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基于IWHO-EKF的高速免耕播种机播种深度监测系统研究

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农业机械学报 2024年第3期55卷 75-84页

作者：王淞衣淑娟赵斌李衣菲陶桂香毛欣黑龙江八一农垦大学工程学院大庆163319 黑龙江省农机智能装备重点实验室大庆163319 东北农业大学工程学院哈尔滨150030

为解决免耕播种机高速(12~16 km/h)作业时因地势起伏造成机械振动与传感器测量误差导致的播种深度监测系统精度降低,以及单一传感器监测可靠性较差的问题,研究了一种基于改进野马算法(Improved wild horse optimizer,IWHO)优化扩展卡尔... 详细信息

为解决免耕播种机高速(12~16 km/h)作业时因地势起伏造成机械振动与传感器测量误差导致的播种深度监测系统精度降低,以及单一传感器监测可靠性较差的问题,研究了一种基于改进野马算法(Improved wild horse optimizer,IWHO)优化扩展卡尔曼滤波器(Extended Kalman filter,EKF)中关键参数Q_(sigma)、R_(sigma1)、R_(sigma2)、R_(sigma3)的多传感器数据融合算法(IWHO-EKF)的高速免耕播种机播种深度监测系统。首先,建立以激光、超声波与角度传感器为多传感器监测单元的播种深度监测模型;其次,通过卡尔曼滤波算法对3个单一传感器分别滤波;最后,提出一种加入莱维飞行与高斯变异的IWHO-EKF算法,将滤波后的3个单一传感器进行数据融合,从而解决机械振动干扰与传感器测量误差降低的问题,同时充分发挥多传感器融合信息,确保免耕播种机高速作业时实现高精度、高可靠性播种深度实时监测。为验证其优越性,通过IWHO-EKF算法与单一传感器监测、单一传感器滤波和WHO-EKF算法进行仿真对比试验与田间试验。仿真试验表明:基于IWHO-EKF的高速免耕播种机播种深度监测算法平均绝对误差为0.073 cm,均方根误差为0.090 cm,相关系数为0.983,实现了高精度监测,且精度相较于传感器原始监测值、滤波值与WHO-EKF算法均显著提升。田间试验结果表明:基于IWHO-EKF算法的高速免耕播种机播种深度监测系统相较于3个单一传感器监测值,平均绝对误差和平均均方根误差分别降低0.063 cm和0.067 cm,同时平均相关系数提升0.027,该系统能够提高播种深度监测系统的精确性和可靠性。

关键词：高速免耕播种机播种深度监测系统改进野马算法扩展卡尔曼滤波器数据融合

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变工况下动态卷积域对抗图神经网络故障诊断

哈尔滨工程大学学报 2024年第7期45卷 1406-1414页

作者：王桐王晨程邰宇欧阳敏陈立伟哈尔滨工程大学信息与通信工程学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学先进船舶通信与信息技术工业和信息化部重点实验室黑龙江哈尔滨150001 黑龙江省政务大数据中心黑龙江哈尔滨150028

针对基于无监督域自适应故障诊断方法忽略了域间数据结构信息、传统域对齐平均最大差异法全局泛化能力差等问题,本文提出一种基于无监督域自适应理论的动态卷积域对抗图神经网络故障诊断模型,分别通过对数据的类别标签、域标签和数据结... 详细信息

针对基于无监督域自适应故障诊断方法忽略了域间数据结构信息、传统域对齐平均最大差异法全局泛化能力差等问题,本文提出一种基于无监督域自适应理论的动态卷积域对抗图神经网络故障诊断模型,分别通过对数据的类别标签、域标签和数据结构信息进行建模。通过分类器和域鉴别器分别建模类别标签和域标签,通过图神经网络将数据结构信息嵌入到实例图节点中,利用高斯Wasserstein距离来度量不同领域的实例图之间的差异。本文对比了不同工况下共14种迁移任务在各模型下故障识别的准确率。实验结果表明:基于动态卷积的域对抗图神经网络模型在变工况下的故障诊断效果均优于其他对比模型,且模型性能稳定。

关键词：无监督域自适应动态卷积域对抗图神经网络图生成高斯Wasserstein距离故障诊断变工况

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不同酚类与乳清蛋白共价交联对松仁油Pickering乳液的影响

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中国食品学报 2024年第1期24卷 49-62页

作者：赵鑫磊包怡红骆嘉原高博贾铭杰蒋世龙东北林业大学生命科学学院哈尔滨150040 黑龙江省森林食品资源利用重点实验室哈尔滨150040 黑龙江飞鹤乳业有限公司北京100015

