农业工程学报杂志

农业工程学报杂志2026年第8期

• 夏玉米免耕播种切拨组合式苗带清茬装置设计与试验

  史嵩,闫文杰,周纪磊,刘虎,位国建,高英波,李宗新,李慧,

  针对黄淮海地区小麦残茬秸秆量大导致玉米播种易发生堵塞、限制作业速度提升的问题，该研究提出一种“切、拨、松、导、压”组合式苗带清茬方法，设计一种适于夏玉米免耕播种的切拨组合式苗带清茬条耕机单体，通过开沟圆盘滚切破茬、拨茬圆盘拨动分茬、压茬圆盘导流压茬的协同作业，解决夏玉米高速播种作业条件下苗带秸秆清理难题。分析清茬轮夹角、导流轮开合角等关键参数对秸秆清理效果的影响，明确各关键参数的取值范围，并开展EDEM-ADAMS模拟试验，探究不同齿盘组合条件下清茬单体作业过程中的秸秆运动轨迹、土壤翻动特性及秸秆清除率。结果表明，各试验因素对大田秸秆清除率的影响显著性由大到小依次为清茬轮夹角、机具前进速度、导流轮开合角，最优组合参数为：机具前进速度12 km/h、导流轮开合角6°、清茬轮夹角47°，此参数组合下秸秆清除率为95.08%。基于此参数组合开展田间验证试验，苗带秸秆清除率超过95%，与仿真试验结果基本一致，实现了苗带清茬的设计目标。本研究为免耕播种清茬机构的设计提供新的思路和方法。/

• 玉米V形分层施肥方式及其配套装置研制

  赵建国,王佳平,李丽霞,王雅雅,赵晓顺,马志凯,郝建军,

  针对玉米传统施肥方式存在施肥结构不合理、养分供应不匹配等问题，该研究提出一种普通复合肥与控释肥V形分层施用方法，并设计了一种V形分层施肥装置。通过盆栽试验设置7种施肥处理，探究了复合肥与控释肥分层施用对玉米农艺性状、根区土壤氮素动态及产量的影响，筛选出控释尿素掺混普通磷钾肥，按30%、30%、40%的比例，分施于玉米种子两侧水平50 mm、深度40 mm及底部深度110 mm处的最优施肥方式；基于盆栽试验最优施肥方式设计V形分层施肥装置，并通过理论分析和参数计算，确定了V形分层施肥装置的主要参数，运用离散元法对V形分层施肥装置工作过程进行仿真分析，以双圆盘开沟器的圆盘直径、圆盘夹角和机具作业速度为试验因素，以作业阻力、施肥合格率为试验指标，采用二次正交旋转组合仿真试验设计，建立了试验指标与影响因素的回归模型。盆栽试验结果表明，T7处理可增加玉米茎粗、叶面积及叶绿素含量，且在生育后期维持较高的土壤铵态氮和硝态氮含量，优化氮素供应，T7处理的玉米产量较其他处理之间差异显著（italic>P/italic>＜0.05）；仿真试验结果表明，当圆盘直径为360.75 mm、圆盘夹角为10.97°、机具作业速度为4.26 km/h时，作业阻力为239.71 N、施肥合格率为95.69% 。采用优化的参数进行田间试验，试验结果与理论分析相符，工作性能稳定可靠；对比试验结果表明，V形分层施肥方式能促进玉米根系发育和提高玉米产量，该施肥方式对玉米科学施肥及轻简化作业提供了理论依据和技术支持。/

• 核桃螺旋开沟施肥机设计与试验

  胡灿,赵映,林茂,马晨,戚江涛,刘进一,刘世豪,杨然兵,

  针对新疆核桃果园开沟施肥机普遍体型较大、功能单一，且缺乏根据果树直体大小进行精准变量施肥的问题，该研究设计一款集开沟、施肥、混肥和覆土功能为一体的小型智能螺旋开沟施肥机，同时搭载着多传感器融合的树干识别智能控制系统，通过实时探测果树直径与树-机距离，动态调节开沟位置、深度及施肥量，实现针对果树最优吸肥区的精准变量施肥。通过机理分析与运动学分析，完成开沟装置与施肥装置的设计，根据新疆核桃果园砂壤土的特点选择Hertz-Mindlin（no slip）接触模型建立仿真模型，以最低开沟功耗和最小施肥均匀度变异系数为目标，设计Box-Behnken试验对智能开沟施肥机的运动参数和开沟刀具的结构参数进行优化。试验结果表明：开沟刀具转速为460 r/min、整机前进速度0.12 m/s、开沟刀具结构参数选择螺旋角30°、刀具半径170 mm、刀齿厚度4 mm、刃长20mm、齿数8个，开沟功耗为4.32 kW，施肥均匀度变异系数为4.85%。整机田间试验的开沟深度稳定性系数为97.43%，沟底宽度一致性系数为96.84%，施肥均匀性系数为5.21%，开沟功耗为4.78 kW，各项指标均满足农艺要求，相较于传统开沟施肥机肥效利用率提高14.06%，可为核桃果园精准施肥装备研发与轻简高效生产提供参考。/

• 农业履带车驱动电机零低速控制与死区补偿

  梁新成,杨谊恒,陈欣,刘愚成,李云伍,

  永磁同步电机在零低速区间控制性能欠佳，导致农业履带车在丘陵山区难以实现精准作业。针对该问题，本研究结合现有基础和丘陵山区的实际作业工况特征，提出一种融合高频注入法与非线性观测器的复合控制策略。通过系统分析逆变器死区时间和非线性因素对电机运行特性的影响，设计对应的补偿方案，以削弱上述因素带来的不利影响。建立永磁同步电机（permanent magnet synchronous motor，PMSM）数学模型，对比无补偿方案与死区时间-非线性因素复合补偿策略下的电机三相电流波形，结果表明：经补偿后电机电流中的死区效应与抖振现象得到显著抑制，电流波形稳定性大幅提升。搭建试验平台并在设定负载条件下开展电机启动与工况切换试验。试验结果表明所提复合控制策略有效，即使在高频注入法与磁链观测器的切换过程中，系统仍可维持稳定运行。相较于无补偿控制，采用复合补偿策略后空载工况下电机电流总谐波畸变率（total harmonic distortion，THD）降低 6.34%，负载工况下 THD 降低 5.26%。超扭滑模自抗扰控制对比试验表明，该控制策略可基本消除电机运行时的转速超调，进一步提高系统的控制精度。研究结果表明，所提方法对于改善农业履带车运行性能具有重要价值，可为提升丘陵山区农业机械化水平提供理论依据与技术支撑。/

• 基于北斗轨迹数据的拖拉机CO₂与NO_x排放预测模型构建与清单估算

  张杰,胡宇尘,辛泳亨,周鑫焱,傅成,涂伟,吴才聪,

  为深入研究拖拉机污染物与温室气体排放特征与构建排放清单，助力农机绿色转型与“双碳”目标实现，该研究基于北斗轨迹数据与PEMS实测数据，构建了拖拉机油耗、COsub>2/sub>与NOx排放预测模型，并估算了全国的作业排放清单。基于北斗轨迹数据中字段完整的样本，结合拖拉机速度、方向、转速、扭矩等多维特征，构建油耗预测特征集，并采用残差深度神经网络模型预测油耗，模型拟合优度italic>R/italic>su2/su为0.75，平均绝对百分比误差（mean absolute percentage error, MAPE）为24.46%。针对特征字段缺失的数据，进一步基于作业时长与作业距离构建油耗预测特征，并采用多种机器学习算法建立预测模型。对比结果表明，LightGBM模型效果最优（italic>R/italic>su2/su为0.77，MAPE为39.28%）。通过开展拖拉机排放试验，构建COsub>2/sub>和NOsub>x/sub>排放预测模型，系统比较不同机器学习算法与特征组合的预测性能。结果显示，以发动机油耗、转速、扭矩、功率、大气温度、湿度作为输入特征时，支持向量机为COsub>2/sub>排放预测最优模型（italic>R/italic>su2/su 为0.95，MAPE为5.98%）。LightGBM为NOsub>x/sub>排放预测最优模型（italic>R/italic>su2 /su为 0.86，MAPE为13.78%）。若仅基于油耗特征进行排放预测，则COsub>2/sub>和NOsub>x/sub>的最优模型分别为LightGBM（italic>R/italic>su2/su为0.94，MAPE为8.01%）与随机森林（italic>R/italic>su2/su为0.77，MAPE为17.9%）。通过集成轨迹数据、油耗和排放预测模型，定量估算全国安装北斗终端的拖拉机作业总排放量。该研究可为大范围农机作业的碳排放与污染物排放管理提供方法支撑与数据支持，推动中国农业绿色转型与“双碳”目标实现。/

