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不同热解温度骨炭孔隙结构变化的Micro-CT原位三维可视化表征

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农业机械学报 2023年

作者：朱瀛王梦妍黄圆萍李宇宇解茹越刘贤韩鲁佳中国农业大学工学院

骨炭作为不同动物源骨粉资源化利用的一种重要产物，含有丰富的孔隙结构和活性位点可被用作于催化剂载体或水体、土壤等环境中的吸附剂。为了三维、原位可视化表征不同动物源骨炭颗粒的孔隙结构特征，以热解温度为400、500、600、700和... 详细信息

骨炭作为不同动物源骨粉资源化利用的一种重要产物，含有丰富的孔隙结构和活性位点可被用作于催化剂载体或水体、土壤等环境中的吸附剂。为了三维、原位可视化表征不同动物源骨炭颗粒的孔隙结构特征，以热解温度为400、500、600、700和800℃的猪、牛骨炭颗粒为研究对象。骨炭颗粒Micro-CT扫描条件为：管电压50 kV、管电流200 mA、图像分辨率10 μm；Micro-CT图像二值化方法为adaptive mean-C。结果表明：UM和ACE相结合的Micro-CT图像滤波处理方法最优；不同热解温度骨炭颗粒的断层结构图像和容积模型与电镜结果相近；骨炭颗粒比表面积、孔隙率和孔径分布的定量表征结果与实验室BET法的测定值相吻合。研究结果为骨炭孔隙结构原位三维分析提供了一种新的非破坏、可视化的表征新手段。

关键词：骨炭孔隙结构原位三维可视化 Micro-CT 图像处理

基于定标模型云共享的奶牛粪水微型NIR现场速测系统

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农业工程学报 2022年第10期38卷 208-215页

作者：梁浩史卓林范雅彭任朝霞袁天怡黄圆萍韩鲁佳杨增玲中国农业大学工学院北京100083

针对还田利用中粪水成分现场获取困难的问题,该研究设计开发了基于定标模型云共享的奶牛粪水微型近红外(Near-Infrared,NIR)现场速测系统,并对系统进行了验证。该系统主要包括微型近红外光谱传感器、云服务器、Android客户端。微型近红... 详细信息

针对还田利用中粪水成分现场获取困难的问题,该研究设计开发了基于定标模型云共享的奶牛粪水微型近红外(Near-Infrared,NIR)现场速测系统,并对系统进行了验证。该系统主要包括微型近红外光谱传感器、云服务器、Android客户端。微型近红外传感器采集被测样品光谱数据,通过蓝牙协议将数据传输给Android客户端,再通过移动网络将光谱数据传送到云服务器;云服务器利用部署在云端的定标模型对接收到光谱数据进行计算、分析得到定量预测结果,并将预测结果回送Android客户端,可以实现总氮(Total Nitrogen,TN)、总磷(Total Phosphorus,TP)、总钾(Total Potassium,TK)、铵态氮(Ammonium Nitrogen,NH^(+)_(4)-N)、硝态氮(Nitrate Nitrogen,NO^(-)_(3)-N)、酰胺态氮(Amide Nitrogen,CONH_(2)-N),有效磷(Available Phosphorus,AP)、有效钾(Available Potassium,AK)、有机质(Organic Matter,OM)、pH值共10种粪水成分的快速检测。结果表明:对粪水TN、TP、TK、NH^(+)_(4)-N、NO^(-)_(3)-N、CONH_(2)-N、AP、AK、OM、pH值的预测相对误差分别约为9.251%、4.261%、8.238%、8.906%、17.825%、15.123%、9.829%、5.507%、10.558%、2.969%。微型近红外光谱技术结合定标模型云共享能够实现粪水中多种成分的现场速测,完成了定量模型的资源共享,且因微型近红外光谱传感器的便携性、Android客户端的操作简便性、定标模型云共享的低成本和无需用户具备专业知识要求等优点,具有广阔的市场前景和重要的现实应用价值。

关键词：氮磷粪水微型近红外定标模型云共享速测

在线旁路近红外实时监测粪污厌氧发酵挥发性脂肪酸含量

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农业工程学报 2020年第10期36卷 220-226页

