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基于生物散斑图像和惯性矩谱分析的牛肉掺腐检测

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农业工程学报 2018年第16期34卷 281-286页

作者：贾桂锋陈伟冯耀泽华中农业大学工学院武汉430070 农业部长江中下游农业装备重点实验室武汉430070

牛肉掺假严重危害消费者的健康与经济利益,因此对牛肉掺假进行无损检测具有重要意义。该文基于生物散斑技术对牛肉掺假进行定量检测。试验将新鲜牛肉和非新鲜牛肉按不同比例(0、1%、3%、5%~60%(5%梯度)和100%)混合制备掺假样本,并采集... 详细信息

牛肉掺假严重危害消费者的健康与经济利益,因此对牛肉掺假进行无损检测具有重要意义。该文基于生物散斑技术对牛肉掺假进行定量检测。试验将新鲜牛肉和非新鲜牛肉按不同比例(0、1%、3%、5%~60%(5%梯度)和100%)混合制备掺假样本,并采集样本的生物散斑图像。针对单列惯性矩(inertia moment,IM)表征样本生物活性存在稳定性差的问题,首次提出惯性矩谱(IM谱)分析的方法并用于建立基于支持向量回归机(support vector regression machine,SVR)的牛肉掺假检测模型。结果表明基于IM谱建立的SVR模型能较为准确预测牛肉中掺假物含量,校正集和测试集的决定系数分别为0.85和0.81,均方根误差分别为0.12和0.11。该研究证明了利用生物散斑技术和惯性矩谱分析方法对新鲜牛肉中掺杂腐败牛肉进行定量检测是可行的。

关键词：无损检测激光器图像处理激光散斑牛肉掺假惯性矩谱支持向量机

油菜精量直播机气力式排种系统稳压控制方法与试验

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农业工程学报 2017年第15期33卷 49-56页

作者：廖宜涛舒彩霞廖庆喜韦跃培王磊王都郑娟华中农业大学工学院武汉430070 农业部长江中下游农业装备重点实验室武汉430070

针对气力式油菜精量联合直播机因拖拉机后输出轴转速变化影响气力系统中风机工作转速,导致排种器工作气压波动,进而降低排种性能的问题,提出一种基于溢流释压的气力系统稳压控制方法,即通过测试风机实际转速变化情况、风机转速与气力系... 详细信息

针对气力式油菜精量联合直播机因拖拉机后输出轴转速变化影响气力系统中风机工作转速,导致排种器工作气压波动,进而降低排种性能的问题,提出一种基于溢流释压的气力系统稳压控制方法,即通过测试风机实际转速变化情况、风机转速与气力系统气压关系,确定溢流阀预设气压值,根据该预设值计算溢流阀的释压弹簧结构参数和工作参数,并通过流量-压力理论分析和稳压控制性能试验验证参数有效性。以2BFQ-6型油菜精量联合直播机气力系统为对象,利用该方法开展稳压控制试验:通过田间测试确定播种机组在田间稳定作业时风机工作转速变异系数达8.15%,结合测定的气力系统风机转速与气压关系,确定风机实际工作转速应在2 020~2 620 r/min范围内,正负气压阀溢流稳压控制预设值分别为1 000和-5 500 Pa;通过溢流释压阀结构及释压特性分析,确定采用中径30 mm、节距10 mm、有效圈数8圈、线径为1.0、1.5 mm的碳素钢丝圆柱螺旋弹簧作为正、负压释压阀的释压弹簧,其弹簧调节螺栓预压缩量分别为6.7和7.8 mm;稳压控制验证试验表明设计的稳压控制系统将排种器气室正压、负压偏差率分别降低45%和110%,使气室气压保持在适宜范围内,气压控制响应灵敏性及稳定性均满足要求;当风机工作转速在2 000~2 700 r/min范围内变化时,排种器的排种量变异系数减小2.68%,提高了排种稳定性。研究表明提出的溢流释压稳压控制方法可有效解决油菜直播机田间作业时排种器工作气压波动大、排种量稳定性差的现实问题,可为播种机设计、气力式排种系统性能优化提供参考。

关键词：机械化控制种子油菜精量联合直播机气力式排种系统溢流释压稳压控制试验

气力式小粒径种子精量排种器吸种效果影响因素研究

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农业工程学报 2018年第24期34卷 10-17页

作者：廖宜涛廖庆喜王磊郑娟高丽萍华中农业大学工学院武汉430070 农业部长江中下游农业装备重点实验室武汉430070

针对油菜、青菜等类球形小粒径种子粒径小、质量轻,通过排种合格指数、漏播指数等指标研究吸种环节影响机制易受后续卸种、导种等串联环节影响的问题,以正负气压组合式小粒径种子精量排种器为研究对象,通过吸种运移状态图像拍摄试验,确... 详细信息

