农业工程学报杂志

农业工程学报杂志2026年第7期

• 农业非结构化环境下端到端自动驾驶技术研究综述

  张纾,王立强,王猛,

  传统农机自动驾驶作业在复杂环境中面临成本高昂、信号易受干扰和环境适应性差等诸多局限。随着农业智能化转型加速与人工智能发展，端到端（end-to-end）自动驾驶为农业非结构化环境下的智能导航和精准作业提供了创新解决方案。该文系统综述了端到端自动驾驶技术的理论适应性与应用场景的全路径分析。首先，深入分析了农业环境的动态变异性、导航参考缺失及作业任务精度要求高等特征与挑战。通过剖析如何针对农业场景设计多模态感知融合方案与网络架构，满足作业中的低成本与高精度需求。进而结合大田、果园林地、特殊作物及多机协同等典型农业场景，解析精准导航、三维空间作业路径规划、复杂环境适应与群体智能协调等方面的具体实现路径与技术优势；针对在技术实现过程中面临的数据获取、模型泛化及实时性等挑战，归纳了关键解决方案。最后，本文前瞻性地展望了该技术与多模态大模型、农艺知识图谱的深度融合趋势，旨在为研发高性价比、高鲁棒性的智能农机提供技术路线参考与理论借鉴。/

• 丘陵山地茶园高地隙地形自适应无人车底盘设计与试验

  张文凯,张雪晨,罗学论,黄镇雄,于桦昊,叶思潭,黄海涛,李晓丽,何勇,

  针对丘陵山地茶园跨垄作业中离地间隙受限、坡面扰动导致平台姿态波动以及作业高度难以稳定保持等问题，该研究设计了一种履带式高地隙地形自适应无人车底盘。底盘采用动臂式结构，两侧升降臂驱动梯形龙门车架实现横向调平与高度调节；在龙门车架与升降臂之间设置横向独立悬架，使调平过程中轮距保持恒定并抑制侧臂偏摆，以提高跨垄通过性与姿态稳定性。针对“内八”“外八”“单边制动转向”“虚腿”等极限工况开展受力分析与极限载荷求解，并基于Ansys Workbench对龙门车架进行有限元校核。构建以整车控制单元（vehicle control unit，VCU）为核心、CAN总线驱动的行走与升降控制系统，提出高度基准侧可切换的自平衡策略：依据两侧升降机构行程裕度确定基准侧并完成平台目标高度对齐，然后利用惯性测量单元（inertial measurement unit，IMU）测得的横滚倾角计算另一侧目标位移，通过位置-速度双闭环PID控制实现实时调平。为验证底盘在可控坡差与实际地形扰动下的调平性能，制定室内与田间试验方案：室内试验用单边坡台模拟茶行两侧垄道高度差，设置250与500 mm两级坡差，分别开展静态调平与动态跨越试验，连续采集车架倾角、两侧升降机构的位移/速度、驱动器状态与限位触发信息，评估倾角收敛过程、稳态误差与控制鲁棒性；田间试验选择典型陡坡茶园跨垄路线进行连续行驶验证，记录梯形龙门架姿态波动与执行机构行程变化并结合视频复核跨越稳定性。试验结果表明，底盘可适应最大500 mm垄道高度差，最大调平角度达17.4°；在陡坡茶园动态行驶条件下车架倾角稳定控制在±1°范围内，离地间隙与轮距保持固定。所设计的底盘及其调平方法可实现丘陵山地茶园的静态/动态调平与车架恒高保持，可为高地隙自走式茶园装备的底盘平台化设计与工程应用提供参考。/

• 油菜直播厢面整形仿形装置防黏附机理分析

  李运通,廖宜涛,邵彭,张振荣,李甜,廖庆喜,张青松,

  针对长江中下游稻油轮作区土壤黏重导致厢面整形难度大，仿形单体作业产生沟壑、黏堵等造成厢面凹凸不平、积水渍害，导致油菜播深稳定性不足、播种质量差等问题，该研究对油菜机械直播厢面整形仿形机构防黏附机理开展分析。力学分析得到旋压式厢面整形过程机械土壤互作原理，被动旋压辊表面与土壤接触面积降低、压力增加致使黏附难以脱离；主动旋压辊表面与厢面间速度差，导致已成形厢面对旋压辊表面黏附土壤剪切挤压，形成主动防黏；反向旋压辊利用未成形厢面打磨旋压辊表面实现主动防黏。开展DEM-MBD仿真试验分析主动旋压辊表面黏附的土壤颗粒速度、位移和动能变化，探明土壤黏附多发生在旋压辊表面未成形厢面接触区，成形厢面刮削产生的主动防黏效果主要发生于成形厢面接触区。台架试验结果表明，正转旋压辊的黏附面积、黏附体积和厢面粗糙度均随转速增加而先增后减，转速比100%附近防黏附效果差，反转旋压辊黏附性随转速增加下降、厢面粗糙度随转速增加上升，被动旋压辊防黏效果和厢面整形质量较差，台架试验黏附现象与理论分析相符；以正转旋压辊转速、土壤绝对含水率为试验因素，旋压辊黏附面积、黏附体积和厢面粗糙度为评价指标开展正交台架试验，结果表明旋压辊转速、土壤含水率对旋压辊黏附效果显著，正转转速比150%旋压辊对土壤含水率变化的适应性较好。田间试验结果表明，在土壤绝对含水率大于30%的黏重土壤稻茬地作业情景下，正旋主动旋压辊土壤黏附面积和质量分别为62.4 cmsu2/su和174 g，较被动旋压辊黏附效果分别提升90.05%和87.77%，厢面粗糙度为15.7 mm，较被动旋压辊提升86.08%，反旋主动旋压易导致厢面过度打磨。研究结果可为该地区种床整理装备及关键部件的设计与改进提供参考。/

• 基于HHO-BP神经网络的混合动力重型拖拉机机电耦合系统故障诊断

  邓晓亭,宋思雨,鲁植雄,朱烨均,

  混合动力拖拉机的故障诊断对保障设备安全运行具有重要工程意义。混联式混合动力重型拖拉机中混合动力耦合箱对整个传动系统的安全稳定性起到重要作用，该研究提出一种耦合箱的机械故障诊断方法。针对混合动力耦合箱的5种常见故障类型进行分析，并基于这些故障类型开展算法研究。传统故障诊断方法在提取振动信号特征时常因敏感度不够而难以区分微弱故障信号，同时，基于BP（back propagation）神经网络的模型易陷入局部最优，影响诊断精度与效率。针对上述问题，本文首次将哈里斯鹰优化（harris hawks optimization，HHO）算法引入BP网络参数寻优，并结合时频域特征设计了一种HHO-BP神经网络故障诊断方法。通过加速度振动传感器采集箱体的振动信号，对420组原始信号数据进行处理，提取时频域故障特征。分别构建BP神经网络、PSO-BP(particle swarm optimization-back propagation)神经网络和HHO-BP神经网络故障诊断模型，并进行对比分析。精确率、召回率和F1分数等评价指标的对比结果表明，HHO-BP模型的整体性能优于其他两种模型。在分类平均准确率方面，HHO-BP模型达到98.26%，分别比BP和PSO-BP模型提高了6.36和5.54个百分点。综合对比结果表明，HHO-BP优化算法在混合动力耦合箱机械故障诊断中表现出良好的稳定性和判断能力，可为解决混合动力重型拖拉机的机电耦合系统机械故障问题提供有效途径。/

• 旋转阻尼式喷头转速及其均匀性的试验研究

  赵子仪,李龙宇,资丹,严海军,张侃,聂巧,姚志峰,

  针对国产旋转阻尼喷头转速不均匀导致的喷头喷洒均匀性问题，该研究通过试验对比分析了不同阻尼脂对喷头转速及其均匀性的影响。通过对比装配国产阻尼脂、添加不同比例硅微粉的改进型阻尼脂1号（硅微粉质量含量为15%）和2号（硅微粉质量含量为20%）以及进口阻尼脂下喷头的性能差异，确定性能最优的改进型阻尼脂。首先，开展不同温度、喷盘结构（D6-12°红色喷盘和多轨迹棕色喷盘）和工作压力下阻尼喷头的性能对比试验，结果表明，改进型阻尼脂2号在多种工况下综合性能最优。在环境温度为10、16、30 ℃、棕色喷盘、103与138 kPa下，1号、2号、国产及进口阻尼脂喷头的转速波动率分别在1.574%～3.749%、0.805%～3.308%、1.738%～3.057%和0.448%～2.207%之间，2号阻尼脂喷头性能最接近进口阻尼脂喷头。然后，监测对比了2号、国产和进口阻尼脂喷头在大压力下长时间运行的稳定性，发现在207 kPa压力下连续工作9 h后，2号、国产和进口阻尼脂喷头的转速平均值分别为3.80，10.33和4.81 r/min，对应转速波动率平均值分别为3.27%、10.78%和0.97%，进一步证实了2号阻尼脂喷头的性能稳定性。综上，2号阻尼脂喷头综合性能最优，但在高温下的黏性有降低趋势，因此可在现有材料配比基础上，在15%～25%的质量含量范围内，设置不同浓度梯度进行试验，确定硅微粉的最优添加量，并探索提高温度稳定性的添加剂以改善阻尼脂的高温性能。研究结果可为优化旋转阻尼喷头性能，助力行业摆脱国外技术依赖。/

