中国农产品质量安全可追溯体系发展历程与展望

孙传恒; 朱文颖; 邢斌; 罗娜; 杨信廷; 《农业工程学报 》 2025 EI 北大核心 CSCD

摘要：农产品质量安全可追溯体系作为保障食品安全的关键技术手段,能够有效提升供应链主体与消费者之间的信任关系,为实施精准化质量安全召回机制提供科学依据,因而成为近年来学术研究的重点.该文系统梳理了中国农产品质量安全可追溯体系的理论内涵和分类框架,通过历史演进视角将其发展进程划分为初步构建制度框架、全面推广平台建设和体系完善与数字智能化转型 3个阶段.重点剖析了物联网、大数据、人工智能、区块链等信息技术在追溯技术体系中的创新应用,从追溯信息感知、信息处理、信息系统平台建设 3个方面客观评述各类技术的优势与局限性.通过系统梳理国家标准、行业标准及地方标准的建设现状,指出当前标准化进程中存在的区域差异性与技术适配性等问题.最后提出未来发展建议,探讨了量子区块链、元宇宙、数字孪生等前沿技术在农产品质量安全可追溯领域的应用潜力,并强调构建跨链协同、虚实融合的智能化可追溯体系,为推进中国农产品质量安全可追溯体系向智能化与协同化发展提供理论支撑和实践路径.

关键词： 可追溯体系 质量安全 标识技术 物联网 区块链 人工智能

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复杂环境下改进YOLOX的设施黄瓜病害检测方法

魏明飞; 郭威; 朱华吉; 缪祎晟; 吴华瑞; 《中国农机化学报 》 2025 北大核心

摘要：针对复杂背景环境下,黄瓜病害检测受叶片遮挡、重叠等因素影响导致检测精度低、漏检率高的问题,提出一种FSA—EMAFPN—YOLOX黄瓜病害检测算法.在特征提取网络中引入FasterNet Block模块,同时嵌入双分支结构注意力机制,抑制背景噪声,有效解决叶片遮挡、重叠导致特征信息缺失问题,减少漏检率.在特征融合阶段设计EMA—AFPN特征融合模块,减少病害特征信息损失.采用 SIoU 边界框回归损失函数,重新定义角度惩罚度量,更准确地定位检测框,提高模型的训练速度和边界框预测精度;引入 VariFocal Loss解决正负样本分布不均衡问题,增加模型对正样本目标的学习,更好地关注病害区域.结果表明,与原 YOLOX算法相比,改进 YOLOX算法的平均精度均值提升 4.89%,召回率提升 6.53%,对复杂背景下的黄瓜叶片病害检测效果得到明显提升.

关键词： 设施黄瓜 病害检测 注意力机制 YOLOX SIoU损失

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Chilli-YOLO：基于改进YOLOv10的露地辣椒成熟度智能检测算法

司 超国; 刘 梦晨; 吴 华瑞; 缪 祎晟; 赵 春江; 2025

摘要：【目的/意义】为确定露地辣椒的最佳采摘时机和实现智能分拣。针对现有目标检测模型在辣椒成熟度检测任务中的效率低和准确率不高问题，提出了一种目标检测算法Chilli-YOLO，旨在快速、准确地检测辣椒果实的成熟度，以实现大田辣椒的智能化采摘及成熟度检测。【方法】以复杂背景下的露地辣椒为研究对象，将辣椒分为未熟期、过渡期、成熟期和干辣椒四个成熟度等级。在此基础上，对YOLOv10s（You Only Look Once version 10 small）进行了优化改进。首先，使用Ghost卷积优化主干网络，将普通卷积替换为GhostConv，并用C2f_Ghost代替C2f，以减少计算冗余。其次，将PSA（Partial Self-Attention）模块替换为SOCA（Second-Order Channel Attention）注意力机制，引入高阶特征相关性，捕捉辣椒细粒度特征。最后，通过引入XIoU（Extended intersection over union）损失函数来增强模型的定位精度，提升模型的准确性。【结果和讨论】在自建的辣椒成熟度检测数据集上进行的实验表明，Chilli-YOLO在计算量、参数量和模型大小分别达到18.3 GFLOPs、6.37 M和12.6 M的同时，推理时间为7.3 ms。模型的平均精度均值（Mean Average Precision, mAP）、准确率和召回率分别达到了88.9%、90.7%和82.4%，较基线模型分别提升了2.8、2.6和2.8个百分点。此外，实验结果还与目前主流的Faster RCNN（Faster Region-based Convolutional Neural Network）、SSD（Single Shot MultiBox Detector）和YOLO系列的多个版本进行了对比，验证了所提出方法的综合性能优于其他算法。【结论】提出的Chilli-YOLO模型能够实现露地辣椒不同成熟度的精准划分，不仅提升了检测精度，还有效降低了模型计算开销。为辣椒的智能化采摘提供了有效的技术参考。

