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镧对镉胁迫下水稻矿质元素吸收与转运的影响 被引量:5
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作者 牟美睿 刘洋 +3 位作者 贲蓓倍 张亚东 刘海学 杨仁杰 《南方农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1022-1028,共7页
【目的】探究镉胁迫下施加镧对水稻中矿质元素吸收和转运的影响,为缓解水稻镉毒害及降低环境中镉对作物的危害提供有效方法,也为利用稀土元素减轻水稻的镉毒害提供理论依据。【方法】以南方大面积种植的8个水稻品种(湘早籼46、湘晚籼12... 【目的】探究镉胁迫下施加镧对水稻中矿质元素吸收和转运的影响,为缓解水稻镉毒害及降低环境中镉对作物的危害提供有效方法,也为利用稀土元素减轻水稻的镉毒害提供理论依据。【方法】以南方大面积种植的8个水稻品种(湘早籼46、湘晚籼12、早籼788、早籼802、扬稻6、湘早143、中早27、赣晚籼34)为试验材料,采用外源施入0.2mmol/L氯化镧(LaCl3)的方法[对照(CK)未施LaCl3],对比分析施入镧后不同水稻品种在2μmol/L氯化镉(CaCl2)胁迫下根部和地上部对钙、铁、镁、锌和钾5种矿质元素吸收量、转运系数及矿质元素间相关性的变化。【结果】与CK相比,施入LaCl3可促进多数水稻品种地上部对铁和锌元素的吸收,其中湘早籼46的地上部铁含量升幅最高,较CK显著升高80.12%(P<0.05);施入LaCl3对多数水稻品种根部的钙、铁、锌吸收均起抑制作用,除扬稻6的钙含量、湘晚籼12的铁含量和中早27的锌含量高于CK外,其他品种的钙、铁、锌降幅分别为7.61%~35.84%、7.09%~42.01%和10.23%~55.27%。LaCl3处理提高了水稻根部向地上部转运钙、铁和锌元素的能力,大部分品种对钙、铁和锌元素的转运系数表现为LaCl3处理高于CK。相关分析结果表明,LaCl3处理降低了镉胁迫下水稻体内矿质元素间的相关性。【结论】镉胁迫下施加镧可抑制多数水稻品种幼苗根系对钙、铁和锌元素的吸收,同时促进地上部对铁和锌元素的吸收,提高水稻根系向地上部转运钙、铁和锌元素的能力,并降低镉胁迫下水稻体内矿质元素间的相关性,进而缓解水稻的镉毒害。 展开更多
关键词 水稻 镉胁迫 矿质元素 转运 相关性
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基于GC-MS对水稻种子耐镉差异代谢物的筛选与分析 被引量:5
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作者 牟美睿 刘洋 +1 位作者 刘海学 杨仁杰 《种子》 北大核心 2020年第3期13-19,共7页
为了筛选耐镉性较好的水稻品种,本研究利用气相色谱质谱联用仪,对24份不同耐镉程度的水稻品种进行了代谢物的定性与定量分析,通过主成分分析(PCA)和偏最小二乘判别分析(PLS-DA)等多元统计分析方法筛选出水稻耐镉差异性代谢物。结果表明... 为了筛选耐镉性较好的水稻品种,本研究利用气相色谱质谱联用仪,对24份不同耐镉程度的水稻品种进行了代谢物的定性与定量分析,通过主成分分析(PCA)和偏最小二乘判别分析(PLS-DA)等多元统计分析方法筛选出水稻耐镉差异性代谢物。结果表明:24份水稻种子共检测出59种主要代谢产物,有机酸类物质可将不同耐镉水平的水稻区分开;同时结合PLS-DA与T检验筛选后得出4种差异代谢物(VIP>1,p<0.05),其中9,12-亚油酸主要存在于低耐品种,而丙二酸、扁桃酸和D-甘露醇主要存在于高耐品种中。说明有机酸类物质与水稻耐镉性相关,可作为区分水稻种子耐镉差异的标志代谢物。 展开更多
关键词 GC-MS 水稻 差异代谢物 多元统计学分析
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蚯蚓堆肥对畜禽粪污耐药基因的影响研究进展 被引量:3
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作者 牟美睿 杨凤霞 +3 位作者 田雪力 韩秉君 李仲瀚 张克强 《农业资源与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1089-1098,共10页
