科研产出
葡萄主要病害检测与分级方法研究进展
《农业机械学报 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：葡萄在生长过程中面临多种病害威胁,主要包括霜霉病、白粉病、灰霉病、炭疽病和黑豆病等,目前这些病害主要通过粗放的化学药剂喷洒防治,导致土壤污染、药液残留等问题频发,造成葡萄种植园生态破坏,经济效益受损,亟需对葡萄主要病害分类分级治理.本文围绕葡萄主要病害识别、检测与分级方法,结合国内外研究现状,分别阐述葡萄主要病害潜育期检测技术和发病期检测与分级技术,包括分子生物学检测、光谱检测、成像检测技术、无人机、卫星遥感和多源数据融合等检测方法,以及基于机器学习和深度学习的病害识别分类、目标检测与分级技术.在此基础上,总结了当前面临的葡萄主要病害检测方法推广应用场景存在局限、检测与分级模型普适性不足、多模态多病害实地协同检测困难、病害动态变化全过程研究不完善、相似症状的不同病害识别精度有限等问题,并分析了主要成因.针对以上问题,归纳了近年来提出的主要病害检测算法的技术细节,对比分析了各类算法的性能表现和改进策略.最后,提出了葡萄园智能化检测未来发展方向:自然条件下面向复杂场景检测、检测与分级的普适性模型构建、小样本学习与细粒度识别研究、病症动态追踪与病斑信息预测和融合病害信息的防控装备研发等方向,为精准施药智能化治理葡萄病害奠定基础.
全文链接
请求原文
农业领域音频信息技术研究进展
《农业机械学报 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：音频信息技术作为农业信息感知的重要手段，凭借其非侵入性、实时性强和成本低等优势，在智慧农业中展现出重要应用价值。本文系统综述了音频信息技术在农业领域中的研究进展与具体应用。在畜禽养殖领域，探讨了采食、发情、饮水、产蛋等行为音频识别方法，以及情绪评估、应激监测、疾病检测、声纹识别和声源定位等关键技术路径；在种植领域，总结了植物干旱、冻害等胁迫状态下的声发射特征规律，分析了特定声波对植物生理与基因表达的诱导效应。此外，还梳理了农业智能语音交互系统在信息服务、农机控制与语音问答中的研究进展。最后，提出未来农业音频信息技术应重点发展多模态感知协同融合、边缘计算方案优化与标准化音频数据平台，以推动音频信息技术在农业生产场景中的智能化、高效化与规模化应用。
关键词： 智慧农业 畜禽养殖 种植业 音频信息技术 智能语音交互
全文链接
请求原文
基于代谢组学的容德小黑鸡蛋黄和北京油鸡蛋黄特征品质分析
《食品科学 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：为明确不同产地特色鸡蛋的品质差异，本研究采用代谢组学技术，利用超高效液相色谱-串联质谱、气相色谱等方法，对培育品种容德小黑鸡蛋黄与地方品种北京油鸡蛋黄品质进行全面分析，结果表明，两种鸡蛋蛋形指数、蛋壳强度、蛋质量、哈氏单位、蛋壳厚度、蛋黄质量、蛋黄粗蛋白及蛋黄粗脂肪等指标均无显著差异。容德小黑鸡蛋黄（RDY）与北京油鸡蛋黄（BJY）的差异代谢物共293种，变量投影重要性值最大的是胡椒内酰胺A(P<0.05)，可作为区分2种鸡蛋黄潜在的标志性代谢物；京都基因与基因组百科全书通路分析显示2种蛋黄的差异代谢通路共5条，包括甘油磷脂代谢、亚油酸代谢、α-亚麻酸代谢、甘油脂代谢和花生四烯酸代谢，这些通路可通过代谢途径的重叠、信号传导及能量代谢影响脂肪酸种类和含量。甘油脂代谢通路、甘油磷脂代谢通路中1,2-二酰-sn-甘油-3-磷酸（1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholine,PA）上调，促进了肉豆蔻酸、油酸、棕榈油酸、神经酸的积累，使其含量在RDY中显著高于BJY(P<0.05)。甘油磷脂代谢通路中PA上调，细胞会优先利用硬脂酸参与磷脂合成，从而减少硬脂酸的积累，使得RDY中硬脂酸含量显著低于BJY(P<0.05);RDY中亚油酸含量显著低于BJY(P<0.05)，而亚油酸是必需脂肪酸，作为亚油酸代谢通路的底物，其含量降低导致RDY亚油酸代谢通路中9(S)-羟基十八碳二烯酸下调。本研究可为河北省特色鸡蛋品牌建设与产地溯源提供数据支撑。
关键词： 蛋黄 代谢组学 超高效液相色谱-串联质谱 气相色谱 京都基因与基因组百科全书通路分析
全文链接
请求原文
基于结构光反射成像和YOLO v7-CA的柑橘早期腐烂检测方法
《农业机械学报 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：由于早腐区域在水果表面难以用肉眼直接观测,检测由真菌感染引起的柑橘早期腐烂成为柑橘产业面临的主要难题.为此开发一种基于可见LED结构光源的结构光反射成像系统,并提出结合螺旋相位变换(SPT)的解调方法.在解调原始图像过程中,使用3种不同的解调方法(三步相移法、二相SPT和一相SPT).通过解调相移模式图像,可以得到直流分量(DC)和交流分量(AC)图像.与DC图像相比,AC图像和比值(RT)图像(AC/DC)可以清晰地显示早腐区域.在实际检测中,果梗会被误判为腐烂区域.针对柑橘早腐区域和果梗之间存在易误判的问题,提出一种基于YOLO v7的改进模型(YOLO v7-CA),即在YOLO v7模型骨干网络中引入坐标注意力机制(Coordinate attention,CA),从而提高模型对早腐区域的关注度.YOLO v7-CA模型结合二相螺旋相位变换(SPT)下的RT图像对柑橘早腐区域和果梗取得较好的检测结果.采用不同年份的早腐柑橘进行试验,检测精度达到98.5%.该研究为柑橘早期腐果检测提供了参考.