• 辊式黄鳝振动分级装置设计与仿真

  刘明勇,张梓力,朱林,王昌琪,申阳,李平,

  为满足黄鳝养殖与加工过程中对不同体型个体进行高效、精准分级的需求，该研究利用振动与喷淋装置协同作用对黄鳝进行分级处理，设计了一种振动式黄鳝分级机。基于Recurdyn-EDEM联合仿真技术建立分级机与黄鳝的耦合仿真模型，以分级效率、分级准确率作为评价指标开展仿真研究，并通过试验验证仿真结果的准确性。研究结果表明，影响分级准确率和效率的因素主次顺序为分级筛倾角、进鱼量和振动频率；随着黄鳝数量增加，分级效率先增加后减小，分级准确率降低；分级筛倾角增加，分级效率增加，分级准确率降低；振动频率增加，分级效率增加，分级准确率先增加后减小。通过正交试验得到最优参数组合为：振动频率30 Hz，分级筛倾角2.6°，固定进鱼量27条。在该参数条件下，实测分级效率为0.637条/s，平均分级准确率为86.7%，与仿真结果的误差分别为7.378%和3.46%。研究结果可为黄鳝分级设备的优化设计提供重要参考。/

• 基于模拟退火改进算法的泵站多约束优化运行

  冯晓莉,张攀,王思盈,仇宝云,

  针对群体智能算法求解强等式约束下泵站运行优化模型时存在可行解搜索效率低、寻优能力不足的问题，该研究以泵站运行能耗最低为目标，以单机流量、叶片角度、装机台数和需求流量为约束条件，构建泵站优化运行数学模型。通过对比粒子群算法（particle swarm optimization，PSO）、狼群算法（wolf pack algorithm，WPA）、天鹰算法（aquila optimizer，AO）和萤火虫算法（firefly algorithm，FA）的性能，发现PSO和WPA对种群规模和迭代次数敏感性高，AO和FA的敏感性低。将模拟退火策略分别引入4种算法中，形成混合智能算法。通过模拟退火机制在局部最优解附近概率性跳出并接受劣解，搜索范围扩大，可行解出现率达100%，并且目标函数值进一步降低。其中模拟退火-萤火虫算法（simulating algorithm-firefly algorithm，SA-FA）的寻优能力与稳定性最佳。某典型泵站案例的数值计算结果表明，在恒定扬程下泵站优先启动高效机组，随需求流量增加依次启动中、低效机组，部分工况下需权衡目标抽水量与能耗选择性启停机组。相较实际运行方案，优化运行方案可节能1.76%～10.94%。研究成果可为大型调水工程节能运行方案设计提供参考。/

• 边坡活树桩的地震响应规律与支护机理

  江学良,沈搏,杨慧,林杭,牛家永,尹军,汪亦显,

  地震作用时活树桩的力学行为对于边坡稳定十分重要，但其地震响应规律和支护机理并不清晰。为揭示边坡活树桩在地震作用时的力学响应特性，该研究采用大型振动台模型试验研究了汶川地震波激振强度和激振方向对边坡活树桩主根弯矩和侧根轴力的影响，结合有限元数值模拟研究了活树桩对边坡剪应变和安全系数的影响，并探究了活树桩对边坡的支护机理。研究结果表明：（1）活树桩主根主要承受弯矩作用，其弯矩绝对值沿主根深度从上向下逐渐减小且随激振强度增加而增大，激振强度每增加一级，弯矩增加4%～40%；弯矩方向和反弯点位置受侧根影响较大，但基本不受激振方向和激振强度影响；激振方向对弯矩大小影响较大， italic>XZ/italic>双向激振较italic>X/italic>单向高12%～18%，较italic>Z/italic>单向高30%～42%。（2）侧根主要承受轴力作用，侧根轴力成对呈现出拉压状态，轴力绝对值随激振强度的增加而增大且离根顶越近越大；激振方向不改变侧根轴力的拉压性质，但对轴力大小产生影响，italic>XZ/italic>双向激振轴力较italic>X/italic>单向高8%～10%，较italic>Z/italic>单向高39%～47%。（3）活树桩的存在使得边坡应力发生重分布并使其向深部土层迁移。活树桩通过侧根的“锚-撑”效应协助主根发挥“抗滑桩”作用，从而提升边坡的地震稳定性。活树桩抗滑作用的发挥程度与其位置有关，表现为坡顶最强，坡中次之，坡底最弱。研究结果对于活树桩根系类型和布置位置的选择、活树桩边坡抗震设计方法验证、活树桩根系地震响应规律和抗震支护机理探究等具有重要参考价值。/

• 气象-土壤复合干旱胁迫下中国冬小麦主产区生产力响应及损失概率评估

  王萍,耿广坡,顾倩,单利君,张文文,刘雨露,陈梦夏,

  气象-土壤复合干旱是制约作物生长和产量最为重要的干旱组合，目前对复合干旱胁迫下作物生产力的响应特征及损失风险还缺乏系统认识。该研究以中国冬小麦主产区为研究区，利用标准化降水蒸散指数（standardized precipitation evapotranspiration index，SPEI）和标准化土壤湿度指数（standardized soil moisture index，SSMI）识别气象、土壤及复合干旱，使用总初级生产力（gross primary production，GPP）数据表征冬小麦生产力，探究复合干旱胁迫下冬小麦生产力响应特征，运用Vine Copula模型量化不同干旱情景下冬小麦生产力损失概率。结果表明：1）气象干旱显示2000—2020年冬小麦主产区呈减轻趋势，但土壤干旱在2006年后频率增加，两者在发生时间和空间格局上并不完全同步。复合干旱高频区主要集中在黄淮海区，典型复合干旱年份为2011年、2014年和2019年。2）相比气象干旱，冬小麦GPP对土壤干旱的响应更为敏感，2011年典型复合干旱事件中，GPP降幅较大的区域主要集中于黄淮平原南部及江淮地区，与此次复合事件的重度及极端干旱区域高度吻合。3）随着干旱等级由轻度向极端递增，单一和复合干旱情景下冬小麦GPP损失概率均呈现上升态势。相比单一干旱，复合干旱胁迫下冬小麦生产力下降概率明显增加，中度和重度复合干旱的损失概率较单一干旱类型的增幅达到20%～35%。研究结果可为冬小麦主产区干旱风险评估与防灾策略优化提供科学依据。/

• 基于对数比转换的地统计插值与随机森林耦合的土壤颗粒组分空间建模

  刘水清,刘宇轩,尚松浩,

  为系统评估不同对数比转换方法在闭合型土壤颗粒组分数据空间建模中的适用性，并进一步探索空间插值与机器学习优化相结合的壤颗粒组分及土质高精度制图路径，该研究以叶尔羌河平原绿洲为典型区，比较了加性对数比转换（additive log-ratio, ALR）、中心化对数比转换（centered log-ratio, CLR）和等距对数比转换（isometric log-ratio, ILR）3种对数比转换方法应用于土壤颗粒组分空间建模的效果，并构建了基于对数比转换的以反距离权重插值（inverse distance weighting，IDW）结果作为协变量的协同克里金插值（co-Kriging，CK）与随机森林（random forest，RF）耦合的联合建模流程。通过采集表层土壤样品并在对数比空间中进行插值与拟合，结合交叉验证与留出法验证评估模型性能。结果表明，ILR转换在保持数据分布特征和提升预测精度方面最优；引入IDW作为协变量可降低插值误差；RF优化进一步提高了模型的泛化能力和空间一致性。该联合建模流程在土壤颗粒组分数据的空间制图中表现出较高精度与稳定性，为土壤质地高精度制图提供了一种可推广的技术路径。/