抗生素耐药基因作为一种新型环境污染物,严重威胁着人体健康与动物安全,与其直接相关的细菌耐药性问题也已成为目前世界环境与医学领域关注的焦点。畜禽养殖业是我国经济发展和农业现代化的中轴产业,同时也是耐药基因污染的重要源头,蚯... 抗生素耐药基因作为一种新型环境污染物,严重威胁着人体健康与动物安全,与其直接相关的细菌耐药性问题也已成为目前世界环境与医学领域关注的焦点。畜禽养殖业是我国经济发展和农业现代化的中轴产业,同时也是耐药基因污染的重要源头,蚯蚓堆肥对合理利用畜禽粪便、促进我国农业绿色发展具有重要意义,而摸清蚯蚓堆肥畜禽粪便及后续产物利用过程中耐药基因的行为规律和环境归趋则是其合理利用的关键。本文在简要论述蚯蚓堆肥畜禽粪便现状的基础上,聚焦蚯蚓堆肥及产物利用过程中耐药基因污染问题,梳理总结了转化及产物利用过程中耐药基因的污染赋存特征、环境行为规律及迁移主控因子,并提出基于“畜禽粪便-蚯蚓堆肥-蚓粪还田”资源化利用全过程的耐药基因污染防控建议及展望,以期为我国畜禽粪便资源化、无害化利用及农业绿色发展提供参考。 展开更多
关键词 蚯蚓堆肥 畜禽粪便 耐药基因 迁移规律 驱动因素
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不同施肥条件下的小麦籽粒代谢组学研究 被引量:3
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作者 贲蓓倍 徐维红 +3 位作者 邹德玉 牟美睿 杨仁杰 刘海学 《麦类作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期212-219,共8页
为探究不同肥料对小麦籽粒代谢物的影响,通过非靶向代谢组学结合气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)与多元统计学的方法,对不同施肥条件下(常规施肥CK、缓控释肥一次性基施E、有机肥缓控释肥配施A、缓控释肥B、专家系统推荐施肥NE)的中信麦9... 为探究不同肥料对小麦籽粒代谢物的影响,通过非靶向代谢组学结合气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)与多元统计学的方法,对不同施肥条件下(常规施肥CK、缓控释肥一次性基施E、有机肥缓控释肥配施A、缓控释肥B、专家系统推荐施肥NE)的中信麦99籽粒代谢物进行分析。结果显示,从小麦籽粒中共检测到代谢物47种,主要为有机酸类、氨基酸类、糖类及其衍生物、酯类和其他有机物。与CK相比,B、E处理对促进小麦籽粒中有机酸类代谢物积累的效果较优,B、A处理对促进小麦籽粒中糖类代谢物积累的效果较优,B、NE处理对促进小麦籽粒中氨基酸类代谢物积累的效果较优;B、NE处理对促进小麦籽粒中总代谢物含量积累的效果最优,E处理效果次之,A处理效果最差。不同施肥处理对小麦籽粒代谢物中糖类和氨基酸类代谢物影响较大,通过富集20种差异代谢物,得到3条显著变化的代谢途径,分别为氨酰基-tRNA的生物合成,苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成,异喹啉生物碱的生物合成。 展开更多
关键词 肥料 代谢组学 GC-MS 多元统计学 小麦
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氯化镧对镉胁迫下水稻地上部吸收矿质元素的影响 被引量:3
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作者 牟美睿 丁璐 +1 位作者 杨仁杰 刘海学 《内蒙古民族大学学报(自然科学版)》 2017年第4期342-346,共5页
为了揭示氯化镧对镉胁迫下水稻地上部吸收矿质元素影响的程度,以8种籼稻品系为研究对象,研究了添加氯化镧后镉胁迫下水稻地上部Ca、Fe、Mg、Zn、Mn、K、Na等矿质元素含量的变化.研究结果表明,相对于未经LaCl_3处理过水稻品系,经LaCl_3... 为了揭示氯化镧对镉胁迫下水稻地上部吸收矿质元素影响的程度,以8种籼稻品系为研究对象,研究了添加氯化镧后镉胁迫下水稻地上部Ca、Fe、Mg、Zn、Mn、K、Na等矿质元素含量的变化.研究结果表明,相对于未经LaCl_3处理过水稻品系,经LaCl_3处理过的水稻吸收矿质元素含量主要表现为减少,其中,Mn元素含量减少最明显,Fe与Zn元素含量增加最明显;此外,不同品系间吸收主要矿质元素的含量变化也存在一定差异,其中,TJS-3、TJS-7品系对矿质元素吸收量减少最明显,TJS-2品系对矿质元素吸收量增加最明显. 展开更多
关键词 镉胁迫 LACL3 水稻 地上部 矿质元素
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春秋季对近红外光谱模型预测奶牛场粪水氮磷含量结果的影响 被引量:9
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作者 孙迪 杨仁杰 +4 位作者 李梦婷 牟美睿 李明堂 张克强 赵润 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期197-205,共9页
