科研产出
农业废弃物中重金属含量特征及农用风险评估
《农业工程学报 》 2019 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了解江西省主要农业废弃物中重金属污染状况和评估其再利用产物农用的安全性,在江西省内采集了水稻秸秆、蔬菜废弃物、猪粪和牛粪等样品,对样品中铬、镍、铜、锌、砷、镉、汞和铅重金属含量进行了测定与风险评估。结果表明,动物性废弃物中重金属含量和超标率明显高于植物性废弃物,其中猪粪属于重度污染,牛粪为轻度污染,植物性废弃物尚处于安全水平。若以江西省农业废弃物为原料制成有机肥,并长期施用于设施菜地,猪粪有机肥施用8.4、15.3和23.9 a后土壤中Cu、Cd和Zn将陆续超标,牛粪有机肥施用23.3 a后土壤中Cu将超标,水稻秸秆、蔬菜废弃物有机肥施用约29a后土壤中Cd将超标,故农业废弃物有机肥须严格控制原料中重金属含量,其农用的长期安全性有待加强监测。
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基于植被指数选择算法和决策树的生态系统识别
《农业机械学报 》 2019 EI 北大核心 CSCD
摘要：植被指数是对绿色植被的特定表达,在不同环境下的效果不同.植被指数的选择需要结合研究区域的环境特征.本研究将植被指数间的相关系数集成到基于马氏距离的植被指数选择算法中,根据所选样本确定最适宜的植被指数,构建决策树模型,以江西省永丰县为例,开展区域生态系统类型的识别研究.该方法首先确定提取对象,明确对象类别与对象间的隶属关系,然后逐层逐项地提取湿地、森林、草地、农田等生态系统信息.结果 表明,所提出的植被指数选择算法具有较好的适用性;生态系统识别的总体精度达89.11%,构建的决策树模型的分类精度高于传统方法,可为区域生态系统信息提取和生态系统管理提供研究方法.
关键词： 生态系统 自动识别 植被指数 马氏距离 相关系数 决策树模型
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基于便携式作物生长监测诊断仪的江西双季稻氮肥调控研究
《农业工程学报 》 2019 EI 北大核心 CSCD
摘要：建立基于便携式作物生长监测诊断仪的江西双季稻氮肥调控模型,利用模型推荐穗肥追氮量,实现江西双季稻氮肥追施的精确管理。基于不同株型品种和氮肥处理的田间试验资料,构建了双季稻叶面积指数光谱监测模型,利用拔节期的差值植被指数实时估测叶面积指数,进而结合江西双季稻高产栽培经验和建立的氮肥调控模型,对双季稻穗肥追氮量进行实时推荐,并和当地农户施肥方案和产量进行比较。双季稻关键生育期(分蘖期、拔节期、孕穗期、抽穗期和灌浆期)的冠层差值植被指数DVI(810,720)与叶面积指数均呈显著正相关,线性函数拟合效果优于其他函数。利用独立试验资料对所建模型进行了检验,单生育期的模型预测效果优于全生育期模型;其中,拔节期的光谱监测模型表现最佳,早稻和晚稻叶面积指数的光谱监测模型的R2分别为0.880 6和0.878 8,模型预测早稻和晚稻叶面积指数的均方根误差、相对均方根误差、相关系数分别为0.30和0.25、7.28%和6.18%、0.923 2和0.926 9。氮肥调控模型推荐施肥应用表明,紧凑型品种的穗肥用量高于松散型品种;与农户方案相比,氮肥调控模型推荐施肥的调控方案在产量不降低的情况下减少氮肥用量6.58kg/hm2,提高氮肥农学利用率0.82个百分点、净收益103元/hm2和产投比0.9,而产量比农户方案略高或持平。与传统非定量农户施肥法相比,基于便携式作物生长监测诊断仪的双季稻氮肥调控方法可在保证产量的情况下,减少施氮量,提高氮肥农学利用率,获得更高经济效益,在江西双季稻生产中具有推广应用价值。
关键词： 氮 肥料 作物 便携式作物生长监测诊断仪 双季稻 差值植被指数 氮肥调控 叶面积指数 产量
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我国玉米生产效率时空特征分析
