染检测中具有推广应用价值。     

地统计软件包的开发及在土壤空间变异中的应用

Geo-STATer是一个用来进行半方差分析、地统计估值和模拟的工具软件。它除了具备传统统计学的基本统计分析功能外，还集成了地统计学的几项主要功能：单变量半方差分析、交互变量半方差分析、半方差函数模型拟合、空间插值方法（包括普通克立格法、协同克立格法和逆距离加权法）。本文介绍了该软件的总体设计思路、主要功能模块和开发实现，并用实例土壤数据演示了软件的操作计算过程并将计算结果与其它的地统计软件进行了比较。结果表明．Geo-STATer软件具有较好的运算效率和精度．可以运用于土壤特性的空间变异性研究和插值制图，并能与其他专业模型进行集成开发．服务于田间精确施肥管理系统的开发。     

土壤肥力管理信息系统的关键编程技术研究

本文讨论了土壤肥力管理信息系统的开发中能够提高开发效率和增加软件易用性的一些关键技术。另外，对数据库软件特有的其它一些技术问题如动态打开数据库的数据表、包含不定可选项字段的代码表的建立，以及同步计算等，作者也提出了自己的解决方法。     

蒙特卡罗方法仿真光在多层结构农产品中的传输及试验研究

通过对光与农产品相互作用物理本质的分析,采用一种求解光子在生物组织中迁移规律的蒙特卡罗(Monte Carlo)计算方法,并设计了基于Windows蒙特卡罗仿真软件。对大量光子进行仿真计算就可以获得漫反射率、平均光学路径、空间灵敏度图像等。利用液体模型的实测光学参数进行仿真,其结果与试验结果符合。进一步对多层结构的农产品样品进行了蒙特卡罗仿真研究,可为合理设计无损检测的传感器提供依据。     

粮库温湿度检测系统的研制

为了解决目前粮库温湿度检测中存在的问题，该文研究设计了用MCS-51系列单片机实现的粮库温湿度自动检测系统，该系统性能价格比较高。在该系统中，几十个温度传感器都是用灵敏度比较高价格低廉的热敏电阻完成，并用软件克服了这种传感器的线性度和稳定性差的缺点。通过一定的计算和数据处理工作，将对湿度的检测转化为对温度的检测，从而简化了电路，进一步降低了成本。本系统采取了一系列软件抗干扰措施，故运行可靠。     

Matlab图像处理在水稻谷粒计数中的应用

为探索水稻谷粒图像快速计数方法,修正或减少因谷粒粘连引起的误差,采用黑色平面结合机械振动分散谷粒并采集图像,利用Matlab软件对图像进行灰度处理、二值化处理、两步开运算及腐蚀运算等消除粘连,并对计数点标记和计算。在灰度图上作开运算能有效修整谷粒边缘,腐蚀运算后谷粒中心与边缘亮暗对比更加鲜明,二值化后的图像初步分离效果好,在进一步开运算和腐蚀运算后,颗粒缩小,边界距离增大,解决了绝大部分粘连。对计数点标记后,非计数点更容易观察,可进行人工校正。该方法不仅可有效地分割谷粒粘连,还便于校正以提高精度,可快速实现800粒以内的水稻颗粒计数。     

用矢量计算法动态显示多履带机械倾翻稳定性

分析了多履带机械的受力情况，针对其作业特点提出了绕三个球型支座失稳和绕中心回转轴承失稳时的稳定性计算模型和计算方法，编制的稳定性分析软件，可以动态显示各种工况下的稳定区域图。其研究成果对于多履带机械的稳定性计算和总体设计具有实用价值     

基于可见光光谱分析的土壤参数分析

利用光谱分析技术，进行了农田原始状态土壤样品的可见光光谱与土壤参数之间的相关、回归分析。土壤样品采集于一块水分较低的玉米地和一块水分较高的牧草地，所分析的土壤参数有土壤水分、土壤有机质含量、土壤硝态氮含量、土壤电导率以及土壤pH值，土样的可见光光谱由精密分光光度计测量。分析结果显示，有效的光谱特性值为反射光谱的一次微分，所有5个土壤参数都可以利用土样的可见光光谱特性进行分析和检测。对于土壤水分、土壤有机质含量、土壤电导率以及土壤pH值，线性模型是有效的；而对于土壤硝态氮含量，则需要利用多元指数模型进行分析或检测。     

荧光衰退时间间隔对抗氧化物质ORAC值的影响分析

目的:实验定量探讨荧光衰退时间间隔的选取对抗氧化物质ORAC值的影响。方法:以维生素C和实验室自提的桑葚花色苷提取物为样品,Trolox为标准物,选取设置不同的荧光衰退时间间隔,应用ORAC法测定样品与标准物的荧光衰退曲线,计算样品ORAC值,分析不同荧光衰退时间间隔对样品AUC、Net AUC和ORAC值的影响。结果:荧光衰退时间间隔对于维生素C和桑葚花色苷提取物ORAC值的影响均在2%以内,定量地表明了荧光衰退间隔时间对于论文中样品ORAC值影响较小。结论:(1)研究结论为ORAC法中选取荧光衰退间隔时间提供参考,建议可在为1~5 min范围内随机选取;(2)基于手动记录读数的荧光酶标仪,研究结论建议可选取较长的荧光衰退间隔时间,如5 min,以有利于手动记录,也有利于与某些检测时间较短的试样交叉进行。     

