缺锌玉米植株的傅立叶变换红外光谱研究

【目的】傅里叶变换红外光谱（fourier transform infrared spectroscopy, FTIR）是一种基于化合物中官能团和极性键振动的结构分析技术。本文利用傅立叶变换红外光谱仪检测缺锌和正常供锌玉米植株不同器官的组分变化,同时比较两个玉米品种植株不同部位的生物量和锌含量,以期为缺锌影响玉米生长与生理代谢的机理研究提供参考。【方法】选取农大108和郑单958两个玉米品种,利用营养液培养方式,设置缺锌和正常处理。1）当玉米出现缺锌症状后,将地上部和根系分开,测量株高和根长,烘干至恒重测干重。2）烘干至恒重的植株样品用HNO3-HClO4（3∶1）消煮,原子吸收分光光度计（型号WFX-120C,北京瑞利分析仪器公司）测定消煮液中锌浓度,计算植株中锌含量和锌积累量。3）收获玉米根系放入FAA固定液（70%酒精∶38%甲醛∶乙酸体积=90∶5∶5）中,利用扫描仪（EsponV700）扫描根系样品获取数字化图像,利用WinRHIZO根系分析软件（Regent Instruments Inc., Canada）对图像进行分析,获得根长、 根面积、 根体积等指标。4）取玉米根、 茎、 叶部分烘干样品,磨碎过0.2 mm筛,采用溴化钾压片法,利用傅立叶变换红外光谱仪（VERTEX 70,Bruker）检测不同部位的光谱特性,OPUS 6.5软件采集数据并进行基线校正。【结果】缺锌胁迫下, 植株地上部锌含量明显下降,低于临界水平（20 g/g）,生物量降低; 缺锌根系面积与体积变小,总根长变小。用缺锌与施锌植株生物量比来表征玉米对缺锌敏感性,品种农大108较郑单958对缺锌更为敏感。缺锌玉米根系和叶片FTIR谱在波数3410、 2920、 1650、 1380、 1055 cm-1附近处透过率较高,茎FTIR谱在这些波数处透过率较低,表明缺锌导致根系和叶片中碳水化合物、 脂类、 蛋白质及核酸含量下降,而在茎中有所积累。农大108植株中各组分变化受缺锌影响较大。【结论】缺锌导致玉米植株生长受抑,利用FTIR技术研究发现缺锌植株中碳水化合物、 脂类、 蛋白质及核酸组分发生变化,农大108植株中各组分变化受缺锌影响较大,品种农大108可能较郑单958对缺锌更为敏感。     

基于计算机视觉技术的水果形状分级方法

以彩色图像为处理对象,提出一种基于傅里叶变换的水果形状分级方法,采用梯度法检测彩色水果图像的边缘,再用边界跟踪算法获取水果的轮廓半径序列,然后将其进行离散傅里叶变换,最后利用傅里叶系数定义分类器,根据给定的分类阈值对水果形状进行分类,对不同水果形状的试验证明了这种方法的有效性。     

基于二次对数能量熵小波包的母猪哺乳声去噪方法研究

以小梅山母猪发出的哺乳呼噜声及其它干扰噪声为研究对象,利用噪声能量在频域内均匀分布,其对应的信息熵值最大的特性,根据噪声类型不同,选择不同小波包层数结合信息熵计算,去除环境噪声混叠的影响。试验结果表明,母猪呼噜声的频率范围在0~800 Hz内,仔猪争乳尖叫声的频率大于1 000 Hz,其他干扰噪声的频率范围0~8 000 Hz内;分别经过5层和3层的db10小波包分解,利用对数能量熵软阈值去除0~8 000 Hz主噪声及1 000~8 000 Hz内的残留噪声,且重构信号中母猪哺乳声的波形特征保持较好,获得令人满意的滤波处理结果,为进一步研究畜舍环境下母猪哺乳声音特征提取及识别提供了数据预处理方法。     

基于双树复小波变换和邻域操作的哈密瓜纹理提取

为研究哈密瓜表面纹理特征分布规律,采集金密16号9成熟、全熟和金密17号9成熟、全熟共168幅哈密瓜样本图像,对RGB彩色图像的R、G、B分量执行代数运算,转换为灰度图后进行背景分割,然后利用双树复小波变换(DT-CWT)分解图像,获取高频子图像,并对其执行邻域操作,采用迭代法选取最优阈值完成纹理提取,最后利用灰度差分统计法和纹理频谱分析法描述分析哈密瓜纹理特征,建立基于支持向量机(SVM)的分类模型。研究结果表明,利用DT-CWT和邻域操作相结合的方法可得到更加连续、完整的哈密瓜纹理图像;4种哈密瓜的纹理特征值差异显著,利用纹理特征值分类准确率为89.3%;哈密瓜表面纹理无周期性。     

基于CWT-sCARS的东北旱作农田土壤有机质高光谱反演

精准高效获取不同类型土壤的有机质含量,对促进东北土壤退化防治和耕地质量提升有重要意义.本研究以东北旱作农田典型土壤类型为研究对象,采集了黑土、黑钙土、潮土和棕壤共118个土壤样品,采用倒数对数、一阶微分、连续统去除和连续小波变换分别对其光谱曲线进行预处理.通过稳定性竞争自适应重加权采样(sCARS)算法筛选敏感波段,并...     