• 干旱盐碱地区油葵暗管排盐系统的碳成本和碳收益综合评估

  王惠,朱倩倩,徐万里,吴迪,马晓鹏,

  针对干旱区盐碱地盐害抑制生产力、削弱碳汇功能的核心问题，探究暗管排水技术对土壤-作物-碳汇系统的协同调控机制，该研究以新疆焉耆盆地为研究区，设置常规地面灌溉（CK）和3种暗管处理（T1：暗管埋深为1.4 m，暗管间距为20 m；T2：暗管埋深为1.6 m，暗管间距为20 m；T3：暗管间距为1.6 m，暗管间距为40 m），通过田间试验耦合分析土壤盐分、油葵产量与植被碳汇的多维响应。结果表明，暗管处理使根层盐分降低，破除盐分胁迫后油葵产量显著提升；同时，植被碳汇量增至styled-content style-type="number">13431/styled-content>～styled-content style-type="number">17539/styled-content> kg /hmsu2/su（以COsub>2/sub>当量计），较CK增长89%～146%，形成“降盐-增产-固碳”链式效应。T1处理通过优化埋深-间距组合实现生态经济效益最大化。暗管排水技术可协同提升盐碱地生产与生态功能，研究结果为干旱区盐碱地治理与碳中和目标衔接提供了技术参数和理论依据。/

• 考虑多尺度孔隙和体积变形效应的双峰SWCC模型及验证

  沈长云,陈勇,金克盛,王力,江巍,黄英,

  在极端干旱背景下，红土含水率变化范围明显超越区域典型水文变幅，进而导致收缩变形加剧并明显影响其持水性能。该研究基于土体多尺度孔隙结构理论及毛细作用机制，构建了宽含水率范围内融合土体收缩体变的双峰土-水特征曲线预测模型，并明确了参数物理意义；通过昆明红土的土-水特征曲线试验与收缩试验，并引用4类典型土样实验数据验证本模型的普适性。结果表明：1）模型由双段Van Genuchten函数变换叠加构建，参数分别关联大孔/微孔进气值、减湿速率及残余含水率，延续经典物理定义；2）昆明红土的土-水特征曲线呈现显著双峰特征（局部存在缓平台），且干密度对持水性能的影响主要集中在吸力小于34 MPa的范围内，收缩曲线受干密度影响明显且均在含水率达到约20%时趋于稳定；3）该模型在形式上扩展了单峰模型框架，能够良好预测4种典型既有土体及经体变修正的昆明红土，而其拟合参数的差异源于各土体在颗粒级配与矿物组成等指标的不同。研究成果为极端干旱区红土失水收缩过程的持水特性演化机制研究及灾害防控提供了理论参考。/

• 节水减氮调控盐渍土壤细菌氮代谢途径阻控氮素损失

  樊雪琴,李为萍,张家鹏,池曌男,张栋良,曹丽霞,张萌,

  为阐明节水减氮如何调控根际土壤细菌氮代谢途径以阻控氮素损失，该研究于2023—2024年在内蒙古土默川平原灌区开展田间小区试验，以当地常规水氮管理即现蕾期施氮200 kg/hmsu2/su，灌水450 msu3/su/hmsu2/su为对照（CK），设计现蕾期轻中度水分亏缺（W1：300 msu3/su/hmsu2/su；W2：150 msu3/su/hmsu2/su）、现蕾期减氮25%与50%（N1：150 kg/hmsu2/su；N2：100 kg/hmsu2/su）共5个处理。结果表明，轻度水分亏缺（W1）与减氮25%（N1）处理显著改善根际土壤环境并促进根系生长，W1与N1处理促进现蕾期与成熟期根系分泌草酸与柠檬酸，并提高根长密度；W1处理增加现蕾期根际土壤Ksu+/su与成熟期Casu2+/su含量，降低开花期根际Nasu+/su含量；然而中度水分亏缺（W2）与减氮50%（N2）虽能显著降低现蕾期根际Clsu-/su与SOsub>4/sub>su2?/su含量，却对根表面积密度值无明显促进作用。氮代谢途径方面，N1处理减小开花期根际细菌italic>norB/italic>、italic>nirK/italic>、italic>napA/italic>相对丰度，提高根际细菌italic>nxrA/italic>相对丰度，形成“高硝化-低反硝化”氮代谢模式，增加开花期根际土壤氮素损失风险；节水减氮处理（W1、N1、N2）显著减小现蕾期根际细菌italic>nxrA/italic>、italic>norB/italic>、italic>nirK/italic>、italic>napA/italic>相对丰度；W1处理还显著提高现蕾期根际细菌italic>nosZ/italic>相对丰度（11.16%），不仅在源头上阻控根际土壤氮素损失，还能促进Nsub>2/sub>还原，减少温室气体Nsub>2/sub>O的排放潜力。综上，现蕾期轻度水分亏缺有效降低盐渍农田向日葵根际土壤氮素损失风险、改善根际土壤离子环境并促进植株根系生长，兼具农业节水与环境保护的双重效益。/

• 基于改进SegFormer的无人机遥感影像小麦冠层分割与高度估计

  刘开东,曹先林,张金凯,柴子凯,宁纪锋,杨蜀秦,

  株高是表征作物生长状况、产量预测及进行精准管理的重要表型性状，小麦的株高监测在田间精准管理和育种栽培中具有重要科学与应用价值。该研究基于SegFormer模型，提出了一种基于双分支特征编码和多尺度特征融合解码的小麦冠层分割方法，并基于分割掩膜构建小麦高度自动估计系统。首先，在分割模型的编码器部分，采用CNN细节分支与Transformer语义分支并联结构，增强局部纹理特征和全局上下文特征的协同表达能力。其次，在解码器部分，通过逐步上采样与跳跃连接机制，实现对多尺度特征的高效融合，有效提升空间信息恢复能力与边界细节建模能力。最后，结合分割结果和作物高度模型，对180个样本小区从分蘖期至开花期的小麦冠层高度进行了估计与验证。试验结果表明，改进模型在分割任务中平均交并比（mean intersection over union，mIoU）、平均像素准确率（mean pixel accuracy，mPA）和像素准确率（pixel accuracy，PA）分别达到80.92%、89.42%和90.07%，均优于原始SegFormer模型。高度估计结果与田间实测值的决定系数（coefficient of determination，italic>R/italic>su2/su）为0.985，均方根误差（root mean square error，RMSE）为0.73 cm，相对均方根误差（relative RMSE，rRMSE）为2.41%。研究结果表明，该研究方法能够高效、准确地提取小麦冠层空间分布及株高信息，为冬小麦生长动态监测、田间表型研究及精准农业应用提供了可靠的技术支撑。/

• 基于土壤背景分割的田间玉米地上生物量无人机精准估算

  杨莹,徐璐,曹思珩,康婷婷,李建国,黄晟,胡建,

  针对无人机多光谱影像估算玉米地上生物量（above-ground biomass，AGB）易受土壤背景干扰的问题，该研究提出一种“先分割、后建模”的方法。首先利用绿光归一化差异植被指数（green normalized difference vegetation index，GNDVI）分割植被与土壤，提取植被区域的5个波段反射率（band reflectances，RBs）、14个植被指数（vegetation indexs，VIs）和40个纹理特征（texture features，TFs），然后通过相关性分析筛选4种组合（RBs、VIs、TFs、RBs+VIs+TFs）的特征变量作为输入，最后使用随机森林（random forest，RF）和偏最小二乘回归（partial least squares regression，PLSR）算法构建AGB估算模型。结果表明：1）单一特征中，VIs预测效果最佳。采用RF算法预测鲜、干地上生物量，其决定系数（coefficient of determination，italic>R/italic>su2/su）、均方根误差（root mean square error，RMSE）、相对均方根误差（relative root mean square error，rRMSE）、平均绝对百分比误差（mean absolute percentage error，MAPE）分别为0.860、72.408 g/msu2/su、22.874%、25.574%和0.844、28.161 g/msu2/su、21.166%、23.171%。2）多特征融合（RBs+VIs+TFs）显著提升预测精度，尤其对PLSR算法提升更明显。与仅使用RBs、VIs或TFs的模型相比，鲜地上生物量的italic>R/italic>su2/su分别提高了0.356、0.209和0.132，RMSE分别降低了66.841、44.287和30.347 g/msu2/su；干地上生物量的italic>R/italic>su2/su分别提高了0.339、0.179和0.012，RMSE分别降低了19.413 、11.303和0.877 g/msu2/su。3）整体来说，RF算法的鲁棒性优于PLSR算法。最佳估算鲜地上生物量（PLSR算法）和干地上生物量（RF算法）模型的italic>R/italic>su2/su、RMSE、rRMSE、MAPE分别为0.882、66.484 g/msu2/su、21.003%、25.374%和0.844、28.226 g/msu2/su、21.215%和21.569%。植被土壤分割有效排除了土壤背景干扰，尤其适用于长势稀疏作物AGB的精准估算，为无人机精准农情监测提供了科学依据。/