《农业机械学报 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：为指导我国玉米生产效率提升,基于DEA模型、Malmquist指数法以及ESDA分析法,分析了2005—2015年我国20个玉米主产省(区)玉米生产综合技术效率与全要素生产率变化的时空特征。结果表明:(1)2005—2015年,研究区域玉米生产综合技术效率平均值、纯技术效率和规模效率的均值都未达到DEA有效水平,综合技术效率提高主要依赖生产方式改进,玉米全要素生产率平均下降6.7%,其增长显著依赖于技术进步。(2)各省(区)综合技术效率的差异主要受农业生产方式(技术运用等)、经营规模及农业生产占比等的影响。综合生产技术效率较高的省(区),纯技术效率与规模效率均较高;而综合效率较低的省(区),纯技术效率与规模效率的差异较大。缺乏区域适用的先进生产技术或技术未得到有效投入,推广运用会导致玉米全要素生产率降低。(3)玉米生产各个投入要素均存在不同程度的松弛,配置不合理,均有可节约的空间。(4)研究区域玉米生产综合技术效率呈现集聚性,11年间空间差异扩大。少部分区域存在显著的正相关关系,主要集中在北方地区与黄淮海地区,呈现明显的空间集聚特征。因此,针对性提高区域适用技术的有效投入、改善经营规模,是提高各省(区)玉米生产效率的关键,同时,加强空间布局优化,使玉米生产达到"H-H"集聚是整体提升我国玉米生产效率、提高竞争力的关键。
关键词： 玉米 生产效率 DEA模型 ESDA分析法 时空特征
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猪肉引发厨房沙门氏菌交叉污染定量风险评估
《食品科学 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：目的:本研究以猪肉为厨房沙门氏菌污染来源,计算其交叉污染即食食物导致沙门氏菌中毒的风险,探明厨房内引发交叉污染的关键影响因子,并提出相应的风险管理措施。方法:采用文献数据分析我国生鲜猪肉中沙门氏菌污染概率和水平,结合居民消费习惯调查数据,建立沙门氏菌的生长模型,采用@Risk软件,结合蒙特卡洛模拟分析,定量评估我国消费者因猪肉导致厨房即食食物交叉污染引发的沙门氏菌中毒风险。评估从危害识别、暴露评估、危害特征描述和风险分析4个部分进行。结果:已收集到的数据统计显示,市场上生鲜猪肉沙门氏菌初始污染率为15.5%,从市场进入厨房再到冰箱冷藏放置,最后到接触砧板进行制作切割时,生鲜猪肉中沙门氏菌污染平均值为-1.95(lg(CFU/g)),90%置信区间为-5.32~0.67(lg(CFU/g))。生鲜猪肉通过接触砧板、手和刀具等对即食食品发生交叉污染。通过生长模型、交叉污染模型等数学模型进行计算,得出消费者每人每天因食用即食食物摄入的沙门氏菌总量为-4.77(lg(CFU/g)),90%置信区间为-8.73~-1.24(lg(CFU/g))。评估结果表明,我国因生鲜猪肉导致沙门氏菌污染即食食物而引发的厨房沙门氏菌中毒概率为4.15×10-6,每年因此而引发的沙门氏菌病例数约为95 299例。敏感性分析结果显示:进入厨房的生鲜猪肉沙门氏菌初始污染水平对厨房中的交叉污染影响最大,而厨房中生熟混用也是导致交叉污染的主要原因;控制食物存放冰箱的温度和时间可以降低交叉污染风险。结论:我国厨房因猪肉交叉污染导致的沙门氏菌中毒事件发生概率,最终取决于猪肉在进入厨房时的整体污染水平、消费者厨房生熟分隔的习惯以及冰箱使用习惯等,而这些又与季节和居民生活水平以及社会经济发展水平息息相关。
关键词： 沙门氏菌 生鲜猪肉 即食食物 交叉污染 定量风险评估
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鄱阳湖微囊藻毒素时空分布格局及其与理化和生物因子的关系
