华北平原土壤剖面质地构型对小麦产量的影响研究

华北平原是一个河流冲积而成的平原,土壤剖面层次质地分异明显,土壤剖面在垂直方向上的质地层次不同排列影响作物产量,目前在这方面的研究甚少。本文基于河南省封丘县152个土壤剖面层次的颗粒组成和121个田块的连续两年小麦测产结果,应用模糊c-均值算法模型和地统计学模型,研究了土壤剖面质地构型与小麦产量间的定量关系。结果表明:研究区主要分布了8种土壤剖面质地构型,它们对应的小麦生产力水平差异较大。8种类型中,砂–砂–砂型小麦生产力水平最低,对应的分布区是小麦的主要低产区,土壤剖面全砂性质地是导致小麦低产的一个关键因素,原因是砂性土壤不利于保水保肥,而且砂性土壤本身所含土壤养分很低。壤–黏–壤、壤–黏–黏构型是肥力条件较好的土壤,传统上称这种土壤为"蒙金地",小麦单产较高且稳定,是建设高产田的基础。砂–壤–壤、壤–壤–壤、壤–壤–黏构型是肥力条件最好的土壤,其小麦生产力水平最高。将小麦单产进行分级后研究发现,土壤剖面质地构型对<7 050 kg/hm2的中低小麦产量会产生影响,但对>7 050 kg/hm2的小麦高产影响不大。

基于土壤剖面质地构型的土壤质量评价——以河南省封丘县为例

土壤剖面质地构型是土壤质量和土壤生产力的重要影响因子,对冲积平原地区来讲尤其重要。然而,现有的土壤质量评价研究中,很少采用该因子,且评价指标筛选大多缺乏明确的生物学意义。本研究利用河南省封丘县39个剖面数据及113个土钻样点数据,使用模糊C均值聚类方法 (FCM)结合Kriging插值方法获取的9种土壤剖面质地构型在空间上分布的单一类别隶属度图;在此基础上结合专家知识,针对平原地区旱作作物及耕地的耕性对土壤剖面质地构型的性状进行打分,以分值为参照,在Arc GIS 9.2中9个单一类别隶属度栅格文件进行栅格计算,获取了研究区土壤剖面质地构型栅格的综合分值。利用包括土壤剖面质地构型在内的多个土壤属性,结合作物产量数据,使用主成分分析(PCA)方法确定了最小数据集(MDS);应用指数和法,基于两种途径对土壤质量进行了评价,并结合测产获取的作物产量对两种评价结果进行了对比分析。结果表明:土壤质量指数与作物产量有较好的相关性,土壤质量评价结果能够较好地反映研究区的土壤质量状况。在添加剖面质地构型因子后,土壤质量评价结果有进一步的改善,可见在黄河泛滥冲积平原地区,剖面质地构型是土壤质量评价必不可少的因子。

模糊集理论在土壤剖面质地构型中的应用——以河南省封丘冲积平原区土壤为例

封丘县是典型的黄河中下游冲积平原区,不同层次土壤质地类型、厚度及其在剖面中的组合,是影响土壤水肥贮存与供给能力的重要因素。本研究通过39个土壤剖面和113个土钻样点的野外调查获取第一手资料。根据层次质地类型与其在剖面中出现位置两个基本特征定义特征质地层,在研究区最终确立了9种特征质地层。以特征质地层在已观测土壤剖面和土钻样本中出现缺失特征以及厚度参数为基础数据,应用模糊c-均值算法模型,研究区观测土壤被自动划分为9种特征质地层组合类别,亦称为土壤剖面质地构型。结合普通克里格空间预测方法,实现了9种土壤剖面质地构型在空间上分布的单一类别隶属度图和去模糊化图。剖面不同质地层次在垂直方向的组合特征以及不同土壤剖面质地构型在水平方向上的分布规律,为区域耕地质量评价、生产潜力评估以及改良、利用实践提供了更加客观、丰富的基础信息。

