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化学计量学在食品风味领域的应用进展

食品科学 2024年

作者：张牵韩颢颖孟繁宇王亚东王蓓江滔北京工商大学食品与健康学院法国勃艮第大学里昂神经科学研究中心

风味物质影响食品的感官属性及消费者选择，风味物质分析对食品质量改善以及新产品开发都至关重要。然而，风味物质数据庞杂、统计分析运用不恰当极大程度限制了该领域发展，因此，正确、合理地使用新型化学计量学方法，如人工智能算法... 详细信息

风味物质影响食品的感官属性及消费者选择，风味物质分析对食品质量改善以及新产品开发都至关重要。然而，风味物质数据庞杂、统计分析运用不恰当极大程度限制了该领域发展，因此，正确、合理地使用新型化学计量学方法，如人工智能算法获取有效信息在该领域至关重要。近年来化学计量学方法广泛应用于食品研究中，除降维、分类与回归方法外，多种神经网络方法也在食品领域研究中兴起，但对其合理应用的归纳总结较少。因此，本文对可用于研究食品风味的统计分析方法进行了归纳总结，包括主成分分析和线性判别分析，线性回归方法如偏最小二乘回归系列及非线性方法如模糊逻辑、人工神经网络等多种神经网络方法，对其原理进行讲解并进行应用举例。本文旨在为化学计量学在后续食品风味领域的研究提供有效的方法和思路。

关键词：化学计量学食品风味科学感官分析统计分析

免耕对农田土壤团聚体的影响研究:Meta分析

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环境科学 2024年第2期45卷 952-960页

作者：徐艺萍饶越悦孟艳温媛孟维伟王旭清李宗新刘开昌代红翠山东省农业科学院小麦玉米国家工程研究中心济南250100 中国农业大学农学院北京100193

为明确免耕对农田土壤团聚体的影响,通过Meta分析整合已发表的116项研究,综合探究免耕对土壤团聚体粒径分布、平均重量直径(MWD)以及团聚体有机碳含量的影响.结果表明,与耕作相比,免耕显著提高土壤大团聚体占比(10.9%)和MWD(12.8%),减... 详细信息

为明确免耕对农田土壤团聚体的影响,通过Meta分析整合已发表的116项研究,综合探究免耕对土壤团聚体粒径分布、平均重量直径(MWD)以及团聚体有机碳含量的影响.结果表明,与耕作相比,免耕显著提高土壤大团聚体占比(10.9%)和MWD(12.8%),减少黏粉粒占比(-15.5%),但对微团聚体及团聚体有机碳含量没有显著影响.亚组分析表明,免耕显著提高西北地区土壤大团聚体占比(17.6%),提高华北地区土壤团聚体MWD(15.4%);在旱地及黏壤土中,免耕分别提高团聚体MWD效应值12.6%和18.4%;免耕提高大团聚体占比的效果随土壤pH值增加而增加;秸秆还田条件下,免耕显著提高土壤大团聚体占比(9.6%)及MWD(11.6%),秸秆移除后,免耕对团聚体的影响效应均不显著;在试验年限方面,短期免耕(10 a)提高团聚体MWD;在土壤深度方面,免耕仅能改善耕层(0~20 cm)土壤团聚体粒径分布及MWD,而对深层土壤(>20 cm)团聚体没有影响.综上所述,免耕能够改善土壤团聚体粒径分布及稳定性,但对团聚体碳含量无显著影响.在实际生产中,要充分考虑生产区域、土壤性质和田间管理等因素,以达到有效改良土壤团聚体的目的.