为研究季节因素对规模化奶牛场粪水氮磷含量及其近红外光谱模型预测结果的影响,该研究采集了天津市春秋双季27家规模化奶牛场粪水处理全过程的250个粪水样品,解析了季节对粪水氮磷含量分布特征的影响,同时采集了所有样品的近红外光谱并... 为研究季节因素对规模化奶牛场粪水氮磷含量及其近红外光谱模型预测结果的影响,该研究采集了天津市春秋双季27家规模化奶牛场粪水处理全过程的250个粪水样品,解析了季节对粪水氮磷含量分布特征的影响,同时采集了所有样品的近红外光谱并进行主成分分析。采用偏最小二乘法(Partial Least Squares,PLS)建立了粪水氮磷季节内预测模型,包括春秋单季和双季融合模型以及季节间的相互预测模型。结果表明,粪水氮磷含量随季节变化呈现出差异性,季节内模型总体的预测效果较好,优于季节间模型;其中春季模型表现最佳,验证相关系数分别为0.98和0.90,剩余预测偏差(Residual Predictive Deviation,RPD)分别为4.67和2.03。研究表明,季节因素对粪水中氮磷含量的模型预测结果存在不同程度的影响,该研究可为建立全季节要素的综合模型提供依据。 展开更多
关键词 粪水 规模化奶牛场 近红外光谱 偏最小二乘 季节内模型 季节间模型
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铅胁迫对向日葵幼苗矿质元素吸收及蛋白二级结构的影响
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作者 牟美睿 王聿双 +1 位作者 刘海学 杨仁杰 《西北农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第11期1703-1709,共7页
为探究向日葵对重金属胁迫在生理及蛋白结构上的响应机制,试验以‘2603’‘HA89’‘HA300’3种向日葵品种的三叶一心期幼苗为材料,设置5组不同质量浓度梯度铅胁迫(0、200、400、600、800 mg·L-1),测定幼苗对6种矿质元素(Mg、Cu、Ca... 为探究向日葵对重金属胁迫在生理及蛋白结构上的响应机制,试验以‘2603’‘HA89’‘HA300’3种向日葵品种的三叶一心期幼苗为材料,设置5组不同质量浓度梯度铅胁迫(0、200、400、600、800 mg·L-1),测定幼苗对6种矿质元素(Mg、Cu、Ca、Zn、Fe、K)吸收的变化及向日葵幼苗蛋白二级结构的变化,结果表明:随着铅胁迫浓度的增加,品种‘2603’对矿质元素的吸收增加、蛋白二级结构中无序结构增加,结构趋于松散,品种‘HA89’对矿质元素吸收受到抑制、蛋白二级结构中有序结构增加,结构趋于稳定,同时向日葵幼苗在铅胁迫下对矿质元素的吸收与蛋白二级结构的稳定性存在负相关关系,最显著为Ca元素与α-螺旋相关性为-0.9、与β-转角相关性为0.95,这表明向日葵幼苗对铅胁迫的抵御机制在生理及蛋白结构上具有一致性。此研究可为进一步探索向日葵抗重金属胁迫提供理论依据,同时为后续挖掘向日葵对重金属的防御机制研究及探明植物抗重金属胁迫机理研究提供理论依据。 展开更多
关键词 向日葵幼苗 铅胁迫 矿质元素 蛋白二级结构 相关性
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畜禽养殖环境中抗生素抗性基因污染与扩散研究进展 被引量:14
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作者 韩秉君 牟美睿 +2 位作者 杨凤霞 田雪力 张克强 《农业资源与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期446-455,共10页
兽用抗生素的长期使用导致畜禽养殖环境中抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)污染日益严重,其在环境中的风险与危害也逐渐引起人们的重视。本文针对畜禽养殖环境中ARGs的污染与扩散情况进行综述,分析了不同畜种、不同国... 兽用抗生素的长期使用导致畜禽养殖环境中抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)污染日益严重,其在环境中的风险与危害也逐渐引起人们的重视。本文针对畜禽养殖环境中ARGs的污染与扩散情况进行综述,分析了不同畜种、不同国家(地区)间粪便中ARGs的浓度水平差异,并阐述了ARGs在粪便堆肥过程中的变化,以及在不同废水处理工艺中的消长情况。此外,还特别讨论了ARGs通过粪肥施用和气流作用等途径向周围土壤和大气等环境的输入,及其对周围环境介质中天然耐药水平的影响。最后,结合畜禽粪污ARGs的污染现状对今后减少养殖场ARGs排放和扩散的措施进行了总结与展望。 展开更多