针对油菜、青菜等类球形小粒径种子粒径小、质量轻,通过排种合格指数、漏播指数等指标研究吸种环节影响机制易受后续卸种、导种等串联环节影响的问题,以正负气压组合式小粒径种子精量排种器为研究对象,通过吸种运移状态图像拍摄试验,确定型孔漏吸、单粒吸种及重吸发生概率,开展吸种环节研究。吸种状态分析发现小粒径种子质量轻,-200Pa时即可被吸附,在负压绝对值较大时会出现4～6粒重吸;型孔单粒吸种发生概率与种子千粒质量、排种盘转速、型孔直径、工作负压等因素相关性极显著(P<0.01);排种器存在稳定吸种临界负压,当工作负压在临界负压1～2倍范围内,型孔单粒吸种概率高于0.92,漏吸与重吸发生概率均低于0.04;结合吸种过程受力分析可知排种盘转速变化造成单粒吸种概率变化的主要机制是影响型孔与种子吸附作用时间,进而影响单粒吸种可靠性;当转速增加,实现稳定吸种的临界负压绝对值增大,吸种负压计算的可靠性系数应增大;以漏吸概率0.02及单粒吸种概率0.92的工作负压为参考值,建立了可靠性系数与排种盘工作转速及型孔直径相关的数学模型,利用该模型计算排种器吸种可靠性系数,进而确定吸种负压临界值,可使排种器漏吸发生概率小于0.04,单粒吸种概率大于0.92,排种器稳定工作。研究明确了正负气压组合式小粒径种子精量排种器吸种环节影响机制和用于计算吸种临界负压的可靠性系数模型,为气吸式排种器设计与性能提升提供了参考。

关键词：农业机械农作物优化排种器吸种负压吸种可靠性小粒径种子

不同轮作模式下氮肥用量对土壤有机氮组分的影响

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土壤学报 2017年第6期54卷 1547-1558页

作者：贾倩廖世鹏卜容燕张萌任涛李小坤丛日环鲁剑巍华中农业大学资源与环境学院农业部长江中下游耕地保育重点实验室武汉430070

通过三年六季的田间定位试验,对比研究了水旱轮作(水稻/油菜)和旱地轮作(棉花/油菜)下氮肥用量对土壤有机氮含量及其组分的影响。结果表明,经过三年轮作后,周年轮作氮肥投入超过300 kg hm^(-2)(以纯氮计,下同)的处理0~20 cm土壤全氮含... 详细信息

通过三年六季的田间定位试验,对比研究了水旱轮作(水稻/油菜)和旱地轮作(棉花/油菜)下氮肥用量对土壤有机氮含量及其组分的影响。结果表明,经过三年轮作后,周年轮作氮肥投入超过300 kg hm^(-2)(以纯氮计,下同)的处理0~20 cm土壤全氮含量明显增加。与不施氮处理相比,周年氮肥用量为300 kg hm^(-2)和375 kg hm^(-2)水旱轮作处理0~20 cm土壤全氮含量增加了13.6%~23.5%,而旱地轮作处理则增加了15.0%~23.0%,土壤酸解态氮含量增加是土壤全氮变化的主要原因。两种轮作模式下土壤酸解态氮含量无显著差异,但土壤酸解态氮各组分的变化却不相同。水旱轮作中酸解铵态氮增加的比例(33.8%)低于旱地轮作(53.9%),但其酸解未知态氮含量增加的比例(36.0%)高于旱地轮作(16.6%)。综上所述,周年氮肥合理施用能明显提高土壤有机氮含量,水旱和旱地轮作下土壤酸解态氮库各组分变化差异明显。根据不同轮作模式下土壤有机氮库转化特点,优化氮肥施用对于提高作物产量和氮肥利用率具有重要意义。

关键词：氮肥水旱轮作旱地轮作全氮土壤酸解态氮

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基于区间活性数据的定量结构-活性关系

环境化学 2013年第7期32卷 1188-1193页

作者：赵劲松农业部长江中下游耕地保育重点实验室华中农业大学资源与环境学院武汉430070

利用贝叶斯统计方法构建了基于区间活性数据的取代苯胺和苯酚类化合物对大型溞(Daphniamagna)24 h急性毒性的定量结构-活性关系模型,并与基于平均数和中位数的点估计活性数据的定量结构-活性关系模型进行了比较.结果表明,前者可以充分... 详细信息

利用贝叶斯统计方法构建了基于区间活性数据的取代苯胺和苯酚类化合物对大型溞(Daphniamagna)24 h急性毒性的定量结构-活性关系模型,并与基于平均数和中位数的点估计活性数据的定量结构-活性关系模型进行了比较.结果表明,前者可以充分利用化合物的活性数据信息,模型具有更好的拟合效果与预测能力以及较宽的应用范围.基于区间活性数据的定量结构-活性关系模型可为生态风险评价等提供更加可靠的预测数据.