• 荞麦搓碾剥壳在线检测装置设计与剥出物分布均匀性

  范斌,谢满,金天顺,杜文亮,

  荞麦检测过程主要依靠人工取样，并用肉眼对剥壳效果进行判断，这种传统检测方式效率低，严重制约了荞麦产业的发展。针对上述荞麦取样困难的问题，该研究以6QB-150搓碾式荞麦剥壳机为研究对象，研发了一种荞麦搓碾剥壳在线检测装置。该装置由取样机构和图像采集机构两部分组成，通过取样机构对剥出物定时定量的采样，图像采集机构对其进行拍照，从而获得荞麦剥出物的图像；对荞麦取样机构的出料高度进行了EDEM虚拟仿真试验，EDEM虚拟仿真试验结果表明：出料高度在550～600 mm区间时，荞麦颗粒分布相对均匀。针对所设计的荞麦在线检测装置开展系统性试验研究，试验设计以出料高度为关键控制变量（设定梯度为350～600 mm，步长50 mm），通过相机采集不同高度下样本的散落状态，量化分析取样装置作业过程中荞麦籽粒的空间分布均匀性指数（均值方差比）。试验结果表明：当出料高度介于550～600 mm区间内，其荞麦图像的均值方差比相对较小（介于3～5），颗粒分布相对均匀。该研究解决了传统荞麦取样方式效率低下的问题，可为促进农民增收和推进农业现代化发展提供关键支撑。/

• 基于数字孪生的采棉机风机气流场动态监测方法

  石茂林,冉康力,蒋伟俊,朱伟伟,钟良意,邓梦楠,徐立章,

  针对传统采棉机风机流场监测方法存在的离散采样局限性与 CFD 仿真实时性不足等问题，该研究提出一种基于数字孪生技术的采棉机风机出口气流场动态监测方法。系统集成风机数值仿真数据库、流场预测模型及数字孪生监控平台，实现风机物理实体与数字孪生体的实时交互。通过CFD建立风机仿真模型，获取不同转速下流场动态特性；基于代理模型与模糊C均值聚类算法构建快速预测模型，显著降低计算成本。Matlab模型封装为.NET类库，结合C#与Matlab混合编程，在WinForm HMI平台进行流场动态监测。结果表明，系统响应时间均在1 s以内，且总体误差在10%以内，实现风机出口流场的快速、精准预测，可为采棉机及其他农业装备气流场监测提供技术支撑。/

• 基于混合黑翅鸢算法的大型泵站机组启停约束下优化调度

  李四海,冯晓莉,张攀,王思盈,

  针对多数调泵站因缺乏科学运行方案导致的水能资源浪费、运行成本高的问题，该研究以引黄济青工程打渔张泵站为对象，开展降低运行电费、提升运行经济性的优化研究。在保证安全运行的前提下，考虑分时电价机制，构建了以日运行电费最小为目标的泵站系统优化调度模型，并严格约束机组启停、流量、叶片角度及开机台数，确定最优开机台数及各时段叶片角度。提出了混合黑翅鸢算法（Hybrid Black-winged Kite Algorithm，HBKA），并用经典算例测试验证了其优异的寻优能力、稳定性和收敛速度。在5.0 m运行扬程下，抽水总量约束-机组连续运行方案通过优化叶片角度实现了抽水量在不同电价时段的合理分配。该方案较抽水流量约束方案和现场实际运行方案可分别节省电费2.50%～5.15%和7.58%～21.14%，其中尖峰时段电费降低13.01%，经济效益显著。敏感性分析表明，扬程变化±10%导致电费波动?8.11%～+14.33%，模型均能保持可行性。研究成果对大型泵站机组设计选型与运行管理具有重要的理论意义和应用价值。/

• 纳米沸石基氮肥对干湿交替灌溉稻田团聚体和水氮利用效率影响

  孙洋,吴奇,陈弘扬,迟道才,王宇,高辛凯,

  纳米胶体粒子是组成土壤团聚体的基本单元，对团聚体稳定性和水肥利用具有重要的支撑作用。为评估纳米沸石基氮肥对节水灌溉稻田土壤团聚体结构、水稻生理特性、氮素利用及产量形成的调控效应，该研究于2021—2022年采用大田裂区试验，主区设置常规淹灌（ICF）和干湿交替灌溉（IAWD）2种灌溉模式，子区设置不施纳米沸石基氮肥（Zsub>0/sub>Nsub>10/sub>），20%纳米沸石基氮肥&80%尿素（Zsub>2/sub>Nsub>8/sub>），40%纳米沸石基氮肥&60%尿素（Zsub>4/sub>Nsub>6/sub>）3种水平，系统分析土壤团聚体结构、水稻生理生长、氮素利用及产量响应特征。结果表明，在相同施肥条件下，与ICF相比，IAWD模式的干湿循环导致大团聚体（>0.25 mm）破碎成微团聚体（<0.25 mm），降低土壤团聚体稳定性。随着纳米沸石基氮肥施用比例提高，土壤团聚体结构与稳定性显著改善，并同步提升土壤无机氮浓度。Zsub>2/sub>Nsub>8/sub>处理在有效分蘖率（+29.99%）、叶绿素含量（+28.97%）、灌溉水利用效率（+26.38%）、氮素利用效率（+16.65%）和产量（+16.65%）等关键指标上表现更优。此外，纳米沸石基氮肥通过提高水稻生育关键阶段的拐点积温，显著提升植株氮素积累阈值，增强氮素持续供给与吸收能力。结构方程模型进一步表明，纳米沸石基氮肥通过改善土壤团聚体结构、促进有效分蘖形成，并进一步提高植株氮积累，最终实现产量提升。综合土壤结构改良效应与作物生长响应特征，在干湿交替灌溉下施加20%纳米沸石基氮肥&80%尿素能够实现土壤改良与作物生产之间的最佳协同。该研究为北方稻田节水灌溉条件下纳米沸石基氮肥的合理施用提供了科学依据与技术支撑。/

• 基于蒸散的东北地区干湿变化特征及其影响因素分析

  王云晴,王培娟,冯锐,张琪,张慧,李扬,韩典辰,张源达,

  区域干湿变化是气候驱动下地表水分供需状态的综合体现，分析东北地区的干湿变化特征对理解水资源演变、保障农业生产及维护生态平衡具有重要意义。为提高MOD16A2GF蒸散发数据在东北地区的适用性，揭示区域干湿变化特征，该研究利用2个实测蒸散站点数据和116个气象站点观测数据，对MOD16A2GF数据集实际蒸散（evapotranspiration, ET）和潜在蒸散（potential evapotranspiration, PET）数据进行线性回归矫正。基于矫正后的ET和PET计算了作物缺水指数（crop water stress index, CWSI）以表征地表干湿状况，探讨了东北地区2001—2024年蒸散和干湿条件的时空变化特征及其影响因素。结果表明：1）2001—2024年东北地区ET显著增加，PET和CWSI显著下降，整体趋于湿润化。2）多年平均ET总体呈东高西低的空间分布特征；PET呈现出西南部高、东北部低的分布特征；CWSI整体由西南向东北递减，其中内蒙古东四盟的东南部CWSI最高，干旱最为严重。大部分区域ET呈增加趋势、PET呈减少趋势，区域湿润化趋势明显。3）降水量是影响东北地区干湿变化的关键气象因子。此外，植被生长状况的改善与农业灌溉通过促进实际蒸散发，对缓解水分胁迫、改善地表干湿状况具有重要调节作用。研究结果为农田水分优化配置和干旱风险防控提供科学依据与决策参考。/