将没食子酸(GA)和香草酸(VA)分别与乳清蛋白(WPI)进行共价交联制备复合物(WGA和WVA),测定巯基含量、表面疏水性等理化指标并进行二、三级结构的表征。以复合颗粒为乳化剂制备松仁油Pickering乳液(WGAP和WVAP),对Pickering乳液的粒径分... 详细信息

将没食子酸(GA)和香草酸(VA)分别与乳清蛋白(WPI)进行共价交联制备复合物(WGA和WVA),测定巯基含量、表面疏水性等理化指标并进行二、三级结构的表征。以复合颗粒为乳化剂制备松仁油Pickering乳液(WGAP和WVAP),对Pickering乳液的粒径分布、流变学行为和脂质氧化产物生成量等指标进行表征,研究不同剂量和类型的酚类物质诱导表面疏水性的变化对Pickering乳液理化特性和氧化稳定性的影响。结果表明,WGA和WVP的巯基含量降低,表面疏水性显著增加(PWVAP。在一定剂量范围内,高添加量酚类化合物通过诱导蛋白质发生疏水性聚集或生成巯基-醌加成物两种方式提高了蛋白质的界面性能,从而使Pickering乳液粒径分布更均匀,体系趋向于稳定,脂质氧化程度更低。

关键词：没食子酸香草酸乳清蛋白表面疏水性松仁油 Pickering乳液

化肥减量配施腐植酸生物肥对黑钙土理化性质及微生物多样性的影响

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土壤通报 2024年第3期55卷 746-757页

作者：孔德庸邢力文韦娜郭伟孙海燕黑龙江八一农垦大学农学院黑龙江大庆163319 农业农村部东北平原农业绿色低碳重点实验室黑龙江大庆163319 黑龙江省现代农业栽培技术与作物种质改良重点实验室黑龙江大庆163319

【目的】降低化肥施用量、提高肥料利用率是稳定粮食产量、缓解黑钙土退化的有效途径。明确玉米-豆科作物轮作制度下,腐植酸生物肥对退化黑钙土的改良效果,为东北黑土区耕地保护提供参考。【方法】以芸豆为试验作物,连续两年进行田间试... 详细信息

【目的】降低化肥施用量、提高肥料利用率是稳定粮食产量、缓解黑钙土退化的有效途径。明确玉米-豆科作物轮作制度下,腐植酸生物肥对退化黑钙土的改良效果,为东北黑土区耕地保护提供参考。【方法】以芸豆为试验作物,连续两年进行田间试验;试验设置6个处理,分别为:当地常规化肥施用量(CF)、常规化肥施用量减少20%(RF)和常规化肥施用量减少20%配施腐植酸生物肥45.0 kg hm^(-2)(RFH1)、67.5 kg hm^(-2)(RFH2)、90.0kg hm^(-2)(RFH3)、112.5 kg hm^(-2)(RFH4);测定芸豆不同生育期和收获后各处理耕层土壤容重、团聚体、酶活性和微生物多样性指标,分析腐植酸生物肥对土壤理化性质的影响。【结果】化肥减量配施腐植酸生物肥能使土壤容重降低,促进土壤水稳性团聚体的形成,增加>5 mm、5~2 mm和2~1 mm水稳性团聚体百分含量及比例,改善土壤物理结构。2021年和2022年各处理中RFH2处理土壤团聚体平均重量直径均最大,较CF处理增加17.6%和10.6%(P<0.05)。化肥减量配施腐植酸生物肥处理的土壤碱性磷酸酶、蔗糖酶、脲酶和蛋白酶活性较CF处理分别提高了11.8%~34.6%、10.1%~48.4%、10.4%~14.7%和13.7%~35.2%。土壤中微生物α多样性和物种丰度提高,RFH2处理土壤细菌Ace指数较CF处理增加16.6%(P<0.05),RFH3处理土壤真菌Ace指数和Shannon指数较CF处理增加42.6%和28.8%(P<0.05)。化肥减量配施腐植酸生物肥能够提高细菌变形菌门(Proteobacteria)和真菌子囊菌门(Ascomycota)微生物所占比例。腐植酸生物肥的施用促进了芸豆的产量形成,2021年和2022年RFH2处理芸豆籽粒产量最高,较CF处理增加24.7%和21.5%(P<0.05)。【结论】综合分析认为,常规化肥施用量减少20%配施67.5kg hm^(-2)腐植酸生物肥(RFH2处理)改善土壤理化性质和微生物多样性效果最佳。