关键词：区间数据贝叶斯统计定量结构-活性关系取代苯胺和苯酚类化合物

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外源四价硒条件下硫对小麦硒吸收的影响机制

中国农业科学 2015年第2期48卷 241-250页

作者：刘新伟段碧辉赵小虎郭再华胡承孝赵竹青华中农业大学微量元素研究中心/农业部长江中下游耕地保育重点实验室

【目的】研究硫肥对外源四价硒条件下土壤硒赋存形态和价态变化的影响,旨在揭示硫调控小麦硒吸收的作用机制。【方法】以郑麦9023为试验材料,通过苗期土培和水培进行,土培试验设3个硫水平,分别为0、150和300 mg·kg-1,硫源为硫磺,2个硒... 详细信息

【目的】研究硫肥对外源四价硒条件下土壤硒赋存形态和价态变化的影响,旨在揭示硫调控小麦硒吸收的作用机制。【方法】以郑麦9023为试验材料,通过苗期土培和水培进行,土培试验设3个硫水平,分别为0、150和300 mg·kg-1,硫源为硫磺,2个硒水平,分别为0和5 mg·kg-1,硒源为亚硒酸钠,生长至70 d收获并取土样;水培试验先将幼苗在1/5 Hogland-Arnon营养液中培养2周,然后开始进行处理,设3个硫水平,分别为0、1和2 mmol·L-1,硫源为硫酸镁,硒水平为10μmol·L-1,2种硒源,分别为亚硒酸钠和硒酸钠,培养24 h后收获,土培和水培试验均为完全交互设计,重复4次,采用HG-AFS-8220型双道原子荧光光度计对小麦地上部和根以及土壤中硒含量进行测定,根据与植物硒吸收的相关性,将土壤总硒分成不同赋存形态和价态。【结果】施用适量硒和硫对小麦生长均有一定的促进作用;150 mg·kg-1硫可以显著降低小麦地上部和根中硒含量和硒累积量,降幅分别可达61.7%、34.4%和55.7%、24.7%,但是这种降低不会随施硫量的增加而显著变化;施硫可以显著降低土壤p H值,最高可降低0.50个单位,并增加了土壤有机质含量,最高可增加0.78 g·kg-1。施硫可以显著降低土壤中水溶态硒含量,并显著增加铁锰氧化物结合态硒含量,也增加了有机结合态和残渣态硒含量,而对交换态硒含量无显著影响,表明施硫促使了硒在土壤中的钝化。施硫可以显著降低水溶态中各种价态硒含量,其降幅基本一致,施硫可以增加交换态中四价硒含量而显著减少六价硒含量,表明施硫抑制了硒在土壤中向高效价态的转化。小麦对四价硒和六价硒的吸收差异与是否施硫密切相关,无硫时,六价硒处理下小麦地上部和根中硒含量分别为四价硒处理的44.7和22.4倍,而硫浓度为1 mmol·L-1时,其硒含量迅速降为四价硒处理的2.8倍和51.8%,表明硫可以显著缩小小麦对四价和六价硒的吸收能力差异。【结论】施用适量硫肥在改善小麦生长的同时,可以通过降低土壤p H和提高有机质含量,促使水溶态硒在土壤中向铁锰氧化物结合态、有机结合态及残渣态的钝化,并抑制交换态中四价硒向六价态的转化,从而降低小麦对硒的吸收。因此,可以通过在高硒缺硫地区增施硫肥以及缺硒高硫地区减施硫肥来有效调控作物体内的硒含量。

关键词：小麦亚硒酸盐硫磺硒形态硒价态

油菜收获机割台螺旋输送器间隙自适应调节机构研究

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农业机械学报 2017年第11期48卷 115-122页

作者：李海同万星宇徐阳蒋亚军廖庆喜华中农业大学工学院武汉430070 农业部长江中下游农业装备重点实验室武汉430070

针对油菜联合收获过程中由于喂入量波动导致割台螺旋输送器堵塞的问题,设计了一种割台螺旋输送器间隙自适应调节机构,实现喂入量变化时实时改变滑块位移以自动调节输送器与底板之间的间隙。输送器动力学与运动学分析确定了调节机构预紧... 详细信息