• 基于作物模型的骤发干旱对粮食产量的影响评估

  刘禹,刘懿,任立良,王之敏,史锐光,

  近年来全球骤发干旱（简称骤旱）事件频繁发生，对区域农业生产和粮食安全造成严重威胁，客观评价骤旱对粮食产量的影响具有重要意义。现有少量研究统计分析了中国主要产量基地骤旱事件的演变特征，但缺乏更精细更准确的模拟量化，且针对作物生长特征与多因素叠加影响的定量评估机制研究相对薄弱。该研究基于土壤含水量再分析数据识别中国区域1950—2022年骤旱事件，结合气候条件、作物特征等多源实际数据构建AquaCrop作物模型，提出考虑作物生长季特征的“骤旱-物候-产量”多情景模拟框架，系统评估骤发干旱对粮食作物的影响特征。结果表明：1）AquaCrop模型参数率定后模拟精度较高，玉米、水稻和小麦的决定系数（italic>R/italic>su2/su）分别为0.91、0.82和0.77；2）1950—2022年间，中国粮食主产区骤发干旱事件显著增多，其中营养生长期和生殖生长期为主要发生时段，占比分别达38.6%和15.0%；3）作物生长期内，骤旱导致的产量损失普遍高于传统缓慢干旱，平均高出约10%，其中水稻对骤旱最为敏感，其次为玉米，小麦受影响相对较小，且生殖生长期为作物最脆弱阶段，产量损失超过47.10%。这些结果揭示了骤旱对中国粮食生产的冲击，为实现气候变化背景下的农业减灾与可持续发展提供了科学支撑。/

• 面向不同含水率的东北壤土离散元参数预测模型构建与验证

  李良山,于建群,于亚军,赵佳乐,赵慧艳,王宁,

  针对东北壤土含水率多变导致离散元参数标定繁琐的难题，该研究构建了一套高效的参数直接预测模型。首先通过物理堆积试验建立“含水率-宏观堆积角”关系模型（italic>R/italic>su2/su=0.98）。然后采用Box-Behnken试验设计，对商业软件EDEM和国产自研软件AgriDEM的关键接触参数进行标定优化，构建“堆积角-微观仿真参数”的映射关系（italic>R/italic>su2/su=0.99）。最终通过耦合上述模型，建立“含水率-仿真参数”直接预测模型。通过独立土壤直剪试验验证，结果表明，该预测模型能准确复现土壤内摩擦角随含水率增加而减小、黏聚力随之增大的物理规律，仿真与试验结果高度吻合，2软件的仿真误差为0.64%～7.19%。对比发现，国产AgriDEM软件的仿真结果在关键力学指标上与试验值吻合度更优，其内摩擦角（0.90%～4.52%）和黏聚力（0.64%～6.71%）的相对误差均小于商业软件EDEM（相对误差分别为0.80%～7.19%和4.78%～6.49%）。该研究成果不仅为变含水率土壤的离散元建模提供了高效、可靠的解决方案，也为国产农业工程软件的开发应用及相关耕作部件的优化设计提供重要的理论依据与数据支撑。/

• 通过多样化菌剂与环境条件优化千枚岩人造土壤性能

  成玉祥,霍艾迪,何加庆,黄元嘉,刘雨,彭建兵,

  以往在矿区生态修复方面的研究，生态修复原材料的来源及多尺度时空修复效果等都需要深入探究。为改善秦岭地区生态环境，对秦岭矿区进行生态修复，使用人造土壤对矿坑进行填埋，选择合适的培土原料至关重要，传统的原料为煤矸石，煤矸石为矿物开采的产物，并且培养的土壤中含有重金属元素，不利于生态修复，而千枚岩分布广泛可直接取用，并且无重金属污染。研究通过培土试验、盆栽试验和枯萎试验对培育风化千枚岩人造土壤的最佳条件进行对比。根据风化千枚岩人造土壤质量（土壤容重、土壤pH值、土壤最大持水量和土壤电导率）计算出各组合的土壤质量指数，确定最佳条件，运用方差分析进行处理，排除无效因素，锁定关键因素，提升最佳条件可信度，再经过生物量和发芽率的二维插值验证结果的可靠性。研究发现，经微生物菌剂改良后，风化千枚岩人造土壤的理化性质显著改善，即加入秸秆腐熟剂60 g用量、培育60 d为最佳处理组合。该处理下的人造土壤容重稳定在1.22 g/cmsu3/su附近的理想范围，pH值适中，电导率接近天然土壤。尤为突出的是，其最大持水量高达50.87%，相比天然土壤提升了37.93%，这直接赋予了土壤优越的保水抗旱性能。盆栽试验进一步验证，该处理组的狗牙根种子发芽率（92%）与生物量均达到最高水平。实地验证发现，覆盖本人工土壤的样方农作物发芽率和生长状态明显优于对比组。研究以“基于自然”的秦岭生态保护和修复等关键科学议题开展，可以为秦岭生态保护修复和生态系统可持续管理的实践需求提供初步理论支撑。/

• 冲刷条件下工程堆积体侵蚀泥沙颗粒分选和搬运动力学机制

  娄永才,宁滢,何功秀,王忠诚,靖磊,贾剑波,高照良,

  为研究工程堆积体侵蚀过程中泥沙颗粒的分选与搬运对水动力学参数的响应机制，该研究选取塿土和风沙土工程堆积体作为研究对象，开展了不同坡度（28°，32°）和放水流量（8，12，16，20 L/ min）条件下的径流冲刷试验，分析了不同土壤类型下泥沙颗粒的分布特征及其搬运机制。结果表明：1）塿土和风沙土堆积体侵蚀泥沙均以0.002～<0.050 mm粒径组分为主（>46 %），风沙土侵蚀泥沙粒径组成对坡度响应更为敏感，而塿土粗颗粒（0.250～2.000 mm）搬运主要受放水流量控制，且坡度与放水流量交互作用显著。与塿土堆积体相比，风沙土堆积体侵蚀泥沙具有较大的平均重量直径（0.061～0.085 mm）和较小的分形维数（2.494～2.561），表明风沙土中的粗颗粒更易被侵蚀搬运，且分选性较弱。2）径流功率是影响风沙土侵蚀泥沙分选特征（平均重量直径、分形维数）的主要水动力学参数（italic>R/italic>su2/su=0.92和0.55），而径流剪切力则是影响塿土分选特征的主要水动力学参数（italic>R/italic>su2/su=0.80和0.31）。3）悬移-跃移是堆积体侵蚀泥沙颗粒的主要搬运机制，风沙土的悬移-跃移贡献率超过61%，塿土则超过83%；基于径流功率，可以采用幂函数和对数函数量化塿土和风沙土堆积体侵蚀泥沙悬移-跃移及推移的相对贡献率。研究结果可为工程堆积体侵蚀机理认识及差异化水土保持措施配置提供理论依据。/

• 沼液不同施用方式对土壤肥力及大豆品质的影响

  袁巧霞,谢子成,刘胜,徐超,邵逸帆,张鑫,李骏,牛文娟,

  针对农业生产中长期过度施用化肥导致的土壤退化，以及沼液需要农田消纳但大量灌溉容易造成土壤养分流失的问题，结合沼液施用机械设计的需求，该研究在有机肥作基肥、沼液作追肥的条件下，探讨沼液不同施用方式对土壤肥力及大豆品质的影响。试验设6个等氮量沼液施用处理组，包括沼液根部浇施（JS）、叶面喷施（PS）、半量浇施+半量喷施（JP）、5 cm浅层注施（5ZS）、10 cm中层注施（10ZS）和15 cm深层注施（15ZS），系统评价沼液不同施用方式对土壤理化性质、重金属含量、微生物群落多样性、大豆农艺性状及籽粒品质的影响。结果表明，不同施用方式通过改变土壤环境，影响大豆对养分的吸收与分配模式，最终影响当季的大豆产量及品质。具体表现为：1）JS处理的耕层土壤速效钾含量（293.05 mg/kg）、大豆当季产量（styled-content style-type="number">2146.03/styled-content> kg/hmsu2/su）与籽粒粗脂肪含量（24.82%）均达到试验最高水平，且籽粒粗蛋白含量维持较高水平（34.38%），但难以有效提升土壤有机质含量（4.45 g/kg），籽粒中Fe、Mn等微量元素含量显著低于注施处理（italic>P/italic>＜0.05）；JP处理可有效提高土壤速效磷含量（17.57 mg/kg）及耕层有机质含量，保障高产并促进籽粒对Zn、Cu元素的协同积累；然而，JS和JP等表层施用处理均易导致耕层土壤发生盐分累积、大团聚体解体以及总磷含量降低。因此，在实际生产中若追求当季高产可选用根部浇施沼液，但需配套匀施设备以降低盐分累积。2）10ZS、15ZS处理有利于土壤固碳培肥及大豆品质提升，其中，10ZS可有效激发土壤的供氮能力，耕层土壤碱解氮及有机质含量居所有处理组中最高（分别为53.68 mg/kg和10.17 g/kg），并通过局部丰富的养分供给显著提升了籽粒微量元素（Fe、Mn、Cu、Zn）含量（italic>P/italic>＜0.05）；15ZS处理则能有效地增强微生物多样性。但注施处理当季产量不及表层施用，且存在淋溶风险。因此，若旨在维持土壤结构，提高土壤有机质，增加土壤微生物多样性，推荐底施有机肥协同中深层注施沼液，并建议配套研发深度可调、局部盐分可实时监测的智能定位注施机械，以规避淋溶风险。该研究可为沼液施用方式优化以及沼液施用机械的设计提供试验依据。/