关键词 畜禽粪污 抗生素抗性基因 堆肥 废水处理 管控措施
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基于中红外光谱的规模化奶牛场粪水总氮快速预测方法 被引量:6
9
作者 赵润 杨仁杰 +5 位作者 牟美睿 孙迪 王鹏 朱文碧 刘海学 张克强 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第15期217-224,共8页
为建立适用于规模化奶牛场粪水中总氮含量的快速预测方法,以天津市23家种养结合型规模化奶牛场粪水治理全过程环节的样品为研究对象,探讨了基于中红外衰减全反射光谱技术快速预测粪水总氮含量的可行性。以偏最小二乘法分别建立了同一奶... 为建立适用于规模化奶牛场粪水中总氮含量的快速预测方法,以天津市23家种养结合型规模化奶牛场粪水治理全过程环节的样品为研究对象,探讨了基于中红外衰减全反射光谱技术快速预测粪水总氮含量的可行性。以偏最小二乘法分别建立了同一奶牛场粪水总氮含量的全程定标模型和不同奶牛场粪水总氮含量的全局定标模型,并采用独立的预测集验证了模型有效性。结果表明:全程模型总氮预测含量与实测含量的线性拟合相关系数为0.98,预测均方根误差RMSEP为130.18 mg/L,剩余预测偏差为4.97,可用于某一奶牛场粪水运移全过程环节总氮含量的快速预测;全局模型总氮预测含量与实测含量的线性拟合相关系数为0.97,预测均方根误差RMSEP为191.66 mg/L,剩余预测偏差为3.83,可用于不同奶牛场多元因素条件下总氮含量的快速预测。研究表明,基于中红外衰减全反射光谱可以实现对不同类型规模化奶牛场粪水治理全过程环节样品总氮含量的即时监测和跟踪。 展开更多
关键词 光谱分析 粪水 规模化奶牛场 快速预测 中红外衰减全反射光谱 偏最小二乘法
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奶牛场用水特征及节水措施 被引量:7
10
作者 张克强 张嫚 +4 位作者 李梦婷 杜连柱 牟美睿 刘鹤莹 翟中葳 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期473-481,共9页
为了系统全面地掌握奶牛养殖场用水特征,提出科学合理的节水措施,采用查阅文献和实地调研相结合的方法,概述了国内外奶牛养殖现状,系统总结了奶牛养殖各环节用水特征、变化规律及影响因素。结果显示:饮用水、清洁水、降温水是国内外奶... 为了系统全面地掌握奶牛养殖场用水特征,提出科学合理的节水措施,采用查阅文献和实地调研相结合的方法,概述了国内外奶牛养殖现状,系统总结了奶牛养殖各环节用水特征、变化规律及影响因素。结果显示:饮用水、清洁水、降温水是国内外奶牛养殖主要用水构成,养殖规模、泌乳牛比例、挤奶厅类型、气候特点等是影响奶牛场用水特征的主要因素,构建涵盖多因素的用水量预测模型是研究热点。分析确定了饮用水、挤奶厅用水和喷淋用水是奶牛养殖重点节水环节,并对后续奶牛场养殖过程节水研究提出了具体建议。 展开更多
关键词 奶牛场 用水特征 节水 挤奶厅 喷淋
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基于近红外漫反射光谱的规模化奶牛场粪水氮磷定量分析及模型构建 被引量:5
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作者 赵润 牟美睿 +4 位作者 王鹏 孙迪 刘海学 张克强 杨仁杰 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1768-1776,共9页
为建立规模化奶牛场粪水中氮磷含量现场快速检测方法,以实现准确预测的同时替代常规监测程序,选取23家天津市典型种养结合模式的规模化奶牛场,围绕粪水处理全过程环节依次开展样品采集、实验室常规化学检测、近红外漫反射光谱采集,并进... 为建立规模化奶牛场粪水中氮磷含量现场快速检测方法,以实现准确预测的同时替代常规监测程序,选取23家天津市典型种养结合模式的规模化奶牛场,围绕粪水处理全过程环节依次开展样品采集、实验室常规化学检测、近红外漫反射光谱采集,并进行主成分分析和偏最小二乘分析,建立多种动态复合影响因素条件下的全局、全程快速检测定量分析模型。结果表明:主成分分析不仅反映出同一奶牛场粪水有机组分随处理环节的变化,而且也反映出不同奶牛场粪水样品的差异性,以及在粪水处理过程中各因素对后续模型的影响程度。建立的全过程环节定量分析模型对总氮含量预测结果与实际含量的线性拟合相关系数R为0.96,预测均方根误差RMSEP为187.80;对总磷含量预测结果与实际含量的线性拟合相关系数R为0.91,预测均方根误差RMSEP为3.59。建立的全局定量分析模型对总氮含量预测结果与实际含量的线性拟合相关系数R为0.96,预测均方根误差RMSEP为238.59;总磷含量预测结果与实际含量的线性拟合相关系数R为0.91,预测均方根误差RMSEP为6.56。研究表明,基于近红外漫反射光谱和偏最小二乘法对规模化奶牛场粪水处理全过程环节粪水样品中氮、磷含量进行定量分析是可行的;纵向模型比横向模型能提供更好的预测结果;近红外漫反射光谱技术可实时、快速、高效地对规模化奶牛场粪水处理全过程总氮和总磷进行跟踪和监控。 展开更多
