科研产出
柑橘近红外光谱无损检测技术研究进展
《食品科学 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：柑橘是世界第一大水果,中国是柑橘生产和销售大国.现阶段我国柑橘产业存在各环节分离、加工技术粗糙、采后品质分级落后等问题,导致我国柑橘在国际市场上缺乏竞争力.对柑橘产品进行检测与分级是提高竞争力的有效手段,然而传统的柑橘品质检测手段如肉眼识别法、图像识别法、化学滴定法等存在费时费力、精度不高等缺陷,且化学滴定法等对样品具有破坏性,因此,开发快速、无损的柑橘品质检测新方法成为现阶段研究的热点和难点.近年来,基于近红外光谱技术的无损检测手段已在环境、医药、食品领域中得到了广泛应用.但是柑橘近红外光谱无损检测依旧存在机理不明、精度不够等问题,因此国内外科研工作者对其进行了大量研究.本文对国内外柑橘近红外光谱无损检测研究进行了归纳和总结,重点从近红外光谱技术检测柑橘类水果的可行性、光谱仪种类及参数的选择、化学计量学方法的优化等方面阐述了近红外光谱技术在柑橘类水果无损检测中的应用,并对其存在的问题提出了相关建议,以期为柑橘类水果无损检测提供一定的参考依据.
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干湿交替灌溉模式在湖南稻区适用性及其甲烷减排潜力评估
《农业工程学报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：减排技术适用性评估的缺失，限制了区域水稻生产精准减碳政策的制定和中国双碳战略相关体系的完善。该研究通过对湖南水稻生产现状分析和干湿交替灌溉甲烷（CH4）减排技术区域适用性评估，力求为湖南水稻主产区提供精准的丰产减排水分管理措施。收集2016—2019年湖南水稻生产数据及各地市多年（1960—2017年）气象数据，利用基于稻田水分平衡模型的干湿交替灌溉技术适用性评估方法并结合地理信息系统工具，评估了该方法在湖南稻区的适用性及其加权CH4减排潜力。结果表明：2016—2019年湖南水稻播种面积略有下降，其中早、晚稻播种面积且单季稻播种面积逐年增加；而水稻单产稳步增加，单季稻4a内年均单产为7259kg/hm~2，比双季早、晚稻分别高21.68%、13.19%。在湖南省地市和县区两级层面上，干湿交替灌溉适用性均具有显著的时间和空间差异，市、县两级层面上，相比早稻和中稻，晚稻更适宜实施干湿交替灌溉。针对水稻生育期，早稻季生长后期干湿交替灌溉适宜性较高，单季稻生长中、后期适宜性更好，而晚稻除分蘖期，其余生育期均适合执行干湿交替灌溉技术。干湿交替灌溉技术在湖南稻区有较大的减排潜力（51.16%），考虑适用性情景的干湿交替灌溉（Alternate Wetting and Drying,AWD）加权减排量达49.36万t，占全国稻田CH4排放的5.54%。在确保稻谷供应的基础上，因时因地制宜的实施动态的干湿交替灌溉精准调控技术，是湖南水稻生产低碳转型高质量发展的关键举措。
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3种常用剁椒加工品种的质构品质及果胶特性
《中国食品学报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：以目前3种最常用的剁椒加工品种“艳红”“天宇”和“金塔”为原料，对其质构品质和果胶特性进行研究。结果表明：同“艳红”和“天宇”相比，“金塔”在果长、果重、含水率以及表面微观结构等方面均存在差异，其果实大，含水率高，细胞组织结构排列稀疏。此外，“金塔”硬度、黏力和黏性均为最高，与“艳红”和“天宇”间存在显著差异（P ＜0.05）。对于果胶特性，“金塔”的水溶性果胶（WSP）和碱溶性果胶（SSP）含量最高，且WSP分子质量也较高，而螯合性果胶（CSP）含量、CSP和SSP分子质量则较低。“金塔”WSP鼠李糖、CSP和SSP阿拉伯糖含量显著高于“艳红”和“天宇”（P ＜0.05）,CSP鼠李糖含量低于“艳红”和“天宇”，SSP鼠李糖和WSP阿拉伯糖含量低于“天宇”而高于“艳红”。相关性分析表明，辣椒硬度与WSP含量、SSP含量和WSP分子质量间均呈极显著正相关（P ＜0.01）。总之，相比于“艳红”和“天宇”，“金塔”具有较高的WSP含量，而其CSP含量、CSP和SSP分子质量较低，细胞结构不稳定，在加工及贮藏过程中易发生水分散失和果胶降解，引起果实软化。相比于“金塔”，“艳红”和“天宇”可能更有利于维持剁椒产品的质构品质。
