基于关联数据融合的地表移动传感器节点

开发了具有多个相关联传感器的地表移动传感器节点;提出一种基于专家系统进行关联数据处理的几何方格面积数据融合方法,即主要采用软硬件结合的方式,利用专家系统预设的节点环境阈值与传感器实际感测的数据相结合进行关联数据处理,将数据关系转化为几何方格面积,从而实现分类分层次的数据融合.结果表明：该方法能够对多个不同类型传感器提供的相同特征数据、互补特征数据、并行特征数据、条件关联数据进行融合;与传统传感器节点相比,地表移动传感器节点感测信息的准确率更高,能量消耗更低.     

多参数冬小麦估产模型研究及产量影响因素分析

产量估算研究对制定粮食政策和经济计划,科学地进行粮食宏观调控有着重要意义。针对以往线性遥感估产模型中多是基于NDVI和LAI的研究,且参数间存在多重共线性等问题,该研究以河北省南部石家庄、保定、邯郸、邢台、衡水、沧州六市为研究区,选用2000—2008 年的种植区最佳时相NDVI、LAI累加值,并引入与小麦生物量积累密切相关的不同月份地表温度作为原始估产指标,针对参数累加值存在的误差,提出一个修正公式对NDVI、LAI 进行修正,再对选用参数进行主成分分析,将结果与冬小麦产量数据建立出4 个多参数综合作用的冬小麦遥感估产模型。结果表明,利用2009 年数据对模型进行验证,结果表明4 个模型的R2介于0.714~0.818 之间,估产精度均在93.0%以上,其中,综合所有遥感参数的模型拟合效果最好,R2为0.818,估产精度达95%,而且引入温差主成分的模型精度高于仅用NDVI、LAI作参数的模型,另外深入分析各参数对产量估测的影响可知4 月中旬和5 月中旬的地表昼夜温差对冬小麦的后期产量具有较大影响。     

醋酸钙不动杆菌PAHs降解酶的超声波提取优化

为了提取醋酸钙不动杆菌 (Actnetobacter calcoaceticus)的PAHs降解酶,本文利用超声波破碎醋酸钙不动杆菌细胞,对多环芳烃（PAHs）降解酶进行优化提取。在对超声输出功率、工作\间隔时间、菌体稀释倍数以及总超声时间进行单因素实验的基础上,利用Box-Behnke中心组合实验设计,响应面法优化得到多环芳烃降解酶的最佳提取工艺为：工作\间隔时间为2s\2s、超声功率320W、总超声时间17 min、稀释12.5倍,在此条件下提取的酶活力为95.55U/g。     

兰科植物种子表面消毒方法及其对种子萌发率的影响

兰花的种子夹在贮藏时期易于开裂而使种子污染,因而不适用于无菌的组培作业。为探究合适兰科植物种子的表面消毒方法,并将其应用到无菌萌发研究及生产之中,以兰科植物贵州地宝兰(Geodorum eulophioides)的种子为研究对象,利用一种尼龙网种子袋对兰科植物微小种子进行了表面消毒方法比较的研究。在试验中比较了不同消毒剂及不同消毒时间对种子萌发率的影响。结果表明,75%酒精消毒30 s会使贵州地宝兰种子失去活性,不适用于其表面消毒;2% NaClO溶液的消毒效果与消毒时间成正比,当消毒时间增加为6 min时没有污染,消毒效果较好,种子萌发率达到33.88%,且其对贵州地宝兰种子萌发率后续生长无影响,因此是一种有效的表面消毒方法,可适用于兰科植物种子无菌萌发的研究及生产实践。     

甲鱼蛋白抗氧化肽的中性蛋白酶酶解条件优化

采用甲鱼蛋白为原料制备抗氧化活性肽,以DPPH(1,1 二苯基 2 三硝基苯肼)清除率和DH(水解度)为评价指标,在单因素试验的基础上,采用响应面法优化了中性蛋白酶酶解甲鱼蛋白制备抗氧化肽的酶解条件。结果表明: 温度5065℃,酶解pH值748,加酶量29%时, DPPH清除率最高,为(8556±152)%,对应的水解度为(768±052)%。     

超声波提取杨梅疏果核仁中苦杏仁苷工艺研究

为了明确杨梅疏果核仁中苦杏仁苷的提取方法,采用丁岙种杨梅的疏果为原料,以苦杏仁苷提取率为响应值,在超声波提取单因素试验和二水平试验的基础上,选择乙醇浓度、料液比、提取温度作为试验因子,利用Design Expert 80软件进行三因素三水平的响应面试验设计,并建立二次回归方程的预测模型。试验确定了杨梅疏果核仁中苦杏仁苷的最佳提取工艺条件: 乙醇浓度27%,料液比1∶45 (m/V),提取时间20 min,提取温度44℃,超声功率250 W。在该条件下苦杏仁苷理论提取率为9403%,实际提取率为9380%,与模型预测值基本相符。     