冲积平原区高程因子对土壤剖面质地构型的影响--以封丘县为例

河流冲积平原区土壤剖面质地构型对土壤水肥保持、供给能力以及水盐运动产生极为重要的影响。区域土壤的六大成土因素中,地形的影响最为突出。分析土壤剖面质地构型的地形影响,对于指导农业生产具有重要的理论与现实意义。应用模糊c-均值算法模型,基于土壤剖面特征质地层厚度数据,得到研究区9种土壤剖面质地构型。对比分析典型区和研究区土壤剖面质地构型的地形影响结果表明:隶属于土壤剖面质地构型砂-砂-砂的隶属度值与高程之间始终存在正相关,说明地形较高部位发育的土壤质地偏砂的规律性始终存在,而从典型区到研究区,其它土壤剖面质地构型、0—60cm土层质地类型、以及表土层、心土层和底土层质地类型受地形影响的规律性减弱。地形较低部位发育的土壤剖面质地构型相对复杂,而地形较高处,发育的土壤剖面质地构型相对简单。土壤剖面质地构型复杂的地区可能更多地受到人为因素的干扰,从而表现出受地形影响的规律性不明显。

区域农田土壤质地剖面的随机模拟模型

冲积土壤剖面的质地层次分异是该类土壤的重要特性，对农田水分转化和溶质运移具有重要影响。要准确地定量农田水转化和溶质运移，定量模拟区域冲积土壤质地剖面是十分必要的。本文依据已取得的研究结果，采用Markov链理论提出了区域冲积土壤质地层次的随机模拟模型——MC模型和MC－LN模型，采用蒙特卡罗方法模拟了研究区的土壤质地剖面，并与实测结果进行了对比。结果表明，两模型模拟结果均很好地反映出了区域土壤剖面质地层次的垂向变化规律，但在质地层次厚度的分布上，MC模型结果偏差较大，而MCLN模型模拟结果与实测结果颇为一致。

食用槟榔卤水质地剖面分析及测试条件的优化

该文研究了不同参数(测试速率、形变量)设置对食用槟榔卤水质地剖面分析(texture profile analysis,TPA)测试结果的影响。结果表明,形变量会导致槟榔卤水TPA测试结果中各指标参数发生显著变化,其中形变量与弹性、胶黏性、咀嚼性呈极显著正相关(P<0.01,R^(2)=0.78~0.85),与弹性、回复性呈极显著负相关(P<0.01,R^(2)=0.333,R^(2)=0.795),而测试速率对各指标参数的影响较小。经过分析得知,测试速率为1.00 mm/s,形变量为40%较为合适。通过多项式拟合模型对硬度、咀嚼性和回复性进行回归方程拟合,拟合度R^(2)分别达到0.99937,0.99945,0.99799,具有统计学意义,可用于食用槟榔卤水质构的预测分析。该研究可为优化槟榔卤水质构测试条件提供一定的理论基础。

猕猴桃感官评定与质地剖面分析的相关性

为确定猕猴桃质地的仪器测试方法是否反映人的真实感官,本研究以3种猕猴桃(海沃德、秦美、徐香)为对象,进行感官评定与质地剖面分析指标间的相关性分析。结果表明:3个品种猕猴桃的感官评定与质地剖面分析指标间广泛存在相关性,但相关系数不高(|r|=0.002~0.807)。采用逐步回归分析建立各感官指标的多参数预测模型,发现感官指标预测值与实际值的相关系数均有不同程度提高。预测模型中海沃德、秦美、徐香猕猴桃感官指标预测值与实际值间的相关系数分别为0.377~0.782、0.370~0.895和0.490~0.764。在预测模型的检验中,以总体可接受度为评定标准,其平均相对误差分别为10.04%(海沃德)、9.78%(秦美)和11.09%(徐香)。本研究结果证明利用多质构指标融合可以建立与感官评定更好地相关性。

葡萄果实质地剖面分析的参数优化

质地剖面分析(TPA,Texture profile analysis)已成为食品行业中多类产品质地特性的通用测试方法。以不同产地不同品种的葡萄为试材,采用物性分析仪的TPA模式测定葡萄果实的质地指标,根据质地指标来筛选TPA模式的最佳测定参数(不同的测中速度、压缩停顿时间、形变程度)。结果表明:同一品种不同规格大小的葡萄基本品质没有显著性差异(P>0.05),但是不同品种的葡萄在TPA测试时不同参数对测试结果影响较大,故选择测中速度为2mm·s^(-1)或3mm·s^(-1),停顿时间为2s或4s,形变程度为35%,作为葡萄果实TPA模式评价的最优参数。