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植物精油与环糊精包合物的制备及对柑橘绿霉病的抑制作用
《农业工程学报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：植物精油及其活性组分能降低柑橘采后病害且不影响果实品质,是一种潜在的生物杀菌剂,但存在易挥发和不稳定等问题,限制了其实际应用.将植物精油与环糊精包合能有效克服上述缺陷,提高植物精油的应用效果.为了提升植物精油组分反式-2-己烯醛对柑橘绿霉病菌的控制效果,该研究拟采用饱和水溶液法制备反式-2-己烯醛与 α-环糊精(α-CD)、β-环糊精(β-CD)、γ-环糊精(γ-CD)和羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)包合物,并考察包合物对指状青霉的离体和活体控制效果,在此基础上解析效果较优包合物的结构特点和包合模式.结果显示,通过饱和水溶液法成功制备了反式-2-己烯醛与α-CD、β-CD、γ-CD和HP-β-CD的4种包合物(α-CDTH、β-CDTH、γ-CDTH和HP-β-CDTH).外观形态结果显示,α-CDTH、β-CDTH和γ-CDTH粉末细腻绵密,HP-β-CDTH粉末粗糙,颗粒分明.4种环糊精包合物均能有效抑制P.digitatum菌丝体的生长且具有浓度依赖性,β-CDTH和 γ-CDTH抑制P.digitatum菌丝体生长的最小杀菌浓度(Minimum Fugicide Concentration,MFC)为1.00 mg/mL.包合率结果显示,γ-CDTH包合率最高,为75.36%.相溶解度结果表明,4种环糊精包合物的溶解性大小依次为HP-β-CD、γ-CD、β-CD、α-CD.综合离体抑菌效果、包合率和溶解性可知,γ-CDTH综合表现最佳.活体接种试验结果表明,不同浓度γ-CDTH处理能不同程度降低柑橘果实绿霉病发病率(P<0.05),以8.00 mg/mLγ-CDTH处理效果最佳.此外,γ-CDTH处理能有效维持柑橘果实硬度,且对柑橘果实失重率、色泽、维生素C含量、可溶性固形物无不良影响.微观结构观察表明,γ-CDTH与γ-CD、γ-CD与反式-2-己烯醛物理混合物的形状和大小有明显差异,表现在γ-CD形态大小不一,大部分呈无规则晶体,而物理混合物表面粗糙,γ-CDTH表面光滑,有类似片状的形态;γ-CD的H-3′和H-5′与反式-2-己烯醛的H-6之间的氢键相互作用是γ-CDTH的形成基础.研究结果可为γ-CDTH用于降低柑橘采后病害提供直接的依据,也为植物源天然防腐剂开发提供理论基础.
关键词： 农产品 采后病害 γ-环糊精 反式-2-己烯醛 包合物 抑菌活性
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天然富硒区广西壮族自治区桂平市水稻土壤线虫群落结构特征及其指示意义
《科学通报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：发展富硒农业对改善人体健康状况具有重要意义,但目前尚未开展富硒土壤中生态安全评估相关研究.土壤生物是土壤物质循环和能量流动过程的主要调节者,线虫是土壤中数量最丰富的后生动物,其群落结构和多样性对于土壤生态系统的能流通道和环境质量等均具有重要的指示意义.本研究选取广西壮族自治区桂平市水稻土壤(总硒为100~900 μg/kg)为研究对象,将其分成低硒组、中硒组和高硒组,对其中的线虫群落进行了分析.结果 显示,不同硒含量土壤中,线虫群落结构差异显著;相比于低硒组,中硒组及高硒组线虫密度显著增大,cp-2线虫及食真菌线虫相对丰度显著减小,F/B值和结构指数SI值显著减小;随土壤总硒及有效硒含量的增加,线虫密度、连胃属(Chronogaster)线虫相对丰度、棱咽属(Prismatolainus)线虫相对丰度增大,拟丽突属(Acrobeloides)线虫相对丰度、食真菌线虫相对丰度(Fu)、F/B值和结构指数SI减小.硒抑制了群落中的硒敏感线虫,简化了土壤食物网结构.在野外条件下线虫群落对于水稻土壤硒元素具有敏感的响应,可作为水稻土壤硒素水平的生物指示者.本研究为科学评价天然富硒水稻土壤的生态安全提供了数据参考.