关键词：化肥减量腐植酸生物肥土壤理化性质微生物多样性芸豆

冷凉区黑土有机质和玉米产量双提升技术探索及经济效益分析

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干旱地区农业研究 2024年第2期42卷 121-130页

作者：徐超侯瑞星杨克军付健王宇先孙淑楠苗宇齐翔琨黑龙江八一农垦大学农学院黑龙江大庆163319 中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室北京100101 黑龙江省现代农业栽培技术与作物种质改良重点实验室黑龙江大庆163319 黑龙江省农业科学院齐齐哈尔分院黑龙江齐齐哈尔161006

为明确有机肥还田+保护性耕作措施下黑龙江省西部土壤有机质和作物产量的双提升技术效果,2021年10月,在黑龙江省西部齐齐哈尔市梅里斯区开展试验,以玉米为供试作物,设置5个处理:有机肥+深松40 cm(YS40)、秸秆留茬+深松40 cm(WS40)、有机... 详细信息

为明确有机肥还田+保护性耕作措施下黑龙江省西部土壤有机质和作物产量的双提升技术效果,2021年10月,在黑龙江省西部齐齐哈尔市梅里斯区开展试验,以玉米为供试作物,设置5个处理:有机肥+深松40 cm(YS40)、秸秆留茬+深松40 cm(WS40)、有机肥+旋耕20 cm(YS20)、秸秆留茬+旋耕20 cm(WS20)、有机肥表施+免耕(YB);一个对照:秸秆留茬+免耕(CK)。结果表明:施入有机肥的处理能够提升深土层土壤肥力,在20~40 cm土层中YS20处理与CK处理相比有机质和全氮依次提升11.56 g·kg^(-1)和0.57 g·kg^(-1);40~60 cm土层中YS40处理与CK处理相比有机质和全氮依次提升2.83 g·kg^(-1)和0.28 g·kg^(-1)。土壤结构方面,在0~20 cm土层中YB处理的容重较CK降低17.5%、含水量提升35.5%,40~60 cm土层中YS40处理的容重较CK处理降低5.3%、含水量提升38.4%。有机肥与保护性耕作处理提高了玉米不同生育时期叶面积指数、叶绿素含量和干物质积累量,进而提高了玉米产量,第二年的YS40、YS20、YB处理较CK处理分别增产14.5%、18.5%、11.4%。收益分析表明,与CK处理相比,2021年YB处理和2022年YS20处理收益增加最多,分别增加5770元·hm^(-2)和5223元·hm^(-2)。综上所述,黑龙江省西部薄层黑土实施有机肥还田+保护性耕作是提升土壤有机质、有机碳储量、全氮、全氮储量、玉米产量和经济效益的有效措施。

关键词：冷凉区黑土有机肥深施深松玉米产量经济效益土壤培肥

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藻藻共培养产生物质研究进展

微生物学报 2024年第8期64卷 2661-2670页

作者：王涵徐静刘季鑫林宜萌黑龙江大学生命科学学院农业微生物技术教育部工程研究中、心黑龙江省寒地生态修复与资源利用重点实验室、黑龙江省普通高校微生物重点实验室黑龙江哈尔滨150080 河北环境工程学院河北省农业生态安全重点实验室河北秦皇岛066102

微藻富含脂质、蛋白质、胞外多糖等物质,具备生产高价值副产物潜能。与微藻单培养相比,微藻共培养具备生长速度快、抵抗力强等优势,可有效提高微藻生物质、油脂产量。藻藻共培养生物质生产受环境、营养成分及外源物质胁迫等因素的影响,... 详细信息

微藻富含脂质、蛋白质、胞外多糖等物质,具备生产高价值副产物潜能。与微藻单培养相比,微藻共培养具备生长速度快、抵抗力强等优势,可有效提高微藻生物质、油脂产量。藻藻共培养生物质生产受环境、营养成分及外源物质胁迫等因素的影响,所产生物质可用于生物燃料的生产以及食品工业的加工利用。本文综述了微藻共培养体系的类型及产高价值副产物的相关研究,总结了藻藻共培养产生物质的影响因素及资源化应用潜能,并对藻藻共培养的前景与挑战进行了展望。

关键词：微藻共培养生物质资源化应用

火麻叶中大麻二酚提取工艺的响应面法优化及不同部位含量分布

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天然产物研究与开发 2024年第3期36卷 369-376,399页