作者：梁浩黄圆萍沈广辉韩鲁佳杨增玲中国农业大学工学院北京100083

厌氧发酵是畜禽粪污资源化利用的重要途径之一,挥发性脂肪酸作为重要的中间产物,可以很好地反映有机物质的降解过程,对其进行实时检测对在线监控发酵进程具有重要意义。该研究在已有实验室型厌氧发酵系统上、基于在线旁路检测方式设计... 详细信息

厌氧发酵是畜禽粪污资源化利用的重要途径之一,挥发性脂肪酸作为重要的中间产物,可以很好地反映有机物质的降解过程,对其进行实时检测对在线监控发酵进程具有重要意义。该研究在已有实验室型厌氧发酵系统上、基于在线旁路检测方式设计了近红外实时检测装置及发酵液循环回路系统,探讨对乙酸、丙酸、异丁酸、丁酸、异戊酸、戊酸等单一挥发性脂肪酸和总挥发性脂肪酸进行在线实时检测的可行性。检测结果表明,所设计的在线检测方案和定标模型对挥发性脂肪酸含量的实时检测效果良好,即使对浓度含量较低(万分之五)的异丁酸仍能实现较准确的检测,结果分别为:乙酸的R^2p=0.811,RPD=2.055,RSD=2.288%;丙酸的R^2p=0.849,RPD=2.116,RSD=2.195%;异丁酸的R^2p=0.968,RPD=5.555,RSD=2.132%;丁酸的R^2p=0.889,RPD=2.701,RSD=1.846%;异戊酸的R^2p=0.940,RPD=3.843,RSD=3.444%;戊酸的R^2p=0.889,RPD=2.751,RSD=2.387%;总挥发性脂肪酸的R^2p=0.734,RPD=1.846,RSD=2.150%。基于该研究提出的在线检测方案,近红外光谱技术能够实现厌氧发酵过程中挥发性脂肪酸的快速、在线、实时检测,可为今后沼气工程在线监测提供参考。

关键词：粪发酵近红外光谱在线旁路粪污厌氧发酵挥发性脂肪酸实时动态检测

基于在线近红外光谱的堆肥全过程关键参数快速检测

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农业机械学报 2019年第5期50卷 356-361,384页

作者：杨增玲黄圆萍沈广辉梅佳琪韩鲁佳中国农业大学工学院北京100083

为探究在线近红外光谱仪对堆肥全过程含水率、pH值、电导率、有机质质量分数、总碳质量分数、总氮质量分数和碳氮比等关键参数进行实时分析的可行性,以采集的60个堆肥全过程样品为研究对象,利用在线近红外光谱仪、结合偏最小二乘法,建... 详细信息

为探究在线近红外光谱仪对堆肥全过程含水率、pH值、电导率、有机质质量分数、总碳质量分数、总氮质量分数和碳氮比等关键参数进行实时分析的可行性,以采集的60个堆肥全过程样品为研究对象,利用在线近红外光谱仪、结合偏最小二乘法,建立了有机肥堆肥过程中含水率、pH值、电导率、有机质质量分数、总碳质量分数、总氮质量分数和碳氮比的近红外定量分析模型。研究结果显示:在线近红外光谱仪可实现堆肥全过程上述关键参数的速测(RSD<10%),其中,含水率和总氮质量分数的R_(2C)和R_(PD)分别为0. 94和3. 62、0. 92和3. 14,模型效果优秀; pH值、总碳质量分数和碳氮比的R_(2C)和R_(PD)分别为0. 90和1. 89、0. 83和2. 12、0. 82和2. 15,模型效果良好;电导率和有机质质量分数的R_(2C)和R_(PD)分别为0. 79和1. 85、0. 80和1. 93,模型效果一般,模型精度有待提高。各参数近红外预测值与实际测量值之间的偏差很小,并且近红外预测值与实际测量值随堆肥时间的变化趋势具有较好的一致性。

关键词：堆肥关键参数过程分析在线近红外光谱

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豆粕品质近红外定量分析实验室模型在线应用

农业机械学报 2019年第8期50卷 358-363,371页

作者：杨增玲杨钦楷沈广辉梅佳琪黄圆萍韩鲁佳中国农业大学工学院

为探究豆粕近红外定量分析模型从实验室到工厂在线应用转移的可行性,以全国采集的117个豆粕样品为研究对象,利用偏最小二乘法在实验室建立了豆粕含水率、粗蛋白质量分数的近红外定量分析模型,继而将此模型转移到饲料生产企业进行在线应... 详细信息