田间作业机组合理编组的理论计算及程序设计

拖拉机与农具组成的田间作业机组,要实现机器本身结构和性能与之配套机具的系统协调,获得最佳的运用效果,要进行合理编组计算。该文规范了机组合理编组的理论计算步骤并用ＴｕｒｂｏＣ语言编写了计算机程序。该程序可完成田间三大类作业的合理编组计算工作,如略加修改可以满足更多种机型完成各种作业的合理编组的计算。经上机运算准确、可靠、快捷、方便。     

蔬菜有机磷农药多残留检测中的样品基质干扰及检测方法的适宜性

为研究NY/T 761-2004(农业行业标准)用于蔬菜有机磷农药多残留检测中的样品基质干扰问题,根据NY/T 761-2004分析众多蔬菜样品,结合气质联用技术,评估蔬菜样品基质对有机磷农药多残留分析的干扰。结果表明,用NY/T 761-2004检测蔬菜有机磷农药多残留时,绿叶菜类、白菜类、瓜类、茄果类、豆类、薯芋类和根菜类蔬菜几乎没有样品杂质峰,有机磷农药测定不受干扰;甘蓝类蔬菜(如紫甘蓝、甘蓝和西兰花等)有显著的样品杂质峰,敌敌畏、甲胺磷、甲拌磷和甲基毒死蜱等测定常受干扰;葱蒜类蔬菜(如蒜、葱和韭菜等)有较强的样品杂质峰,有机磷农药多残留测定无法进行。     

一个稀释度间接ELISA法测定IBDV抗体效价的研究

应用样品一个稀释度间接ＥＬＩＳＡ法对产蛋母鸡及其小鸡进行传染性法氏囊病病毒（ＩＢＤＶ）抗体效价测定，同时用病毒中和试验（ＶＮ）作比较检测。结果表明，该ＥＬＩＳＡ法比ＶＮ法敏感、精确、简便，所有样品只测定一个稀释度的Ｐ／Ｎ值，再根据线性回归方程（ｒ１=０．８８９８，Ｐ≤０．０５）计算抗体效价，达到省时省力、节约材料、减少试验误差和一次可进行大批样品检测的目的。２种方法相关性较高（ｒ３=０．８４９２，Ｐ＜０．０１），小鸡母源抗体衰减与日龄呈线性关系（ｒ２=－０．８７５８，Ｐ＜０．０１），ＩＢＤＶ母源抗体半衰期为６．３ｄ。     

现代化温室环境参数的模糊控制

该文在分析了传统控制算法不足的基础上,提出了将模糊控制算法应用于现代化温室环境参数的检测和控制。首先确定输入输出变量的模糊语言值及隶属度值,然后给出了实现该模拟算法的硬件和软件设计。通过模拟的模糊运算,得出总控制表,采用软件查询的方法进行控制。实验表明,模糊控制技术应用于现代温室环境参数的检测和控制具有优良的性能     

基于随机粒子群算法的Van Genuchten方程参数优化求解

使用随机粒子群算法拟合土壤水分特征曲线并以此求解出Van Genuchten方程参数。通过算例与其他优化算法比较，结果表明：随机粒子群算法具有运算速度快，编程简单，初值无关性，全局收敛和计算精度高等优点，可以作为计算Van Genuchten方程参数的新方法。     

水保工程土方计算新方法—矢量法

运用矢量代数知识，推导出计算多边形面积和多面体体积的精确公式，以此公式为基础，提出土方计算的新方法－矢量法，它的要点是：将计算对象近似为多边形或多面体，用基本公式求解。该法在优点是：把土方平衡计算归结为土方计算，普适性强，适宜于程序运算，并叙述了该法在水保工程中常见的３类土方计算问题中的应用，指出该法有待研究的问题。     

土壤侵蚀遥感成果图象处理初探

针对遥感成果图土壤侵蚀分级处理中涉及大量手工操作与赋值工作，且受主观因素影响较大的问题，提出对图象信息进行计算机自动判读提取，并利用栅矢转换软件及GIS系统分别对各侵蚀类型运算集成，形成便于查询和运用图形库的方法。     

基于PCA与GA的近红外光谱建模样品选择方法

针对在利用遗传算法进行样品选择(SSGA)时,使用原光谱矩阵运算时间非常长的问题,提出了一种使用丰成分得分矩阵代替原光谱矩阵进行选样的新算法(PCA-SSCA).讨论了PCA-SSGA算法的主成分分解,染色体编码与解码,目标函数与适应度函数确定,选择算子、交叉算子、变异算子等.在Visual C 环境中开发了PCA-SSGA软件系统.通过对131份小麦籽粒样品针对其干基蛋白含量进行PCA-SSGA运算,经过39200代进化,最终找出最佳样品组合:样品数日由131减少为70,通过偏最小二乘留一法交叉验证(PLS-LOO-CV),决定系数(R2)由0.9477增加为0.9841,交叉验证预测均方差(RMSPCV)由0.3938减少为0.1934.从运算时间上看,PCA-SSGA进化一代时间是SSGA的1/2193,整个样品优选过程时间大大缩短,效率得以显著提高.试验结果表明:PCA-SSGA可以方便灵活地调整遗传算法的参数、自动地选择样品,这对优化农产品近红外光谱模型、进一步提高预测精度提供了很好的技术支持.