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期刊信息/Journal information
农业工程学报
中国农业工程学会
农业工程学报

中国农业工程学会

朱明

半月刊

1002-6819

tcsae@tcsae.org

010-65929451，65910066转2503、3503

100125

北京朝阳区麦子店街41号

农业工程学报/Journal Transactions of the Chinese Society of Agricultural EngineeringCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>《农业工程学报》是由中国农业工程学会主办的全国性学术期刊,自2005年始为单月刊。编委会名誉主任:汪憨华院士,编委会主任兼主编:杨邦杰教授《农业工程学报》为全国中文核心期刊,在最新版的《中文核心期刊要目总揽》中位居"农业工程类"期刊榜首；2001年入选中国期刊方阵"双效"期刊；被中国科协主办的《中国学术期刊文摘》选为首批收录期刊；先后被美国工程索引(EI Page one)、英国国际农业与生物中心(CAB International)、检索系统、数据库收录。
正式出版
收录年代

    基于根区温度和肥料浓度耦合的草莓生长调控

    樊小雪陈晓东金晶蔡伟建...
    109-116页
    查看更多>>摘要：为探索草莓根区加热的最适温度及施肥浓度,该研究设置3个根区温度水平(不加温(8 ℃)、16、22 ℃)和3个肥料浓度水平(0.5、1.5、2.5 g/L),共计9个处理.分析了根区温度和肥料浓度协同作用对草莓产量、品质、肥料偏生产力、水分利用率的影响.结合层次分析法和CRITIC客观赋权法,运用优劣解距离法对各处理进行基于草莓产量、品质、肥料偏生产力、水分利用率的综合评价.结果表明:1)采用根区加温对设施草莓生长有促进作用.在采摘第3茬果实时,加温到16 ℃和22 ℃的处理下可以采摘的草莓植株数量相较于不加温处理明显增加.2)肥料浓度对草莓生长综合评分的影响大于根区温度.高肥料浓度(2.5 g/L)会降低草莓产量,中肥料浓度(1.5g/L)不仅能增加单果质量,还能提高肥料偏生产力和水分利用率,具有更好的经济效益.3)基于TOPSIS综合评价建立了设施草莓生长综合评价体系,得出评分最高的处理为T5处理(16 ℃,1.5 g/L).通过寻找最优区间,结果发现根区温度在13.10～18.47 ℃,肥料浓度在1.43～1.87g/L时,设施草莓生长效果较好.该研究结果可为设施草莓冬季及早春的温度和肥水管理提供理论依据.

    作物肥料根区温度草莓综合评价生长调控

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    水足迹视角下四川省主要粮食作物种植结构优化及用水效率分析

    阳君肖作林刘睿戴技才...
    117-127页
    查看更多>>摘要：作为粮食主产区,四川盆地农业用水占比高但农业用水效率低,季节性和区域性缺水严重,导致农业用水压力巨大.为了探究作物用水规律,提高作物用水效率,该研究以四川省为例,基于水足迹理论量化3种主要粮食作物用水量,并以此为基础构建蓝水和灰水足迹最小化,经济收益最大化的多目标优化模型,得到不同节水情景(5％、10％和15％)下的最优作物种植结构,最后通过用水效率指数分析优化前后各地农业用水效率.结果表明:1)2001-2021年间,四川作物生产用水呈现下降趋势,空间上由东北向西南逐渐减少,空间差异大.2)在节水5％、10％和15％情景下,种植结构优化结果均显示水稻和小麦面积调减,玉米面积调增;作物蓝水足迹在3种情景下均减少.3)研究时段内,作物用水效率在逐渐提升,并且呈现出"东南高-中间低"态势;经种植结构优化后,发现增加玉米种植面积,适当减少水稻、小麦种植面积,对提高作物用水效率有利.研究结果对农业水资源管理,提升作物用水效率,保障粮食安全具有参考价值.

    作物农业水足迹种植结构优化农业用水效率四川盆地

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    不同秸秆还田技术模式对冬小麦强弱势粒灌浆特性的影响