为探究豆粕近红外定量分析模型从实验室到工厂在线应用转移的可行性,以全国采集的117个豆粕样品为研究对象,利用偏最小二乘法在实验室建立了豆粕含水率、粗蛋白质量分数的近红外定量分析模型,继而将此模型转移到饲料生产企业进行在线应用。研究结果显示:建立的实验室近红外模型可实现豆粕含水率、粗蛋白质量分数的快速预测,其中,含水率和粗蛋白质量分数的验证集决定系数RP^2分别为0.83和0.86,相对分析误差分别为2.40和2.55,模型效果良好;采用模型校正、样品扩充两种不同方法,将实验室模型转移到饲料生产企业进行在线应用,含水率和粗蛋白质量分数的预测值与实际测量值之间具有很好的吻合性,可以达到在线分析的要求。

关键词：豆粕近红外在线应用模型转移

基于NIRS和Local PLS算法的堆肥关键参数实时动态分析

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农业工程学报 2020年第13期36卷 195-202页

作者：黄圆萍沈广辉廖科科吴亚蓝韩鲁佳杨增玲中国农业大学工学院北京100083

为对不同堆肥工艺堆肥全过程关键参数进行实时动态分析,该研究以牛粪便和玉米秸秆为原料,进行规模化槽式和膜覆盖好氧堆肥,采集堆肥全过程样本,分析了2种堆肥技术堆肥全过程中含水率、有机质含量和碳氮比等关键参数的变化,并结合Local ... 详细信息

为对不同堆肥工艺堆肥全过程关键参数进行实时动态分析,该研究以牛粪便和玉米秸秆为原料,进行规模化槽式和膜覆盖好氧堆肥,采集堆肥全过程样本,分析了2种堆肥技术堆肥全过程中含水率、有机质含量和碳氮比等关键参数的变化,并结合Local PLS算法建立了2种堆肥技术堆肥全过程中上述参数的通用速测模型,得出以下结果:1)2种主要工艺关键参数数值及变化规律均不同,且在整个堆肥过程中有显著性变化(P<0.05);2)所建立的Local PLS模型的RPD(Ratio of Prediction to Deviation)为4.47,RSD(Relative Standard Deviation)为3.37%,可达到很好的预测效果;有机质含量和碳氮比的R_P^2分别为0.74和0.77,RPD大于1.5,RSD小于10%,模型可用于定量预测;近红外预测值与实测值随堆肥时间的变化趋势具有较好的一致性,可实现规模化堆肥过程中关键参数的实时分析。

关键词：近红外堆肥算法过程分析槽式堆肥膜覆盖堆肥关键参数 Local PLS

三维Cu(OH)_(2)-Ag基底的制备及表面增强拉曼特性研究

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光学学报 2021年第16期41卷 177-185页

作者：刘二伟樊霞黄圆萍范雅彭杨增玲中国农业大学工学院北京100083 中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所国家饲料质量监督检验中心北京100081

通过化学刻蚀法,在铜片的表面制备出具有3D结构的Cu(OH)_(2)纳米管(NTs),再通过自组装技术,将Ag纳米颗粒(NPs)吸附到Cu(OH)_(2) NTs的表面,从而制备出具有丰富“热点”3D结构的Cu(OH)_(2)-Ag基底。该基底具有良好的拉曼活性,对探针分子... 详细信息

通过化学刻蚀法,在铜片的表面制备出具有3D结构的Cu(OH)_(2)纳米管(NTs),再通过自组装技术,将Ag纳米颗粒(NPs)吸附到Cu(OH)_(2) NTs的表面,从而制备出具有丰富“热点”3D结构的Cu(OH)_(2)-Ag基底。该基底具有良好的拉曼活性,对探针分子罗丹明6G(R6G)的质量浓度检测限(LOD)为8.9×10^(-10) g/L,具有良好的均匀性和重现性,均匀性和重现性的相对标准差(RSD)分别为8.79%和3.49%。同时该基底对孔雀石绿(MG)具有优异的灵敏度,对河水中MG的质量浓度LOD为2.13×10^(-8) g/L。该基底制备方法简单且具有优异的表面增强拉曼光谱(SERS)性能,在检测水中非法渔业药物方面具有很大的应用前景。

