基于可见-近红外光谱技术预测茶鲜叶全氮含量

为快速无损监测茶树氮素营养及其生长状况,基于可见-近红外光谱技术建立了茶鲜叶全氮含量的预测模型。以茶鲜叶为对象,田间试验使用便携式光谱仪采集叶片漫反射光谱信息,通过不同预处理和统计分析,建立茶鲜叶全氮含量预测的光谱模型。试验共采集111个样品,其中86个样品作校正集,25个样品作预测集。通过一阶导数与滑动平均滤波相结合的预处理方法,用7个主成分建立的偏最小二乘模型最好,其校正集均方根误差(RMSEC)为0.097 3,预测集的相关系数为0.888 1,预测均方根误差(RMSEP)为0.130 4,预测的平均相对误差为4.339%。研究结果表明,利用可见-近红外光谱技术可以很好地预测茶鲜叶全氮含量,对于快速实时监测茶树长势和施肥管理具有重要指导意义。     

基于PCA的土壤Cd含量高光谱反演模型对比研究

土壤重金属污染对人类健康造成了极大的威胁,如何快速摸清土壤污染情况尤为重要。高光谱遥感具备光谱分辨率高,快速无损等优势,使其在土壤组分反演方面具有巨大的潜力。针对高光谱信息冗余及光谱变换对土壤镉（Cd）含量估算的影响进行分析,并利用变换前后的高光谱数据对比研究了不同高光谱模型对土壤Cd含量反演的性能。首先利用等离子体质谱法和FieldSpec4地物光谱仪收集了56组土壤样品的Cd含量和对应的高光谱曲线（350～2 500 nm）;为了弱化光谱测定中光亮变化和土壤表面凹凸对实验结果的影响,研究对高光谱数据进行倒数对数预处理;考虑到高光谱数据中存在大量的信息冗余,研究采用了主成分分析（PCA）对高光谱数据进行降维处理并最终保留了前12个主成分量作为特征变量。针对高光谱反演模型,研究选择了偏最小二乘（PLSR）、支持向量机（SVM）、人工神经网络（ANN）和随机森林（RF）四种回归模型建立PCA主成分与Cd含量之间的关系;最后,研究选取了决定系数（R2）、均方根误差（RMSE）和RPD三种精度评估指标评估回归模型的拟合精度,结果表明针对光谱采用PCA波段降维的方法处理后,选取的12个主成分对变化前后的光谱累计贡献率均达到99.99%,作为模型的输入变量,四种模型均具有一定的预测能力。无论光谱变换与否,PCA-RF反演模型的预测能力均为最好（R2分别为0.856和0.855,RPD均高达3.39）。利用PCA对高光谱数据降维处理可以有效降低高光谱数据冗余,有力的保证模型的预测能力。以PCA筛选出的主成分量可以作为模型极好的输入变量,以RF为基础的高光谱反演模型在反演土壤Cd含量时具有最佳效果,可为该区域及类似地区的土壤重金属污染物反演提供新的方法支撑。     

共振拉曼光谱技术应用综述

拉曼光谱是提供物质结信息的强有力工具。但由于拉曼散射信号弱,灵敏度低,因此应用范围受到限制。而在共振拉曼光谱(RRS)中,由于激发光源频率落在分子的某一电子吸收带内,分子吸收光子向电子激发态的跃迁变成了共振吸收,因此对入射光的吸收强度大大增加。与常规拉曼光谱相比,RRS能够提高信号强度的106倍。因此,RRS检测技术以其更高的灵敏度和选择性而具有更广的应用,特别是在生物学及医学等领域。如：(1)生物基质中的类胡萝卜素和叶绿素等色素分析;(2)细胞、蛋白质和DNA等有机物研究以及一些临床疾病诊断。RRS可以得到在常规拉曼光谱中隐藏的、更为重要的分子结构信息。RRS总是在很低的浓度下测试,且共振拉曼增强的谱线是属于产生电子吸收的基团,这对于有色物和生物样品尤为重要。因为很多这类样品的活性部位接近于生色基团,且研究对象往往是生物大分子的某一部分,所以在研究生物物质的结构和功能的关系时,RRS起着重要作用。近年来,由于光谱技术的发展使得RRS检测技术得到创新与延伸,如液芯光纤共振拉曼光谱和透射共振拉曼光谱等新技术的应用。通过对近几年有关RRS技术应用的原始论文、数据和主要观点进行归纳整理与分析提炼,介绍了RRS这一专题的历史背景和研究现状,分别对共振拉曼光谱的色素检测、生物检测和爆炸物检测等应用领域展开详细的综述,并介绍了相关新技术的发展应用。随着光谱技术的快速发展,RRS必将在科研领域拥有其他光谱技术不可取代的重要地位。     

