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近红外扩散相关光谱系统的研制

激光技术 2024年第4期48卷 578-583页

作者：朱丽颖刘玉红程其娈谭佐军华中农业大学工学院武汉430070 华中农业大学应用物理研究所武汉430070

近红外扩散相关光谱(DCS)是一种先进的无创检测组织深层血流流速变化的动态光散射技术。为了解决光子相关器价格昂贵、灵活性差、应用局限、计算效率低的问题,采用将光子相关器软件化的方法,设计了一种近红外扩散相关谱检测系统。该系... 详细信息

近红外扩散相关光谱(DCS)是一种先进的无创检测组织深层血流流速变化的动态光散射技术。为了解决光子相关器价格昂贵、灵活性差、应用局限、计算效率低的问题,采用将光子相关器软件化的方法,设计了一种近红外扩散相关谱检测系统。该系统以单纵模长相干激光器作为光源,采用单光子探测器探测散射光信号,用数字信号采集模块采集高速数字信号,并对数字脉冲信号进行计数,基于软件完成了对动态散射光斑光强归一化自相关的计算。结果表明,该系统计算出生物样品波动漫反射信号的时间平均强度自相关函数符合理论,验证了系统检测功能的可靠性;在客观评价指标方面,可成功区分不同的生物样品,并且能够分别体积分数差为1%的同种生物样品。该系统可以实时监测生物样品整体的光学特性和动态特性,具有体积小、成本低、灵活性好、可拓展性强的特点,为轻量化DCS检测系统的发展提供了一种新的解决方案。

关键词：生物光学近红外扩散相关光谱光强归一化自相关散射光斑

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干燥方式对铁棍山药片挥发性风味成分的影响

中国食品学报 2024年第1期24卷 301-314页

作者：庞凌云詹丽娟李家寅潘思轶李瑜河南农业大学食品科学技术学院郑州450002 华中农业大学食品科学技术学院武汉430070

采用顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱联用技术(HS-SPME-GC-MS)和电子鼻,分别测定热风干燥、微波干燥、真空干燥、真空冷冻干燥、联合干燥5种干燥方式加工的铁棍山药片的挥发性风味成分,并结合主成分分析,研究干燥过程中山药片风味的变... 详细信息

采用顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱联用技术(HS-SPME-GC-MS)和电子鼻,分别测定热风干燥、微波干燥、真空干燥、真空冷冻干燥、联合干燥5种干燥方式加工的铁棍山药片的挥发性风味成分,并结合主成分分析,研究干燥过程中山药片风味的变化。结果表明,在5种干燥方式制得的山药片中,共检出95种挥发性成分,主要包括烃类、醛类、酮类、醇类、酯类、苯类和杂环化合物等。壬醛、癸醛、2,6,10-三甲基十四烷、香叶基丙酮是山药片中的主要风味物质。热风干燥、真空干燥、微波干燥所得山药片的主要挥发性物质有烃类、苯类和醛类;真空冷冻干燥、联合干燥所得山药片的主要挥发性物质有烃类、醛类和酮类。电子鼻检测结果表明,5种干燥方式制得的山药片风味存在一定差异,其中热风干燥和真空干燥所得山药片的风味在醇、部分芳香族化合物上具有相似性,真空冷冻干燥山药片与其它干燥方式山药片的风味差异主要是含氮化合物、含硫化合物。这与GC-MS分析结果一致。根据主成分分析法建立了山药片香气品质评价模型,得出联合干燥方式制得的山药片综合得分最高,香气品质最好,其次为真空冷冻干燥、微波干燥、热风干燥、真空干燥。

关键词：铁棍山药干燥方式挥发性风味成分气相色谱-质谱联用电子鼻

土著反硝化菌对巢湖流域稻田泥土脱氮效果的影响

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环境工程学报 2024年第2期18卷 317-334页

作者：蒋双阳万小琼赵建伟华玉妹胡金龙刘广龙华中农业大学资源与环境学院武汉430070 华中农业大学国家环境保护土壤健康诊断与绿色修复重点实验室武汉430070

生物修复技术削减途经土壤中的硝态氮是一种环境友好且生态效益高的方法。构建了含不同填料的A(土壤)、B(土壤+木屑)、C(土壤+木屑+蜡样芽孢杆菌)、D(土壤+木屑+土著反硝化菌)4种渗透反应柱,将从土壤填料中筛选出单株具有良好反硝化性... 详细信息