关键词 规模化奶牛场 粪水 近红外漫反射光谱 主成分分析 偏最小二乘 总氮 总磷 定量分析模型
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基于GC-MS的玉米萌发过程代谢组学研究 被引量:10
12
作者 王玮棋 牟美睿 +1 位作者 杨仁杰 刘海学 《种子》 北大核心 2021年第8期8-14,共7页
为探究种子萌发过程中玉米代谢物质变化情况,利用气相色谱质谱联用技术(GC-MS),结合偏最小二乘判别分析(PLS-DA)等多元统计学方法,对玉米种子在吸胀、萌动、发芽、成苗阶段(8 h、36 h、80 h、108 h)的代谢物质变化及差异代谢物进行生物... 为探究种子萌发过程中玉米代谢物质变化情况,利用气相色谱质谱联用技术(GC-MS),结合偏最小二乘判别分析(PLS-DA)等多元统计学方法,对玉米种子在吸胀、萌动、发芽、成苗阶段(8 h、36 h、80 h、108 h)的代谢物质变化及差异代谢物进行生物学分析,探讨玉米种子在萌发过程中差异代谢物的分布及其调控代谢途径的作用机制。结果表明,玉米种子萌发过程中,差异代谢物主要集中在有机酸、氨基酸及糖类,并主要通过甘氨酸,丝氨酸和苏氨酸代谢途径体现(p<0.05);萌动阶段,糖类物质含量显著增加,为主要能量来源;发芽阶段,有机酸含量达到最高水平,脂肪降解为主要能量来源;氨基酸含量发芽阶段达最低水平,成苗阶段氨基酸含量最高。 展开更多
关键词 玉米 萌发过程 代谢组学 气相色谱质谱联用技术 差异代谢物
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天津规模化奶牛场粪水运移中氮磷含量变化特征 被引量:5
13
作者 李梦婷 孙迪 +4 位作者 牟美睿 刘海学 张克强 杨仁杰 赵润 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第20期27-33,共7页
为揭示粪水运移中氮磷含量的时空变化特征,探究不同管理方式下粪水氮磷含量的变化规律,在天津地区33家种养结合型规模化奶牛场定位监测,解析季节、地区、清粪方式、粪水处理工艺和运移环节粪水氮磷含量差异。结果表明:1)不同季节粪水总... 为揭示粪水运移中氮磷含量的时空变化特征,探究不同管理方式下粪水氮磷含量的变化规律,在天津地区33家种养结合型规模化奶牛场定位监测,解析季节、地区、清粪方式、粪水处理工艺和运移环节粪水氮磷含量差异。结果表明:1)不同季节粪水总氮(Total Nitrogen,TN)和总磷(Total Phosphorus,TP)含量差异极显著(P<0.0001);2)不同地区粪水TN含量差异不显著,TP含量差异显著(P<0.05);3)不同清粪方式和处理工艺下粪水TN和TP含量差异不显著,但干清粪+干清粪方式下粪水中TN和TP含量均略高于其他方式,厌氧发酵+沼液贮存处理工艺下粪水中TN和TP含量略高于其他处理工艺;4)不同运移环节粪水TN和TP含量差异极显著(P<0.0001)。该研究为系统摸清奶牛粪水中氮磷养分变化规律提供支撑,为粪水管控实用技术研发和路径选择提供依据。 展开更多
关键词 变化特征 规律 规模化奶牛场 粪水管控
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近-中红外光谱融合技术速测奶牛场粪水氮磷含量 被引量:5
14
作者 孙迪 李梦婷 +2 位作者 牟美睿 赵润 张克强 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期3092-3098,共7页
快速准确测定粪水/沼液中的氮磷养分含量,是现阶段我国规模化奶牛场在种养结合道路上亟需破解的技术瓶颈。针对传统的实验室湿化学检测方法难以满足奶牛场粪水还田前任一节点氮磷快速定量的现实问题,研究开发了基于近红外、中红外及近-... 快速准确测定粪水/沼液中的氮磷养分含量,是现阶段我国规模化奶牛场在种养结合道路上亟需破解的技术瓶颈。针对传统的实验室湿化学检测方法难以满足奶牛场粪水还田前任一节点氮磷快速定量的现实问题,研究开发了基于近红外、中红外及近-中红外光谱融合技术,实现规模化奶牛场粪水运移全链条环节氮磷含量的本土化快速检测方法。