有机废弃物发酵加富大棚CO2对叶菜类蔬菜生长的影响

采用由作物秸秆与畜禽粪便发酵产生CO2的简易发酵装置来加富大棚CO2,一次堆料可使大棚CO2体积分数维持600 ×10-6 13 d以上,并且可使大棚内的生菜、青菜和油麦菜等叶菜类蔬菜叶片加厚,单株鲜质量分别增加135%、322%和140%,产量分别提高127.1%、122.8%和97.9%.说明农业有机废弃物发酵加富...     

高光谱图像信息的柑橘叶片光合色素含量分析技术研究

暗箱环境下采集柑橘叶片高光谱图像,采用阈值法提取整叶有效光谱信息区域的平均光谱,比对分析了柑橘叶片光谱信息不同预处理方法和光谱PLS、BPNN和LS-SVM预测模型对叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素等光合色素含量的预测精度。结果显示,采用MSC对原始光谱进行预处理和LS-SVM建模对叶绿素a含量的预测效果较好,Rp达0.898 3,RMSEP为0.140 4;采用SNV光谱预处理和LS-SVM模型对叶绿素b含量的预测其Rp为0.912 3,RMSEP为0.042 6;采用MAS预处理和PLS模型对于类胡萝卜素含量预测的Rp和RMSEP分别为0.712 8和0.062 4。结果表明:采用高光谱图像信息可较好地进行柑橘叶片叶绿素a,叶绿素b和类胡萝卜素等光合色素含量的预测,为进一步研究柑橘叶片光合色素含量与组分构成的非损伤实时检测提供了依据。     

生物合成纳米金与MWCNTs/L-Cys复合修饰玻碳电极测定左旋多巴

利用荷叶萃取液生物合成纳米金,并与多壁碳纳米管/L-半胱氨酸复合成修饰电极材料,研究了左旋多巴在该修饰电极上的电化学行为.在0.2 mol/L乙酸-乙酸钠体系(pH=2.6)中,氧化峰电流与左旋多巴浓度在0.6~40μmol/L及60~120μmol/L范围内呈良好的线性关系,检出限达5.2×10-8mol/L.实验结果表明,生物合成纳米金复合多壁碳纳米管/L-半胱氨酸修饰电极具有良好的稳定性和高灵敏度,对实际样品测定的回收率在91.2%~102.5%之间.     

Strongly Veined Carbon Nanoleaves as a Highly Efficient Metal‐Free Electrocatalyst

Effective integration of one‐dimensional carbon nanofibers (CNF) and two‐dimensional carbon sheets into three‐dimensional (3D) conductive frameworks is essential for their practical applications as electrode materials. Herein, a novel “vein‐leaf”‐type 3D complex of carbon nanofibers with nitrogen‐doped graphene (NG) was prepared through a simple thermal condensation of urea and bacterial cellulose. During the formation of the 3D complex CNF@NG, the graphene species was tethered to CNF via carbon–carbon bonds. Such an interconnected 3D network facilitates both the electron transfer and mass diffusion for electrochemical reactions.     

基于高光谱数据研究应用近红外相机加装滤光片实现玉米叶片水分测量的关键参数

实现玉米等活体作物叶片不同区域以及近地冠层的水分含量检测,可为研究作物生长中的水分胁迫响应机制,以及旱情监测、精准灌溉等提供有效技术手段。大体积、大重量、低光通量的高光谱仪难以在田间实现活体检测,将小体积、小重量、高光通量近红外相机加装滤光片使其具有波长分辨能力,有望实现田间活体叶片水分含量成像检测。基于玉米叶片的近红外高光谱数据,对实现水分测量的特征波长位置及个数,以及特征波长带宽和偏移限度等关键参数进行研究;其中,不同带宽的仿真数据依据滤光片透光分布函数得到;固定带宽条件下的中心波长偏移仿真数据依据插值方法得到。研究结果表明：特征波长分别为1 150和1 400 nm,带宽小于100 nm时可满足要求,能够找到符合参数条件的滤光片产品;在带宽为25 nm下所建水分含量模型,其建模集的决定系数（R2）和均方根误差（RMSE）分别达到0.968,1.245%,预测集分别达到0.960,1.298%,可实现玉米叶片水分的准确检测。为推测加装滤光片所建模型受环境温度的影响,应用固定中心波长下的模型预测不同偏移量的仿真数据,当偏移量为0.05 nm时,模型预测误差为不漂移条件下3%左右,可忽略,由干涉滤光片中心波长漂移与温度的关系,相当于环境温度在50 ℃的范围对检测结果影响不大。该研究对近红外相机加装滤光片形成多光谱成像检测装置提供了重要技术参数支撑和环境工作范围建议,装置的搭建工作已开始,装置的实现可为现代农业作物生理、生产研究提供新型、有效手段。     