• 水土保持耕作对黑土坡耕地农田土壤水分和氮素利用效率的影响

  袁帅,李骜,王淑霞,李茉,罗欣勃,齐智娟,

  为探明不同水土保持耕作技术对禾豆轮作下的黑土坡耕地农田土壤储水量和氮素利用效率的影响，开展两年田间试验，共设置7种耕作处理：1）单一耕作组：等高耕作（TP）、垄向区田（RF）、深松耕作（SF）；2）组合耕作组：等高耕作结合深松（TP-S）、垄向区田结合深松（RF-S）、等高耕作结合垄向区田（TP-R）；3）对照组：常规耕作（CK）。分析不同水土保持耕作技术对禾豆轮作下的农田土壤储水量、氮素吸收利用、作物生长和产量的影响。结果表明：1）不同水土保持耕作技术均能增加土壤储水量，其中玉米和大豆均以TP-S处理下的土壤储水量最高，较CK处理分别提高了10.67%，12.65%。2）不同水土保持耕作技术提高了玉米和大豆的氮素吸收和利用，玉米生长季TP-S处理茎、叶氮素转运效率，氮素吸收效率和氮肥偏生产力较CK处理分别提高34.81%、53.79%、60.00%、26.44%，该处理氮素收获指数相比CK处理组实现了12.21%的提升幅度，TP-S处理的氮素籽粒贡献率较CK处理提高49.43%；大豆生长季TP-S处理茎、叶和柄的氮素转运率较CK处理提高39.12%、12.42%、20.08%，TP-S处理氮素籽粒贡献率、氮肥偏生产力，氮素吸收效率和氮素收获指数较CK处理提高56.99%、23.79%、82.93%、10.14%。3）与常规耕作相比，不同水土保持耕作技术处理在作物生长、产量方面均有所提升，TP-S处理各指标表现最优。因此，水土保持耕作技术是一种很有前途的耕作手段，可以提高土壤水分含量、氮素利用效率和作物产量，其中，等高耕作+深松（TP-S）效果最为显著，具有一定的推广意义。/

• CMIP6多模式集成对淮北平原潜水蒸发模拟及未来情景预估

  鞠琴,孟天裔,刘淼,刘智天,刘小妮,蒋子阳,张乃丰,

  潜水蒸发过程是地表地下水垂向交互的关键纽带，准确模拟及预估潜水蒸发量对淮北平原浅层地下水资源评价和管理具有重要的意义。该研究采用包括五道沟水文实验站在内的淮北平原潜水蒸发实测资料，在评估潜水蒸发公式在淮北平原适用性的基础上，进一步改进优选的叶水庭公式。采用迭代算法，结合淮北平原地下水埋深实测资料，模拟了淮北平原砂姜黑土和黄潮土的潜水蒸发历史变化过程。以CMIP6中5个气候模式的未来降水和蒸发能力为主要影响因子，结合长短期记忆网络（long short-term memory，LSTM）多模式集成法，基于潜水蒸发迭代算法与改进的叶水庭公式，预估未来SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP5-8.5情景下淮北平原潜水蒸发变化趋势。结果表明：1）叶水庭公式在五道沟实验站砂姜黑土和黄潮土的适用性较高，改进后的叶水庭公式对安徽省淮北平原潜水蒸发的模拟效果优于其他经验公式，淮北平原历史时期年均潜水蒸发量从大到小依次为黄潮土区（254.5 mm）、淮北平原面平均（179.3 mm）、砂姜黑土区（108.5 mm），淮北平原不同分区的潜水蒸发在历史时期均呈增加趋势。2）LSTM多模式集成方法能很好地再现基准期降水和蒸发能力变化，淮北平原的未来降水和蒸发能力在3种排放情景下都高于历史时期，从大到小依次为SSP5-8.5、SSP1-2.6、SSP2-4.5；通过潜水蒸发迭代算法预估的未来3种排放情景下地下水埋深波动幅度均小于历史时期，SSP1-2.6与SSP2-4.5情景下的地下水埋深小于历史时期，而SSP5-8.5情景下则显著高于历史时期。3）未来3种排放情景下的潜水蒸发变化幅度均高于历史时期，呈增加趋势；其增幅和变化速率从小到大为SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP5-8.5；冬季变化率与不确定性均明显高于春夏秋季。研究结果提高了潜水蒸发计算精度，为淮北平原潜水蒸发与水循环要素模拟预估研究提供一定的数据参考价值。/

• 3D-MaizeNet:面向田间玉米高通量表型提取的点云实例分割模型

  史晓晨,张凯,陈子霖,汪玮韬,吴才聪,马钦,

  玉米作为全球重要粮食作物，其表型参数的高通量精准获取对智能育种至关重要。当前基于三维点云的玉米表型测定方法面临群体植株形态复杂、冠层黏连与相互遮挡导致的单株分割难题，制约了表型数据的高效获取。针对这一问题，该研究提出了一种融合激光雷达数据与深度学习的改进点云实例分割模型——3D-MaizeNet。首先，针对传统算法破坏植株完整性的问题，结合田间种植特点提出基于作物行检测的自适应区块切分方法，构建田间玉米植株的高质量点云数据集。其次，改进轻量化3D-BoNet架构，设计局部空间编码与注意力聚合降采样子模块，增强网络对复杂冠层结构的学习能力，减少空间特征丢失。最后，以精准的单株分割结果为基础，实现了对株高、茎高这两个与产量和抗性紧密相关的关键表型参数的高通量测定。试验表明，3D-MaizeNet的实例分割平均精度（AP）达到0.959，在保持高计算效率的同时显著优于基线模型。基于该分割结果，株高和茎高的测定精度分别达到 italic>R/italic>su2/su=0.91 和 italic>R/italic>su2/su=0.89。该方法有效改善了复杂冠层下的单株自动分割性能，为关键表型参数的自动化、规模化提取提供了可靠的模型支撑。该研究构建的高通量精准表型测定技术，为玉米基因组学研究与分子育种提供了关键技术支撑。/

• 基于改进YOLO11n的自然环境下玉米幼苗与杂草轻量化检测方法

  孟庆宽,蔡成宇,张漫,赵志彪,张文康,袁浩,

  针对传统作物与杂草检测方法效率低、现有深度学习目标检测模型在复杂农田环境下适应性不足的问题，该研究提出基于改进YOLO11n的轻量化玉米幼苗与杂草检测模型—YOLO11-SAW。首先，在主干网络末端引入由Swin-Transformer和C3单元构成的C3STR模块，以增强模型对复杂图像中长距离依赖信息的建模能力；其次，在Neck结构中采用可变核卷积（alterable kernel convolution, AKConv）模块，以提高模型对苗草目标形态多样性和空间结构变化的适应能力；最后，使用具有动态聚焦机制的WIoUv3损失函数提升目标定位精度与训练收敛效率。在自建玉米幼苗与杂草数据集上的对比试验表明，YOLO11-SAW在综合性能方面表现优异。相比基线模型YOLO11n，其精确率和召回率分别提升1.71和2.18个百分点，平均精度均值mAPsub>0.5/sub>达到96.40%，mAPsub>0.5-0.95/sub>达到76.17%。同时，模型的参数量仅为1.97 M，浮点计算数为8.0 G，模型大小4.3 MB，推理速度202.77帧/S。该模型满足复杂农田环境下玉米幼苗与杂草的实时精准检测需求，可为硬件资源受限的农业除草机器人视觉检测模型的部署提供参考。/