关键词： YOLOv10 露地辣椒 成熟度 SOCA Ghost

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基于EDEM-ADAMS耦合仿真的穴盘苗末端执行器设计

梁桀; 朱华吉; 郭旺; 缪祎晟; 吴华瑞; 《农机化研究 》 2025 北大核心

摘要：针对现有夹取式末端执行器在取苗作业时稳定性和一致性差的问题,设计了一种基于多连杆机构的穴盘苗末端执行器.根据其结构组成和工作原理,使用矢量方程法建立运动学模型,结合穴盘苗基质的受力和根系分布情况,对整体的结构进行参数设计.利用ADAMS构建末端执行器的虚拟样机并进行仿真,结果表明结构参数满足穴盘苗取苗工作的需要,验证了设计的正确性与可行性.在EDEM中建立穴盘苗基质模型,通过EDEM-ADAMS耦合仿真末端执行器夹取穴盘苗基质的工作过程,分析基质颗粒在苗针插入过程中的受力和形变状况.以夹取时间和夹取角度为试验因素,以基质颗粒的最大形变量与最大接触力为试验指标进行试验设计,当苗针夹取角度为14.9°时,基质颗粒所受到的最大形变量和接触力最小.此外,夹取时间对基质颗粒的最大形变量和接触力没有显著影响.研究结果可为提高穴盘苗移栽机的工作效率提供参考.

关键词： 自动移栽机 末端执行器 穴盘苗 EDEM-ADAMS 耦合仿真

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农业航空技术与装备发展趋势及建议-面向农业新发展和产业新动能需求,做大做强低空综合经济生态的"农业链条"

张瑞瑞; 张林焕; 李龙龙; 丁晨琛; 唐青; 《中国农学通报 》 2025 CSCD

摘要：为促进农业航空技术现代化和产业高质量发展，本研究采用区域对比分析、技术热点追踪、典型案例分析、产业链结构梳理及关键技术参数对比等方法，分析了全球农业航空技术与装备的发展现状与趋势，全面评估中国与发达国家在该领域的优势与差距，明确了中国面临的“原创性装备研发不足”、“产业链关键环节缺失”等核心问题，并提出了“十五五”期间中国农业航空技术创新的重点方向与具体路径。全球农业航空技术发展迅速，美国凭借完善的产业链和领先的原创技术占据全球主导地位；中国在农业无人机装备总量、应用面积和飞行控制技术方面具有领先优势，但存在原创技术较少、关键部件性能不高、产业链不完整及跨领域整体解决方案不足等突出问题。为此建议：重点突破大载荷无人机动力系统与智能作业算法以强化原创性技术研发；补齐专用药剂研发、维修服务体系等短板以加快完善产业链；建设专业检测平台并推动跨领域技术融合以突破发展瓶颈；同时加强政策支持、资金投入及人才培养，积极构建农业低空经济生态，推动中国农业航空产业可持续发展。

关键词： 农业航空装备 无人机技术 产业链 精准施药 发展趋势

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农业生产大数据治理:关键技术、应用分析与发展方向

郭威^1,2,3,4; 吴华瑞^1,2,3,4; 朱华吉^1,2,3,4; 王菲菲^1,2,3,4; 《智慧农业(中英文) 》 2025

摘要：[目的/意义]本文针对农业生产数据存在获取标准不一、数据采集不全、治理机制不明的问题，对现有的农业生产大数据治理模式进行了探索，通过大数据治理关键技术、适配工具的集成与场景化创新应用，阐明面向农业生产大数据治理的数据要素价值发挥的技术路径，为实现数据驱动农业高质量生产提供参考。[进展]从农业生产大数据治理的视角，探索了数据获取与处理、数据存储与交换、数据管理、数据分析、大模型和数据安全保障6大环节17类大数据治理技术及工具，深度研究了大数据治理技术在农业生产中的应用方式，以上技术通过数据匹配、算力匹配、网络适配、模型匹配、场景匹配、业务组配等工具和中间件在场景中得到较好应用。剖析了农业生产产前、产中、产后全链条数据治理，以及面向不同类型农业园区、科研院所和高校、生产主体与农户服务案例。介绍了在国家级产业园区、省级农业科技园区和部分单品主体的治理经验，并调研了国内外农业生产大数据治理技术、做法和工具。[结论/展望]对农业生产大数据治理未来发展方向提出了见解，包括推动农业生产大数据治理标准的制定与落地，构建农业生产大数据治理通用资源池，扩展农业生产大数据治理多元化应用场景，适应大模型及海量数据驱动下的农业生产大数据治理新范式和强化农业生产大数据安全与隐私保护。