关键词：表面光学表面增强拉曼光谱 Cu(OH)_(2)-Ag 自组装孔雀石绿

原位生长法制备Cu_(2)O-Ag基底及SERS活性研究

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光学学报 2021年第7期41卷 136-143页

作者：刘二伟杨增玲韩鲁佳黄圆萍廖科科中国农业大学工学院北京100083

报道了一种在铜片上采用原位生长法制备Cu_(2)O-Ag表面增强拉曼光谱(SERS)基底的方法。通过优化制备Cu_(2)O时退火的温度和时间,以及制备Cu_(2)O-Ag时AgNO_(3)的浓度和反应时间,制备了Cu_(2)O-Ag基底,具有良好的拉曼增强效果。基底表面... 详细信息

报道了一种在铜片上采用原位生长法制备Cu_(2)O-Ag表面增强拉曼光谱(SERS)基底的方法。通过优化制备Cu_(2)O时退火的温度和时间,以及制备Cu_(2)O-Ag时AgNO_(3)的浓度和反应时间,制备了Cu_(2)O-Ag基底,具有良好的拉曼增强效果。基底表面形成的凹形空间和均匀密布的Ag纳米粒子提供了丰富的SERS“热点”,且该基底具有较好的疏水性、均匀性、稳定性和灵敏度,对探针分子罗丹明6G的检测限为0.78 nM。该基底对多种违禁药物都有很好的灵敏度,拉曼强度与药物浓度具有良好的定量关系,孔雀石绿、恩诺沙星和呋喃西林的检测限分别为4.9 nM、0.72μM和0.12μM。本文方法具有工艺简单、成本低、SERS活性高等优点,在环境监测领域具有较好的应用前景。

关键词：表面光学 Cu_(2)O-Ag 表面增强拉曼光谱孔雀石绿恩诺沙星呋喃西林

三个大豆ms3雄性不育突变体的等位突变分析

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植物遗传资源学报 2024年第6期25卷 967-977页

作者：朱玉雪黄圆圆徐研付爱根徐敏余君萍西北大学生命科学学院/西部资源与生物技术教育部重点实验室/陕西省生物技术与生化工程重点实验室西安710069

大豆雄性不育系对发挥大豆杂种优势具有重要价值,然而传统的三系杂交存在恢复系来源受限等问题,而环境敏感型细胞核雄性不育系在不同条件下育性可以改变。本文对ms3(Washington)、ms3(Flanagan)和ms3(Plainview)3个独立突变体的表型和... 详细信息

大豆雄性不育系对发挥大豆杂种优势具有重要价值,然而传统的三系杂交存在恢复系来源受限等问题,而环境敏感型细胞核雄性不育系在不同条件下育性可以改变。本文对ms3(Washington)、ms3(Flanagan)和ms3(Plainview)3个独立突变体的表型和突变位点展开了进一步研究,分别进行了不育表型鉴定、高通量测序、分子标记设计及突变位点验证、分析突变对MS3蛋白结构的影响、ms3(Plainview)花药半薄切片等实验。实验结果表明突变体花粉大量败育,只有零星被I_(2)-KI染液染成黑色的不规则花粉粒。高通量测序结果显示,ms3(Washington)和ms3(Flanagan)在MS3第3个外显子的PHD编码区域出现了大片段插入,导致MS3蛋白PHD结构域被破坏,这个等位基因命名为ms3-1;ms3(Plainview)在MS3第1个外显子缺失了一个A,导致移码突变,开放读码框仅编码40个氨基酸,蛋白功能完全丧失,这个等位基因命名为ms3-2。半薄切片结果显示,在花药发育中后期ms3(Plainview)的绒毡层和花粉发育出现异常。综上,本研究的结果为ms3的应用和MS3基因改造提供了材料和依据。

关键词：大豆细胞核雄性不育 MS3 PHD结构域

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