面向空间自相关信息的高光谱图像分类方法

空间滤波器在提取高光谱图像纹理信息过程中容易丢失空间自相关信息,导致植被分类精度不高。针对当前方法的不足,提出一种空间自相关信息的高光谱图像分类算法(Classification of hyperspectral image based on spatial autocorrelation information,CHISCI)。该方法先用域转换线性插值卷积滤波(Domain transform filter of interpolated convolution,DTFOIC)对高光谱全波段图像提取空间自相关信息,然后对高光谱数据进行主成分分析(Principal component analysis,PCA)降维后的前部分主成分提取空间自相关信息,两种空间自相关信息线性融合后交由支持向量机(Support vector machine,SVM)完成分类。试验表明,相比使用光谱信息、高光谱降维、空谱结合的SVM分类方法和边缘保持滤波以及递归滤波的方法,所提出的CHISCI方法对高光谱图像的植被分类精度有较大提高,在训练样本仅为6%和1%的情况下,对印第安农林和萨里斯山谷数据集分类的总体分类精度分别达到96.16%和98.67%,比其他算法高出2~16个百分点,验证了该方法的有效性。     

基于ZRM-MDH模型转换的串联机器人运动学参数标定

运动学参数误差是影响工业机器人绝对定位精度的主要因素,通过误差标定能够有效地提高工业机器人的精度。运动学模型的完整性、连续性与冗余性对运动学参数的辨识精度影响较大。为尽可能地提高机器人的标定精度,并易于实现机器人误差补偿,本文提出一种基于ZRM-MDH模型转换的机器人运动学参数标定方法。首先,基于零参考模型(ZRM)建立TX60型串联工业机器人的位姿误差模型,结合测量位姿误差辨识ZRM的参数;其次,基于圆点分析法将ZRM转换成MDH模型。在TX60型机器人前侧工作区域内任意选择50个测量点,实施运动学参数误差标定。实验表明,基于MDH模型标定后的机器人平均综合定位误差为0.081 mm,而经过ZRMMDH模型转换后的机器人平均综合定位误差为0.062 mm。为验证标定方法的稳定性,在TX60型机器人前侧工作区域内,选择5个区域实施运动学参数误差标定,结果表明,基于ZRM-MDH模型转换获得的标定精度稳定性相对较好。     

热处理对全脂大豆蛋白质分子结构特征、溶解度和体外消化率的影响

【目的】研究热处理对全脂大豆蛋白质分子结构特征、溶解度和体外消化率的影响及三者之间的相关性。【方法】以全脂大豆为样本,对其进行湿热法(120℃高压(0.1 MPa)灭菌锅加热7.5min)和干热法(120℃烘箱干燥15min)处理,同时设膨化全脂大豆粉不作加热处理。使用傅立叶红外光谱(FTIR)技术,定量计算蛋白质分子结构特征(酰胺Ⅰ带、酰胺Ⅱ带、酰胺Ⅰ带/酰胺Ⅱ带、蛋白质二级结构中α-螺旋、β-折叠及α-螺旋与β-折叠的比值),并采用体积分数0.2%KOH溶液定氮法和胃蛋白酶-胰酶制剂两步酶解法,分别对大豆样品蛋白质溶解度和粗蛋白体外消化率进行分析,用Pearson方法分析各指标间的相关性。【结果】不同热处理条件显著影响了3种大豆样品蛋白质的分子结构特征、溶解度和体外消化率,且以对膨化全脂大豆的影响最大。蛋白质酰胺Ⅰ带、酰胺Ⅱ带的峰高和峰面积与其溶解度和体外消化率呈显著正相关关系(P0.05);而蛋白质酰胺Ⅰ带与酰胺Ⅱ带峰高比值与其溶解度和体外消化率呈显著负相关关系(P0.05),蛋白质酰胺Ⅰ带与酰胺Ⅱ带的峰面积比值与其溶解度和体外消化率也呈显著负相关关系(P0.05);α螺旋含量、α螺旋/β折叠值与蛋白质溶解度和体外消化率呈极显著正相关关系(P0.001);无规则卷曲含量与蛋白质溶解度和体外消化率呈显著正相关关系(P0.05);而β-折叠含量与蛋白质溶解度和体外消化率呈极显著负相关关系(P=0.002);并且蛋白质溶解度与体外消化率呈极显著正相关关系(P0.001)。【结论】得到了一组新的蛋白质分子结构特征数据,而且蛋白质的分子结构特征、溶解度和体外消化率三者之间存在密切的相关性关系。     

富硒链霉菌wh63的鉴定及富硒特性研究

富硒链霉菌wh63可在平板硒浓度为100 mg/L时生长良好。低浓度的硒元素可以促进菌株生长,高浓度则会抑制菌株的生长,硒添加量为0.5和1.0 mg/L的wh63菌株生物量比对照分别提高12%和8%。通过显微形态学观察,wh63菌株孢子丝卷曲,孢子表面光滑;在高氏1号培养基上,气生菌丝为白色,后期颜色会变深。结合16S r DNA序列分析鉴定,发现其与唐德链霉菌(Streptomyces tendae)的同源性最高,为99%,且生理生化特性一致,初步鉴定wh63菌株为链霉菌属(Streptomyces)。通过菌落形态观察,结合SEM(扫描电镜)和IR(红外光谱)分析,发现链霉菌wh63可以将无机硒转化为红色单质硒,红色单质硒附着在富硒链霉菌wh63菌体表面。     

红外光谱结合元素分析法研究SRB对煤的降解

利用傅里叶红外光谱(FTIR)技术,对淮南潘二煤层煤样在接种硫酸盐还原菌(SRB)前后煤样组分的结构变化特征及规律进行研究,同时结合元素分析技术进行进一步分析。结果表明,煤样经过SRB细菌降解后,S元素、N元素均有不同幅度变化,其中,S元素均有减小的趋势,N元素有小幅度的增加趋势。C、H元素变化不明显,同时SRB细菌将煤中能降解利用的有机物降解后,煤样中含氧官能团相对含量下降、羟基官能团含量有所上升。SRB细菌的降解利用改变了煤中有机物成分含量及物质结构。