关键词： 农业大数据 大数据治理 大数据获取与处理 元数据 数据安全保障 农业大模型

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果蔬农产品产地智能化处理技术研究进展与展望

张哲; 马斌; 罗娜; 邢斌; 李珊珊; 杨信廷; 《农业机械学报 》 2025 EI 北大核心 CSCD

摘要：在全球农业产业转型升级背景下，果蔬农产品产地处理技术面临着效率提升与品质管控的双重挑战。以人工智能、物联网和大数据为核心驱动的智能化解决方案，正深度重构产地处理全链条的技术范式。本文通过系统梳理果蔬农产品产地处理过程中的采收、分选、预冷、保鲜储藏、包装和产地运输等关键环节，深入分析了智能化技术在各环节的主要应用。重点回顾了智能分等分选技术、预冷与保鲜包装技术以及产地溯源技术的研究进展，综述了相关技术在国内外的应用现状，并展望了果蔬农产品产地处理过程中关键技术的发展趋势，提出智能化、数字化与绿色化技术的深度融合将成为推动行业革新的重要动力。

关键词： 果蔬农产品 产地处理 智能分等分选 预冷与保鲜 包装 产地溯源

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海南越夏蔬菜种植轻简化避雨降温智能设施研制

王元胜; 吴华瑞; 《中国蔬菜 》 2025 北大核心

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融合注意力机制的MacBERT-DPCNN农业文本分类模型

张典; 刘畅; 陈雯柏; 缪祎晟; 吴华瑞; 《中国农机化学报 》 2025 北大核心

摘要：针对农业领域文本信息密度大、语义模糊、特征稀疏的特点,提出一种基于 MacBERT(MLM as correction-BERT)、深度金字塔卷积网络(DPCNN)和注意力机制(Attention)的农业文本分类模型,命名为 MacBERT—DPCNN—Attention(MDA).首先,使用 MacBERT模型充分提取农业类文本内容的上下文信息,强化文本的语义特征表示.然后,DPCNN模型通过其多层卷积神经网络和池化操作,有效捕获文本的局部特征.最后,注意力机制进一步增强农业文本序列的特征表达.结果表明,与其他主流模型如 BERT—DPCNN、BERT—CNN、BERT—RNN相比,MDA模型在农业文本分类任务上的精确率提升 1.04%以上,召回率提升 0.95%以上,F1 值提升 0.14%以上.表明所提模型在解决农业领域文本分类问题方面的有效性和优越性.

关键词： 农业文本分类 MacBERT模型 深度金字塔卷积网络 注意力机制 预训练模型

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H9亚型禽流感病毒mRNA疫苗的构建与效力评价

黄程; 杨志远; 林健; 程慧敏; 王米; 毛惠琳; 王国良; 刘贵明; 赵际成; 刘月焕; 《畜牧兽医学报 》 2025 北大核心 CSCD

摘要：H9亚型禽流感（avian influenza, AI）对养鸡业尤其肉鸡产业危害巨大，灭活疫苗不能有效阻止病毒在鸡上呼吸道感染复制，有必要研究H9亚型禽流感病毒（avian influenza virus, AIV）血凝素（hemagglutinin, HA）基因的mRNA疫苗。参考GenBank 2022年公开的HA基因序列，优化HA全长（HA）和HA胞外区（HAe）序列，连接至pUC57载体构建体外转录模板，经体外转录、加帽、纯化，采用脂质纳米颗粒（Lipid nanoparticles, LNP）包封mRNA,并转染人胚肾细胞（293T）、仓鼠肾细胞（BHK-21）和鸡胚成纤维细胞（DF-1）,Western blot检测HA表达。20只3周龄SPF鸡，随机分成4组，每组5只，分别经腿部肌肉接种0.3 mL PBS、25μg HA mRNA LNP、25μg HAe mRNA LNP和0.3 mL H9亚型AI灭活疫苗。免疫后4周采集血清，检测血凝抑制（hemagglutination inhibition, HI）抗体，每只鸡滴鼻点眼H9N2亚型AIV 0.2 mL(含10^6.0 EID₅₀),攻毒后5日采集咽喉拭子和外周血单个核细胞，分别检测病毒分离情况及IFN-γ、IL-4的表达水平，观察气管组织病理学变化。Western blot结果显示两种mRNA HA蛋白均成功表达，经LNP包封后可有效在细胞内完成翻译。HA mRNA LNP和HAe mRNA LNP免疫SPF鸡后HI抗体效价（log2）平均值分别为5.6和3。H9亚型AI灭活疫苗免疫后HI抗体效价（log2）平均值为9.8,极显著高于2个mRNA LNP组（P<0.01）。非免疫对照、HA mRNA LNP、HAe mRNA LNP和H9亚型AI灭活疫苗组病毒分离结果分别为5/5、1/5、4/5和2/5。HA mRNA LNP组IFN-γ表达水平显著高于其他组（P<0.05）,HAe mRNA LNP组IL-4表达水平显著低于其他组（P<0.05）。气管组织病理学变化结果表明HA mRNA LNP和H9亚型AI灭活疫苗免疫可有效减轻H9亚型AIV对SPF鸡气管上皮细胞的损伤。构建的H9亚型AIV HA全长mRNA疫苗免疫鸡能提供有效保护，而HA胞外区mRNA疫苗不能提供有效的免疫保护。

关键词： H9亚型 禽流感病毒 mRNA疫苗 LNP 免疫保护

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