采集了天津地区27家种养结合型规模化奶牛场粪水流经全程环节(集粪沟、集污池、氧化塘等)共计144个样品,使用傅里叶变换近红外光谱仪和中红外光谱仪分别采集了12000~4000和4000~650 cm^(-1)区间的光谱数据,对所有样品的近红外光谱、中红外光谱及近-中红外光谱融合数据进行归一化、基线校正、SNV等预处理,分析了近红外光谱和中红外光谱特征,采用浓度梯度法进行样品分集,运用偏最小二乘(PLS)、间隔偏最小二乘(IPLS)和联合区间偏最小二乘(SIPLS)法,构建了粪水总氮(TN)、总磷(TP)的近红外模型和中红外模型。粪水TN模型预测结果较好,近红外和中红外最佳模型趋近一致;粪水TP模型的预测性能不理想,近红外和中红外SIPLS最佳模型的R 2 pred仅分别为0.790和0.631,RPD分别为2.213和1.479,四分位数间隔(RPIQ)分别为3.616和2.351,难以用于实际检测;为实现粪水氮磷同步有效的测定分析,进一步提升模型整体预测性能,综合近红外光谱和中红外光谱数据建立了粪水氮磷近-中红外融合模型,光谱区间为12000~650 cm^(-1),预测性能整体表现良好,以近-中红外融合IPLS模型预测结果最为理想,其R 2 pred分别为0.970和0.861,RPD分别为5.615和2.684,RPIQ分别为12.874和4.394,总体优于单一近、中红外模型,尤其TP的最佳融合模型,其R 2 pred相比近、中红外最佳单一模型分别高出0.071和0.170。研究表明,近-中红外光谱融合技术可以实现对规模化奶牛场粪水运移全链条环节氮磷含量的准确速测,为粪水科学还田提供技术支撑。 展开更多
关键词 粪水运移 全链条环节 近-中红外光谱 速测 氮磷含量 融合模型
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近红外漫反射光谱快速检测规模化奶牛场粪便运移全程中的全氮含量 被引量:2
15
作者 王鹏 孙迪 +5 位作者 牟美睿 刘海学 张克强 孟祥辉 杨仁杰 赵润 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期3287-3291,共5页
为实现现场、快速且相对准确地获得规模化奶牛场粪便从牛舍到还田前各环节的全氮含量,连续6天采集天津市某典型奶牛场粪便处理全过程环节(收集—筛分—堆储)111个粪便样品,使用电热鼓风干燥箱将样品烘干后粉碎并过18目筛。采用凯氏定氮... 为实现现场、快速且相对准确地获得规模化奶牛场粪便从牛舍到还田前各环节的全氮含量,连续6天采集天津市某典型奶牛场粪便处理全过程环节(收集—筛分—堆储)111个粪便样品,使用电热鼓风干燥箱将样品烘干后粉碎并过18目筛。采用凯氏定氮仪测得各环节样品中全氮含量,其浓度范围为0.20%~3.86%;采用美国PE公司的傅里叶近红外光谱仪在4000~12000 cm^-1范围内采集所有样品的近红外漫反射光谱。基于蒙特卡洛交叉验证法对异常样品进行检查,剔除17个异常样品,并对剩余94个样品的近红外漫反射光谱进行SG一阶导数与去噪预处理。接着对94个样品预处理后的近红外漫反射光谱数据进行主成分分析,前两个主成分可以解释所有变量方差的89%,通过主成分分析得出规模化奶牛场粪便处理全过程环节样品的变异情况:从鲜粪到混合粪环节,样品的性质和有机组分变化不大,而到垫料环节,性质和有机组分发生较大变化,表明粪便样品随着处理环节的变化,其性质和组成在发生动态的变化。因此,要实现对规模化奶牛场粪便处理全过程环节样品动态的、实时的总氮快速检测,就必须建立适用于粪便处理全过程环节的定量分析模型。最后,采用K-S法从94个样品中选择63个样品,包括24个鲜粪样品、28个混合粪样品、11个垫料样品,作为校正集建立规模化奶牛场粪便处理全过程环节定量分析总氮的偏最小二乘模型。利用所建立的全环节模型对预测集31个未知样品,包括12个鲜粪样品、9个混合粪样品、10个垫料样品,进行预测,预测浓度与实际浓度的相关系数(R)为0.91,预测均方根误差(RMSEP)为0.151%。表明:将近红外漫反射光谱与化学计量学结合快速定量分析规模化奶牛场全程粪便中全氮的含量完全可行,为粪便全氮快速检测近红外仪器的开发和现场应用提供理论和实验依据,为粪便定量还田提供技术支撑。 展开更多
关键词 规模化奶牛场 粪便 全氮 近红外漫反射光谱 偏最小二乘
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基于GC-MS的不同产地铁皮石斛代谢物差异分析 被引量:2
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作者 李紫曦 牟美睿 +1 位作者 杨仁杰 刘海学 《西南农业学报》 CSCD 北大核心 2022年第2期329-335,共7页