• 基于PROSAIL与迁移学习的冬小麦分蘖密度无人机遥感监测方法

  刘枰宏,张孟庆,张瑶,牛方鹏,高庭耀,仝方慧,张漫,李民赞,

  为解决传统人工计数效率低及纯数据驱动模型泛化性差的难题 ，该研究通过构建融合tiller-PROSAIL物理机理模型与迁移学习的无人机遥感监测方法，实现冬小麦分蘖密度的高通量精准监测，从而为精准追肥等农业管理决策提供可靠的技术路径与数据支撑。首先，深入探究了冬小麦分蘖密度与叶面积指数（LAI）之间的内在联系，提出了一种分蘖密度引导的PROSAIL辐射传输模型（tiller-PROSAIL模型），并利用tiller-PROSAIL模型模拟不同冬小麦分蘖场景下的作物冠层光谱。在此基础上，探究冠层光谱与分蘖密度的关联机制，筛选最优光谱特征子集。随后，引入迁移学习算法，使用实测数据集、实测-模拟直接混合以及实测-模拟迁移融合三种训练集策略进行分蘖密度反演建模。分别采用随机森林回归、梯度提升回归、支持向量回归方法进行建模分析与验证，并对模型调优。结果表明，利用迁移融合数据集建立的梯度提升回归模型在冬小麦分蘖密度监测中表现最优，其预测精度italic>R/italic>su2/su为0.763，RMSE为248.158蘖/msu2/su。研究结果可为利用遥感数据反演冬小麦分蘖密度提供实用的遥感方法和参考。/

• 无人机遥感视频影像结合改进YOLO11的柑橘追踪计数方法

  翁海勇,杜璐,张博昱,苏磊磊,许金钗,肖桂淼,孙大伟,叶大鹏,

  针对无人机遥感尺度下，柑橘估产过程中存在跟踪计数误差大的问题，该研究提出一种轻量化 YOLO11-PMSL模型与ByteTrack-DIoU算法相融合的无人机视频流柑橘果实跟踪计数方法。首先，在YOLO11n架构的基础上，通过重构特征金字塔结构，将检测头层级精简为P2～P4三级结构，以增强微小目标感知能力；其次，引入C3k2-MSEIE（C3k2-multi-scale edge information enhance）多尺度边缘增强模块，通过自适应尺度融合与轮廓强化机制，以提升果实轮廓表征能力；进一步，采用SIoU（scylla-IoU）损失函数替代CIoU（complete-IoU）损失函数，引入方向敏感性约束以期提升检测框定位质量与训练稳定性，最后，通过LAMP（layer adaptive magnitude-based pruning）方法模型剪枝，去除冗余的权重，以减少参数量和浮点运算量，压缩模型体积。在ByteTrack-DIoU算法中嵌入区域计数防抖机制，进一步解决遮挡导致的ID跳变问题。结果表明，改进后YOLO11-PMSL目标检测模型精确率（italic>P/italic>）、均值平均精度（mAPsub>0.5/sub>）分别提高3.3、9.3个百分点。剪枝后，与原始的YOLO11n相比，在保持精度总体提升的同时，模型的参数量、浮点运算量和模型大小分别降低了86.05%、26.98%和76.36%，检测速度由84.83帧/s提高到140.12帧/s。与传统 SORT、DeepSORT 和BotSORT算法相比，ByteTrack-DIoU算法的多目标跟踪准确率分别提高5.5、5.7和 4.3个百分点，跟踪计数平均精度达88.4%。该方法可准确实现果园柑橘果实的跟踪计数，为柑橘产量预测提供有效的技术方案。/

• 基于改进YOLOv8n与多尺度协同注意力的草莓果叶病害检测

  汪刘严军,禹璐,杨启良,梁嘉平,

  为解决传统人工检测草莓果叶病害效率低、易受环境条件限制的问题，该研究基于改进YOLOv8n与多尺度协同注意力机制，提出草莓果叶病害智能检测模型YOLOv8n-SFLD。构建包含7类常见病害（角斑病、炭疽病、花腐病、灰霉病、叶斑病、叶片白粉病、果实白粉病）表型的草莓果叶病害图像数据集并针对YOLOv8n模型提出四重优化策略：其一，在C2f结构中融合通用感受野大核网络（universal receptive large kernel network，UniRepLKNet）模块，通过跨阶段特征融合增强网络对深层语义特征的提取能力；其二，在主干网络引入通道优先卷积注意力（channel prior convolutional attention，CPCA），提升复杂背景下病斑识别精度；其三，在颈部网络添加多尺度协同注意力（multi-scale collaborative attention，MSCA），通过并行多尺度卷积核融合通道与空间注意力以精准感知并增强病害特征；其四，将损失函数替换为加权证据插值交并比（weighted interpolation of sequential evidence for intersection over union，Wise-IoU），通过动态权重分配优化小目标病斑的边界框回归精度。结果表明，YOLOv8n-SFLD检测精确率、mAP50分别为91.9%、87.0%，较原始YOLOv8n分别提升7.4、2.3个百分点；相比YOLOv9t、YOLOv10n、YOLOv11、YOLOv12等YOLO系列主流模型，该模型的mAP50分别高出2.5、2.7、2.8、2.0个百分点，同时保持了轻量化的模型特性，更适配田间边缘设备部署需求。该改进模型可为复杂背景下草莓果叶病害的快速准确检测提供可靠技术支持。/

• 基于深度学习和几何约束的苹果花蕾期花蕾生长位置估计

  陈金成,冯青春,王佰伟,张景,纪超,

  针对苹果花蕾期自动化疏花对花蕾生长位置精准估计的需求，解决复杂冠层环境下花蕾检测困难、枝条拓扑重建模糊及花蕾-枝条归属判定不准的问题，该研究提出一种融合深度学习和几何约束的疏花期花蕾生长位置估计方法。改进YOLOv8模型（YOLO-Bud），引入可变形卷积（DCNv4）增强形态适应性，设计轻量级下采样模块（DSampleLite）平衡效率与特征表达，采用Shape-IoU损失优化边界回归，实现花蕾、枝条、叶片及花枝的实例分割；基于主成分分析（PCA）提取枝条片段主方向，结合生长方向一致性（第一主成分（bold>PCA1/bold>）夹角不超过20°）和空间分布相关性（质心连线与bold>PCA1/bold>夹角不超过15°）双重约束判定枝条片段隶属关系，并利用基样条曲线(B-样条曲线)拟合重建断裂枝条轮廓；依据花蕾/花枝质心至枝条多边形的最近距离判定隶属关系，结合花蕾生长方向与枝条方向锐角约束，以花枝-枝条轮廓交线中点定位花蕾生长位置。YOLO-Bud模型在复杂果园图像分割中平均精度（mAP）达81.70%，交并比（IoU）为67.70%；双重约束下枝条片段分类准确率达96.10%，重建枝条边缘与真实标注的IoU为0.82；花蕾、花枝隶属判定准确率分别为90.81%和95.58%，花蕾生长位置估计的均方根误差（RMSE）为3.37像素。该方法在复杂果园环境下具备良好的分割精度与几何重建能力，可为苹果疏花机器人提供可靠的空间决策依据。/

• 基于MAS-YOLO分割和Pix2PixHD-CA生成的兰花花朵器官表型参数提取方法

  杨意,朱文鼎,张观康,陈章宇文,黄灿增,郑洁,李欣,杨凤玺,辜松,

  传统植物表型提取方法在应对自然生长状态下的兰花时，常面临复杂环境下器官分割精度低、且难以对遮挡与弯曲变形进行高保真形态生成恢复等问题。为应对这些挑战，该研究提出一种基于MAS-YOLO与Pix2PixHD-CA的兰花器官提取与生成恢复的方法。首先，基于YOLO11s-seg融合MobileNetv4、自适应空间融合(adaptive spatial fusion, ASF)模块及多层次特征融合（spatial dynamic integration，SDI）模块构建MAS-YOLO模型，以解决复杂背景下的精准分割兰花器官的难题；其次构建Pix2PixHD-CA模型，在Pix2PixHD生成模型中引入坐标注意力(coordinate attention, CA)，旨在优化花朵器官局部结构失真，并生成至完整展平形态的映射，进一步提升表型参数的提取精度。试验结果表明，相较于基线模型，MAS-YOLO模型的F1分数提升至0.962，参数量降至8.95 M。利用Pix2PixHD-CA生成展平兰花器官图像，提取的长、宽、面积表型参数与真实值的italic>R/italic>su2/su分别为0.928、0.895和0.937，RMSE分别为1.45 mm、0.25 mm和14.87 mmsu2/su。相比改进前，italic>R/italic>su2/su分别提升8.79%、1.59%和3.65%，RMSE分别降低3.97%、16.66%和23.34%。实地测试中各参数italic>R/italic>su2/su均保持在0.877以上。该方法可精准提取自然环境下的兰花器官表型参数，为复杂形态植物表型研究提供方法借鉴。/