生物修复技术削减途经土壤中的硝态氮是一种环境友好且生态效益高的方法。构建了含不同填料的A(土壤)、B(土壤+木屑)、C(土壤+木屑+蜡样芽孢杆菌)、D(土壤+木屑+土著反硝化菌)4种渗透反应柱,将从土壤填料中筛选出单株具有良好反硝化性能的土著反硝化菌(Pseudomonas sp.P10)和来源于湖泊底泥的反硝化菌蜡样芽孢杆菌分别接种至渗透反应柱,探究土著反硝化菌对巢湖流域同源水稻田土壤填充渗透反应柱脱氮效果的影响。结果表明,向反应柱中接种土著反硝化菌Pseudomonas sp.P10可缩短反应柱去除NO_(3)^(-)-N的启动时间,填料为土壤与木屑的B柱对NO_(3)^(-)-N去除率可达96.05%。接种土著反硝化菌的D柱出现了NH_(4)^(+)-N积累现象,B、C、D柱中积累的[NO_(2)^(-)-N]均低于2.4 mg·L^(-1)。在30 mg·L^(-1)和50 mg·L^(-1)的NO_(3)^(-)-N进水条件下,各反应柱对TN去除率为50%~70%。各反应柱出水TOC符合水质标准。接种土著反硝化菌的D柱中优势菌种为Pseudomonas属细菌,C柱中接种的蜡样芽孢杆菌并没能成功地与原有微生物群落竞争。接种土著反硝化菌对土壤反硝化能力有一定强化作用,但随着时间的延长,在充足可利用碳源条件下,没有接种微生物的反应柱更具有反硝化脱氮优势。该研究结果可为提升土壤对外源氮素的削减和湖泊氮素污染的控制提供参考,也为湖库淤积物的资源化利用及治污情况下生态系统的稳态维持和可持续的系统动力学提供依据。

关键词：硝酸盐反硝化菌稻田泥土生物强化脱氮

减污降碳视角下的粮食绿色低碳生产:现实基础、主要问题与优化路径

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科技导报 2024年第16期42卷 72-81页

作者：明若愚李凡略何可华中农业大学经济管理学院武汉430070 华中农业大学农业绿色低碳发展实验室武汉430070

从减污降碳的视角出发,分析了中国粮食绿色低碳生产的现实基础、面临的主要问题,并提出了优化路径。国家政策的引领和支持、技术进步与创新能力的提升、市场需求的转变是推动粮食生产绿色低碳发展的关键。然而,也存在政策需进一步明确... 详细信息

从减污降碳的视角出发,分析了中国粮食绿色低碳生产的现实基础、面临的主要问题,并提出了优化路径。国家政策的引领和支持、技术进步与创新能力的提升、市场需求的转变是推动粮食生产绿色低碳发展的关键。然而,也存在政策需进一步明确化、生产者减污降碳意识与能力有待加强、技术瓶颈等问题。为应对这些问题,提出了制定减污降碳路线图、培养生产者意识、加强技术创新推广、建立绿色低碳价值实现机制等优化策略。

关键词：粮食绿色低碳生产减污降碳气候变化技术创新

不同钾素供应和光强对油菜叶片光合能力的影响

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中国油料作物学报 2024年第4期46卷 843-854页

作者：何紫瑶陈其睿胡文诗谷贺贺宋毅叶晓磊张洋洋陆志峰任涛鲁剑巍华中农业大学资源与环境学院/华中农业大学微量元素研究中心湖北武汉430070

为明确钾素供应和光强对油菜叶片生长和光合特性的影响,本研究采用钾素供应和光强两因素的试验设计,其中钾素供应设计3个水平,分别为严重缺钾(0.03 mmol·L^(-1)KCl)、轻度缺钾(0.09 mmol·L^(-1)KCl)和充足钾供应(2.00 mmol·L^(-1)KC... 详细信息