不同葡萄品种果肉质地和细胞结构及生理指标分析

该研究以12个葡萄品种成熟期果实为材料,采用质地剖面分析(TAP)法测定其果肉硬度、弹性、黏着度、胶着度、咀嚼性和回复性等TAP质构参数,对其果实口感质地进行分级评价;测定葡萄果肉细胞壁组成物质(水溶性果胶、原果胶、纤维素)的含量以及PG、PEP、PL、CE等关键酶活性;采用组织切片法观察了葡萄果肉组织细胞的显微结构,测定其细胞面积、周长、长度、宽度等细胞结构参数和纵横比、圆度等细胞形状参数,以探讨各指标在不同品种间的差异以及细胞壁组成物质、关键酶活性和细胞形态参数与果肉质地的关系,为葡萄果肉质地品质调控提供依据。结果显示:(1)12个葡萄品种果实果肉可评为脆、酥脆、硬、中等、软5种口感质地类型等级。(2)葡萄果实质构参数以及果肉细胞壁组成物质含量、关键酶活性、细胞形态参数和显微结构在各质地类型品种间存在明显差异;质构参数中果实去皮TPA硬度、胶着度和咀嚼性等指标差异最大,变异系数分别达到75.16%、65.57%和65.25%;细胞壁组成物质及关键酶活性指标中纤维素含量及水溶性果胶/原果胶差异最大,变异系数分别达到38.12%和37.59%;细胞结构指标中细胞面积差异最大,变异系数达到64.91%。(3)葡萄果肉质地评级分数与果实带皮和去皮测定的质构参数均达到显著或极显著相关关系,其中与带皮TPA硬度、胶着度和咀嚼性的相关系数最高,分别为0.578*、0.751*和0.789*;果肉质地评分与果肉细胞壁组成物质原果胶含量呈显著正相关关系(0.679),与水溶性果胶/原果胶比值呈极显著负相关关系(-0.860*),而与其余的果肉细胞壁组成物质含量和4种关键酶活性均无显著相关性;果肉细胞结构参数、形状参数与果肉质地评分及质构参数的相关性均未达到显著水平,但酥脆果肉品种果肉细胞面积显著大于其他品种,软肉品种果肉细胞解体,细胞壁边界不清。研究表明,葡萄果肉硬度主要受果肉细胞降解影响,水溶性果胶/原果胶比值越高,果肉质地越软,水溶性果胶/原果胶比值以及带皮测定TPA硬度、胶着度和咀嚼性等指标可作为葡萄果肉质地的量化评价指标。

用质构仪评价面条质地品质的研究

采用质地剖面法对不同原料配方的面条,从筋道感、硬度、弹性、滑口感等方面分别进行感官评价,并用质构仪对其进行了TPA实验、剪切实验和拉伸实验.结果表明,TPA实验中的Hardness、Gumminess、Chewiness参数,剪切实验中的最大剪切力参数,拉伸实验中的拉断力参数均和面条感官评价筋道感、硬度、弹性呈高度显著正相关(α=0.01);拉伸实验中的拉断力参数和面条的滑口感呈高度显著负相关(α=0.01).本研究为利用质构仪测定代替感官来评价面条质地品质提供了理论上的依据.

一维马尔可夫链模拟黑河中游流域土壤质地垂向变异

黑河中游地区土壤剖面砂、黏层次相间排列的特点及部分区域剖面中出现的不透水层对土壤中的水分运动和溶质迁移具有重要影响。该研究调查了黑河中游100km2区域内土壤剖面的质地分层情况,运用一维嵌入马尔可夫链模型模拟该地区的土壤质地剖面。研究表明,研究区土壤剖面共出现砂土、壤质砂土、砂质壤土、壤土、黏质壤土、粉黏壤土和粉黏土7种质地类型,层次厚度呈对数正态分布。粉黏土未在表层土壤出现,而砂土在表层出现的概率明显高于其余质地类型,剖面某一质地层之下多出现细粒含量比其高的下一质地类型。剖面上相邻两质地层之间的转移具有明显的马尔可夫链特征(简称马氏性),且马氏链是平稳的。一维嵌入马尔可夫链模型能够较好地描述研究区土壤质地层次的垂向变化,剖面主要的质地层次组合为:砂—壤、壤—砂、壤—黏、黏—壤。对土壤质地剖面的定量模拟,可以为开展该区域土壤水循环、转化和溶质迁移等相关研究提供参考。