• 基于机器视觉的日光温室内部积水检测方法

  赵俊陶,芦天罡,吕芯悦,李友丽,喻黎明,张钟莉莉,

  设施农业在全球食品生产中具有举足轻重的地位，近年来，受气候变化影响，洪涝等极端天气事件频发，设施农业受灾监测需求日益迫切。为解决温室环境下积水区域尺度差异大、复杂背景干扰强的问题，该研究结合温室生产已部署的图像传感器，提出了一种用于日光温室内部积水区域监测的残差多尺度级联编码-解码网络（residual multiscale cascade encoder–decoder，RMCED）。该网络采用ResNet50中间四层作为编码器，以充分提取图像的深层次特征；解码器部分则引入了高效多尺度级联注意力解码器(efficient multi-scale cascaded fully-convolutional attention decoder，EMCAD)，通过多尺度特征融合逐步恢复图像的空间分辨率，从而提高对积水区域细节的刻画能力。为弥合编码器与解码器之间的语义差异和尺度不匹配，研究引入了长跳跃连接，并设计了改进光照感知卷积块注意力模块（lighting-aware convolutional block attention module，LA-CBAM）。该模块在传统卷积注意力模块（convolutional block attention module，CBAM）的基础上进行改进，由多尺度卷积核与Sobel卷积融合构成。其中，多尺度卷积核用于提取不同尺度的特征信息， Sobel卷积用于捕获梯度变化并增强边缘信息表征，从而提升模型对温室内不同大小积水区域特征的识别能力，并增强其在复杂光照条件下的鲁棒性。试验结果表明，所提出的模型在日光温室积水数据集上表现出较好性能，精确率达到93.22%，相比改进前提高了10%以上，为设施农业洪涝灾害监测提供了一种有效的技术方法。/

• 基于YOLO11n改进的自然环境下云南澳洲坚果花识别

  张毅杰,宋泽祺,张志涛,任雯,赵永梅,莫玉兰,钱信旭,杨振杰,

  为实现复杂自然环境下云南澳洲坚果花序发育状态的高精度实时检测，提出了一种基于改进YOLO11n的目标检测方法。设计了多尺度特征聚合（partial multi-scale feature aggregation，PMSFA）模块，可高效捕获并聚合多源异构特征信息以提升复杂背景下花序的检测精度；通过引入分组混合卷积（group-shuffle convolution，GSConv）替换传统卷积模块，并以跨阶段局部模块（variety of view group shuffle cross stage partial network，VoV-GSCSP）替代C3k2模块，构建Slim-neck架构保障高识别精度，优化特征融合效率并有效控制计算负载；将YOLO11n的损失函数由CIoU（center intersection of union）替换为Focaler-PIoU v2，以增强检测器对花序关键特征的聚焦与定位能力。试验结果表明：改进后的YOLO11n模型IoU=0.5时的平均精度均值（mean average precision，mAP）达92.4%，较原始YOLO11n模型提高了3.6个百分点；相较于经典Faster R-CNN、SSD、RT-DETR、YOLOv5s、YOLOv8n、YOLOv10n和YOLO12n，改进模型mAPsub>0.5/sub>分别高出6.4、15.9、5.7、4.3、4.1、5.0和3.3个百分点。通过在Orange Pi AI Pro边缘计算平台上部署与多线程优化，改进的YOLO11n模型检测速度可达72.8帧/s，能有效满足自然环境下云南澳洲坚果花实时精准识别的实际需求。该研究为云南澳洲坚果花期智能化调控装备的开发提供了关键技术支撑。/

• 基于频域-空间特征融合与多尺度自校正的奶牛姿态估计算法

  刘海洋,丁新鑫,王荣,李方静,李奇峰,高荣华,

  为解决群牛场景下奶牛体表特征与环境融合、关键区域尺度差异大及姿态结构易混淆等因素影响，造成现有模型在提取奶牛姿态时出现误检、漏检等问题，该研究提出一种基于频域-空间特征融合与多尺度自校正的奶牛姿态估计方法FSMCPose（frequency-spatial and multi-scale self-calibrated pose estimation）。首先，构建空频协同增强模块（spatial-frequency enhancement block, SFEB）融合频域与空间域的信息，有效缓解目标与背景特征融合问题；其次，采用感受野聚合增强模块（receptive aggregation block, RAB）提高模型的尺度适应性；最后，设计空间通道自校正检测头（spatial channel self-calibration module head，SCSCHead），引入空间与通道联合自校准机制提升模型在奶牛个体重叠场景下的关键点区分能力。结果表明，当目标关键点相似度阈值为0.75时FSMCPose的平均精度达到92.5%，较基线模型RTMPose提升1.9个百分点；计算量为0.354 G；参数量为2.698 M，较RTMPose减少80.01%。平均精度达到89.0%，与DEKR、CID、CoupledEmbedding、RTMO、SimCC、DWPose主流姿态估计模型相比分别提升1.8、1.0、16.8、1.2、1.6、0.7个百分点。可视化结果与热图分析显示，该模型在群牛重叠场景下能够更加稳定地定位关键点，对关键区域响应更加集中。该研究可为奶牛行为识别等上游任务提供一定的技术支撑。/

• 羊只养殖场景下低功耗蓝牙耳标测温精度提升方法

  孙郝启,魏俊伟,蔡家柱,董大明,时国龙,

  低功耗蓝牙耳标作为重要的穿戴式动物体温监测设备，其测温的精确度与稳定性是耳标最重要的指标。针对羊只养殖温度测量精度不足、设备使用寿命短的问题，该研究提出了一种低功耗蓝牙耳标测温精度提升方法。在硬件设计方面，引入低功耗蓝牙系统级芯片作为耳标的通信与主控模块；为降低热干扰，元器件采用双面放置，将热敏电阻与主控电路放置于PCB的两侧；并将传统双AD电路改进为基于电压驱动的双AD采样电路，加入信号调理单元，有效抑制因环境温度波动及电源自发热导致的电流波动干扰和共模干扰；在热传导结构方面，突破传统探头式设计，引入0.5 mm高纯度电子级铜导热基底，提升了热传导效率；在工作模式上，针对羊只体温变化规律提出一种间歇式工作模式，进一步减少设备待机功耗；针对热敏电阻阻-温非线性化的问题，基于羊只体温特征优化温度分段间隔，采用四阶Stein-Hart方程建立高精度阻-温转换模型。试验结果表明，优化后的耳标测温误差控制在±0.2 ℃以内，数据有效率达95.3%以上，同时耳标使用寿命延长至1.0～1.5 a。本方法通过硬件、结构、工作模式与阻-温校准协同优化，提升了穿戴式体温监测设备的性能指标，能够为智慧养殖领域的精准健康监测提供可靠的技术支持。/

• 基于改进YOLO检测与时序跟踪的草地空斑高精度定位方法

  陆健强,何晴,兰玉彬,黄连萍,刘汉武,

  为实现草地空斑补播作业中的高精度识别与定位，解决复杂草地环境下空斑目标易受光照变化、草种差异及季节干扰影响而导致跨场景检测与跟踪精度不足的问题，该研究基于深度学习检测与多目标跟踪技术，提出一种融合检测与跟踪的草地空斑高精度定位方法SCTD-YOLO。通过骨干网络引入空间金字塔池化融合卷积模块，实现多尺度特征提取并提升小空斑纹理感知能力。替换部分特征提取模块为融合滑动窗口自注意力的跨层结构，有效建模不规则空斑与背景间的长距离依赖关系。构建纹理特征提取模块，通过轻量级卷积和池化提取高频纹理特征，抑制颜色干扰，结合改进的自适应特征金字塔检测头与可变形卷积实现特征对齐，从而提升空斑的检测能力。其次，利用DeepOCSORT目标跟踪算法，实现跨帧稳定跟踪，增强在动态航拍过程中的目标一致性。试验结果表明，SCTD-YOLO模型平均精度值为95.9%，相比基础检测模型提升了2.2个百分点。SCTD-YOLO+DeepOCSORT算法平均多目标跟踪准确率为88.2%，多目标跟踪精度为86.71%，平均每个测试视频的ID切换次数为35，能够满足实时跟踪需求。空斑定位的平均误差为0.316m，满足无人机作业对草地空斑精准定位的需求，该研究不仅能为无人机智能补播提供技术支撑，还为农业机器人在复杂多样农艺模式和环境条件下的高适应性与通用性提供了有效技术支撑。/