关键词：免耕土壤团聚体平均重量直径(MWD) 团聚体有机碳 Meta分析

废旧地膜回收利用模式探索、现实困境与优化路径——基于陇、鲁实践调查

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农业环境科学学报 2024年第6期43卷 1294-1302页

作者：张倩陈倩江艳军胡乃娟樊廷录孙洪武江苏省农业科学院农业经济与发展研究所南京210014 南京农业大学农学院南京210095 甘肃省农业科学院兰州730070

为研究我国废旧地膜回收利用模式经验、面临问题与优化路径,本研究选取甘肃、山东两大代表省份开展实地调研,并比较了不同再利用方式的经济和生态效益。结果显示:山东一方面通过花生种植制度创新,成功实现地膜减量,另一方面基于行政层... 详细信息

为研究我国废旧地膜回收利用模式经验、面临问题与优化路径,本研究选取甘肃、山东两大代表省份开展实地调研,并比较了不同再利用方式的经济和生态效益。结果显示:山东一方面通过花生种植制度创新,成功实现地膜减量,另一方面基于行政层级架构回收网络体系,及创新“秸-膜”协同回收模式,大幅降低废旧地膜捡拾含杂率;甘肃通过全链条多主体协同回收利用模式、企业“多功能”集成一体化回收处理模式等创新,实现县域废旧地膜回收全覆盖。此外,1 t废旧地膜(指废旧地膜与秸秆、根系、泥土等的混合物,经分离清理后含杂率为20%~30%,下同)再生造粒的经济效益为20~120元·t^(-1),碳排放量为8.68 kg CO_(2e)·t^(-1),焚烧发电的经济效益为129~194元·t^(-1),碳排放量为1.83 kg CO_(2e)·t^(-1)。当前,进一步提升回收利用效率面临着地膜使用不科学、机械设备作业场景较单一、资源配置不科学、财政持续支持困难、废旧地膜再利用产业内生“造血”能力弱等一系列障碍。研究表明,源头减量替代与回收体系建设是我国废旧地膜回收的主要路径,焚烧发电和再生造粒是再利用的主要路径,且焚烧发电的经济和减碳效益均优于再生造粒,解决现有问题,需因地制宜地制定覆膜技术规程,强化地膜生产、销售标准化管控,加强回收、捡拾、处置等机械设备创新,全域统筹配置各项资源,调动各级财政与社会资本长效支持,加快生态产品价值转化市场机制建设等。

关键词：地膜回收利用模式困境优化

改性酒糟生物炭对紫色土壤镉形态及水稻吸收镉的影响

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环境科学 2024年第5期45卷 3027-3036页

作者：肖乃川王子芳杨文娜谢永红代文才高明西南大学资源环境学院重庆400715 重庆农业科学院果树研究所重庆401329

生物炭及改性生物炭已被广泛应用于重金属污染农田土壤修复领域.为探寻经济有效的镉(Cd)污染酸性紫色土壤修复改良材料,将酒糟制成酒糟生物炭(DGBC),并用纳米二氧化钛(Nano-TiO_(2))对其改性,制得两种改性酒糟生物炭TiO_(2)/DGBC和Fe-Ti... 详细信息

生物炭及改性生物炭已被广泛应用于重金属污染农田土壤修复领域.为探寻经济有效的镉(Cd)污染酸性紫色土壤修复改良材料,将酒糟制成酒糟生物炭(DGBC),并用纳米二氧化钛(Nano-TiO_(2))对其改性,制得两种改性酒糟生物炭TiO_(2)/DGBC和Fe-TiO_(2)/DGBC,采用水稻盆栽试验研究不同生物炭和不同施用量(1%、3%、5%)处理对土壤理化性质、养分含量、Cd赋存形态与生物有效性、水稻生长与Cd富集的影响.结果表明:①施用DGBC显著提高了酸性紫色土pH、CEC和养分含量,且TiO_(2)/DGBC和Fe-TiO_(2)/DGBC效果更好.②DGBC和改性DGBC使土壤Cd形态由可溶态向难溶态转变,残渣态Cd相较对照增加了1.22%~18.46%.土壤Cd生物有效性显著降低,DGBC、TiO_(2)/DGBC和Fe-TiO_(2)/DGBC分别使有效态Cd降低11.81%~23.67%、7.64%~43.85%和19.75%~55.82%.③施用DGBC和改性DGBC提高了水稻产量,DGBC、TiO_(2)/DGBC和Fe-TiO_(2)/DGBC在3%添加量时水稻产量最高,分别为30.60、37.85和39.10 g·pot^(−1),是对照的1.13、1.40和1.44倍.水稻各部位Cd含量显著降低,施用3种生物炭时水稻籽粒ω(Cd)分别为0.24~0.30、0.16~0.26和0.14~0.24 mg·kg^(−1),TiO_(2)/DGBC在5%、Fe-TiO_(2)/DGBC在3%和5%添加量时,水稻籽粒ω(Cd)低于0.2 mg·kg^(−1),符合国家食品中污染物限量标准(GB 2762-2022).总体来看,Nano-TiO_(2)改性DGBC通过自身的吸附作用和影响土壤Cd形态分布有效降低了土壤Cd生物有效性,从而降低了水稻对Cd的吸收,同时促进了水稻生长,提高水稻产量.是一种具有潜在应用前景的Cd污染土壤修复改良材料.研究结果可以为Cd污染酸性紫色土农田修复和农业安全生产提供科学依据.