• 基于SwinPodDet的旋转框角果检测与计数分析

  李婕,陈诗雨,李勉同,孟萱,涂静敏,乔江伟,

  角果是影响油菜产量的关键器官，高效、精准的角果检测是油菜产量性状表型分析的重要基础，针对现有目标检测方法难以适应遮挡严重、形态细长以及油菜角果朝向不一的问题，该研究提出了一种自动、高通量的角果检测方法。首先，构建旋转框角果检测网络SwinPodDet，采用R-SwinTransformer骨干网络，引入各向异性移动窗口多头自注意力?（adaptive shifted window multi-head self-attention, ASW-MSA?），以有效捕捉细长目标全局形状与局部细节特征；其次，提出细长特征增强模块?（elongated feature enhancer, EFE），优化模型关注细长且具有明显方向属性目标的能力，进而提高对角果方向信息的表征能力；最后，设计多尺度上下文感知模块???（multi scale context channel attention, MSCAA），通过捕捉不同方向和尺度的细节特征，减少在密集遮挡或形态多变的油菜角果检测中的误检和漏检。结果表明，该模型在自建油菜角果旋转框数据集?（rotated bounding box rapepod dataset, RBRD）上检测精确率（italic>P/italic>）和平均精度?（mAP?）分别达到98.50%?和?81.74%，且检测帧率高达19.0帧/s，在整株角果检测实例应用中，计数比达到95.51%。该模型在保证高精度的同时兼顾了检测效率，是一种便捷高效且精准的油菜角果检测方法，可为油菜角果检测与计数提供高效技术手段。/

• 基于VMD-TCAN模型的大蒜价格预测与预警研究

  周浩男,柳平增,张洪奇,郭鸿雁,王悦,张艳,朱珂,宋云胜,许世卫,

  大蒜是中国重要农产品和出口商品之一，精准预警大蒜价格波动对于保障农民收益与产业稳定至关重要。针对大蒜价格时间序列具有非线性、非平稳及“尖峰厚尾”分布特征，导致传统预警方法对复杂时序特征捕捉不足、预警方法准确率不高的问题，该研究通过构建价格警情指标、大蒜价格警限划分的方法，构建VMD-TCAN的大蒜价格预测与分级预警模型。首先通过变分模态分解（variational mode decomposition，VMD）对大蒜价格序列进行分解，采用粒子群算法（particle swarm optimization，PSO）动态确定VMD（variational mode decomposition，VMD）最优参数，提取出具有不同中心频率的本征模态函数（intrinsic mode functions，IMF），实现了对长期趋势、季节波动与短期冲击等多尺度特征的有效分离。然后将IMF分量、大蒜历史价格与种植面积、库存、汇率等6类影响因素输入到基于贝叶斯（Bayesian optimization ，BYS）全局寻优的时序卷积注意力网络模型（temporal convolutional attention-based network，TCAN）中，利用自注意力机制动态加权关键时间步特征，强化对价格异常波动的捕捉能力进行价格的精准预测与价格波动的风险预警。同时，针对大蒜价格波动率的非正态分布特性，采用基于历史波动率分布的分位数法划定五级警限区间，将连续价格预测结果映射为离散风险等级，构建预测-预警-体化框架。试验选取金乡产区2005—2024年打算日价格数据，结果表明，VMD-TCAN模型的均方根误差（root mean square error，RMSE）、决定系数 R^2 分别为0.042元/（500 g）和0.998，预测精度优于单一对比模型及其对应的VMD混合模型；在预警性能方面，准确率和italic>F/italic>1分数相较于TCN（temporal convolutional network，TCN）提升了约4.86和4.97个百分点。该模型能够更为精准地把握大蒜市场的异常波动，可为农民和相关企业提供及时、准确的价格预测与预警信息，同时为政府主管部门宏观调控提供参考。/

• 设施环境下基于YOLOv8-seg的轨道区域分割与对轨控制方法

  刘慧,吴瑞泽,沈跃,黄宇轩,沈卓凡,

  针对设施环境中番茄种植光照变化显著、弱GPS定位导致寻轨与入轨不稳的问题，该研究提出一种基于改进YOLOv8-seg的轨道区域分割与对轨控制方法。首先，利用二维激光雷达获取作物行点云数据，提出基于局部密度自适应的改进DBSCAN聚类算法，并结合Theil-Sen估计拟合行线，实现机器人在行外的导航与位姿估计；随后，在接近目标轨道区域时，利用侧向相机采集图像，构建改进YOLOv8-seg分割网络对轨道区域进行识别。通过引入多尺度融合模块（MSC2f）、深度可分离卷积与GhostConv模块，提升模型在复杂光照条件下的边界识别能力与推理效率；最终，基于最小二乘法拟合轨道中心线，计算横向偏差并调整机器人位姿，实现轨道区域的精准识别与对轨控制。试验结果表明，改进YOLOv8-seg网络在轨道区域分割任务中的mAPsub>50/sub>达96.43%，较原始YOLOv8-seg提升1.30个百分点；激光雷达聚类拟合得到的机器人中心至作物行距离误差平均为2.67 cm，偏航角误差平均为0.16°；在不同光照条件下，机器人中心与轨道中心的最大偏差不超过4.95 cm，平均偏差为2.16 cm。所提方法有效提升了设施番茄种植环境下轨道区域识别精度与上轨稳定性，具备良好的环境适应性。/

• 基于YOLOv11n-MBOD的海洋底栖生物检测算法

  刘雨亮,熊炜,宋海娜,

  为解决海洋底栖生物目标因边缘细节不易捕捉、尺度变化剧烈及小目标密集分布等特性，导致现有检测算法在复杂海底环境中的识别精度受限问题，该研究提出一种基于改进YOLOv11n的海洋底栖生物检测方法YOLOv11n-MBOD（marine benthic organism detection）。首先，引入并组合上下文引导下采样（context guide block downsampling, CGDown）模块与改进的可变形自适应融合下采样（deformable adaptive fusion downsampling, DAFDown）模块，构成分层式的协作下采样机制，旨在强化模型对小目标及不规则形状的特征学习能力。其次，为提升模型对局部细节与边缘轮廓的捕捉精度，设计轻量化的重参数渐进式卷积模块（reparameterized progressive convolution block, ReProBlock）。此外，还提出一种任务感知交互检测头（task-aware interactive head, TAI-Head），其通过促进定位与分类任务间的信息交互，实现对复杂特征的深度理解与补偿。最后，引入归一化Wasserstein距离（normalized Wasserstein distance, NWD）与加权最小点距离交并比损失（weighted minimum point distance intersection over union, Wise-MPDIoU）构成的复合损失函数，以提升最终预测框的定位精度与稳定性。结果表明，YOLOv11n-MBOD模型的精确度、召回率及平均精度均值（mAP50），相较于基线模型（YOLOv11n）分别提升1.5、2.6和2.6个百分点，参数量仅为2.37 M，优于主流的深度检测算法。可视化结果证明，YOLOv11n-MBOD在实际检测中表现优异，能够有效应对复杂多变的海底环境。该研究提出的方法有效提高了海底目标的检测精度，可为水产养殖自动化及海洋生态监测提供有力的技术支持。/