《环境科学 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：本文分别于2012年4月(春季)、8月(夏季)、10月(秋季)和2013年1月(冬季)在鄱阳湖进行了4次野外调查和样品采集,采用超高效液相色谱-串联质谱仪(UPLC-MS/MS)对鄱阳湖水柱中常见的3种微囊藻毒素(MC-RR、MC-YR和MCLR)的质量浓度进行定量分析,探寻了微囊藻毒素(microcystins,MCs)质量浓度的时空变化规律及其与湖泊环境理化因子和生物因子之间的关系.结果表明,MC-RR是鄱阳湖MCs的主要毒素种类.胞内微囊藻毒素(intracellular MCs,IMCs)与微囊藻生物量(r=0.47,P<0.01)、颤藻生物量(r=0.68,P<0.01)、蓝藻生物量(r=0.56,P<0.01)、Chl-a(r=0.28,P<0.01)之间均具有显著的正相关关系,但与鱼腥藻生物量之间没有明显的相关关系(P>0.05),这说明微囊藻和颤藻是鄱阳湖微囊藻毒素的主要产毒藻类.IMCs与水温(r=0.51,P<0.01)、透明度(r=0.69,P<0.01)、Fe(r=0.43,P<0.01)和Zn(r=0.43,P<0.01)之间均呈现显著的正相关关系,与TN(r=-0.44,P<0.01)、TP(r=-0.29,P<0.01)、NO-2-N(r=-0.28,P<0.05)、NH+4-N(r=-0.33,P<0.05)、Ca(r=-0.34,P<0.01)和Mg(r=-0.35,P<0.05)均呈现显著的负相关关系,但与pH、PO3-4-P、NO-3-N、电导率、高锰酸盐指数、Cu离子之间的相关关系不显著(P>0.05),这说明光照强度(透明度反映)、氮、磷、水温是控制鄱阳湖微囊藻毒素产生的重要因子,金属离子Ca、Mg、Fe、Zn在一定程度上能影响微囊藻毒素的产生.鄱阳湖IMCs和胞外微囊藻毒素(extracellular MCs,EMCs)呈现相似的季节变化趋势,即夏季最高,其次为秋季,冬季和春季较低.鄱阳湖IMCs的空间分布整体上呈现东部湖汊群、松门山周围以及蚌湖和蚌湖进入鄱阳湖的入湖口较高,其它区域较低的趋势,而EMCs的高值区位于松门山周围和蚌湖及其入湖口.
关键词： 微囊藻毒素 胞内微囊藻毒素 胞外微囊藻毒素 鄱阳湖 季节变化 空间分布
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接种菌剂腐熟稻草育秧基质提高机插稻秧苗素质及产量
《农业工程学报 》 2017 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探明稻草育秧基质在机插稻生产中的应用效果,该文以水稻土(CK)为对照,研究了接种自制腐秆菌剂的稻草基质(T1)、不接种腐秆菌剂的稻草基质(T2)2种基质理化性状及其对机插稻秧苗素质、机插质量及产量形成的影响。结果表明,T1、T2容重显著低于CK,含水量、孔隙度(通气孔隙度和持水孔隙度)和养分含量则显著高于CK;接种腐秆菌剂改善了稻草育秧基质的理化性状,可降低基质有机质含量、提高速效养分浓度及减小碳氮比(C/N)。与T2和CK相比,T1培育出的秧苗综合素质较好、机插质量高,有利于促进大田分蘖早生快发,同时增加了各时期叶面积指数、干物质质量及N、P、K吸收量,可形成较多的有效穗和充足的总颖花量,最终促进水稻高产的形成。T1产量比CK提高了4.37%,增产效果显著。可见,接种腐秆菌剂的稻草基质能满足水稻秧苗正常生长,与当前机插技术兼容性强,有利于提高机插稻产量及稻草的资源化利用,是一种较为理想的机插稻育秧基质。
关键词： 基质 机械化 秸秆 机插稻 腐秆菌剂 理化性状 秧苗素质 产量形成
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近红外光谱结合膜富集技术测定大米中毒死蜱农药残留
《现代食品科技 》 2017 EI 北大核心