关键词：镉(Cd)污染紫色土改性酒糟生物炭土壤-水稻系统镉积累

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遮挡条件下多视角甜椒果实点云三维重构方法

农业机械学报 2024年第5期55卷 218-225页

作者：王昱易振峰谭文超郭金菊周星星赵俊宏华南农业大学工程学院广州510642 广东省农业科学院设施农业研究所广州510640

为进行表型原位自动化测量,实现甜椒数字化育种和管理,针对原位果实表型测量中的目标遮挡问题,提出一种多视角甜椒果实点云的三维重构方法。通过虚拟叶片的方法,创建增强数据集,建立基于YOLO v5算法的甜椒果实识别模型,实现对不同遮挡... 详细信息

为进行表型原位自动化测量,实现甜椒数字化育种和管理,针对原位果实表型测量中的目标遮挡问题,提出一种多视角甜椒果实点云的三维重构方法。通过虚拟叶片的方法,创建增强数据集,建立基于YOLO v5算法的甜椒果实识别模型,实现对不同遮挡程度果实的识别,同时,构建考虑果实位置与遮挡程度的果实表型采集算法,实现多视角的果实三维数据采集。最后,配准甜椒果实三维点云,提取甜椒表型参数,并通过温室甜椒果实表型,对点云重构方法的有效性进行验证。相较手动测量数据,果实果宽平均相对误差为1.72%,果高平均相对误差为1.60%。试验结果表明,本文所提出的甜椒原位表型点云重构方法,可为遮挡条件下作物表型提供有效的解决思路和可行方法。

关键词：甜椒表型数据增强遮挡条件点云三维重构 YOLO v5

转Cry1A.401基因抗虫玉米CM8302和CM8303对亚洲玉米螟的抗性研究

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玉米科学 2024年第2期32卷 154-161页

作者：王云鹤武奉慈谢树章翁建峰宋新元杨小艳李新海东北农业大学农学院哈尔滨150030 三亚中国农业科学院国家南繁研究院三亚572024 吉林省农业科学院长春130033 重庆市农业科学院重庆401329

采用农杆菌介导法获得转Cry1A.401基因抗虫玉米CM8302和CM8303,通过多代回交与自交获得BC_(4)F_(1)、BC_(4)F_(2)和BC_(4)F_(3)世代的转基因玉米材料。利用qRT-PCR和ELISA方法明确转基因抗虫玉米叶片、花丝和子粒均有Cry1A.401基因表达... 详细信息

采用农杆菌介导法获得转Cry1A.401基因抗虫玉米CM8302和CM8303,通过多代回交与自交获得BC_(4)F_(1)、BC_(4)F_(2)和BC_(4)F_(3)世代的转基因玉米材料。利用qRT-PCR和ELISA方法明确转基因抗虫玉米叶片、花丝和子粒均有Cry1A.401基因表达,不同世代间目的基因表达量无显著差异。田间接虫鉴定结果表明,CM8302和CM8303三个世代心叶期和吐丝期的抗性等级均为1级,抗性水平为高抗。室内生测结果表明,亚洲玉米螟幼虫取食CM8302心叶、花丝和子粒第6天存活率分别为0、4.0%和4.0%;取食CM8303心叶、花丝和子粒第6天存活率分别为0、4.0%和2.0%。分析显示转基因抗虫玉米CM8302和CM8303的心叶、花丝和子粒均具有显著杀虫效果且遗传稳定。