针对油菜联合收获过程中由于喂入量波动导致割台螺旋输送器堵塞的问题,设计了一种割台螺旋输送器间隙自适应调节机构,实现喂入量变化时实时改变滑块位移以自动调节输送器与底板之间的间隙。输送器动力学与运动学分析确定了调节机构预紧弹簧最大预紧力和调节位移分别为366 N和50 mm。运用扭矩传感器和高速摄像技术分别开展输送器扭矩和调节位移的性能试验,当弹簧预紧力和刚度分别为293 N和12.65 N/mm时,输送器扭矩为8.267 N·m,减少了40.7%,调节位移为10.2 mm,调节机构性能较优。调节机构对输送器性能影响试验结果表明:增设间隙自适应调节机构可明显降低扭矩并增加最大喂入量,螺旋输送器转速为150 r/min时扭矩减小了23%;转速为200 r/min时,最大喂入量增加至3.5 kg/s,提高了16.7%。喂入量在不大于3.0 kg/s范围内波动时,试验组最大扭矩小于对照组,说明调节机构可较好适应喂入量的波动。田间试验表明间隙自适应调节机构可提高输送器对喂入量的适应性,避免割台堵塞,后续的脱粒装置、清选装置等工作部件未发生堵塞,油菜联合收获机可正常工作。

关键词：油菜联合收获机割台螺旋输送器间隙调节机构自适应

城市富营养化湖泊沉积物微生物多样性季节变化

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应用与环境生物学报 2015年第6期21卷 1012-1018页

作者：彭磊赵建伟张钰华玉妹朱端卫刘广龙农业部长江中下游耕地保育重点实验室武汉430070 华中农业大学生态与环境工程研究室武汉430070

分别于2011年6月和11月,在武汉东湖和南湖采集沉积物,作为夏季和冬季样品的代表,采用PCR-DGGE(Denaturing gradient gel electrophoresis,变性梯度凝胶电泳)和克隆测序方法研究沉积物中微生物多样性及其季节变化.结果显示,城市湖泊沉积... 详细信息

分别于2011年6月和11月,在武汉东湖和南湖采集沉积物,作为夏季和冬季样品的代表,采用PCR-DGGE(Denaturing gradient gel electrophoresis,变性梯度凝胶电泳)和克隆测序方法研究沉积物中微生物多样性及其季节变化.结果显示,城市湖泊沉积物中微生物多样性十分丰富,冬季两个湖泊沉积物的DGGE条带总数为287条,夏季为317条.冬季和夏季,东湖的平均丰度分别为27.4和31.0,Shannon-Wiener指数分别为2.32和2.78;南湖的平均丰度分别为30.0和32.2,Shannon-Winner指数分别为2.83和2.86.两个湖泊的夏季微生物丰度和多样性指数均高于冬季;同一湖泊各样点之间的相似性更强,说明湖泊内部形成了自身特有的微生物群落结构.克隆测序的结果表明东湖、南湖微生物主要归属于3个细菌类群,其中,变形菌门占有优势地位,其次为拟杆菌门和厚壁菌门,分别占序列总数的77%、17%和6%.变形菌门中,β-变形菌纲和γ-变形菌纲为优势菌种,占序列总数的35%和31%.综上,东湖和南湖沉积物夏季微生物丰度和多样性指数均高于冬季,季节性变化影响了沉积物微生物群落的丰度和结构;本研究结果丰富了对城市富营养化湖泊沉积物微生物多样性的认识.

关键词：湖泊沉积物季节性变化微生物多样性 PCR-DGGE 变形菌门

短时经验模态分解实时识别生猪心电QRS波群

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农业工程学报 2018年第10期34卷 172-177页

作者：贾桂锋王自唱向兴发武墩高云黎煊冯耀泽华中农业大学工学院武汉430070 农业部长江中下游农业装备重点实验室武汉430070

心率是猪的重要生命体征,而在健康监测中由于猪的依从性较差而造成心电信号呈现非平稳特性,给实时心率计算带来困难。该文针对此问题结合经验模态分解方法(empirical mode decomposition,EMD)提出一种对心电信号具有实时处理能力的短时... 详细信息

心率是猪的重要生命体征,而在健康监测中由于猪的依从性较差而造成心电信号呈现非平稳特性,给实时心率计算带来困难。该文针对此问题结合经验模态分解方法(empirical mode decomposition,EMD)提出一种对心电信号具有实时处理能力的短时经验模态分解算法(short-time empirical mode decomposition,ST-EMD)。该算法通过对数据分段并根据信号特征决定分段起点及长度等参数,然后对每段数据进行EMD分解,再基于能量窗变换法从分解结果中提取QRS波的特征参数并识别R波。通过动物试验表明,ST-EMD算法能够对猪的心电信号实时处理和识别QRS波群,识别正确率为99.6%,且表现出一定的自适应性。说明本文提出的ST-EMD算法思路是正确的,适用于生猪的心电实时健康监护。

关键词：数据处理图像分割识别猪经验模态分解 QRS波群