关键词： 柑橘 早期腐烂 结构光反射成像 YOLO v7 CA
全文链接
请求原文
UV胶包覆固定切口式瓜类嫁接装置设计与试验
《农业机械学报 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对嫁接机使用塑料夹固定易伤苗和塑料夹回收难、污染种植环境的问题，本文设计一种以UV胶包覆固定切口的嫁接装置，可自动完成上苗夹持、同步切削、对接喷胶、拢苗固化和柔性下苗等作业。首先，阐述了嫁接装置的结构组成和工作原理，设计了夹持、切削、搬运、喷胶、固化和下苗等关键机构及作业参数；其次，为确定最优胶嫁接参数、提高嫁接成功率，以白籽南瓜(砧木)和西瓜(接穗)种苗为对象，选取雾化压力、供胶压力和喷胶距离为影响因素，嫁接成功率为试验指标，开展三因素三水平响应面试验，得出影响嫁接成功率的显著性由大到小为雾化压力、供胶压力、喷胶距离；最后，利用Design-Expert 13软件对试验结果进行方差分析、响应曲面分析和参数优化及试验验证，获得最佳参数组合条件。试验结果表明，在雾化压力为0.22 MPa、供胶压力为0.35 MPa和喷胶距离为4.33 mm条件下，平均嫁接成功率为97.34%,与理论值相差1.15个百分点，平均生产效率576株/h,满足机械嫁接作业质量要求。研究结果为胶嫁接机器人的设计开发提供理论基础和技术支撑。
全文链接
请求原文
低空无人机植被定量遥感:进展、挑战与展望
《遥感学报 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：精细时空尺度的植被监测日趋成为农、林、生态、环境等领域的重要技术手段。低空无人机植被定量遥感是精细尺度植被监测的最有效手段之一。相对于卫星遥感，无人机遥感凭借其特有的数据采集机制和数据属性，逐步形成了相对独立的技术方法体系。自2010年起，低空无人机植被定量遥感相关研究呈现爆发式增长态势，然而，现有研究对其知识体系的系统梳理仍显不足，在理论框架、技术体系、关键科学与技术问题等方面仍存在明显的碎片化特征。为此，本研究从低空无人机植被定量遥感的核心目标出发，系统梳理了其技术链条与知识体系，重点分析了其在主被动遥感数据获取、数据预处理、遥感建模、植被要素监测4个关键环节的研究现状、最新进展与现存问题，并着重从数据预处理与植被要素监测两个方面，探讨了未来研究的前沿挑战及潜在的解决路径。随着“低空经济”被纳入国家战略布局，低空无人机植被定量遥感技术凭借其独特优势，正在农、林、生态、环境、应急等领域展现出日益重要的应用价值与技术不可替代性。
关键词： 无人机定量遥感 辐射与几何预处理 统计与物理建模 超高分辨率植被参数反演 植被目标识别与量测
全文链接
请求原文
基于区块链的食品供应链跨域追溯监管数据共享方法研究
《农业机械学报 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：食品安全追溯体系的广泛应用，一方面能够降低监管部门信息获取成本，提升监管效率，另一方面也能倒逼企业提高安全意识，主动进行风险控制。然而，由于不同食品监管部门技术和管理的原因，食品供应链中的监管数据分散、各监管域之间缺乏信任、数据难共享。针对上述问题，利用区块链技术在身份验证和权限管理方面的去中心化、不可篡改等优势，提出了一种面向食品供应链的跨信任域监管数据共享方法。首先通过引入Schnorr签名算法实现跨域身份认证，其次在基于属性的访问控制(Attribute-based access control, ABAC)基础上加入属性映射机制，实现食品供应链追溯监管数据的动态细粒度访问控制，最后基于Hyperledger Fabric开发食品供应链跨域安全传输原型系统，并进行了性能测试。结果表明，当交易负载数为300条时，跨域监管数据共享方法中的策略写入最小时延为0.56 s,最大吞吐量为113个/s;当交易负载数为600条时，策略决策最小时延为0.01 s,最大吞吐量为414个/s。本研究提出的食品供应链跨域监管数据共享方法性能良好，为实现食品供应链监管数据跨域共享提供新的方法和思路。
全文链接
请求原文
丘陵山地水稻机械化技术研究现状与展望