为明确钾素供应和光强对油菜叶片生长和光合特性的影响,本研究采用钾素供应和光强两因素的试验设计,其中钾素供应设计3个水平,分别为严重缺钾(0.03 mmol·L^(-1)KCl)、轻度缺钾(0.09 mmol·L^(-1)KCl)和充足钾供应(2.00 mmol·L^(-1)KCl),光强设置2个水平,分别为低光强(LL,~200μmol·m^(-2)·s^(-1))和高光强(HL,~400μmol·m^(-2)·s^(-1)),在水培条件下研究了不同钾素供应和光强处理油菜叶片的生长、气体交换参数、叶绿素荧光特征以及叶肉细胞超微结构特征,以期为多变环境条件下钾肥的合理施用提供理论依据。结果表明,钾素供应和光强显著影响油菜叶片的生长。相同的钾素供应下,高光强处理油菜叶片厚度和比叶重较低光强分别增加了19.6%~24.3%和57.1%~73.6%,而在严重缺钾胁迫时,净光合速率较低光强条件降低了63.8%。严重缺钾胁迫叶片在高光强条件下受到光抑制,实际光化学效率、最大羧化速率和最大电子传递速率等光合关键参数明显降低,叶绿体发育不良,同时缺钾导致叶肉细胞间空隙比例减小,叶肉导度降低,进而使得叶片光合能力显著下降。综上所述,钾素供应和光强共同调节叶片形态结构,影响光合能力,高光强下钾素供应不足会严重影响油菜的生长,合理施用钾肥有利于提高油菜对光强变化的适应性,保持光合能力的稳定。

关键词：油菜钾光照强度光合作用叶绿体超微结构叶绿素荧光

面向池塘圈养模式的气液混合泵的参数优化及增氧试验

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华中农业大学学报 2024年第2期43卷 40-46页

作者：裴凯王永江黄庆兰朱明何绪刚冯耀泽华中农业大学工学院武汉430070 农业农村部水产养殖设施工程重点实验室武汉430070 华中农业大学水产学院武汉430070

为探究气液混合泵能否满足在高密度养殖条件下养殖对象对水体溶氧的需求,基于气液(氧气-水)混合泵搭建溶氧试验平台,在不同水温、不同出水压力和不同气水体积比的条件下,测试气液混合泵溶氧性能,并在池塘圈养桶(直径4 m,高2 m,养殖水体... 详细信息

为探究气液混合泵能否满足在高密度养殖条件下养殖对象对水体溶氧的需求,基于气液(氧气-水)混合泵搭建溶氧试验平台,在不同水温、不同出水压力和不同气水体积比的条件下,测试气液混合泵溶氧性能,并在池塘圈养桶(直径4 m,高2 m,养殖水体体积20 m^(3))内进行增氧试验。溶氧性能测试结果显示:当出水压力为0.25 MPa、气水体积比为0.01~0.05时,在不同水温(5.6、13.5、30.3)条件下出水溶解氧与水温成反比,溶解氧在47.93~20.60 mg/L变化;氧气吸收效率与气水体积比呈反比,氧气吸收效率在91%~33.7%变化;动力效率与气水体积比成正比,动力效率在22.32~55.12 kg/(kW·h)变化。基于圈养桶的增氧试验结果显示,在有鱼耗氧的条件下(黄颡鱼,单个桶内养殖密度为13.19~16.49 kg/m^(3)),使用功率3 kW的气液混合泵为4个圈养桶增氧时,每个桶内水体溶解氧在光照时间内可达11 mg/L,夜间稳定保持在8 mg/L以上。试验结果表明气液混合泵可应用于高密度的水产养殖,并能有效应对夏季高温供氧难题。

关键词：水产养殖溶氧气液混合纯氧增氧池塘圈养

组织关系视角下全域土地综合整治多元主体协同治理的逻辑框架与网络形式

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自然资源学报 2024年第4期39卷 912-928页

作者：李秋芳汪文雄崔永正陈丹玲华中农业大学公共管理学院武汉430070

多元主体协同治理是乡村振兴背景下推动全域土地综合整治高质量发展的必然要求,为整合多方资源要素、协调多元主体行动、提升整治效率提供了有效路径。从组织关系视角构建全域土地综合整治多元主体协同治理的逻辑框架,以湖北省J县GQ镇为... 详细信息

多元主体协同治理是乡村振兴背景下推动全域土地综合整治高质量发展的必然要求,为整合多方资源要素、协调多元主体行动、提升整治效率提供了有效路径。从组织关系视角构建全域土地综合整治多元主体协同治理的逻辑框架,以湖北省J县GQ镇为例,采用社会网络分析法构建包含命令传递、资源流动和信息沟通的多元主体协同治理网络,并分析网络结构特征,采用指数随机图模型剖析这些网络的内外生机制。结果显示:(1)案例区全域土地综合整治中三个网络密度较低,尚未形成紧密联系的多元主体协同治理体系;(2)命令传递网络和资源流动网络具有典型的“核心—边缘”结构和“小世界”特征,存在以县政府、镇政府为中心的命令传递集群和以施工企业为中心的资源流动集群,大量农村集体和村民位于网络边缘未发挥主体作用;(3)三个网络的形成不同程度上受互惠性、核心—边缘结构效应、传递闭合效应、连通效应等内生机制和主体属性、夹带效应等外生机制的影响。据此提出,为提高全域土地综合整治多元主体协同治理的有效性,应强化核心主体的稳定作用,搭建多元化参与渠道,发挥农村集体和村民的内生动力。

