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2000—2020年中国青饲料播种面积及其供需驱动因素的时空格局

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地理学报 2024年第7期79卷 1804-1823页

作者：杨彤赵雯莉董金玮李愈哲李之超王洁齐雯丽毕健张戈丽中国农业大学土地科学与技术学院北京100093 中国农业大学生物学院北京100093 中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 中国农业大学草业科学与技术学院北京100093 兰州大学资源环境学院兰州730000

高产、优质的青饲料对于国家畜牧业发展和食物供给至关重要。然而,当前对于青饲料播种面积时空变化格局及其阶段性特征、区域差异以及影响因素等尚未清楚。本文基于省级面板数据分析了2000—2020年青饲料种植的时空格局变化,结合MODIS-... 详细信息

高产、优质的青饲料对于国家畜牧业发展和食物供给至关重要。然而,当前对于青饲料播种面积时空变化格局及其阶段性特征、区域差异以及影响因素等尚未清楚。本文基于省级面板数据分析了2000—2020年青饲料种植的时空格局变化,结合MODIS-NPP产品和统计数据,揭示了饲料供给与需求对青饲料播种面积的影响。结果表明:①2020年中国青饲料播种面积为2199×10^(3)hm^(2),仅占农作物播种面积的1.3%,其中牧业地区占全国的59%。②2000年以来青饲料播种面积经历了快速增长(2000—2003年,464.2×10^(3)hm^(2)/a)、快速下降(2004—2009年,-399×10^(3)hm^(2)/a)和缓慢增长(2010—2020年,64.3×10^(3)hm^(2)/a)3个时期。牧业地区主导了全国青饲料播种面积的变化。③饲料供需因素最多可以解释92%的青饲料播种面积变化。其中,饲料需求每增加1万t,青饲料播种面积最高增加900 hm^(2)。秸秆草饲料产量与青饲料互为补充,以负效应为主(偏回归系数介于-1.2~-0.5之间)。天然草饲料产量则对青饲料播种面积变化影响较小。此外,生态工程和农业政策等因素通过调控奶业、草牧业和种植业对青饲料播种面积的变化有重要影响。本文结果可为制定粮食安全、生态环境保护和作物结构调整等相关政策措施提供科学支持。

关键词：青饲料时空格局播种面积饲料供需中国

手持式近红外光谱仪测定梨三种品质指标通用模型建模方法研究

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光谱学与光谱分析 2024年第2期44卷 406-412页

作者：毛欣然夏静静徐惟馨韦芸陈玥瑶陈月飞闵顺耕熊艳梅中国农业大学理学院北京100193

梨是生活中非常常见的水果,梨的糖度、酸度(pH)、硬度是评价梨品质的重要指标。近红外光谱技术因快速、无损和高效等优点,广泛应用于检测水果品质指标。手持式近红外光谱仪可以应用于现场无损检测梨品质,梨的大小不同会对梨的光谱和建... 详细信息

梨是生活中非常常见的水果,梨的糖度、酸度(pH)、硬度是评价梨品质的重要指标。近红外光谱技术因快速、无损和高效等优点,广泛应用于检测水果品质指标。手持式近红外光谱仪可以应用于现场无损检测梨品质,梨的大小不同会对梨的光谱和建模产生一定影响。因此,采集大小不同的5个品种梨果(雪梨、红香酥、蜜梨、红肖梨、酸梨)的近红外光谱,最大的雪梨平均赤道周长27.64 cm,重量为362.84 g,最小的蜜梨平均赤道周长18.35 cm,重量为112.67 g,共197个样品。光谱范围为900~1700 cm^(-1),并在梨的赤道上选取三个点测量梨果的可溶性固形物、酸度(pH)与硬度三个化学指标。采集光谱发现,小梨吸光度较大,而大梨吸光度较小。采用三点平均光谱代表样品光谱和一阶导预处理,改善了光谱的一致性,解决了样品不均匀性、不同梨大小不同等因素的影响。线性回归模型PLS可溶性固形物、酸度(pH)和硬度的校正集决定系数依次为0.7394、0.9335、0.8866,预测集决定系数依次为0.7559、0.8734、0.7874,校正集RMSEC依次为0.5504、0.1941、0.5181。预测集RMSEP依次为0.6564、0.2420、0.6692。非线性回归LSSVM模型可溶性固形物、酸度(pH)和硬度的校正集决定系数依次为0.9763、0.9999、0.9960,预测集决定系数依次为0.9234、0.9777、0.9394,校正集RMSEC依次为0.1949、0.0033、0.0894。预测集RMSEP依次为0.3169、0.1089、0.3613。对比线性算法和非线性算法,LS-SVM建模效果明显优于PLS,LS-SVM算法适用于更多的品种、更宽的品质指标范围的样品预测,模型的准确度和稳定性有了显著提高,可以建立不同品种大小的梨的通用模型。手持式近红外光谱仪可用于梨果的糖度、硬度和pH值的快速无损高效检测,并摆脱了实验室的限制,可以实现现场快速检测。