《农业工程学报 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：作为丘陵山地种植历史最久、种植面积最广、产量最高的农作物，水稻耕种收综合机械化水平的提升对于推进整个丘陵山地农业机械化全程全面高质量发展意义重大。该文以丘陵山地水稻机械化关键技术为“切口”，在梳理国内丘陵山地的特征与丘陵山地水稻机械化发展现状的基础上，围绕水稻耕、种、收等主要环节的生产机械化开展技术前沿与态势分析，剖析国内外水稻机械化技术装备研发差距，提出不同环节下国内丘陵山地水稻机械化发展面临的挑战，并展望未来丘陵山地水稻机械化发展态势，以期为推动水稻全程全域生产机械化水平提升、补齐丘陵山地农机化发展短板、建设现代农业强国提供新思路、新方向。研究表明：1)2022年国内丘陵山地水稻耕种收综合机械化率为80.8%，并且在不同的环节间、地区间发展不平衡不充分；2）与先进国家相比，国内的水稻耕种收机械研发与应用起步较晚、基础不牢、产品的综合性能不高，特别是针对丘陵山地的轻量、高效、高稳定性的水稻耕种收机械相对匮乏，发动机高功率低排放设计制造技术、刀具抗损降耗优化设计技术、车架轻量化设计技术等关键技术仍有待进一步攻克；3）轻量化、智能化、绿色化等是未来国内丘陵山地水稻生产作业装备发展方向与趋势。
关键词： 丘陵山地 水稻机械化 关键技术 主要挑战 未来趋势
全文链接
请求原文
基于AIC-YOLOv11n模型的砀山梨多表面缺陷检测方法
《农业工程学报 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对实际应用场景中砀山梨表面缺陷检测实时性要求较高，边缘设备计算能力受限等问题，以提高砀山梨表面缺陷检测精度并对模型进行有效轻量化为前提，该研究提出一种基于改进YOLOv11n的AIC-YOLOv11n模型。首先，在主干网络中引入Adown下采样模块，减少模型浮点计算量和参数量提高网络提取特征能力；其次，使用融合了倒置残差块注意力机制（inverted residual mobile block,iRMB）的C2PSA-iRMB模块替换原主干网络中的C2PSA模块，在保持模型轻量的同时捕捉和利用长距离依赖；然后，将原模型的颈部结构替换为跨尺度特征融合模块（cross-scale feature fusion module, CFFM）融合不同尺度特征以提高模型对小尺度对象的检测能力。试验结果表明，采用AICYOLOv11n模型能够对砀山梨的多种类表面缺陷进行有效检测，在测试集上的精确度为92.5%，召回率为87.5%，平均精度均值mAP0.5和mAP0.50～0.95分别为92.7%和70.5%，相较于原YOLOv11n模型分别提高0.3、5.5、5.1、2.4个百分点；模型浮点计算量为4.3 G，参数量为1.46 M，模型大小为3.11 MB，分别相较于原模型下降31.7%、43.4%、40.5%；最大显存占用量为4.83 GB，帧率为120.1帧/s，计算资源占用少且推理速度满足表面缺陷检测实时性要求。研究结果可为砀山梨表面缺陷在线检测提供模型参考。
关键词： 砀山梨 机器视觉 缺陷检测 YOLOv11 轻量化 注意力机制 模型部署
全文链接
请求原文
果蔬干制过程对典型三唑类农药残留的影响
《中国食品学报 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：目的：探究不同烘干方式对果蔬干制过程中三唑类农药残留的影响。方法：以苹果、梨、草莓、黄瓜、白菜为研究对象，通过实验室浸泡法模拟农药污染，采用超高效液相色谱-串联质谱法（UPLC-MS/MS）检测，研究自然晒干、热风烘干、微波干制3种方式对果蔬加工过程中常用三唑类农药（苯醚甲环唑、丙环唑、环丙唑醇、腈菌唑、抑霉唑、丙硫菌唑、氯氟醚菌唑）残留的影响，并计算加工因子以评估膳食摄入风险。结果：果蔬干制过程中农药残留的变化是动态的，与它们的理化性质相关。对于本研究中的大多数基质，热风烘干时间控制在150 min，温度60℃，微波干制时间90 s，自然晒干180 min左右时加工因子（PF）值较低。比较3种干制方式对果蔬中农药残留的影响，微波干制对农药的去除效果最好。结论：为避免农药残留发生转化和浓缩，不同果蔬应采取适宜的干制方式、干制时间及温度以保证食品安全，对市售果蔬干样品的膳食风险进行评估，发现风险可接受。
全文链接
请求原文