• 融合多源环境要素的柔鱼资源预测及驱动因子智能解析

  杜艳玲,田乐鑫,余为,韩俊哲,贺琪,张溢卓,

  西北太平洋柔鱼（italic>Ommastrephes bartramii/italic>）作为重要的经济头足类，其分布受多源海洋环境因子协同调控。然而，传统预测模型在应对此类问题时面临显著局限：受限于渔获数据固有的稀疏性与零膨胀问题，导致初始信息失真；模型本身难以准确表达环境与资源间的复杂非线性关系，从而制约了高精度预测与复杂机理解析。为此，该研究构建了一个融合多源环境要素的柔鱼资源预测与智能解析的深度学习框架。采用2015—2019年多源卫星遥感环境数据与渔获数据，提出的框架包括三大核心模块：通过改进TimeXer模型，引入交叉注意力机制对多环境变量和历史渔获数据的复杂关联信息进行协同表达，并通过门控机制实现其自适应融合，提升单位捕捞努力量渔获量（catch per unit effort，CPUE）预测精度；结合LightGBM进行渔获层级分类，在判别渔区基础上实现资源丰度等级的细粒度分类，缓解数据不平衡问题；基于SHAP可解释技术量化环境因子贡献与交互效应，对关键驱动因子进行分析。结果表明，模型对单位捕捞努力量渔获量（CPUE）的预测在测试集上决定系数italic>R/italic>su2/su达styled-content style-type="number">0.9722/styled-content>，均方误差MSE为styled-content style-type="number">0.0308/styled-content>，优于主流深度学习模型；识别出叶绿素italic>a/italic>浓度（0.1～0.5 mg/msu3/su）、盐度（33.0‰～33.5‰）、水温（15.0～22.0 ℃）、溶解氧与海平面高度为核心环境驱动因子；SHAP交互分析进一步揭示了盐度垂直分层与纬度、叶绿素italic>a/italic>与盐度、盐度与溶解氧之间的强协同机制。研究结果为柔鱼资源动态预测与多环境因子协同驱动机制解析提供了可解释、高精度的新范式，为渔业资源可持续管理提供决策支撑。/

• 秸秆还田高温闷棚对设施土壤抗生素和雌激素消减的影响

  赵祥,左强,杜连凤,刘宏斌,孙钦平,

  为探究秸秆还田结合高温闷棚对设施土壤抗生素和雌激素消减的影响，明确高温闷棚下秸秆还田消减土壤抗生素和雌激素的最佳还田比例，该研究通过番茄秸秆和麦秸还田及配施高温腐熟菌剂等措施进行高温闷棚，系统分析了不同比例秸秆还田对设施土壤理化性质、抗生素（四环素、土霉素、金霉素）和雌激素（雌酮、雌二醇、雌三醇）消减以及细菌群落组成和结构的变化。结果表明：秸秆还田高温闷棚处理显著提高了土壤pH值，降低了土壤全氮含量，其中番茄秸秆与麦秸按3:1比例还田闷棚的pH提高效果最显著（italic>P/italic><0.05）。与对照相比，番茄秸秆与麦秸还田比例为3:1时，高温闷棚对土壤中抗生素和雌激素的消减效果最佳，总消减率分别可达75.78%和17.03%，残留量最高降至检出限以下。进一步分析发现，微生物降解是秸秆还田结合高温闷棚措施对抗生素和雌激素消减差异的关键因素。土壤细菌多样性及群落组成分析表明，番茄秸秆与麦秸按3:1比例还田结合闷棚措施可显著提高土壤细菌丰富度（italic>P/italic><0.05），并通过增加Firmicutes门和italic>Bacillus/italic>属的丰度，改变细菌群落结构，进而增强对抗生素和雌激素的消减作用。研究结果可为优化高温闷棚技术、促进农业废弃物资源化利用、防控设施土壤污染提供理论依据和数据参考。/

• 考虑外部流场分布特征的农业大棚气动外形优化

  欧阳玉琳,潘小旺,邓舒文,沈炼,徐任泽,

  气动外形是农业大棚结构抗风性能的重要影响因素。为优化农业大棚气动外形，该研究首先通过粒子图像测速（particle image velocity, PIV）试验，获取了圆拱型、M型和屋脊型3种典型断面大棚外流场信息，揭示了其空间流场分布特征及差异；随后，结合大涡模拟（large eddy simulation, LES）技术，深入分析了3种大棚外流场瞬时脉动涡量分布，并基于试验与模拟结果，该研究对比了不同断面大棚棚面风压系数及风荷载；最后，基于农业大棚流动分离特征，采用参数化方法对屋脊型棚进行了气动外形优化。结果表明，相较于圆拱型棚，M型与屋脊型棚下游回流区域内负向速度范围更小，但由于存在锐利边界，来流经过棚顶后会发生流动分离，从而产生更大的垂向速度，M型与屋脊型棚无量纲负垂向速度达0.2，是圆拱型棚（0.05）的4倍；圆拱型和M型棚顶迎风面存在大范围的附着涡流，屋脊型棚顶几乎无附着涡流，屋脊型棚升力相较于圆拱型和M型棚分别小49%和28%，因而屋脊型棚在面对强风作用时具有更优的抗拔性能。研究结论可为农业大棚结构抗风设计提供参考。/

• 喷淋方向与频率对奶牛热应激缓解效率的影响

  杨瑞敏,冯俊哲,岳圆,熊本海,唐湘方,王校帅,

  喷淋-风机系统是缓解奶牛热应激的常用技术，但不同喷淋方向和频率对奶牛热应激缓解效果及用水效率的影响尚不明确。该研究采用交叉试验设计，随机选取20头荷斯坦泌乳奶牛，设置5种处理：1）无喷淋（NS）；2）垂直喷淋，喷淋开启40 s，关闭300 s，8循环（Per_40_300）；3）平行喷淋，开启40 s，关闭300 s，8循环（Par_40_300）；4）平行喷淋，开启20 s，关闭320 s，8循环（Par_20_320）；5）平行喷淋，喷淋开启40 s，关闭640 s，4循环（Par_40_640），通过监测奶牛直肠温度、呼吸频率及喷淋用水量，评估不同喷淋方向和频率对奶牛热应激缓解效果及用水效率的影响。试验结果表明，喷淋显著降低了奶牛直肠温度和呼吸频率（italic>P/italic><0.05），且基线值越高，相应指标的降幅越大。在相同喷淋频率下，平行喷淋较传统垂直喷淋，能更有效地改善奶牛的热应激生理指标。平行喷淋结合开启40 s、关闭300 s的喷淋频率降温效果最佳，处理后奶牛直肠温度较基线值降低0.55～0.62 ℃，呼吸频率较基线值降低12～20 次/min。在相同喷淋方向下，将开启时间由40 s缩短至20 s可实现相近的冷却效果，同时减少喷淋用水量50%。因此，在该试验环境条件下，采用平行喷淋并适当缩短喷淋开启时间，可在保障热应激缓解效果的同时提升用水效率。研究成果可为奶牛养殖中智能精准降温系统的推广应用提供参考，实现节水增效，助力绿色发展。/

• 基于响应曲面法的木质碳源反硝化多目标优化

  杨卓霖,胡荣庭,蒋一,李玉昕,黄日月,马凌月,

  木质生物质常被用作反硝化碳源，由于受木质素含量、温度和pH值的影响，易出现硝酸盐去除速率缓慢和残留有机物较多的问题。为此，该研究利用碎木开展了响应曲面法试验，模拟了固相反硝化过程中的碳释放和反硝化阶段，并辨识了残留有机物的主要组分和光谱特征。结果表明，碎木的碳释放受因素影响的程度从大到小为温度、木质素含量、pH值，但对反硝化的影响程度存在差异。温度和木质素含量对DOC（dissolved organic carbon）释放速率、DOC利用率和TN去除速率的共同影响更明显，而pH值和木质素含量的交互作用对C/N的影响更大。低pH值条件限制了碳释放速率，但对反硝化速率的影响较小，进而表现出较低的残留有机物量。碳释放的溶解性有机物随温度升高和木质素含量降低而明显增加，反硝化后的DOC利用率为26.5%～50.4%。TN（total nitrogen）去除速率随着木质素含量降低而明显增加，NW的TN去除速率为0.082 mg/(g·d)，而LM1和LM2则分别达到NW的4.9和6.1倍。在优化参数条件下，DOC释放速率、DOC利用率和TN去除速率分别达到最大值0.321 mg/(g·d)、58.1%和0.593 mg/(g·d)，与模型预测值的偏差最大不超过2.0%，研究结果可为木质碳源的碳释放和反硝化过程提供优化工艺参考。/