关键词：手持式近红外仪梨偏最小二乘法最小二乘支持向量机

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畜禽粪便好氧堆肥雌激素降解调控研究进展

中国环境科学 2024年第7期44卷 3879-3891页

作者：李貌周嘉良丁国春赵枭刘宏斌段娜中国农业大学水利与土木工程学院北京100083 中国农业大学资源与环境学院北京100193 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081

收集并分析了近年来与畜禽粪便及其堆肥相关的成果,总结了雌激素的理化特性及其在畜禽粪便中的赋存情况,阐述了堆肥工艺参数、不同添加剂以及共存污染物对畜禽粪便堆肥过程中雌激素降解的影响及作用机制.在畜禽粪便中威胁较大的雌激素... 详细信息

收集并分析了近年来与畜禽粪便及其堆肥相关的成果,总结了雌激素的理化特性及其在畜禽粪便中的赋存情况,阐述了堆肥工艺参数、不同添加剂以及共存污染物对畜禽粪便堆肥过程中雌激素降解的影响及作用机制.在畜禽粪便中威胁较大的雌激素主要为雌三醇、雌二醇和雌酮.堆肥工艺中保持不低于8d的高温持续时间更有利于雌激素的降解.添加剂中接种微生物菌剂对雌激素的降解效果最佳.重金属、微塑料和抗生素等共存污染物对雌激素的降解更多表现为抑制作用.然而畜禽粪便堆肥中雌激素的降解研究还需不断深入.鉴于此,在已有研究基础上对未来研究和重点关注的方向进行展望.

关键词：畜禽粪便雌激素堆肥影响因素添加剂共存污染物

绿洲农田氮磷利用与生产水平、经济和环境效益的协同效应分析

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农业工程学报 2024年第7期40卷 152-160页

作者：李一鸣任一哲吴湘琳蒲胜海马兴旺楚天舒李晓红中国农业大学资源与环境学院北京100193 新疆农业科学院土壤肥料与农业节水研究所/农业农村部西北绿洲农业环境重点实验室乌鲁木齐830091 中国农业大学工学院北京100083 中国农业大学经济管理学院北京100083

提高养分利用效率是西北绿洲农业发展的重要议题之一。该研究以新疆生产建设兵团农业生产系统为研究对象,明晰农田土壤表观氮磷养分流动特征,计算2000—2020年农田氮磷养分盈亏量与利用效率;采用斯皮尔曼相关性分析法探究其养分利用与... 详细信息

提高养分利用效率是西北绿洲农业发展的重要议题之一。该研究以新疆生产建设兵团农业生产系统为研究对象,明晰农田土壤表观氮磷养分流动特征,计算2000—2020年农田氮磷养分盈亏量与利用效率;采用斯皮尔曼相关性分析法探究其养分利用与生产水平、经济效益和环境效益之间的协同效应。结果表明:1)新疆生产建设兵团农田氮、磷输入以化肥为主,而输出以秸秆、籽粒和氨挥发为主。农田氮、磷盈亏量相对较高,2020年分别为147.54和47.61 kg/hm^(2)。农田氮、磷利用效率相对较低,分别在34.33%~44.05%和39.25%~49.54%之间波动。2)新疆生产建设兵团农田养分利用与生产水平、经济效益和环境效益之间存在权衡效应,而生产水平和经济效益存在协同效应。新疆生产建设兵团农业机械化生产获得良好收益,但以养分损失、环境污染为代价。发达国家农田养分利用与生产水平、经济效益协同促进,不牺牲环境效益。因此,建议新疆生产建设兵团优化肥料用量与结构,推广智慧农业技术管控肥水。该研究可为地区农业养分管理与绿色发展提供参考。