摘要：本文以纤维滤膜富集大米中的微量农药残留,提高近红外光谱技术的检测限。向阴性大米样本中喷洒不同浓度毒死蜱标准溶液,制备含农药残留大米样品,以乙腈为溶剂提取大米中的毒死蜱农药,用氮吹仪将提取液浓缩后,使用滤纸富集提取液中的农药,真空冷冻干燥,采集滤纸的近红外漫反射光谱。运用特征波长筛选方法优选特征变量,建立大米中毒死蜱农药残留的近红外光谱分析模型。结果表明,利用联合区间偏最小二乘法方法从全光谱区优选出子区间[3 4 5 10],进一步用遗传算法从子区间中优选80个变量时,所建模型性能最好。在0.46~11.20 mg/kg浓度范围内,模型对预测集样本的相关系数为0.9798,预测均方根误差为0.604 mg/kg,将该模型预测4个未知农药含量的大米样本,其预测值与实际测量值具有较好的一致性。研究表明该方法能较好地快速检测大米中微量农药残留。
关键词： 近红外光谱 样品预处理 特征变量筛选 农药残留 毒死蜱
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Meta分析生物质炭对中国主粮作物痕量温室气体排放的影响
《农业工程学报 》 2017 EI 北大核心 CSCD
摘要：该文采用Meta分析方法定量分析生物质炭输入对中国主粮作物痕量温室气体的影响,研究可为农田痕量温室气体减排提供有效的途径。结果表明相对于不施加生物质炭,生物质炭输入对甲烷吸收/排放并无显著影响,而甲烷排放在不同耕作和施氮情况下发生显著变化。旋耕和不施氮情况下施加生物质炭分别显著提高稻田甲烷排放达30%和46%,而在翻耕和施氮的情况下施加生物质炭可减少稻田甲烷排放达9%和10%。生物质炭输入分别可显著减少主粮作物氧化亚氮、全球增温潜势(global warming potential,GWP)及温室气体排放强度(greenhouse gas intensity,GHGI)达41%、18%及25%。不同土地利用类型、耕作类型、生物质炭施用量及生物质炭类型均可显著影响农田氧化亚氮、GWP和GWPI。合理的管理主粮作物生物质输入可为减少温室气体排放做出贡献,建议生物质炭与施氮和翻耕2种农作措施相结合,施加小于10 t/hm~2及碳氮比(C/N)低于80的生物质炭,以利于主粮作物综合温室效应的减排。
关键词： 温室气体 甲烷 氮 生物质炭 Meta分析 全球增温潜势
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梯度有机负荷下农业废弃物厌氧发酵特性及微生物群落
《农业工程学报 》 2017 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了解梯度负荷对不同C/N农业废弃物厌氧发酵特性及微生物群落的影响,该试验以猪粪、金针菇菌包、稻秆和甘蔗叶等C/N差异较大的废弃物作为原料,通过逐渐提高全混合厌氧反应器(continuous stirred tank reactor,CSTR)的有机负荷率(organic loading rate,OLR),研究物料在4个OLR(1.11、1.67、2.22和2.78 g/(L?d),以可挥发性固体计)下的产甲烷特性和微生物群落结构变化。结果表明:4种物料的日甲烷产量均随OLR递增而增加,但单位物料甲烷产率与微生物菌群结构则因物料C/N差异而表现出不同的变化趋势。其中:猪粪的日甲烷产量最高,细菌和古菌的菌群结构与对照组相比变化不大;多样性指数先增后减,甲烷产率也在OLR达到1.67 g/(L?d)后逐渐下降。金针菇菌包甲烷产率相对稳定,细菌和古菌的多样性指数随OLR递增而增长。稻秆和甘蔗叶同属于碳质量分数高的秸秆类物料,二者的细菌和古菌的菌群结构变化明显;但在OLR达到2.78g/(L?d)时,稻秆受系统酸化(VFA/TIC>0.8)影响,甲烷产率下降明显,细菌和古菌的多样性指数也出现下降;而甘蔗叶则因VFA/TIC<0.8,其甲烷产率在发酵过程中未出现明显下降。此外,不同C/N物料对优势菌的形成存在影响。其中:Methanolobus zinderi为猪粪物料特有的优势古菌;Proteiniphilum acetatigenes,Acetivibrio cellulolyticus为金针菇菌包、甘蔗叶特有的优势细菌;Methanospirillum hungatei为稻秆物料独有的优势古菌。
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