• 中国农业废弃物资源化利用科技创新进展与趋势研究

  王越,丁京涛,周海宾,何文清,沈玉君,程红胜,丛宏斌,徐鹏翔,王健,邢浩翰,马双双,

  农业废弃物资源化利用是提高资源循环利用效率、防治农业面源污染、促进农业发展绿色转型的关键路径。为了解国内外农业废弃物资源化利用科技发展脉络，把握中国农业废弃物资源化利用未来发展趋势，该文分析了不同类型农业废弃物的研究进展与关注热点、关键科学技术问题及科技创新发展趋势。基于文献计量学方法研究发现，好氧堆肥与厌氧消化等是有机废弃物处理利用的主流技术工艺，废旧农膜以回收处理及可生物降解产品研发为主。好氧堆肥腐熟转化、秸秆还田利用、热解气化、新型污染物去除等技术研究与国际相比处于并跑水平，但装备水平仍有差距，厌氧消化、粪水贮存发酵、过程监测与智能管理、废旧农膜回收处理等处于跟跑水平，废弃物高值化利用技术仍存在较大差距，整体上存在转化机理机制不清、技术装备应用效益差、资源循环利用效率低、安全还田风险不明等问题。经综合研判，提出农业废弃物资源化利用科技创新将呈现机制研究融合化智慧化、技术装备清洁化高效化、产品开发多元化高值化、循环利用精准化智能化、示范应用集成化长效化的趋势。该文可为中国农业废弃物资源化利用提高处理利用效率、实现“双碳”目标、推进农业绿色发展提供理论支撑。/

• 不同远红光供给模式对植物工厂春小麦繁育的影响

  黎景来,张玉琪,程瑞锋,李涛,

  为明确植物工厂春小麦不同生育阶段对远红光的差异化响应并探究远红光的关键调控时期，本研究在光强为500 μmol/(msu2/su·s)的全光谱白光下，分别在小麦全生育期、分蘖期前、开花期后添加40 μmol/(msu2/su·s)的远红光，并以全生育期不补充远红光为对照，共形成4个试验处理，系统探究远红光对春小麦生长发育、光合特性、籽粒品质及灌浆过程的调控效应。结果表明，全生育期添加远红光使春小麦从播种至收获的生育期缩短至55 d，较对照提前13 d。生育期缩短导致春小麦单株穗数与穗粒数减少，并加速叶片衰老和叶绿素含量下降，使灌浆阶段叶片光合功能持续降低，单株产量较对照降低42%。在加速开花方面，分蘖期前添加远红光与全生育期添加远红光具有相似的效果，均使开花时间提前至33 d，单株产量较对照降低23%。而开花期后添加远红光可优化籽粒灌浆进程，其中活跃灌浆期较对照缩短14%，平均灌浆速率提升23%，千粒重增加5%。此外，远红光显著提高籽粒蛋白质含量，全生育期添加远红光处理的籽粒蛋白质含量较对照增加12%。综上，远红光对春小麦的调控效应具有生育期特异性：即分蘖期前添加远红光可有效加速开花，开花期后添加远红光则有助于干物质向籽粒运输并加速灌浆。本研究优化了植物工厂春小麦光环境精准管控技术，为植物工厂小麦加代快繁提供技术支撑。/

• 猪场全量液体粪污流变特性分析及模型构建

  李洋洋,蒋小妹,王棱,尚斌,胡永松,韩春晓,陶秀萍,

  针对猪场粪污含固率高、流变行为多变导致的输送能耗高、施肥均匀性差等瓶颈问题，该研究采用单因素与响应面试验，解析猪场全量液体粪污流变特性并优化冬季输送参数。首先通过单因素试验确定了流变行为转变的关键阈值（临界含固率为4.28%，临界剪切速率为158 ssu-1/su）；进而利用Box-Behnken设计构建修正的响应面模型。结果表明：含固率是主导黏度的核心因素；温度的主效应及其与含固率的交互作用均显著揭示了低温（5 ℃）对高含固率（>10%）粪污的“增黏放大效应”。基于能耗最小化目标，针对冬季工况（5～15 ℃）优化得出最佳参数：含固率10.0%、温度15.0 ℃、剪切速率136.1 ssu-1/su。此工艺参数下，猪场全量液体粪污的剪切速率低于临界值，表明其在能效拐点即可获理想降黏效果。研究提出冬季输送应优先维持温度（≥15 ℃）而非单纯增加泵送功率。该研究为粪污输送系统的动力匹配、搅拌设备死区防控以及高含固粪污冬季流动性的持续保障奠定了理论基础。/

• 综纤维素酶水解玉米秸秆糖化特性及工艺优化

  朱乐乐,于佳动,冯晶,胡婷霞,艾平,姚宗路,

  为突破高含固量酶解玉米秸秆综纤维素过程中的传质限制与产物抑制瓶颈，该研究将纤维素酶、纤维二糖酶和木聚糖酶复配，先通过单因素试验确定关键参数区间，再采用Box-Behnken设计结合响应面法优化底物含固量、酶添加量、温度及停留时间。结果表明：在含固量20%、酶添加量3倍、48.21 ℃、72 h的最优条件下，还原糖浓度达108.97 g/L，产率94.49%；表征结果证实酶解后底物表面孔隙率增加，纤维素结晶度由13.91%降至9.43%，木质素—半纤维素屏障被破坏。该工艺提升了高含固量体系酶解效率，为木质纤维素生物炼制的工业化提供了技术支撑。/

• 基于生态敏感性的青海省祁连县光伏基地建设适应性分区

  武志宏,王学东,刘玉,唐林楠,刘巧芹,

  西北生态脆弱区是发展新能源产业的重要潜在区域，协同推进新能源基地建设和国土综合整治是生态脆弱区高质量发展的重要抓手。该研究以青海省祁连县为研究区，从地形、土壤和生态3方面构建生态敏感性评价模型，从能源禀赋、基础条件和景观格局3方面构建光伏基地建设适宜性评价模型，系统分析区域生态敏感性和光伏基地建设适宜性及其二者的协调发展水平，进而基于耦合协调度模型划分光伏基地建设类型区，统筹推进新能源产业布局和国土综合整治。结果表明：1）祁连县生态敏感性呈现“西高东低”的格局，央隆乡、野牛沟乡等地的生态敏感性较高；光伏基地建设适宜性呈现“南北高、中间低”的特点，默勒镇、峨堡镇等地的建设适宜性较高。2）通过耦合协调度模型将祁连县划分为4个光伏基地建设适应性类型区。其中，优质协调区（2 734.70 kmsu2/su）主要分布于默勒镇、阿柔乡等地，是光伏基地建设的优先区，可发展“牧光互补”模式，应注重生态保护与修复工作；良好协调区（2 690.57 kmsu2/su）分布于央隆乡、野牛沟乡等地，区域生态环境整体良好，可采用“牧光互补”“光伏+农业”等模式，但应防止流域内水域的污染，并做好水土保持工作；一般协调区（1 150.54 kmsu2/su）分布于央隆乡、默勒镇等地，生态敏感性较高且光伏开发潜力有限，应优先实施生态保护，审慎推进光伏基地建设；勉强协调区（374.18 kmsu2/su）分布于央隆乡等地，严格限制开发活动，优先依靠自然恢复，适时辅以必要的生态修复工程措施。该研究可为生态脆弱区协同推进新能源产业发展和国土整治修复提供方法借鉴。/