基于U-net和可见光谱图像的黄瓜褐斑病分割

褐斑病是黄瓜主要真菌性病害之一,适宜条件下,特别是在昼夜温差大及饱和湿度条件下发病迅速,病情加重,导致黄瓜减产,造成经济损失。对黄瓜褐斑病进行病斑分割与提取,可以为后续的病害识别与诊断提供有效依据,具有重要意义。结合黄瓜褐斑病可见光谱图像,利用U-net深度学习网络构建黄瓜褐斑病语义分割模型,实现了病斑分割。首先在采集到的黄瓜褐斑病可见光谱图像中截取病斑较为突出的区域作为样本,共在40幅图像中截取到135个像素区域,区域的像素分辨率为200×200,利用Matlab的Image Labeler工具对样本进行像素标记,分别标记出感病区域和健康区域。然后构建U-net网络,该网络包含46层和48个连接,通过卷积层和线性整流层以及最大池化法来完成病斑特征提取,通过深度连接层以及上卷积层和上线性整流层完成上采样,通过跳层连接来完成复制和剪裁操作,并进行病斑特征融合。利用所构建的U-net网络进行学习训练得到语义分割模型,在135个样本中,随机选取其中96个作为训练样本,剩余的39个作为测试样本,设置迭代次数为240次,L2正则化系数为0.000 1,初始学习率为0.05,动量参数为0.9,梯度阈值为0.05,进行样本训练和测试。经过10次重复训练和测试,结果表明,基于U-net和可见光谱图像的黄瓜褐斑病语义分割模型执行时间平均为46.4 s,内存占用平均为6 665.8 MB,执行效率较高;模型准确率PA为96.23%~97.98%,MPA为97.28%~97.87%,MIoU为86.10%~91.59%,FWIoU为93.33%~96.19%,模型的稳定性较好、泛化能力较强。该研究方法利用较少的训练样本,获得了准确率较高的分割模型,为小样本机器学习提供了参考,同时为其他蔬菜的病斑分割、病害识别与诊断提供了方法依据。     

滞尘影响下的茶树叶片水分高光谱估算

减少叶面滞尘对茶树叶片水分有效光谱信息提取的干扰,有利于建立更加稳健的茶树叶片水分高光谱估算模型。以“舒茶早”为研究对象,通过田间随机采集鲜叶样品,测定叶片原始光谱反射率、含水量以及滞尘率。比较分析滞尘对茶树叶片原始光谱的影响,分别基于归一化计算与比值计算方法构建新波段植被指数,并利用相关系数法筛选叶片水分含量相关性最高的新波段植被指数,结合相对变率分析获取滞尘对叶片水分估算影响不敏感的待选指数。通过分析不同滞尘条件下新建植被指数和已有水分指数与滞尘的响应关系,筛选出滞尘影响下茶树叶片水分估算的最优植被指数,最终构建茶树叶片水分估算的高精度模型。结果表明：（1）位于711~1 378 nm波段范围的叶片光谱反射率受滞尘影响呈现显著降低的趋势,随着滞尘率增大光谱反射率减小,且无尘叶片反射率与有尘状态反射率具有明显聚类现象,相同状态下的不同叶片反射率差异性极显著。（2）新波段植被指数、已有水分指数与茶树叶片含水量之间的相关性以及基于该指数构建的茶树叶片水分估算模型的精度,在滞尘影响下均呈现明显的下降趋势。（3）在滞尘混合状态下,以1 298和1 325 nm为中心波段的新建比值植被指数对滞尘敏感性最低,且与叶片含水量相关性高,为最优植被指数,其建立的茶树叶片水分高光谱估算模型具有较高的预测精度（y=0.245x-0.241,R2=0.854,RMSE=0.001）,并且实测值与预测值具有较好的一致性。因此,该研究可为茶树的水分精细化管理提供依据,并可为基于高光谱信息构建复杂环境条件下的水分估算高精度模型提供新思路。     

Biosynthesis of Au nanoparticles using olive leaf extract: 1st Nano Updates

The biological synthesis of gold nanoparticles (AuNPs) of various shapes (triangle, hexagonal, and spherical) using hot water olive leaf extracts as reducing agent is reported. The size and the shape of Au nanoparticles are modulated by varying the ratio of metal salt and extract in the reaction medium. Only 20 min were required for the conversion into gold nanoparticles at room temperature, suggesting a reaction rate higher or comparable to those of nanoparticles synthesis by chemical methods. The variation of the pH of the reaction medium gives AuNPs nanoparticles of different shapes. The nanoparticles obtained are characterized by UV–Vis spectroscopy, photoluminescence, transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD), FTIR spectroscopy and thermogravimetric analysis. The TEM images showed that a mixture of shapes (triangular, hexagonal and spherical) structures was formed at lower leaf broth concentration and high pH, while smaller spherical shapes were obtained at higher leaf broth concentration and low pH.     

树叶为模版制备网状TiO2和Fex/TiO2及光催化活性研究

以梧桐树叶为模板制备了具有网状结构的TiO2和Fex/TiO2光催化材料.通过扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、X-射线光电子能谱(XPS)、荧光发射光谱(PL)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)等对这两类光催化材料的结构和物理性能进行了表征.结果表明,以树叶为模板制得的Fe0.005/TiO2呈网状结构.在600～800℃范围内,随煅烧温度的升高,网状TiO2和Fe0.005/TiO2中锐钛型TiO2的含量减少,Fe3+的掺杂能促进锐钛型向金红石型的转变.与Degussa P25相比,网状TiO2和Fex/TiO2的荧光光谱强度明显减弱,光生电子-空穴对的复合情况得到改善;吸收光谱范围明显红移,禁带宽度有不同程度的缩小.孔雀石绿的光催化降解实验表明,网状TiO2和Fex/TiO2具有比Degussa P25更强的催化活性.光催化活性的稳定性研究表明,网状Fe0.005/TiO2具有良好的稳定性,能多次重复使用.     

Novel Method for Selective Spectrophotometric Determination of Titanium(IV) with Water Extract of Slippery Elm Leaf as a New Reagent

Abstract

A novel spectrophotometric method for the determination of titanium(IV) by using a new reagent, water extract of slippery elm leaf is developed. In 0.05 M hydrochloric acid, titanium(IV) reacts with this reagent to form a yellow product. The formed product shows maximum absorbance at 415 nm with a molar absorptivity value of 0.68×10⁴ l mol^–1 cm^–1 and the method was linear in the 0.2–6 µg ml^?1 concentration range. The detection limit value was found to be 0.0131 µg ml^?1. The proposed method was simple, low cost, selective, and sensitive. It was applied to the analytic samples with satisfactory results.