【目的】探究产地环境对铁皮石斛生长及代谢物质的成分表征影响,筛选不同产地的铁皮石斛差异代谢物。【方法】采用气相色谱质谱联用技术(GC-MS)结合主成分分析(PCA)、偏最小二乘判别分析(PLS-DA)等多元统计分析方法对不同产地铁皮石斛... 【目的】探究产地环境对铁皮石斛生长及代谢物质的成分表征影响,筛选不同产地的铁皮石斛差异代谢物。【方法】采用气相色谱质谱联用技术(GC-MS)结合主成分分析(PCA)、偏最小二乘判别分析(PLS-DA)等多元统计分析方法对不同产地铁皮石斛样品进行非靶向代谢组学分析。【结果】对不同产地石斛代谢物进行主成分分析可以将栽培品种与除湖南外的野生品种区分开,结合偏最小二乘判别分析与T检验(Student’s t-test)对湖南野生种与室内栽培种进行差异代谢物分析,并利用聚类热图分析(HCA)进行差异代谢物的验证,最终找到包括丙酸(Propionic acid)、苏氨酸(Threonine)等在内的20种极显著差异代谢物(P<0.01)。【结论】野生铁皮石斛与栽培品种间存在20种显著差异代谢物,主要为有机酸及多糖类代谢物,本研究可为指导铁皮石斛的植源性鉴定及真伪判断提供理论依据。 展开更多
关键词 铁皮石斛 产地 代谢物 GC-MS 差异分析
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基于GC-MS技术对盐胁迫小麦小分子代谢物的研究 被引量:2
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作者 肖丽君 陈乾 +3 位作者 牟美睿 贲蓓倍 杨仁杰 刘海学 《种子》 北大核心 2020年第6期48-52,58,共6页
采用GC-MS技术对不同浓度盐胁迫处理的小麦(辽春17号)叶片进行分析,探究其代谢物的差异。结果表明,浓度为200、250 mmol·L^-1和300 mmol·L^-1的盐胁迫处理组与对照组的小分子代谢物呈现差异性,表现为显著差异的代谢物16个,包... 采用GC-MS技术对不同浓度盐胁迫处理的小麦(辽春17号)叶片进行分析,探究其代谢物的差异。结果表明,浓度为200、250 mmol·L^-1和300 mmol·L^-1的盐胁迫处理组与对照组的小分子代谢物呈现差异性,表现为显著差异的代谢物16个,包括氨基酸类代谢物7个、糖类代谢物3个、有机酸类代谢物5个、其他物质1个;极显著差异的代谢物7个,包括糖类代谢物2个、有机酸类代谢物4个、其他物质1个。发现了相关代谢通路11条,影响最大的为甘氨酸,丝氨酸和苏氨酸代谢通路,影响因子为0.53。 展开更多
关键词 辽春17号 小麦 GC-MS 代谢物 NACL胁迫
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环丙沙星胁迫对小麦生理及代谢的影响 被引量:1
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作者 赵里曼 牟美睿 +3 位作者 武丽娟 贲蓓倍 杨仁杰 刘海学 《西南农业学报》 CSCD 北大核心 2022年第10期2311-2318,共8页
【目的】探究环丙沙星(Ciprofloxacin, CIP)对小麦幼苗生理及代谢的影响,拓展植物对抗生素响应机制的理解。【方法】对小麦‘百农207’幼苗进行不同浓度CIP胁迫处理,测定小麦幼苗的生理指标,并通过气相色谱质谱联用技术(GC-MS)测定其代... 【目的】探究环丙沙星(Ciprofloxacin, CIP)对小麦幼苗生理及代谢的影响,拓展植物对抗生素响应机制的理解。【方法】对小麦‘百农207’幼苗进行不同浓度CIP胁迫处理,测定小麦幼苗的生理指标,并通过气相色谱质谱联用技术(GC-MS)测定其代谢物及代谢途径。【结果】随着CIP浓度的增加,叶绿素a、类胡萝卜素、总叶绿素、MDA含量先上升后下降,叶绿素b含量和POD活性降低,CAT和SOD活性也呈先升后降的变化趋势;此外,对GC-MS检测的55种代谢物进行定性及多元统计分析,筛选出显著差异代谢物10种,其中氨基酸类比重占40%;对差异代谢物进行代谢通路分析,得到13条代谢通路,其中显著变化的5条代谢通路为甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢,丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢,乙醛酸和二羧酸代谢,氰基氨基酸代谢,氨酰-tRNA生物合成。【结论】在CIP胁迫条件下小麦会通过提高叶绿素、MDA含量,以及提高保护酶CAT和SOD的活性来忍耐CIP胁迫的伤害。经多元统计分析发现不同浓度CIP胁迫下小麦叶片代谢物质发生显著性变化。氨基酸类代谢物为小麦幼苗响应CIP胁迫的关键代谢物,代谢通路中氨基酸相关通路占比较大,说明通过氨基酸代谢途径研究抗生素对小麦幼苗代谢物的影响具有可行性,研究结果可为探究小麦响应CIP提供理论依据。 展开更多
关键词 环丙沙星 小麦 生理 代谢组 差异代谢物 代谢通路