• 长三角地区城镇化对耕地多功能供需匹配的影响

  范业婷,赵若彤,梁鑫源,廖钟淇,朱高立,张晓琳,佴玲莉,

  耕地利用的可持续性已经成为中国实现可持续发展目标的重大挑战，厘清城镇化发展对耕地多功能供需匹配的影响对于实现耕地系统可持续利用具有重要意义。研究以长三角地区作为研究区，定量测度了2000—2023年区域粮食生产、水源涵养、碳固存、生境质量、景观文化等5项耕地多功能的供给水平和需求水平，揭示不同类型耕地功能供需匹配的时空演化特征，探析不同类型城镇化对耕地多功能供需匹配的影响。结果表明：1）研究期间，长三角地区耕地的粮食供给量和水源供给量分别表现为“北高南低”和“南高北低”，碳固存量总体呈现显著增长态势，生境质量和景观文化供给指数高值区分别分布在长三角西南部地区和江苏东部沿海地区，各项耕地多功能需求水平随城市规模增大而递增，并且在上海市、苏南地区和浙东地区呈现不断增强态势；2）小城市各项耕地功能总体处于供给盈余状态，超大城市和特大城市各项耕地功能总体处于供给短缺状态，其中上海市和苏南地区各项耕地功能表现出明显增强的供给短缺；3）社会城镇化对粮食生产供需匹配的影响最大，经济城镇化对碳固存和景观文化供需匹配的影响程度高于其他类型城镇化，空间城镇化和经济城镇化对生境质量供需匹配产生更高的影响，不同类型城镇化交互作用对耕地多功能供需匹配的影响程度均高于单一类型城镇化的影响。研究可为推动区域新型城镇化高质量发展和耕地系统可持续管理提供决策依据。/

• 黄河三角洲碳汇格局演变与空间优化分区

  隋玉正,袁念祖,李淑娟,张朝晖,

  在全球气候变化与“双碳”战略背景下，河口三角洲碳汇空间格局的优化对实现双碳目标导向的空间规划至关重要。该研究以黄河三角洲为研究区，利用InVEST模型估算碳储量，结合地理探测器识别碳储量空间分异的主要驱动因子。在此基础上，构建“机理解析—空间响应—策略应对”的分析框架，揭示区域碳储量的时空演变规律及其人地耦合驱动机制，并通过MSPA（morphological spatial pattern analysis）-MCR（minimum cumulative resistance）模型识别碳汇核心区与潜在廊道，提出差异化空间管控策略。研究表明：1）1990—2020年黄河三角洲土地利用变化以沼泽向耕地、养殖池及建设用地转化为主，碳储量空间分布呈现“东北高西南低”格局；2）地理探测器分析显示，NDVI、土壤盐碱度、黏土含量、人口密度和GDP是碳储量空间分异的主导驱动因子；3）基于驱动因子贡献度，提出了4类空间管控分区方案：碳汇核心保育区、碳汇优化调控区、碳汇脆弱修复区和低碳集约提升区；4）识别出关键碳汇区及碳汇廊道，构建“四区多廊”的空间优化格局，最终形成了“分区调控-廊道联通”的全域碳汇空间优化格局，并针对各分区制定差异化管控规则，该工作探索了由区域碳储量评估理论研究向国土空间规划实践的转变路径，为河口三角洲地区“双碳”目标实现提供了科学参考。/

• 马铃薯淀粉干法制备及高附加值利用

  张乐萱,梁晓,陈青,徐赏,陈业明,

  针对现有马铃薯淀粉提取技术中存在的淀粉得率低和加工废水多等不足，该研究构建了一种干法制备马铃薯淀粉的新方法。具体工艺：将马铃薯洗净、去皮、切块，经压榨得到马铃薯压榨饼和压榨液，随后将马铃薯饼进行破碎与过筛处理，得到马铃薯淀粉。工艺研究结果显示，压榨饼的含水率对于淀粉是否能筛分至关重要，当压榨饼含水率低于38.5%时，可实现淀粉的干法分离。在破碎方式中，捶打破碎因能较好维持细胞壁之间的胞间连接，更有利于淀粉筛分，效果显著优于刀片破碎。较优工艺条件下，干法制备淀粉得率达到17.8%，含水率为13.6%，淀粉干基含量为88.7%。当压榨程度不足时，干燥处理可降低压榨饼含水率，但所得淀粉产品的淀粉含量和白度显著下降。将优化条件（55 MPa、5 min、捶打破碎）下的干法淀粉与市售产品进行对比，结果显示两者淀粉湿基含量相当，但干法淀粉干基含量与白度略低。为进一步明确干法淀粉的特性，该研究从淀粉得率、结晶结构、糊化特征与损伤率等方面，将其与水提法淀粉进行了比较，结果显示，干法的淀粉得率显著高于水提法（12.8%）。晶体结构分析表明，干法淀粉晶型未发生改变，仍为B型。在糊化特征方面，干法淀粉峰值黏度、谷值黏度与崩解值显著降低，而最终黏度与回生值升高，已不适合于常规用途。然而，显微观察发现干法淀粉中约70%的淀粉颗粒表面出现裂纹，这使其更容易被italic>α/italic>-淀粉酶水解，较优条件（酶解12 h）下制备出的多孔淀粉有较好的吸附性能，吸水率可达156.6%，吸油率可达101.9%；扫描电子显微镜结果证实，干法淀粉颗粒表面存在裂纹，酶解12 h后出现明显孔洞。研究结果可为新型马铃薯淀粉加工方法以及高附加值利用提供参考。/

• 褪黑素对盐胁迫下水稻种子萌发水分分布调控的无损检测

  齐浩明,李宏伟,杨梦男,邹欣霖,宋平,

  为探究褪黑素（melatonin，MT）对盐胁迫下水稻种子萌发过程中内部水分分布及种子活性的调控作用，该研究以粳型常规水稻“屉锦”为材料，通过NaCl浓度梯度筛选确定150 mmol/L（Nsub>150/sub>处理组）为标准盐胁迫浓度，进而设置清水对照组（CK1）、Nsub>150/sub>盐胁迫对照组（CK2）及5个MT浓度处理组（50、100、200、400、800 μmol/L MT+Nsub>150/sub>），结合低场核磁共振（low field nuclear magnetic resonance，LF-NMR）与核磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）技术，对水稻种子萌发生理指标进行检测，探究MT对盐胁迫下水稻种子萌发的调控效应及水分代谢机制。结果表明：1）MT对盐胁迫下水稻种子萌发呈浓度依赖性双向调控，200 μmol/L为较优浓度，该浓度下种子发芽率、发芽势表现最佳，鲜重增长更接近CK1组，胚根、胚芽长度及次生根发育均优于其他处理组，可有效缓解盐胁迫引发的渗透压过高与离子毒害，维持细胞膜透性稳定；2）通过MRI伪彩映射处理可清晰呈现种子内部水分动态分布，结合生理代谢规律将萌发过程划分为吸胀期（0～24 h）、萌动期（24～48 h）、发芽期（48～72 h）3个阶段；3）将种子水分划分为强结合水（italic>T/italic>sub>20/sub>）、结合水（italic>T/italic>sub>21/sub>）、半结合水（italic>T/italic>sub>22/sub>）、自由水（italic>T/italic>sub>23/sub>）4种相态，其中中等浓度（200、400 μmol/L）的MT干预组表现出可维持水分相态稳定特性，其弛豫特征接近CK1组，而高浓度（800 μmol/L）组调控失效，水分相态特征趋近CK2组；4）综上，适宜浓度的MT处理能有效缓解盐胁迫对水稻种子萌发的抑制。利用LF-NMR及MRI技术可无损、精准解析种子内部水分动态与相态变化，该研究揭示了MT缓解盐胁迫下水稻种子萌发的内部水分变化规律，可为水稻种子耐盐性相关研究的开展及耐盐性提升技术的研发提供关键参考。/

• 介质阻挡放电等离子体对小麦种子生长和理化特性的影响

  郭泓霖,王丽霞,刘畅,夏国宇,常正实,

  为激发小麦种子生长活性、提高发芽率，该研究采用不同气体氛围中的介质阻挡放电（dielectric barrier discharge，DBD）等离子体处理济麦22品种小麦种子，对比了处理前后种子表面改性效果、理化和发芽生长特性，分析了活性粒子含量与改性效果的关联。结果表明：环境中氦气占比升高提升了放电的均匀性、稳定性和放电强度；等离子体处理使小麦种皮产生块状剥落和凹坑状损伤，提升了表面亲水性、发芽率和生长状况，但抗氧化指标在不同处理环境中表现出差异性规律；OI含量与改性效果之间关联性较强，HeI和OI一定程度上影响了抗氧化活性，推测二者同时引起了超氧化物歧化酶活性损伤和种子细胞的氧化应激；综合而言，He:空气=8:2和He:空气=7:3两种气氛中的等离子体获得了较佳处理效果。研究结果为等离子体处理小麦种子的参数选择调控提供参考。/