关键词：转基因玉米亚洲玉米螟抗虫性遗传稳定性

基于ZEMAX的柚果内部品质光谱无损检测光路仿真与试验

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华南农业大学学报 2024年第4期45卷 618-623页

作者：陈鑫徐赛陆华忠梁鑫华南农业大学工程学院广东广州510642 广东省农业科学院设施农业研究所广东广州510640 广东省农业科学院广东广州510640

[目的]解决柚果Citrus maxima在无损检测中采集的光谱信息较弱、柚果内部品质检测不准确的问题。[方法]采用ZEMAX软件对光谱无损检测光路进行光学仿真,并搭建实物装置进行测试与验证。为进一步验证该光路对柚果内部品质的无损检测效果,... 详细信息

[目的]解决柚果Citrus maxima在无损检测中采集的光谱信息较弱、柚果内部品质检测不准确的问题。[方法]采用ZEMAX软件对光谱无损检测光路进行光学仿真,并搭建实物装置进行测试与验证。为进一步验证该光路对柚果内部品质的无损检测效果,采集400~1 100 nm波段132个柚果光谱数据,理化测定其可溶性固形物含量并进行训练建模和测试验证。[结果]最优光路参数为:灯珠数量为7、柚果与光源间距为2 cm,探测器与柚果间距为0.5 cm。通过Savitzky-Golay (SG)平滑和标准正态变换(Standard normal variate,SNV)预处理,竞争自适应重加权采样(Competitive adaptive reweighted sampling,CARS)特征选择,建立柚果糖度偏最小二乘回归(Partial least squares regression,PLSR)预测模型,训练集R2和RMSE分别为0.81和0.85,测试集R2和RMSE分别为0.81和0.89。[结论]本研究得到的柚果光谱无损检测光路参数可用于柚果内部品质的无损检测,检测效果较好,也为其他大尺寸水果内部无损检测提供了参考。

关键词：柚果 ZEMAX 光路优化光学仿真无损检测建模识别

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施肥对旱作盐碱地线虫群落与燕麦产量的影响

中国生态农业学报（中英文） 2024年第1期32卷 153-163页

作者：乔月静霍瑞轩赵璐明李青山范雅琦高铎张礼静郭来春山西农业大学农学院晋中030801 白城市农业科学院白城137000

本研究以线虫作为指示生物,探索不同肥料长期施用对旱作盐碱瘠薄土壤微食物网的影响。依托5年定位试验,设置单施醋糟(VR)、有机肥(OM)、菌肥(BM)、化肥(CF)及醋糟/粉煤灰配施(VRF)和有机肥/化肥配施(OCF)、不施肥(CK)7个处理,选取燕麦... 详细信息

本研究以线虫作为指示生物,探索不同肥料长期施用对旱作盐碱瘠薄土壤微食物网的影响。依托5年定位试验,设置单施醋糟(VR)、有机肥(OM)、菌肥(BM)、化肥(CF)及醋糟/粉煤灰配施(VRF)和有机肥/化肥配施(OCF)、不施肥(CK)7个处理,选取燕麦苗期、抽穗期和收获期的耕层土壤样品,分析土壤线虫群落、土壤性状及燕麦产量。结果表明:大部分施肥处理降低了土壤pH和容重,显著提升了有机质、硝态氮含量以及微生物数量(P<0.05)。除BM外,各施肥处理的燕麦均显著增产(P<0.05),增幅为44.5%~92.3%,其中OM和CF显著高于其他施肥处理(P<0.05)。施肥显著提高了土壤线虫的数量和丰富度(P<0.05),OM处理线虫群落达到结构化状态,食物网稳定,但植物寄生线虫占比较高(36.2%);相比其他肥料,CF处理则会显著增加线虫优势属数量,显著降低线虫多样性(P<0.05);而两者配施的OCF一定程度上弥补了各自的不足。VRF和VR处理均显著提高了食微线虫占比(P<0.05),降低了植物寄生性线虫占比,VRF处理自由生活线虫成熟度指数显著最高(P<0.05)。土壤有机质、有效磷和微生物是土壤线虫数量变化的主要因素,土壤pH、EC、容重是燕麦增产的主要限制因素,而土壤线虫数量与燕麦产量无显著相关。有机肥/化肥和醋糟/粉煤灰配施较肥料单施更利于土壤微生态环境的健康稳定。