作者：张一宁于志琪屈施旭刘同歌张玉红东北林业大学森林植物生态学教育部重点实验室黑龙江省林源活性物质生态利用重点实验室哈尔滨150040

本文研究一种超声波辅助提取火麻叶中大麻二酚(cannabidiol,CBD)的方法,同时分析火麻不同部位的CBD含量。首先建立CBD的HPLC检测方法,采用单因素实验确定超声提取功率、提取温度、提取时间、料液比4个因素对火麻叶中CBD提取率的影响;利... 详细信息

本文研究一种超声波辅助提取火麻叶中大麻二酚(cannabidiol,CBD)的方法,同时分析火麻不同部位的CBD含量。首先建立CBD的HPLC检测方法,采用单因素实验确定超声提取功率、提取温度、提取时间、料液比4个因素对火麻叶中CBD提取率的影响;利用Design-expert软件进行Box-Benhnken实验设计确定并验证CBD的超声辅助提取的最优工艺条件,并检测火麻不同部位CBD含量。实验表明:采用Agilent HC-C_(18)柱(250 mm×4.6 mm,5μm),检测波长:220 nm,流速:1.0 mL/min,柱温:28℃,流动相:甲醇-水=90∶10,等度洗脱,在此条件下的分离效果和峰型较好,并且结果准确可靠,稳定性好。以甲醇为提取溶剂,最佳提取工艺条件为:提取功率320 W,提取温度81℃,提取时间26 min,料液比1∶22 g/mL,在此条件下得到CBD含量的平均值为79.53±0.26 mg/g。火麻嫩叶中CBD含量最高,其余依次为老叶、种子和茎,根中含量最低。结果表明,超声波提取是一种高效的大麻二酚提取方法,且作为一种天然产物资源,大麻二酚具有重要的开发利用价值。

关键词：大麻二酚火麻叶超声辅助提取高效液相色谱响应面

油莎豆营养成分和生物学功能及其应用的研究进展

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饲料工业 2024年

作者：张艳薛沾枚刘雪松孟维珊张建胜陈国旺南景东钟鹏黑龙江省农业科学院畜牧兽医分院黑龙江省兽用药物重点实验室

油莎豆富含多种营养成分，包括油脂、蛋白质、淀粉、不饱和脂肪酸和多种矿物质等。在预防和治疗心血管疾病、促进肠道健康、抗炎抑菌、抗氧化、降糖和降血压方面均发挥一定作用。同时，油莎豆作为综合利用价值较高的经济作物，近年来也... 详细信息

油莎豆富含多种营养成分，包括油脂、蛋白质、淀粉、不饱和脂肪酸和多种矿物质等。在预防和治疗心血管疾病、促进肠道健康、抗炎抑菌、抗氧化、降糖和降血压方面均发挥一定作用。同时，油莎豆作为综合利用价值较高的经济作物，近年来也广泛应用于畜禽生产中。文章深入探讨油莎豆的生物学功能及其在畜禽生产中的研究进展，以期为相关领域研究提供参考。

关键词：油莎豆营养成分生物学功能畜禽应用

热处理对大豆蛋白结构的影响及其乳液的研究进展

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食品工业科技 2024年

作者：朱秀清高颖宣希寰韩田露朱颖黄雨洋付雨欣哈尔滨商业大学食品工程学院黑龙江省普通高校食品科学与工程重点实验室黑龙江省谷物食品与谷物资源综合加工重点实验室绿色食品加工与贮藏省级工程实验室

近年来，大豆蛋白因其独特的营养价值和优异的乳化性能，在食品、医药、化妆品等行业得到了广泛应用。然而，大豆蛋白作为乳化剂的应用受到一定限制，因此，改性处理成为提升其乳化能力的关键措施。热处理作为一种常见的加工方法，能够... 详细信息

近年来，大豆蛋白因其独特的营养价值和优异的乳化性能，在食品、医药、化妆品等行业得到了广泛应用。然而，大豆蛋白作为乳化剂的应用受到一定限制，因此，改性处理成为提升其乳化能力的关键措施。热处理作为一种常见的加工方法，能够引起大豆蛋白的变性和聚集，从而显著影响其结构和功能，进而增强大豆蛋白乳液的乳化性和稳定性。本文综述了大豆蛋白乳液制备、热处理对大豆蛋白二级结构、亚基、粒径电位及其乳液性质的影响，重点分析了其在乳化性、乳液稳定性、流变性及界面特性方面的作用。此外，我们还探讨了大豆蛋白乳液在3D打印、活性物质递送及生物塑料领域的潜在应用。最后，针对未来大豆蛋白乳液的发展，提出了优化热处理技术及其应用的建议，以期为大豆蛋白乳液的进一步发展提供参考。

关键词：大豆蛋白热处理乳液蛋白结构稳定性