• 骨炭对印染废水离子型有机物的吸附行为规律

  李宇宇,李健,吕乐妍,杨增玲,刘贤,韩鲁佳,

  针对印染废水离子型有机物结构复杂导致骨炭吸附行为规律不清、难以推广应用的问题，该研究以牛骨为原料热解制备骨炭，采用现代表征技术明确理化特性后，对比分析基于炭投加量、溶液初始pH值、溶液初始浓度、接触时间、溶液温度等环境条件下骨炭对离子型有机物的吸附行为规律；根据吸附前后骨炭表面元素质量分数、化学基团与晶体结构变化分析作用机制，并考察二元共存体系中骨炭的吸附性能。结果表明，骨炭介孔结构丰富，比表面积增大1 709倍；灰分含量、电导率、pH值和阳离子交换量分别提高61.8%、79.3%、53.2%和71.8%，化学基团特征峰增强，晶体结构完整。骨炭投加量增多，离子型有机物去除率分别呈对数、线性或幂函数趋势增长；中性或碱性pH值利于吸附阳离子型有机物，三苯甲烷类去除率高达99.7%，阴离子型有机物则在酸性pH值范围去除效果较佳；吸附后三苯甲烷类在骨炭表面呈单层均匀分布，Langmuir吸附常数italic>K/italic>sub>italic>L/italic>/sub>分别为0.025和0.022，具有极强的稳定性；杂环、偶氮和蒽醌类为多层堆叠，Freundlich吸附常数italic>1/n/italic>小于0.5，表现出易于吸附的特征；吸附以化学作用为主且均可自发进行；除阴离子型三苯甲烷外，吸附均为吸热、熵增反应。骨炭吸附机制主要包括孔隙填充、静电吸引、阳离子-π键、π-π相互作用、离子交换和矿物络合；二元共存体系中离子型有机物相互协同，骨炭吸附性能提升。该研究结果可为骨炭实际处理印染废水环境条件选择提供基础理论依据。/

• 菌群强化多元废弃物定向产乳酸乙酸特性

  王会心,孙冬梅,于佳动,赵立欣,冯晶,申瑞霞,罗娟,

  为提升农业废弃物厌氧发酵体系中链脂肪酸（MCFA，medium-chain fatty acids）合成前体（乳酸、乙酸）的产量，该研究采用功能菌群生物强化策略。通过筛选木质纤维素降解菌群（WS-1）与乳酸-乙酸菌群（RS-3），在90d连续发酵试验中设置了单加WS-1（A）、单加RS-3（B）及复合添加（C）、对照（D）四组处理。结果表明，接种RS-3的B组与C组效果最优，其乳酸与乙酸总浓度最高达24.90 g/L，且摩尔比稳定在2:1~3:1。该处理同时富集了italic>Romboutia/italic>、italic>Lactobacillus/italic>、italic>Clostridium/italic>和italic>Turicibacter/italic>等关键菌属，显著提升了相关酶活。将此酸化液用于碳链延长，最优组（B、C）的己酸产量达10.68 g/L，较对照组提升约103%。研究表明，定向引入乳酸-乙酸生产菌群可有效调控多元废弃物水解酸化产物的定向合成，为后续MCFA的高效转化提供了关键的底物优化策略。/

• 基于LCA的餐厨垃圾厌氧发酵沼液处理工艺环境影响分析

  陈理,刘海帆,赖有春,马明旭,柳珊,魏泉源,

  为探究餐厨垃圾厌氧发酵沼液处理工艺，采用生命周期评价法（life cycle assessment, LCA），以1 t餐厨垃圾为功能单位，构建LCA系统边界，涵盖原料获取、收运、预处理、中温厌氧发酵及沼液处理全流程。结合实测数据与Ecoinvent3.0数据库东亚区域适配清单，采用CML 2001评价体系，量化7类环境影响类别：化石能源消耗潜值(abiotic depletion potential，ADP)、全球变暖潜值(global warming potential，GWP)、酸化潜值(acidification potential，AP)，人类毒性潜值(human toxicity potential，HTP)、光化学臭氧合成潜值(photochemical ozone creation potential，POCP)，富营养化潜值（eutrophication potential，EP），气溶胶潜值(aerosol quality potential，AQP)，系统地评估了浙江省金华市某大型餐厨垃圾沼气工程的沼液处理模式及6种优化工艺的环境影响。结果表明：“氨吹脱+生物炭+膜分离”模式的综合环境影响潜值为-1.835×10su?11/su，较污水处理基准模式（?1.716×10su-11/su）降低 6.93%，该模式通过 pH值 （10.5~11.0 ）调控强化 NHsub>4/sub>su+/su-N 回收（回收产物为硫酸铵），出水 NHsub>4/sub>su+/su-N 去除率达 92.32%；膜分离技术协同生物炭吸附，实现溶解性化学需氧量（soluble chemical oxygen demand ，SCOD）、总磷（total phosphorus，TP）去除率分别达 71.51%、91.82%，对EP的抑制效果最优，较污水处理模式节能 406.80%，“氨吹脱+生物炭+膜分离”及“氨吹脱+微藻”模式通过pH调控，使沼液NHsub>4/sub>su+/su-N较污水处理模式浓度降低，且其综合潜值优于污水处理模式，证实NHsub>4/sub>su+/su-N回收是控制富营养化的核心路径；敏感性分析表明，收运距离增加会加剧GWP与AP指标恶化，而沼气发电替代比例提升至100%可使EP、AP降低30%～50%。因此，可以通过路径优化、车辆电动能源替代及沼气自发电等措施提升经济与环境效益。研究结果为厌氧发酵工程的环境管理提供了基于LCA的系统化决策框架，对实现“无废城市”建设目标具有重要参考价值。/

• 西南高山峡谷区坡耕地空间分布特征及驱动因素分析

  张艾琳,秦伟,丁琳,周金星,胡云华,黄婷婷,

  坡耕地是山区农业生产和水土流失防治的关键，揭示其空间分布及驱动机制对土地资源可持续利用与生态–经济协同发展至关重要。然而，现有坡度提取方法难以准确反映耕地地块的整体坡度特征，制约了坡耕地的精准识别及其不同尺度的分布特征解析。为此，该研究提出一种基于DEM的耕地地块整体坡度自动批处理算法，以提升坡度计算精度，进而基于该算法提取坡耕地，并结合核密度、空间自相关与地理探测器等方法，系统揭示西南高山峡谷区坡耕地的存量特征、多尺度分布格局及其驱动因素与交互效应。结果表明：1）该研究坡度算法值与手工测量值吻合良好（italic>R/italic>su2/su=0.9，MAE=2.5°），可解决传统算法在缓坡大地块高估坡度、陡坡小地块低估坡度的不足；2）西南高山峡谷区共分布坡耕地91.8万块、总面积1.25万kmsu2/su，占耕地的72.6%，总体呈“南聚北疏”分布格局，在人口较多、海拔较低的南部县域（占全区面积7.4%）和流域（占全区面积13.2%）高度聚集；3）坡耕地主要分布于亚热带气候区，土壤类型以红壤（25.9%）、棕壤（16.9%）、黄棕壤（15.7%）和黄壤（10.2%）为主， 43.3%超过禁垦坡度、约1/3达30°以上，集中于2 000～styled-content style-type="number">3500/styled-content> m中山带（56.7%）和2 000 m以下低山河谷带（33.2%）；4）县域坡耕地分异主控于人口密度，其次为地形因子；流域则受多因子协同影响；各因子对坡耕地分布的影响均以交互增强为主，尤其人口密度与土壤、地形、水热等条件的协同解释力普遍提升。该研究可为西南高山峡谷区等山区坡耕地合理利用与科学整治提供支撑。/

• 高标准农田建设的内涵解构、理论演进与效能提升路径

  刘洪彬,张贺宾,李薇,董秀茹,

  为系统厘清高标准农田建设的研究脉络与发展方向，该文通过构建“内涵解构—理论演进—实践路径—效能评价”的递进式分析框架，采用文献综述法、理论分析法、归纳演绎法和系统推理法，对相关研究进行了系统综述。研究发现：1）内涵认知已从单一工程维度拓展为“资源-工程-技术-制度”四维框架；2）土地生产力理论、可持续发展理论与系统工程理论构成其核心支撑，但面临数智化转型与生态整合不足的挑战；3）实践中形成了规模化与地力提升、生态化与水土协同与智慧化与精准管理三类代表性实践路径，但效能评价体系仍存在重静态工程指标、轻动态综合效能的结构性缺陷；4）未来展望提出基于理论-技术-制度-评价四维协同的突破路径：理论融合数字孪生与韧性模型、技术整合AI/区块链、制度创新跨域补偿与“双轨管护”、评价构建“产能-生态-福祉”动态体系。该文提出从“工程导向”转向“系统治理”的范式转型路径，可以为深化高标准农田理论研究与推进建设实践提供参考。/

• 近红外二区荧光成像技术在植物信息获取及检测中的研究进展

  胡虹,王一娴,

  快速无损获取植物生理信息对智慧农业早期胁迫预警至关重要，但传统检测手段面临侵入性强、灵敏度低及叶绿素背景干扰大等瓶颈。近红外二区荧光成像凭借组织穿透深、信噪比高和背景干扰弱等优势，成为植物信息获取的前沿工具。该文聚焦植物组织光学特性，综述了近红外二区成像原理及探针分类，梳理了仪器构成与成像模式，重点总结了该技术在组织结构成像与活性物质原位监测中的应用。此外，该研究探讨了绿色探针研发、装备便携化及AI数据解析等田间部署挑战，以期为基于近红外二区荧光成像技术的智慧农业管理系统提供参考。/