• 真空脉动干燥条件对红枣片干燥特性和挥发性风味成分的影响

  常颢,魏天雨,周顺麟,艾子平,励建荣,李学鹏,林雅文,

  为探究真空脉动干燥（pulsed vacuum drying, PVD）条件对红枣片干燥特性和风味品质的影响，该研究以热风干燥（hot air drying, HAD）作为对照，探究不同PVD条件下：干燥温度（65、70、75 ℃）、真空保持时间（10、15、20 min）以及常压保持时间（2、4、6 min）对红枣片干燥特性、理化特性及风味物质的影响。结果表明，干燥时间随干燥温度的提高而缩短，随真空保持时间、常压保持时间的增加而延长。在色泽方面，干燥温度70 ℃、真空保持时间15 min、常压保持时间6 min（PVD-70 ℃-15:6）处理条件下的红枣片italic>L*/italic>值（明亮度）最高（55.50），?italic>E*/italic>值（色差）最小（1.97），样品色泽最接近鲜样；在微观结构方面，对照组红枣片细胞结构排列紧密，故其硬度最高，脆度较低；而PVD-70 ℃-15:6红枣片具有均匀的蜂窝状结构，故其硬度小、脆硬度适中。雷达图与主成分分析结果表明，不同处理条件显著（italic>P/italic> < 0.05）影响红枣片的挥发性风味轮廓。采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用方法共检出77种挥发性风味物质，包括酸类11种、酯类14种、烃类42种、醇类2种、醛类3种、酮类1种、其他类化合物4种；其中酸类物质相对含量达到16.66%～27.92%，是红枣片风味的主要贡献者；与对照组相比，PVD-70 ℃-15:6处理组的醛类和酸类物质相对含量分别增加了33.55%和21.82%，表明PVD处理对醛类物质生成具有促进效应，而酸类物质变化相对温和。综合分析，PVD-70 ℃-15:6条件下得到的红枣片品质最优。研究结果可为真空脉动干燥技术在高品质红枣深加工的应用提供一定的理论参考和技术依据。/

• 干腌火腿发酵技术与设备研究进展

  刘琼瑜,肖波,池东,龙成树,胡光华,吴耀森,

  干腌火腿的发酵过程是决定火腿品质的关键环节之一，了解火腿发酵环境及其控制技术，优化火腿发酵设备，对火腿生产提质增效具有重要意义。中国火腿发酵设备研发起步晚，标准化和自动化程度不高。该文综述了干腌火腿发酵机理与发酵环境、发酵环境调控技术与发酵设备现状，针对中国火腿规模化生产发酵设备温湿度分布均匀性和调控稳定性不佳的现状，提出从工艺标准化、气流组织、温湿度控制和节能等方面对火腿发酵技术与设备进行优化设计，以期实现火腿的规模化、低损耗、低能耗生产，为干腌火腿生产过程的现代化和标准化提供参考。/

• 可溶性大豆多糖与猪油对冷冻包子面皮复蒸品质的影响

  胥梦楠,聂宇嫦,李慧凝,范宏亮,朱丹实,曹雪慧,王鹏,杨立娜,

  为探讨可溶性大豆多糖（soluble soybean polysaccharides, SSPS）与猪油（lard, LD）对冷冻包子面皮复蒸品质的协同作用机制。以3种典型馅料（猪肉、青菜香菇、豆沙）包子为对象，综合运用质构、低场核磁共振、傅里叶变换红外光谱及扫描电子显微镜等多维技术，系统考察了SSPS与LD对冷冻-复蒸过程中包子面皮品质的影响规律。结果表明：SSPS与LD复合添加显著降低了面皮硬度，提升面皮弹性；3种馅料的包子面皮结合水含量分别增加29.14%、26.23%、43.97%；SSPS-LD增加了包子面皮的二硫键含量和italic>β/italic>-折叠比例，降低了相对结晶度。微观结构显示SSPS-LD组面筋网络更致密，孔隙均匀性显著改善。研究证实SSPS通过氢键增强持水性，LD抑制淀粉重结晶，二者协同通过共价与非共价交联稳定网络结构，为速冻面制品品质改良提供了多糖-脂质协同作用的理论依据，拓展了复杂食品体系中功能性配料的应用策略。/

• 基于叶片等级差异的六安瓜片体外生物活性及滋味特性分析

  张积鑫,李铁汉,张雨萱,蒋艳群,李宗辉,宁井铭,张正竹,

  为探讨不同成熟度茶鲜叶加工的六安瓜片品质形成及功能活性的影响机制，该研究以单片原料（芽下第一叶，L1GT、第二叶，L2GT和第三叶，L3GT）为对象，采用电子舌、计算机视觉、代谢组学和体外模拟等技术手段并结合剂量比阈因子，系统分析其品质特征、体外抗氧化与酶抑制能力规律并筛选对茶汤滋味具有潜在贡献的关键代谢物。结果表明：1）随着茶鲜叶成熟度的增加，茶汤色泽发生显著变化。绿度值由L1GT的6.79显著上升至L3GT的8.66，而黄度值则由L1GT的54.80显著下降至L3GT的24.40（italic>P/italic> <0.05）；2）滋味强度分析显示，L1GT的苦味（8.95）、涩味（5.87）和鲜味（19.45）响应值均显著高于L2GT和L3GT（italic>P/italic> <0.05），呈现出高嫩度高滋味强度的特征；3）体外活性试验及相关性分析显示，抗氧化与酶抑制能力呈剂量依赖性，同时L1GT的1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）和2,2’-联氮-双-3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸阳离子自由基（2,2’-azinobis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)，ABTS）清除能力的半抑制浓度（median inhibition concentration，ICsub>50/sub>）分别为14.16和239.40 ?g/mL，italic>α/italic>-葡萄糖苷酶和italic>α/italic>-淀粉酶抑制能力的ICsub>50/sub>分别为32.72 ?g/mL和32.24 mg/mL，均显著优于L2GT和L3GT（italic>P/italic> <0.05），这与L1GT中最高含量的茶多酚和总黄酮相关；4）代谢组学与剂量比阈因子分析显示，L1GT中的杨梅素3-italic>O/italic>-半乳糖苷、山柰酚3-italic>O/italic>-芸香糖苷、山柰酚3-italic>O/italic>-葡萄糖苷、(?)-表没食子儿茶素没食子酸酯、(?)-表儿茶素没食子酸酯、咖啡碱、italic>L/italic>-谷氨酸和没食子酸的含量均显著高于L2GT和L3GT（italic>P/italic> <0.05），是导致其茶汤苦味、涩味与鲜味浓郁的原因。该研究揭示了原料成熟度，代谢物丰度与品质功能间的关联机制，可为六安瓜片的高值化利用提供一定的理论依据。/

• 酶解棉粕工艺优化及其蛋白结构特性分析

  贺琪绚,李耀,李俊梅,张萧,刘建成,成艳芬,李凤鸣,

  为优化棉粕酶解工艺、提升其营养价值，该研究采用单因素结合响应面法，以酶添加量、酶解时间和水分含量为变量，小肽含量为响应值，优化得到工艺条件为酶添加量1.41%，时间71.9 h，水分含量35.5%。验证试验表明，该条件下小肽含量达20.11%。与未酶解棉粕相比，酶解产物游离氨基酸总量提升128.39%，1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl, DPPH）自由基清除率增幅达296.73%；傅里叶变换红外光谱（Fourier transform infrared spectroscopy，FTIR）分析显示蛋白质二级结构中italic>β/italic>-折叠/italic>α/italic>-螺旋比值由1.77降至0.78；凝胶色谱结果表明蛋白平均分子量从1921 Da显著降至870 Da。该研究证实酶解处理能有效改善棉粕蛋白的结构特性，提升其营养价值和抗氧化活性，为棉粕高效利用提供了科学依据与工艺参考。/