不同类型甜瓜成熟过程中果肉质地及其细胞显微结构的变化

采用质地剖面分析(TPA)和穿刺方法,测定3种不同口感质地的5个甜瓜材料(梗硬果肉的P10和3-6、脆酥果肉的417和20-5以及软果肉的Charentais)不同成熟时期果肉硬度、咀嚼性和黏着性以及脆性和平均硬度,评价甜瓜果肉的质地特性;采用组织切片法观察果肉组织细胞的显微结构,并通过Image-pro plus 6.0软件测定细胞大小参数(细胞面积、周长、长度及宽度)和形状参数(细胞纵横比及圆度),明确不同果肉质地类型甜瓜果实成熟过程中果肉细胞显微结构的变化特征,探讨甜瓜细胞形态参数与果肉质地的关系,为甜瓜品质育种提供理论依据。结果显示:(1)梗硬果肉甜瓜(P10和3-6)的果肉细胞较小,排列紧密;脆酥果肉甜瓜(417和20-5)的细胞较大,排列较疏松;软果肉甜瓜(Charentais)的细胞最大,排列极不规则。(2)不同口感甜瓜果肉在成熟期的细胞面积和周长差异显著,与口感呈显著负相关关系;在成熟过程中,甜瓜果肉细胞面积、周长和长度等表现出不同程度的增大,而细胞纵横比和圆度总体表现为下降趋势,即细胞越来越圆。(3)甜瓜果肉的口感与质地及细胞大小参数呈显著或极显著相关关系;细胞大小与黏着性呈显著或极显著正相关关系(0.951*~0.983**),细胞面积与TPA硬度及脆性呈显著负相关关系(分别为-0.910*和-0.926*),长度和宽度与脆性呈显著负相关关系(分别为-0.884*和-0.894*);细胞形状参数中的圆度与黏着性具有显著相关性(0.936*)。研究表明,口感不同的甜瓜果肉具有显著不同的质地和细胞显微结构,且甜瓜果肉口感与其果肉质地及细胞大小密切相关,即细胞越小,甜瓜果肉质地越硬。

枣果质地发育动态分析

为了探究不同品种枣果在成熟发育过程中的质地变化动态,从而为鲜食或制干枣果的适宜成熟度与最佳采收期的选择提供科学依据,分别选取骏枣、灰枣、马牙枣白熟期至完熟期6个果熟时期的果实样品,采用质地剖面分析(TPA)法,对其质构指标进行了测定与分析。结果表明:不同成熟期枣果质构指标中有若干指标的变化较大,且枣品种不会影响其变化趋势;不同成果期、不同品种枣果质地指标间的相关性基本一致,也存在一定的差异;综合质地得分最高的是脆熟全红期枣果,完熟期枣果的得分最低;脆熟半红期马牙枣的质地最佳,最适合鲜食,完熟期灰枣的质地最佳,最适于制干及加工食用。综合分析认为,枣果实在成熟发育过程中其质地变化显著,鲜食枣果最佳采收期为脆熟半红期,制干枣果适宜于完熟期前采收。

甜瓜质地差异及相关细胞壁酶活性变化

对两种不同质地类型甜瓜果实发育过程中果肉质地的变化及相关酶活性进行研究。结果表明,花后35~40 d为软、脆两种甜瓜质地形成的关键时期。在该时期,软肉型甜瓜‘NSL’细胞面积与间隙增大,果肉细胞排列疏松,细胞面积为脆肉型甜瓜的115.35%,软肉型甜瓜‘NSL’与脆肉型甜瓜‘XZM’质构参数差异显著,脆肉型甜瓜果实4种细胞壁酶活性总体低于软肉型甜瓜。花后35 d,软肉型甜瓜‘NSL’细胞壁扩展酶基因(CmEXP3、CmEXP5、CmEXP9)相对表达量为最大值,显著高于脆肉型甜瓜‘XZM’。

影响土壤入渗能力的剖面因素研究

基于大田耕作土壤剖面类型测试和室内土壤入渗试验,并与均质土壤剖面对比的方法,分析讨论了水分在犁底层和上壤下沙土壤剖面中的入渗特性及其入渗模型。试验结果表明:土壤剖面构型对土壤的入渗能力有明显影响,与均质土壤相比,上述两种剖面的土壤累积入渗量减小,各入渗参数减小,入渗能力减弱。研究结果可以为特殊土壤剖面土壤入渗参数的确定提供参考。