溶液密度法测定糖水溶液中糖分含量——推荐一个基础化学实验

介绍了一个基础化学实验——溶液密度法测定糖水溶液中糖分含量。该实验通过糖分含量-密度工作曲线测定糖水溶液中的蔗糖含量,并估算饮料中的糖含量。实验涉及多项化学实验基本操作以及作图法等实验技能,推荐作为大一学生的前期实验开设。     

科苑快讯

绝对湿度对流感的影响虽然流感的发病原因至今不明，但是最近一份对过去研究数据的重新分析显示，较低的“绝对”湿度（而不是以前认为的“相对”湿度）更利于流感病毒的生存和传播。研究人员一般以“相对湿度”作为空气中水分含量的检测指标。相对湿度是指在特定温度下，水分的实际含量和可能存在的最大含量的比值。最大含量会随温度呈指数增加，     

卫浴陶瓷用钾长石中钾含量测定方法的选择

钾长石在我国的资源分布较广，是陶瓷、搪瓷、玻璃、钾肥生产过程中广泛使用的原料。在陶瓷制作中钾长石作为主要的熔剂原料，在高温下熔融后可以溶解部分石英和高岭土的分解产物。由于其等级和市场定价都受钾含量的影响，因此钾含量的准确测定具有重要意义。     

茉莉花中7种金属元素含量及其浸出率研究

茉莉花是我国的健康饮品,由于茉莉花具有药食两用功效,本实验对茉莉花中7种金属元素含量进行了研究,结果表明,茉莉花中含有丰富的人体所必需的金属矿质元素,K、Ca、Mg的含量较多,具有较高的开发利用价值,但不同金属元素含量存在差异。同时对茉莉花进行了全量浸提,不同元素的浸提率存在一定的差异,其中K的浸出率最高。研究结果对人们日常正确选择饮用花茶提供了一定的理论依据,具有一定的实际意义和推广价值。     

可控偏振的量子点光发射

正瑞典研究人员已公布了一项计划,准备制造能发射线性偏振光的量子点。林雪平大学的Anders Lundskog及其同事通过在基部已加长的微型六角形氮化镓金字塔的顶部"种植"量子点,使氮化铟镓量子点所发射的光处于受控状态。他们发现,发射光的偏振方向与基部延长轴是一致的。通过调节氮化铟镓中的铟含量,原则上就可将由量子点发射的光从紫外线波长调到红外线波长。这种方法的好     

快冷Fe-Al合金中的原子缺陷弛豫

在多功能内耗仪上用自由衰减和强迫振动方法研究了不同Al含量淬火Fe-Al合金中的两个弛豫型内耗峰.结果显示：P1(180℃)和P2(340℃)两个内耗峰只出现在淬火样品的加热过程中，而在随后的冷却过程中不出现.P1峰是由在α和β(或γ)点阵上的空位组成的最近邻双空位偶极子在应力诱导下的重新取向产生的，其弛豫强度随Al含量非单调地变化，在大约25% Al(原子百分比，以下同)处出现最大值.Al含量较低的Fe-Al合金无     

GTSP重钙工艺减少反应料浆含水量的初步研究

1 引言 我国耕地严重缺磷的面积所占比例高达2/3,而目前施肥的磷/氮比例又远远低于国际平均水平,如此的比例失调将严重影响农业增产.在当前施用的磷肥中,普钙和重钙占了很大的比例.由于重钙是用磷酸而非硫酸酸解磷矿,所以不含硫酸钙杂质,有效五氧化二磷的含量也由16～21%提高到45～52%,肥效比普钙提高两到三倍.为此国家"八五"重点项目引进了Hy dro GTSP工艺2×40万吨/年重钙装置.该装置于1999年3月试车以来难以达到满负荷生产. 作者通过对生产工艺各环节的分析,指出反应料浆含水量偏高是影响装置生产负荷的主要因素.料浆中水分的重要来源之一是二次球磨.