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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河南省典型农区近地表大气氨时空分布特征及主要影响因素

吕金岭; 尤克; 王小非; 肖强; 李文峰; 马进; 杨清; 张金平; 孔海江; 常运华; 《中国农业科学 》 2025 北大核心 CSCD

摘要：【目的】农田氨挥发是大气颗粒物中铵盐的主要来源之一，对城市和农村空气质量有密切影响。对河南省典型农区近地表大气氨浓度时空变化特征及关键影响因素进行系统研究，为农田区域大气颗粒污染物的针对性治理提供科学依据。【方法】选取河南省10个代表性农田区域（小麦-玉米轮作区），利用被动法，开展为期两年的近地表大气氨浓度监测与驱动因素研究。【结果】从时间上（季节性）来看，不同季节近地表大气氨浓度差异较大，其中夏季近地表大气氨平均浓度最高，为12.0μg N·m^-3，其次为春季和秋季，均值分别为10.8和8.9μg N·m^-3，冬季最低，均值仅为6.7μg N·m^-3。从空间上来看，豫东开封农田区域氨浓度最高，其年平均氨浓度可达14.7μg N·m^-3，其次为豫北新乡和安阳，其年均大气氨浓度分别为12.5和11.0μg N·m^-3，再次为豫中郑州和豫北的焦作，其近地表大气氨浓度分别为10.9和10.6μg N·m^-3，而豫西的洛阳、平顶山、豫南许昌、漯河和黄泛区（周口）的近地表大气氨浓度较低，其数值介于7.9—9.6μg N·m^-3之间。从土壤类型来看，不同土壤类型近地表大气氨浓度存在明显不同，其中潮土近地表大气氨浓度最高，为11.0—14.7μg N·m^-3，褐土和黄褐土区其氨浓度介于9.0—9.6μg N·m^-3之间，砂姜黑土和黄棕壤农田区域氨浓度较低，为8.06—8.11μg N·m^-3。不同区域的近地表大气氨浓度高低是多重因素共同作用的结果，其中氮肥施用量和土壤p H与近地表大气氨浓度存在显著的正相关关系，降雨量与近地表大气氨浓度存在显著的负相关关系，几种因素的交互作用导致河南省农田系统近地表大气氨浓度差异较大。【结论】基于以上研究结果，降低施氮量有助于系统性降低河南省农田区域近地表氨浓度；豫北和豫东农田区是重点关注区域。

关键词： 小麦-玉米轮作区 大气氨浓度 时空分布 被动采样 线性相关性分析 反距离法 河南省

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QuEChERS-超高效液相色谱-串联质谱法同时测定蔬菜废弃物中70种农药残留

杜远芳; 赵天宇; 平华; 李杨; 《食品安全质量检测学报 》 2025

摘要：目的 建立一种基于QuEChERS (Quick Easy Cheap Effective Rugged and Safe)前处理技术和超高效液相色谱-串联质谱法(ultraperformanceliquidchromatography-tandemmassspectrometry,UPLC-MS/MS)同时测定蔬菜废弃物中70种农药残留的分析方法。方法 蔬菜废弃物样品采用Qu Ch ERS方法提取净化,UPLC-MS/MS测定,采用电喷雾电离源扫描,多反应监测模式检测,基质匹配标准曲线,外标法定量。结果 70种农药在2.0～200.0μg/L质量浓度范围内线性关系良好,相关系数均大于0.99;3个添加水平(0.002、0.004和0.020mg/kg)下的平均回收率为61.7%～109.9%,相对标准偏差为0.4%～9.7%;检出限为0.0001～0.0020mg/kg,定量限为0.0003～0.0060mg/kg。结论 该方法简单、快速、准确、灵敏度高,可用于大批蔬菜废弃物中农药残留快速检测。

关键词： 蔬菜废弃物 农药残留 QuEChERS 超高效液相色谱-串联质谱法

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2024年北京小麦全生长周期多光谱图像数据集

王建丽; 曲明山; 刘震宇; 史凯丽; 张石锐; 李光伟; 张钟莉莉; 《农业大数据学报 》 2025

摘要：小麦是全球主要粮食作物之一，随着物联网技术的发展，多光谱动态采集技术通过捕捉丰富的光谱信息，识别可见光范围内难以区分的物质和特征，从而为水肥亏缺诊断、病虫害预警等提供更详细的数据支撑。目前大部分研究采用无人机遥感平台搭载多光谱相机获取小麦冠层多光谱图像，然而无人机运行维护成本较高，且无法实时采集小麦整个生长周期内的连续生长信息，相比而言，多光谱原位监测设备能够逐日实时采集特定区域内作物整个生长周期的生长数据，从而实现连续性的作物生长动态监测。本研究在2024年4月9日至6月6日期间，对北京市小汤山国家精准农业研究示范基地内设置的试验田小麦的拔节期、孕穗期、开花期和灌浆期图像进行了采集。经筛选和整理后形成的有效数据为每日6点-18点采集的多光谱图像，采集频率为一小时，数据量为1.42 GB。图像数据由布设在自然大田环境中的多光谱原位监测设备定时拍摄而得，并以文件夹形式存储。图像经过专业人员筛选和整理，确保数据高质量和可靠性。本数据集可通过多光谱图像数据实现对小麦的水肥亏缺诊断、病虫害监测等任务，将提取出的反射率值、植被指数、颜色特征、纹理特征、植被覆盖度等信息带入预测模型中进行分析预测，同时本数据集还适用于构建小麦叶绿素含量、生物量估算的网络模型等研究。

关键词： 原位实时监测 多光谱图像 北京 小麦

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萝卜生物育种研究现状及展望

王庆彪; 王艳萍; 吴翔宇; 郭宇; 张丽; 《蔬菜 》 2025

摘要：萝卜是我国传统蔬菜作物，栽培历史悠久、类型多样，在保障“菜篮子”供应和农民增收中发挥重要作用。近年来，随着萝卜栽培方式和消费需求的变化，品种改良和更新迭代速度不断加快。为快速选育出品质优良、抗病抗逆性强、类型多样的萝卜品种，萝卜育种技术正在由常规育种为主逐步向生物育种迈进。本文从种质资源、重要性状优异基因挖掘与分子调控机理、生物育种技术等方面综述了近年来国内外萝卜生物育种研究进展。针对目前存在的种质资源精准鉴定和利用不充分、重要性状优异基因挖掘不足、生物育种技术亟待突破等问题，探讨了我国萝卜生物育种未来研究的重点方向。

关键词： 萝卜 种质资源 生物育种 新品种培育 基因组 基因编辑 单倍体育种

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苗期作物的高地隙喷雾机对行施药系统设计与试验

郑康; 韩长杰; 翟长远; 尤佳; 许晓波; 《中国农机化学报 》 2025 北大核心

摘要：为提高大田苗期作物施药过程中的农药利用率，减少作物行间的农药残留，减轻驾驶者的疲劳程度，通过系统设计，搭建高地隙喷雾机的导航系统、供药系统，设计对行控制系统。根据作物种植要求，对行系统关键部件进行参数分析与选型设计，面向系统性能进行试验研究。试验结果表明，供药系统可对喷雾压力、流量进行监测，调节，在场地得到实际流量与目标流量的平均相对误差在±5.4%以内，导航系统可对作物进行初步对行，并且导航作业速度在0.5 m/s的平均偏移为2.46 cm，田间对行控制系统的总体对行偏差均值为5.78 cm，喷雾性能试验得到对行施药系统总体节药为10.14%。

关键词： 大田作物 高地隙喷雾机 自动导航 轨迹跟踪 精准施药

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