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近红外光谱结合二维相关技术对玉米F1代杂交种的快速筛选
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作者 丁璐 李梦婷 +4 位作者 刘洋 朱文碧 刘冬梅 牟美睿 刘海学 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期2235-2239,共5页
为有效筛选F1代玉米杂交种的优势种,提出了一种基于近红外光谱技术和二维相关谱技术相结合的种子快速筛选方法,以内蒙古奈曼旗当地的推广品种京科958(JK958)作为对照,测定了26个玉米品系的近红外光谱,并对其进行聚类分析。当类间距=10时... 为有效筛选F1代玉米杂交种的优势种,提出了一种基于近红外光谱技术和二维相关谱技术相结合的种子快速筛选方法,以内蒙古奈曼旗当地的推广品种京科958(JK958)作为对照,测定了26个玉米品系的近红外光谱,并对其进行聚类分析。当类间距=10时, 26个品系被聚成3类。第一类是与对照品相近的品系:JK958(对照品种), 26, 14, 489, 263和320等;第二类是9, 542, 16, 121以及57品系;第三类是与对照品较远的品系:317, 582, 284, 264以及157。一般,若两个品系差别越小,其自相关谱强度就越小,反之成立。若两个品系完全相同,理想情况下同步二维相关谱上不会出现任何特征信息,因此可通过自相关谱强度来判别两个品系的相似程度。根据聚类分析结果,选出了品系14, 26, 9和157进行二维相关性分析。其中,品系14和26是在近红外光谱聚类分析中与对照品种JK958相距较近的品系,而9和157则与JK958相距较远。品系14和JK958自相关强度的范围在0.000 0~0.000 2 a.u.;品系26和JK958自相关强度的范围为:0.000 00~0.000 10 a.u.;品系9与JK958的自相关强度范围:0.000 0~0.001 6 a.u.;品系157与JK958的自相关强度约为0.000 4~0.002 0 a.u.;从自相关强度整体来看四个品系与JK958的自相关强度由大到小的排列顺序为157>9>14>26,表明:品系26与对照品系JK958最相似。为了验证上述筛选品系方法的有效性,将以田间实地测量的玉米15个主要农艺性状数据,进行聚类分析,并与近红外光谱和二维相关谱快速筛选的结果进行对照。研究发现:农艺性状的聚类分析结果与近红外光谱聚类结果存在交叉(品系320, 26, 24, 147, 109和263)。自相关强度为10^-5数量级的品系26与JK958距离较近,被聚到一类;而自相关强度为10^-4数量级的品系14, 9和157被聚为一类。农艺性状的聚类结果证实了近红外光谱和二维相关谱技术快速筛选玉米品系的有效性。研究结果表明:近红外光谱+二维相关谱技术对玉米品系进行初步快速筛选是可行的和有效的。 展开更多
关键词 近红外光谱 二维相关谱 不同玉米品系 农艺性状 聚类分析
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土壤-蔬菜系统中抗生素耐药基因污染研究进展与展望
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作者 牟美睿 杨凤霞 +1 位作者 杨铭 张克强 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期6704-6712,共9页
作为一种新兴的环境污染物,抗生素耐药基因(ARGs)的广泛存在带来了一系列的环境和人类健康问题.畜禽粪污被认为是ARGs重要的储存库,其资源化利用存在潜在环境风险.土壤-蔬菜系统是农业生产中的核心环节,也是人类与环境进行交流互通的重... 作为一种新兴的环境污染物,抗生素耐药基因(ARGs)的广泛存在带来了一系列的环境和人类健康问题.畜禽粪污被认为是ARGs重要的储存库,其资源化利用存在潜在环境风险.土壤-蔬菜系统是农业生产中的核心环节,也是人类与环境进行交流互通的重要途径,畜禽粪污在农业生产中的资源化利用导致ARGs在土壤-蔬菜系统中增殖和传播.土壤-蔬菜系统中的ARGs可能会通过食物链被人类摄取,进而对人类健康造成威胁.因此,在简要论述土壤-蔬菜系统中ARGs来源及危害的基础上,聚焦土壤-蔬菜系统中ARGs的环境行为,梳理总结了土壤-蔬菜系统中ARGs的赋存特征、迁移规律及关键影响因素,并提出适宜于土壤-蔬菜系统中ARGs污染防控的建议及展望,以期为我国的农业绿色发展提供理论支撑. 展开更多
关键词 土壤-蔬菜系统 抗生素耐药基因(ARGs) 分配特征 传输规律 影响因素
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