关键词：氮磷养分利用率新疆生产建设兵团协同效应

低磷信号调控独脚金内酯合成与水稻株型的核心机制

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科学通报 2024年第2期69卷 143-145页

作者：刘斌倪中福中国农业大学农学院北京100193

不开作物株型改良和化肥的大量施用[1,2].近年来,主要营养元素调控植物株型的分子机制逐渐成为研究热点.磷是植物生长发育必需的大量元素之一,土壤中易被植物直接吸收的无机磷盐含量较低,而生产磷肥所需的磷矿资源不可再生,磷矿的大量... 详细信息

不开作物株型改良和化肥的大量施用[1,2].近年来,主要营养元素调控植物株型的分子机制逐渐成为研究热点.磷是植物生长发育必需的大量元素之一,土壤中易被植物直接吸收的无机磷盐含量较低,而生产磷肥所需的磷矿资源不可再生,磷矿的大量开采在浪费资源的同时也造成了严重的环境污染.已有研究报道表明,在低磷胁迫下植物能够通过改变根系结构来促进磷的吸收.

关键词：大量元素水稻株型低磷胁迫根系结构无机磷磷矿资源独脚金内酯信号调控

新型无损检测技术在番茄品质检测中的研究与应用进展

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食品科学 2024年第1期45卷 289-300页

作者：韩子馨张丽丽张博邹方磊尚楠中国农业大学工学院北京100083

番茄是我国种植面积最广的蔬菜之一,受到广大消费者的青睐。近年来,随着人们对健康饮食需求的逐步提升,番茄的品质愈发受到关注。番茄形状较为规则,但不同品种间的大小、果型、颜色差异较大,蕴含的营养成分种类繁多、化学结构复杂,导致... 详细信息

番茄是我国种植面积最广的蔬菜之一,受到广大消费者的青睐。近年来,随着人们对健康饮食需求的逐步提升,番茄的品质愈发受到关注。番茄形状较为规则,但不同品种间的大小、果型、颜色差异较大,蕴含的营养成分种类繁多、化学结构复杂,导致其品质检测存在一定难度。传统番茄品质检测方法大多存在主观性强、破坏性强、耗时费力的缺点,难以满足大规模品质检测的需求。近年来,随着各类无损检测技术的发展,机器学习、多光谱技术、电子鼻/电子舌等新型检测方法也已逐步应用于番茄品质的快速、无损检测中。本文在传统番茄品质检测技术的基础上,重点总结了基于图像识别的人工智能、电子鼻技术和光谱技术在番茄无损检测方面的发展与应用,为番茄品质检测的研究与发展提供参考。

关键词：番茄品质检测可见-近红外光谱高光谱成像拉曼光谱电子鼻机器视觉

植物根系特征与根区土壤水分高通量监测管道机器人研制

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农业工程学报 2024年第6期40卷 192-202页

作者：颜小飞王韵博宋晓波向梓薇杜太生程强北京林业大学工学院北京100083 中国农业大学信息与电气工程学院北京100083 中国农业大学中国农业水问题研究中心北京100083

研究水分胁迫下的根系特征对于节水农业的发展具有重大意义。针对现有根系观测与土壤水分监测方法难以满足野外条件下根系和根区水分的同步、原位、高通量监测的不足,该研究研制了一种基于STM32芯片的管道机器人系统。系统由管道机器人... 详细信息

研究水分胁迫下的根系特征对于节水农业的发展具有重大意义。针对现有根系观测与土壤水分监测方法难以满足野外条件下根系和根区水分的同步、原位、高通量监测的不足,该研究研制了一种基于STM32芯片的管道机器人系统。系统由管道机器人、数据基站与PVC透明管道组成,通过在土壤中埋设管道机器人系统,控制机器人搭载的微距相机与土壤水分传感器在巡航时拍摄根系图像,并获取土壤水分数据。由根系图像识别分割与提取程序对图像进行畸变校正与根系识别,获取管道方向上植株的根系面积、长度与密度等特征参数。实验室条件下进行相机拍摄效果、图像畸变校正、识别与分割误差及里程轮测距误差测试,以及土壤水分传感器标定试验。测试结果表明:1)管道机器人能够清晰地拍摄到根系图像,图像畸变校正效果较好,单个像素点长度和面积分别为44μm和0.002 mm^(2),单张根系图像的拍摄范围为14.17 mm×10.60 mm;2)土壤水分传感器输出电压与土壤体积含水率之间呈现良好线性关系,决定系数R^(2)为0.990;3)自主巡航定位准确度较高,平均相对误差为1.47%。在田间条件下进行的根系生长动态监测、根系信息提取、土壤水分监测与电池续航试验表明:1)管道机器人系统能够在田间环境下高通量地拍摄根系图像,监测根系的生长动态,并进一步提取出根系长度、面积、根面积密度等特征参数;2)根区土壤水分监测较为准确,测量结果与烘干法结果平均相对误差为2.23%;3)在系统初始满电量状态下,管道机器人系统独立运行时长不少于7 d,最大巡航监测距离约为48 m。本文研制的管道机器人系统可在田间条件下实现根系特征以及根区土壤水分的原位、高通量测量,为节水灌溉与根系生长研究提供技术支持。