关键词： 水稻土壤;硒;线虫;结构指数;拟丽突属;生物指示者
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连续施硅对双季稻镉硅累积效应的影响
《环境科学 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：为研究硅肥对土壤镉生物有效性以及双季稻对镉硅积累的影响,在稻田土壤镉较高[ω(总Cd)为1.03 mg·kg-1]污染条件下,开展双季稻连续基施硅肥180 kg·hm-2(以SiO2计)的田间定位试验.结果表明,双季稻田连续施用硅肥能够增加土壤有效硅含量,增幅为108.1%~275.0%,同时提高土壤1.15~1.33个pH单位,施用硅肥早、晚稻土壤DTPA-Cd含量降幅分别为12.3%和15.9%,差异达显著水平;施硅促进了土壤镉向稳定形态的转化,土壤可交换态EXC-Cd含量降幅为2.6%~5.1%,QW处理降低达显著水平;施硅肥处理,碳酸盐结合态CAR-Cd含量降低,降幅为8.6%~24.9%,显著增加了铁锰氧化态FMO-Cd含量,增加了 土壤有机结合态OR-Cd含量,增幅为2.3%~12.8%,残渣态RES-Cd含量增幅为2.3%~6.0%;连续施硅肥降低了水稻对镉的积累,早稻根、茎叶和稻米平均降幅分别为38.4%、49.7%和50.9%,晚稻根、茎叶和稻米平均降幅分别为30.6%、34.4%和39.2%;硅处理显著降低了水稻根吸收系数(AF土/根),降幅为25.5%~49.6%,同时降低了水稻根向茎叶的转运系数(T根/茎叶),降幅为13.5%~52.6%,差异显著,早、晚稻稻米镉富集系数(BAF)分别平均降低6.0%和8.0%,其中粉末状硅肥对降低水稻镉吸收效果最佳.综上表明硅肥能够降低水稻对镉的吸收积累,然而硅肥持续性降镉效应不明显.
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近红外光谱的不同产地柑橘无损鉴别方法
《光谱学与光谱分析 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：柑橘是世界第一大水果。不同产地的柑橘内部品质和价格有所不同,但其外观差别较小,外行人较难通过肉眼实现准确鉴别分析。DNA标记法与仪器分析操作复杂、成本较高,且对样品具有破坏性,无法实现快速无损分析,影响了产品的二次销售。近红外光谱技术是一种快速无损的新型检测手段,可以用于不同产地农产品的鉴别分析。由于柑橘皮对光谱的干扰较大,导致现阶段柑橘产地无损鉴别研究匮乏。此外柑橘体积较大,因此需要对光谱采样点进行优化。为此,基于近红外光谱技术与化学计量学方法,提出了一种用于不同产地柑橘无损鉴别的新方法。使用近红外光谱仪得到了120个来自云南、湖南、广西武鸣、广西来宾的沃柑漫反射光谱数据。采用单一和组合光谱预处理方式以消除光谱中的多种干扰;采用主成分分析方法对数据进行降维处理,并以此作为输入值结合Fisher线性判别分析方法构建柑橘产地鉴别模型,并与主成分分析模型进行对比。此外,考察了不同光谱采样位置（赤道线4个采集点、果梗部以及果顶部）对结果的影响。结果表明:主成分分析方法结合优化光谱预处理的方法不能实现不同产地柑橘的准确鉴别分析,最优鉴别率仅为5%;而采用主成分分析-Fisher线性判别分析方法,利用赤道线4个点的平均光谱结合去偏置校正或多元散射校正预处理方法可实现不同产地柑橘的100%鉴别分析;采用主成分分析-Fisher线性判别分析对6个点的平均光谱数据进行处理时,采用原始光谱便可实现不同产地柑橘的100%鉴别分析。为此,通过对光谱预处理方法以及光谱采集点的优化,利用主成分分析-Fisher线性判别分析方法即可建立准确的柑橘产地鉴别模型,为不同产地柑橘的快速鉴别提供了新途径,为后续各种柑橘类水果的鉴别分析提供了参考。
关键词： 近红外光谱 沃柑 无损分析 主成分分析 线性判别分析
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高镉累积水稻对镉污染农田的修复潜力