• 融合LSTM-attention与AdaBoost的时空异质性储粮温度预测

  段珊珊,陈全恩,秦一菲,祁恒昌,

  粮食安全是国家安全的重要组成部分，储粮温度预测作为智能储粮管理的核心技术，对保障粮食安全与减少储粮损失意义重大。针对储粮温度变化存在复杂时空依赖关系的特征，该研究提出了一种基于长短期记忆网络（long short-term memory, LSTM）、注意力机制（attention mechanism, attention）与自适应提升算法（adaptive boosting, AdaBoost）集成的储粮温度预测方法。首先，基于试验粮仓采集的数据，深入分析了温度的时序特性与空间特性，利用自相关函数识别时序特征，并采用LSTM捕捉时序依赖关系。其次，针对粮仓内不同位置传感器的空间异质性，引入时空依赖注意力机制，以自适应分配不同空间位置的关注权重，有效建模空间依赖关系。最后，采用AdaBoost集成策略训练多个LSTM-attention基模型，并依据预测误差动态调整权重。试验结果表明，提出的方法优于其他模型，其平均绝对误差（MAE）为0.440 4，均方误差（MSE）为0.558 8，均方根误差（RMSE）为0.747 5，italic>R/italic>su2/su为styled-content style-type="number">0.958 9/styled-content>，为提升储粮管理智能化水平提供了有效技术参考。/

• 酶解及海藻糖对鸡肉馅料易吞咽性能的影响

  禚秋辰,徐湘铃,熊雪凤,刁冬雨,朱丹实,曹雪慧,周锡勇,

  针对吞咽困难群体的特殊饮食需求，该研究评估了酶解及海藻糖添加对鸡肉馅料易吞咽特性的影响，并测定总水分损失、低场核磁共振、质构特性、流变学特性及国际吞咽障碍饮食标准化倡议（international dysphagia diet standardisation initiative, IDDSI）等级测试等指标表征，结果表明，酶解及海藻糖协同处理组水分损失较对照组降低了约3.75个百分点；低场核磁显示馅料中水分分布更均匀；硬度、胶黏性、咀嚼性和剪切力等质构参数明显下降，流变学中弹性模量最大值为41 964.50 Pa，损耗模量最大值为6 692.68 Pa，均为4组中最低；IDDSI叉压测试将其归为第6级，馅料柔软且大小适中、细嫩的食物，适合吞咽困难人群食用。综上，蛋白酶-海藻糖协同作用能有效地提高馅料的持水能力与嫩度，改善了馅料的水分分布和质构特性，为开发适宜吞咽障碍老年人的功能性食品提供了理论依据与技术路径。/

• 精准反馈微波加热对金线鱼鱼糜凝胶特性的影响

  刘雪洁,任文艳,励建荣,李学鹏,林雅文,

  为探究精准反馈微波加热（precision feedback microwave heating，PFMH）对金线鱼鱼糜凝胶特性的影响，该研究以金线鱼鱼糜为研究对象，对PFMH在不同温度和加热时间下鱼糜的凝胶强度、持水性（water-holding capacity，italic>W/italic>sub>HC/sub>）、质构、白度、水分分布、微观结构以及蛋白质二级结构的变化进行分析，并以二段水浴加热作为对照。结果表明，PFMH在85 ℃加热1 min获得的鱼糜凝胶强度与对照组相比提高了58.21%，达到styled-content style-type="number">6855.66/styled-content> g·mm，但80和90 ℃处理的鱼糜凝胶强度均低于对照组。相比于对照组，经过PFMH处理的鱼糜凝胶硬度和黏附性分别提高了30.17%～37.06%和19.82%～25.37%，表明此时鱼糜凝胶的质构特性得以提升；经过PFMH处理的鱼糜凝胶白度下降2.11%～6.44%，但其颜色差异肉眼无法分辨；italic>W/italic>sub>HC/sub>提升1.25%～9.18%，表明PFMH能够增强蛋白与水的结合，有效地降低水分流动性。低场核磁及其成像结果显示，经PFMH处理的鱼糜凝胶弛豫时间较对照组发生了明显左移，85 ℃加热1 min和80 ℃加热3 min的成像颜色最红，表明其不易流动水占比最高，PFMH能将鱼糜凝胶中的水分锁住，促使水分在其中均匀分布。同时，微观结构结果表明，相比于对照组，PFMH处理的鱼糜凝胶表面平坦，网状结构致密且孔洞有序，蛋白颗粒分布均匀；蛋白质二级结构结果显示，PFMH在85 ℃加热1 min处理的italic>α/italic>-螺旋降低至38.22%，italic>β/italic>-折叠升高至32.49%，表明其蛋白质二级结构更稳定。该研究采用PFMH对鱼糜进行加热，为改善鱼糜的凝胶品质、减少废水排放，实现绿色低碳化生产，为金线鱼的深加工提供理论参考和技术依据。/

• 基于改进YOLOv11s算法的田间蓝靛果成熟度检测方法

  郑先哲,毛烁,王昊然,刘成海,张雨涵,薛亮亮,

  蓝靛果在田间生长时存在不同成熟度果实聚簇、枝叶部分遮挡、光照强弱多变等复杂情况影响图像特征识别提取。为了提高田间环境下蓝靛果果实成熟度识别精度和准确性，该研究基于YOLOv11s算法提出YOLOv11s-ACM检测模型。首先针对田间蓝靛果成熟度检测准确性不高的问题，在主干网络引入基于注意力的尺度内特征交互模块（attention-based intrascale feature interaction, AIFI），通过添加全局内容自适应的注意力机制，提高田间蓝靛果成熟度检测准确度。其次，将主干网络的C3K2卷积替换为C3K2结构融合动态蛇形卷积（C3K2-dynamic snake convolution, C3K2-DySnakeConv），通过残差连接与动态特征聚合，增强模型对有遮挡、低光强场景的适应能力，提高田间环境下对不规则形状蓝靛果的检测能力。最后，引入多分离与增强注意力模块检测头（multi-separated and enhancement attention module head, MultiSEAMHead），增强模型对田间环境下多尺度特征检测的密集目标检测能力。与YOLOv11s模型对比，改进的YOLOv11s-ACM模型的平均精度均值（mean average precision, mAP）提高了4.5个百分点、单张图片推理时间缩短了27%。移动端部署验证了YOLOv11s-ACM模型对田间环境下蓝靛果果实成熟度检测准确度和可行性，研究结果为后续蓝靛果智能化采摘提供技术支持。/

• 南北行不等高栽培对日光温室东西垄番茄冠层光环境及生长的影响

  陈启峰,石俊磊,吕洋,韩炳光,富宏丹,余朝阁,刘义玲,孙周平,李天来,

  针对东西垄栽培每垄的南北两行之间由于遮光影响，导致番茄果实产量差异较大的问题，该研究采用东西垄宜机化栽培方式，选用大果型番茄品种，以每垄上南北行等高栽培为对照（CK），设置南侧行留五穗果+北侧行留六穗果（DH1）、南侧行留五穗果+北侧行留七穗果（DH2）、南北两侧行留六穗果+南侧行落秧0.2 m（DH3）等3个南北行不等高处理，开展不等高处理对日光温室秋冬茬东西垄番茄冠层光环境、植株生长、光合特性、果实产量及品质影响的研究。结果表明：在12月22号冬至日，与CK北侧行比较，DH1、DH2、DH3北侧行中上部冠层09:00、12:00、15:00三个时刻平均光照强度分别提升9.17%、15.37%和14.53%；DH1、DH2和DH3番茄植株群体冠层平均光截获量分别增加7.45%、15.23%、10.78%；12:00时DH2和DH3番茄植株群体冠层光截获量分别显著增加22.17%、18.66%（italic>P/italic><0.05），DH2和DH3北侧行净光合速率分别显著提高48.9%和46.7%（italic>P/italic><0.05），DH2和DH3番茄果实总体产量分别显著提高了9.20%和6.88%（italic>P/italic><0.05）。与CK南侧行比较，不等高处理南侧行净光合速率和产量无显著差异（italic>P/italic>>0.05）。同时，DH3同一垄上南北行之间果实产量差异缩小了5.8～6.6个百分点。因此，DH2和DH3两种南北行不等高栽培方式处理可有效提升冠层中部光照强度，增加群体光截获量，增强植株光合能力，从而提高番茄产量，减弱东西垄栽培每垄的南北两行之间遮光影响。/