关键词：机器人土壤水分图像识别根系特征高通量

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植物乳杆菌1-9代谢水苏糖机制研究

食品科学技术学报 2024年第2期42卷 84-92页

作者：刘天仪张文静廖强毛咏荷刘军中国农业大学食品科学与营养工程学院北京100083

从发酵羊乳中筛选分离得到1株乳酸菌,经分子生物学鉴定为植物乳杆菌1-9,且该菌株对水苏糖具有优异的代谢效果。为研究植物乳杆菌1-9代谢水苏糖机制,以水苏糖为唯一碳源绘制生长曲线并通过高效液相色谱法分析代谢产物短链脂肪酸含量变化... 详细信息

从发酵羊乳中筛选分离得到1株乳酸菌,经分子生物学鉴定为植物乳杆菌1-9,且该菌株对水苏糖具有优异的代谢效果。为研究植物乳杆菌1-9代谢水苏糖机制,以水苏糖为唯一碳源绘制生长曲线并通过高效液相色谱法分析代谢产物短链脂肪酸含量变化,采用薄层层析法探究植物乳杆菌1-9代谢水苏糖历程,在监控水苏糖关键代谢酶基因表达的基础上分析发酵液中相关酶活变化。结果表明:植物乳杆菌1-9代谢水苏糖产生的主要短链脂肪酸为乙酸和戊酸,发酵液中最高质量浓度分别为28.64 mg/mL和2.74 mg/mL;短链脂肪酸的积累导致发酵液pH值显著降低至4.00左右。结合水苏糖代谢历程、基因表达及酶活变化,推断植物乳杆菌1-9基因组中5-359可编码α-半乳糖苷酶,其作用于水苏糖末端α-半乳糖苷键,生成半乳糖、少量乳糖和蔗糖并被植物乳杆菌1-9代谢。研究结果旨在为基于植物乳杆菌与水苏糖的合生元的合理设计及相关产品开发提供理论参考。

关键词：植物乳杆菌1-9 水苏糖代谢机制 α-半乳糖苷酶基因组分析

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高氯酸盐对秀丽隐杆线虫生长发育的影响

中国食品学报 2024年第6期24卷 155-164页

作者：李苏婉郝梦真姜玉池熊文文车会莲中国农业大学食品科学与营养工程学院北京100083

食物链可以通过环境中的高氯酸盐(一种新型持久性无机污染物)富集人体。进入食物链的高氯酸盐数量不容忽视,尽管目前缺乏具体事实支持。本研究以高氯酸盐为研究对象,以秀丽隐杆线虫为模型生物,检测秀丽隐杆线虫的氧化应激(ROS、SOD、CAT... 详细信息

食物链可以通过环境中的高氯酸盐(一种新型持久性无机污染物)富集人体。进入食物链的高氯酸盐数量不容忽视,尽管目前缺乏具体事实支持。本研究以高氯酸盐为研究对象,以秀丽隐杆线虫为模型生物,检测秀丽隐杆线虫的氧化应激(ROS、SOD、CAT、MDA、GSH)。测量暴露于不同浓度高氯酸盐的秀丽隐杆线虫的生长和发育相关指标(体长、寿命和产卵量)和生长基因表达的相关水平,以确定高氯酸盐影响秀丽隐杆线虫生长和发育的机制。结果表明,高氯酸盐显著降低了秀丽隐杆线虫的生命周期[(4.654 d±0.146 d)~(7.212 d±0.050 d)]、产卵频率(-28.1%~-49.0%)和体长。此外,秀丽隐杆线虫的ROS、GSH和MDA水平升高,SOD和CAT活性增强。胰岛素/胰岛素生长因子信号通路中的Daf-2、Daf-16、Daf-18、Sir-2.1、Skn-1等相关基因可能受到影响。高氯酸盐通过氧化应激,可激活胰岛素/胰岛素生长因子信号通路及相关基因,影响生长发育。

关键词：高氯酸盐秀丽隐杆线虫氧化应激生长发育 IIS信号通路