响应面法优化酶-超临界CO2萃取联用提取

以雪莲果为试材,在单因素试验的基础上,采用响应面法优化超临界CO2萃取辅助酶法提取雪莲果菊糖工艺。结果表明,酶-超临界CO2萃取联用提取雪莲果菊糖最佳工艺为：雪莲果粉碎度80目,木瓜蛋白酶用量10 mg/g,萃取压力32 MPa,萃取温度52 ℃,CO2流量30 L/h,此时雪莲果菊糖得率可达84.37%。酶-超临界CO2萃取联用提取法较传统提取法（酶法、微波法、超临界CO2萃取法）相比,无论提取时间还是菊糖得率都有明显的提升。     

越冬期麦田根区水热耦合模型参数原位估算与检验

越冬期根区充足的蓄水量有利于春季冬小麦的生长并有助于增产,而冬季作物根区水分运移规律通常借助土壤冻融过程水热耦合模型来描述,但该模型的预测精度受参数确定方法与边界条件等多种因素的影响。为了提高模型预测精度,提出了一种改进型的土壤冻融过程水热耦合模型参数估算方法,即运用土壤冻融特征曲线(冻土未冻水含量和土壤温度的关系)来原位估算土壤水热耦合模型参数,并检验该方法的适用性。在此基础上,评价地表蒸发量对模型预测精度的影响。大田试验在北京市昌平区小汤山精准农业示范基地开展,历经两个越冬期(2011—2012年和2012—2013年),利用管式介电传感器、温度传感器和蒸渗仪分别采集了土壤剖面未冻水含量、土壤温度和地表蒸发量数据。利用第1个越冬期(2011—2012年)的数据拟合土壤冻融特征曲线,对土壤水热参数进行最优估算,利用第2个越冬期(2012—2013年)的数据评价估算参数和地表蒸发量对模型预测精度的影响。结果表明:利用估算参数的模型预测值整体上与实测值相符。考虑到地表蒸发量对模型水热上边界的影响,第2个越冬期10 cm处未冻水含量与温度预测值和实测值的RMSE分别为0.046 m3/m3和1.883℃,20 cm深度RMSE分别为0.071 m3/m3和2.347℃。相比之下,在未考虑地表蒸发量影响下,第2个越冬期10 cm处未冻水含量与温度的模拟值和实测值的RMSE为0.059 m3/m3和2.149℃,20 cm深度RMSE为0.081 m3/m3和2.666℃。提出的改进型模型参数估算方法能够保证模型的预测精度,且考虑地表蒸发量的影响能够进一步提高模型的预测精度,随着深度的增加,蒸发量对水分与温度的影响逐渐减小。     

玉米赤霉烯酮的表面等离子体共振芯片无标记快速测定

玉米赤霉烯酮(Zearalenone,ZEN)是农产品中一种常见的真菌毒素,严重危害食品安全。现有ZEN检测方法存在操作复杂、仪器贵重、样品通常需要标记等问题。基于自行设计的便携式表面等离子体共振(Surface plasmon resonance,SPR)生物传感器,制备了用于ZEN检测的生物芯片,提出直接检测法和抑制检测法。实验结果表明,直接检测法适用于ZEN抗体筛选与免疫动力学基础研究;抑制检测法的检测限小于2 ng/m L,完成一个样品检测仅需6 min,可用于痕量ZEN毒素小分子的快速检测。基于表面等离子体共振的ZEN检测方法简单,无需标记,仪器便携,成本低,可用于现场快速检测。     

割前摘脱收获机立式离心分离复脱清选装置优化

针对水稻割前摘脱脱出物草谷比低和处理量大的特点,为提高谷物脱出物的处理能力,设计了一种可循环喂入的立式离心分离复脱清选装置并对其进行了响应面优化试验。以喂入速度和螺旋输送器转速为影响因素,以分离率、复脱率和破碎率为试验指标,通过二次正交旋转中心组合试验得到了其性能指标和工作参数的响应曲面模型。利用Design-Expert软件分析各参数对性能指标的交互作用可知,输送器转速对分离率、复脱率和破碎率的影响较大,而喂入速度则较小。通过多目标优化,得到最佳工作参数:输送器转速541.4 r/min、喂入量1.226 kg/s;在该参数组合下的期望结果:分离率为90.4%、复脱率为66.1%、破碎率为0.77%;在该参数组合下的验证性试验结果:分离率为89.4%、复脱率为65.2%、破碎率为0.83%。结果表明立式离心分离复脱清选装置处理效率高,谷物损伤小,能够适应对割前摘脱脱出物的处理要求。