关键词：盐碱地长期施肥肥料类型燕麦土壤线虫土壤理化性状

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国内外153份小麦种质条锈病抗性鉴定与评价

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中国农业科学 2024年第1期57卷 18-33页

作者：周警卫叶博伟张朋飞张宇庆郝敏尹毓若袁婵李志康李顺达夏先春何中虎张宏军兰彩霞华中农业大学植物科学技术学院/湖北洪山实验室湖北省农业科学院粮食作物研究所中国农业科学院作物科学研究所/国家小麦改良中心

【目的】条锈病是威胁小麦安全生产的重要真菌病害，了解国内外育种材料抗性水平和抗病基因的分布，发掘新的抗性资源，为提高抗病基因利用效率提供依据。【方法】利用中国当前条锈菌优势生理小种CYR33和CYR34对153份国内外小麦育种材... 详细信息

【目的】条锈病是威胁小麦安全生产的重要真菌病害，了解国内外育种材料抗性水平和抗病基因的分布，发掘新的抗性资源，为提高抗病基因利用效率提供依据。【方法】利用中国当前条锈菌优势生理小种CYR33和CYR34对153份国内外小麦育种材料进行苗期抗性鉴定，于2018—2019、2019—2020和2020—2021年，在湖北鄂州，利用这两个小种对供试材料进行成株期抗性鉴定；结合已知抗性基因Yr5、Yr9、Yr10、Yr15、Yr17、Yr18、Yr26、Yr29和YrSP等功能标记或紧密连锁分子标记进行基因型检测。【结果】苗期结果显示，10份材料对CYR33表现免疫（反应型IT为0），包括7份国内材料（即山农28、漯麦163、石麦13、中意6号、郯麦98-2、中麦175和泰山21）和3份国际玉米小麦改良中心（CIMMYT）材料（CIM-53、CIM-60和CIM-71）；仅2份国内材料在苗期对CYR34小种表现免疫（郯麦98-1和山农102）。此外，成株期条锈病田间鉴定显示，64份材料在田间3年均表现出稳定抗性（最终严重度≤5%），包括7份国内材料和57份CIMMYT材料。利用抗病基因功能标记或紧密连锁分子标记检测显示，153份材料中携带Yr9、Yr10、Yr17、Yr18、Yr26、Yr29和YrSP抗性基因的材料分别有31、23、73、2、4、50和2份，未检测到含有Yr5和Yr15的材料。综合苗期和成株期表型，仅CIM-53对2个生理小种在苗期和成株期均表现为免疫（IT=0，严重度为0），分子标记检测显示，该材料可能含有已知抗病基因Yr17和Yr29。【结论】国内外153份小麦种质对当前条锈菌流行生理小种的抗性主要以成株抗性为主，其中国内小麦品种主要携带Yr9、Yr10和Yr26抗性基因，而CIMMYT小麦品系则携带Yr17、Yr18和Yr29为主，表明通过聚合1—2个非免疫苗期抗性基因和2—3个成株抗性基因，在成株期多个环境条件下均表现出近免疫抗性水平，是CIMMYT小麦品系保持持久抗性的主要原因。亟待广泛挖掘抗源，发掘新的抗病基因，充分利用现代生物技术手段快速培育具有持久抗性且农艺性状优良的小麦新品种，进一步提高中国麦区条锈病整体抗性水平。

关键词：小麦条锈病苗期抗性成株抗性抗病基因分子标记抗病性鉴定