二氧化硫和二氧化氯组合处理对采后阳光玫瑰葡萄质地的影响

目的通过对比不同采后保鲜处理对阳光玫瑰葡萄质地特性和贮藏期间软化酶活性的影响,得到保持葡萄质地较优的处理方式。方法以阳光玫瑰葡萄为实验材料,采用二氧化硫(SO_(2))、二氧化氯(ClO_(2))2种保鲜剂及它们的组合对采后葡萄进行处理,利用质地剖面分析(TPA)方法研究不同处理组葡萄在贮藏期间果肉质地参数的变化规律,分析质地参数指标间的相关性,并探讨不同处理对葡萄软化酶活性的影响。结果采用二氧化硫(SO_(2))结合二氧化氯(ClO_(2))处理对葡萄硬度、弹性、凝聚性、咀嚼性、回复性和黏着性的保持均具有较好的效果。果肉硬度与咀嚼性、黏着性之间呈极显著正相关,与其他质构参数均呈显著负相关;果实弹性与凝聚性和回复性呈极显著正相关;果实凝聚性与回复性呈极显著正相关;果实咀嚼性与黏着性之间呈极显著正相关。组合处理可持续提高果实的果胶甲酯酶(PME)活性,二氧化硫处理和组合处理对抑制多聚半乳糖醛酸酶(PG)活性有较好的效果,组合处理在贮藏前期就能抑制纤维素酶(Cx)活性的增高,且整体活性水平最低。结论采用SO_(2)与ClO_(2)组合处理进行保鲜,可对贮藏期间阳光玫瑰葡萄质构参数的劣变具有较好的减缓作用,并与软化酶活性密切相关。

封丘县土壤障碍因子探析

本文基于1981年土壤普查数据,2008年、2009年测产数据,测产点土壤盐分数据及2008年地下水最大埋深数据,分析了土壤剖面质地构型、盐分及地下水因子对作物产量的影响。结果表明,底沙漏沙型和盐层型土壤不属于障碍类型,其中底沙漏沙型土壤产量最高,盐层型土壤部分年份超过了无障碍土壤。测产数据与地下水及盐分的相关分析表明,盐分仍然是限制性因子,仍需防范土壤次生盐渍化。

微冻贮藏条件下鲈鲜度和质构变化

研究鲈在微冻贮藏条件下组织构造、质地剖面分析(TPA)及流变学特征参数(弹性模量E,应力松弛时间τ,粘性模量η,破断强度)的变化,同时结合鲜度指标、细菌总数、K值、TVB-N、pH值和感官特性判断其在微冻条件下的品质变化特征。结果表明,随着贮藏时间的延长,菌落总数、K值和TVB-N上升,pH值则先下降后上升,且上升速度随温度的升高而加快;组织结构呈现肌原纤维间空隙逐渐增大,方向性增强,构造逐渐断裂崩解的趋势;弹性模量呈上升趋势,破断强度、硬度、弹性、粘聚性、咀嚼性呈下降趋势,而应力松弛时间、粘性模量的变化则不显著。与冷藏样品相比,微冻样品的货架期能够延长20d,说明微冻条件比冷藏条件能更有效的抑制鲈体内酶活性及微生物的作用,缓解蛋白质分解,延长鲈的贮藏期。

冰温结合真空包装处理对牛肉组织结构变化的影响

在冰温结合真空包装(Cv)、0℃结合真空包装(Zv)、4℃结合真空包装(Fv)3个条件下,对宰后牛肉进行贮藏处理,每隔96h对牛肉的质地剖面分析(TPA)指标(硬度、弹性、凝聚性、胶性、咀嚼性)、肌节长度、肌原纤维小片化指数(MFI)进行测定。结果表明:除弹性外,其他质地剖面分析指标在Cv条件比在Zv、Fv条件下变化缓慢;Cv条件下,牛肉的肌节长度在第8天降到测定的最低值,而Zv、Fv条件下第1天就达到了测定的最低值;MFI随着贮藏时间的延长而逐渐增大,Cv条件下的MFI从第4天开始就与Zv、Fv条件下的MFI差异显著。冰温结合真空包装有效延迟了牛肉的僵直、解僵过程。该条件下贮藏,牛肉的组织结构性质变化缓慢,能较长时间使牛肉保持在较好的品质范围内。冰温结合真空包装处理对于宰后牛肉组织结构的改善,远远优于其他温度与真空包装结合的处理。