关键词：组织关系全域土地综合整治多元主体协同治理社会网络分析指数随机图模型

农业社会化服务对耕地撂荒的抑制效应——理论分析与实证检验

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资源科学 2024年第8期46卷 1554-1569页

作者：孙小宇杨钢桥华中农业大学公共管理学院武汉430070

【目的】农业社会化服务对耕地撂荒的影响尚无定论。因此,亟须厘清农业社会化服务与耕地撂荒的关系,以期为进一步缓解耕地撂荒提供参考。【方法】本文构建农业社会化服务影响耕地撂荒的理论模型,基于2014—2018年中国劳动力动态调查数据... 详细信息

【目的】农业社会化服务对耕地撂荒的影响尚无定论。因此,亟须厘清农业社会化服务与耕地撂荒的关系,以期为进一步缓解耕地撂荒提供参考。【方法】本文构建农业社会化服务影响耕地撂荒的理论模型,基于2014—2018年中国劳动力动态调查数据,运用固定效应模型和双重差分模型,从村庄和农户层面检验农业社会化服务对耕地显性撂荒和隐性撂荒的影响与作用机制。【结果】①农业社会化服务对耕地显性撂荒具有显著的抑制效应;农业社会化服务对耕地集约利用具有显著的促进效应,抑制了耕地隐性撂荒。②相较于非粮食主产区,抑制效应在粮食主产区内表现明显;同时,相较于农业劳动力替代程度低的农业社会化服务,农业劳动力替代程度高的农业社会化服务对耕地撂荒的抑制效应更强。③提高劳动生产率是农业社会化服务抑制耕地撂荒的主要作用机制,农户购买农业社会化服务后,劳动生产率提高17.9%。【结论】农业社会化服务对耕地撂荒具有抑制效应,且呈现出区域和服务内容的异质性;农业社会化服务通过提高劳动生产率来抑制耕地撂荒。因此,应完善耕地保护制度设计,严格和强化耕地用途管制、鼓励和支持土地整治项目;同时,加快培育专业化农业社会化服务组织,提升服务能力、拓宽服务领域;另外,要注重区域差异,因地制宜、分类施策,有针对性地治理耕地撂荒问题。

关键词：农业社会化服务耕地撂荒抑制效应固定效应模型异质性作用机制中国

耕地利用转型与县域城镇化的耦合作用及其影响因素分析——以河南省为例

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自然资源学报 2024年第1期39卷 206-227页

作者：代亚强张玥柯新利陈媛媛华中农业大学公共管理学院武汉430070

耕地利用转型与县域城镇化之间存在复杂的交互耦合关系,开展两者的耦合研究对促进耕地可持续利用和县域城镇化高质量发展具有重要意义。在厘清耕地利用转型与县域城镇化的耦合作用机制基础上,选取河南省为案例区,采用耦合协调度模型、P... 详细信息

耕地利用转型与县域城镇化之间存在复杂的交互耦合关系,开展两者的耦合研究对促进耕地可持续利用和县域城镇化高质量发展具有重要意义。在厘清耕地利用转型与县域城镇化的耦合作用机制基础上,选取河南省为案例区,采用耦合协调度模型、PVAR模型等方法探究两者的耦合作用关系及其影响因素。结果表明:(1)2000—2020年河南省耕地利用转型经历先下降后上升的演变过程,并且呈现日益均衡的空间分布特征。(2)河南省县域城镇化水平逐渐上升,并且呈现“大集聚、小分散”的空间发展格局。(3)河南省耕地利用转型与县域城镇化耦合协调度的整体水平不断上升,并且呈现日益均衡的空间演化趋势;但是,耕地利用转型与县域城镇化的良好协调区域数量仍然较少,两者的耦合协调度有待进一步提升。(4)河南省耕地利用转型与县域城镇化的耦合协调度受自然、经济、社会、政府等多维因素的综合影响,各影响因素贡献程度和影响效应有所不同。其中,海拔、产业集聚、人口密度、公共财政支出的贡献程度相对较高;产业集聚、公共财政支出等对耦合协调度提升具有显著的正向作用,而海拔、人口密度等具有显著的负向作用。

关键词：耕地利用转型县域城镇化耦合协调影响因素 PVAR模型