《农业工程学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探究高镉累积水稻品种扬稻6号和玉珍香对镉污染农田土壤的修复潜力,通过大田小区试验,测定6个不同生育期(返青、分蘖、孕穗、齐穗、蜡熟、完熟)5个部位(根、茎0~10 cm、茎10~20 cm、茎20 cm以上和谷)稻草的镉含量,开展高镉累积水稻镉累积规律、移除时间和移除高度研究.结果表明,水稻扬稻6号和玉珍香各部位镉含量随生育期的延长而增加,孕穗期增幅最大,完熟期达到最大值,在同一时期不同部位镉含量分布随株高呈递减趋势;完熟期,水稻品种扬稻6号和玉珍香的根、茎0~10 cm、茎10~20 cm、茎20 cm以上部分和谷中镉含量分别为19.3、11.8、9.4、8.1和3.9 mg/kg与19.5、16.3、14.3、9.7和3.7 mg/kg,其对应的镉富集系数均大于1,对镉表现出高积累特性;稻草镉的移除含量在全育期均表现从大到小依次为整株收割、地上部全收割、离地10 cm收割、离地20 cm收割,完熟期整株移除情况下,扬稻6号稻草镉累积移除含量达1652.11μg/株,玉珍香稻草镉累积移除含量达1547.70μg/株;一年种植一季水稻扬稻6号和玉珍香,整株移除情况下土壤镉移除效率分别为9.1%和8.5%,地上部全移除情况下土壤镉移除效率分别为7.2%和7.1%.因此为兼顾水稻移除修复效果和可操作性,建议稻草在完熟后按地上部全收割的方式移除.研究结果可为镉污染稻田的植物修复治理提供新的思路.
关键词： 镉;农田;水稻;植物修复;富集
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纳米银诱导微生物氧化应激及其抗菌机制
《中国食品学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：近年来,为解决致病菌的耐药性问题,多种新型抗菌剂应运而生。其中,银纳米粒子（AgNPs）的抗菌效果颇为突出,受到广泛关注。AgNPs抗菌性涉及生物膜、细胞损伤和基因表达等复杂的生物过程。氧化应激反应在这一生物过程中占据重要地位。在AgNPs胁迫下,微生物胞内产生过量的活性氧（ROS）,激发胞内的氧化应激,并产生以下3个方面的作用:破坏细胞壁、细胞膜及其内容物;影响氧化应激相关基因表达;影响蛋白质翻译过程和代谢通路的变化。基于此,本文将介绍AgNPs胁迫下微生物氧化应激的产生,重点阐述氧化应激在细胞、基因表达、转录组和蛋白组水平对微生物的影响机制,以便深入了解氧化应激在AgNPs抗菌中的作用。
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东洞庭湖浮游藻类粒级结构组成及其关键影响因子
《湖泊科学 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：不同粒径大小浮游藻类的养分吸收速率、沉降特性和能流方向等都不相同,浮游藻类生物量的粒级组成变化对湖泊生态系统的结构与功能具有重要影响.为了解通江湖泊浮游藻类粒级组成演替规律及其驱动机制,于2018年9月2019年9月对东洞庭湖进行了年度采样调查,研究了不同粒级浮游藻类的时空分布特征及其与环境因子的关系.结果表明:东洞庭湖浮游藻类叶绿素a总浓度呈现显著的时空分布差异;季节上表现为夏季(22.43μg/L)>秋季(16.95μg/L)>春季(11.69μg/L)>冬季(3.28μg/L),空间上表现为北部湖区(26.12μg/L)>南部湖区(15.81μg/L)>东部行洪道(5.88μg/L).纳微型藻(3~20μm)是东洞庭湖浮游藻类生物量的主要贡献者,其在冬季优势度最高,为68.0%;春季开始,超微型藻(0~3μm)的贡献量逐渐增加,到夏季达到最高值,为42.1%;粒径最大的微型藻(>20μm)占比最低,全年平均占比16.2%. RDA限制性排序结果表明,不同粒级浮游藻类对环境因子的响应趋势相同,但适应能力不同;温度、水位、营养盐和pH等是影响东洞庭湖浮游藻类粒级结构的重要因素.
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