    陈翔唐志伟翁颖蔡洪梅...
    128-137页
    查看更多>>摘要：为揭示砂姜黑土区不同秸秆还田技术模式对冬小麦籽粒灌浆进程的影响,该研究基于农业农村部华东地区作物栽培科学观测站15a的长期定位试验,设置单季小麦秸秆全量粉碎覆盖还田(T1)、小麦秸秆全量粉碎覆盖还田+玉米秸秆全量粉碎翻埋还田(T2)、单季玉米秸秆全量粉碎翻埋还田(T3)和小麦玉米秸秆全年不还田(CK)4种不同秸秆还田技术模式,采用Richards方程模拟冬小麦籽粒灌浆过程,研究不同秸秆还田技术模式对冬小麦强弱势粒灌浆特征参数的调控效应.结果表明:1)相较于秸秆不还田,秸秆还田处理能提升冬小麦强、弱势粒的籽粒体积、千粒质量和产量,T1、T2、T3处理下强势粒千粒质量和籽粒产量较CK分别显著提升11.02％、10.63％、13.75％和16.28％、14.29％、13.94％,弱势粒千粒质量和籽粒产量较CK分别显著提升9.73％、6.64％、7.57％和19.24％、23.25％、11.50％.Richards方程能极显著模拟不同秸秆还田技术模式下冬小麦籽粒灌浆过程,拟合方程决定系数(R2)均在0.997以上.2)对冬小麦强势粒,秸秆还田可延长小麦强势粒灌浆时间,主要通过缩短灌浆渐增期持续时间和提高其灌浆速率,延长灌浆缓增期的持续时间来提升强势粒千粒质量.其中T1、T3处理下冬小麦强势粒灌浆持续时间较CK分别延长2.137 d和4.443 d,T1、T2处理下强势粒单粒最大灌浆速率较CK分别显著提高了 7.81％和12.26％.3)对冬小麦弱势粒,T1处理下弱势粒灌浆持续时间较CK延长1.477 d,T1、T2、T3弱势粒单粒最大灌浆速率较CK分别显著提升16.46％、22.69％和17.13％.该研究表明秸秆全量还田可提升砂姜黑土区冬小麦籽粒库容和籽粒灌浆速率,最终增加粒质量.研究可为砂姜黑土区秸秆资源的高效利用提供理论指导和技术支撑.

    秸秆还田冬小麦强、弱势粒灌浆特征参数Richards模型产量

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    西北酿酒葡萄物候模型优选及气候变化对物候期的影响

    刘琰琰史学家杜宏娟徐佩瑶...
    138-147页
    查看更多>>摘要：为预测气候变暖背景下西北地区酿酒葡萄物候期变化规律,该研究利用2007-2022年西北地区地表温度数据及酿酒葡萄(赤霞珠、黑比诺、美乐和霞多丽)物候观测数据(萌芽期、开花期和转色期),对酿酒葡萄物候模型(积温模型,包含生长日度模型(growing degree day model,GDD)及葡萄开花转色期模型(grapevine flowering veraison model,GFV),BRIN模型、WE模型)进行参数优化和模拟比较,选取最适模型结合气候模式数据预测SSP245和SSP585情景下酿酒葡萄物候期的变化.结果表明:1)萌芽期,BRIN模型最适用于赤霞珠、美乐和霞多丽,GDD5模型最适于黑比诺;2)开花期,GDD10模型最适用于赤霞珠和美乐,GFV和WE模型分别适用于黑比诺和霞多丽;3)转色期,WE模型最适用于赤霞珠、黑比诺和美乐,GFV模型则最适于霞多丽;4)在SSP245情景下,西北地区2035-2065年与2055-2085年4种葡萄的3个物候期分别平均提前2 d与4 d;在SSP585情景下,西北地区2035-2065年4种葡萄的3个物候期平均提前5 d,2055-2085年除了天山北麓地区的酿酒葡萄转色期因夏季高温影响而平均延后6 d外,其他酿酒葡萄物候期平均提前10 d,进一步分析表明夏季高温是导致转色期延迟的重要因素.研究结果为适应气候变化充分利用气候资源,保障西北地区酿酒葡萄生产优势地位提供理论依据和科学支撑.

    模型气候变化物候学酿酒葡萄西北地区

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    中国北方地区不同滴灌方式节水增产效应的Meta分析

    慕飞牛文全孙军吕畅...
    148-156页
    查看更多>>摘要：为了探明中国北方地区地下滴灌(subsurface drip irrigation,SSDI)与地表滴灌(surface drip irrigation,SDI)节水增产效应的差异,该研究以SDI作为对照,采用Meta分析定量分析了不同条件下SSDI对作物产量和水分利用效率的影响.结果表明,与SDI相比,SSDI可使作物总体增产6.66％(P＜0.05),水分利用效率提高9.34％(P＜0.05),净效益增加6.94％(P＜0.05);SSDI在西北和华北地区均能提高作物产量和水分利用效率;当年均降雨量不大于400mm时,SSDI能显著提高作物产量;当土壤容重大于1.5 g/cm3,灌水施肥频率大于6次,滴灌带埋深为＞15～25 cm,滴头流量介于＞1.5～＜2.5L/h时,更有利于发挥SSDI优势,节水增产效果显著.研究可为中国北方地区SSDI的推广应用提供理论参考.

    灌溉作物降雨量地下滴灌增产节水经济效益Meta分析

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    基于语义分割和几何分析的火龙果果实与枝条的三维重建

    高嘉正李文涛罗陈迪欧阳春凡...
    157-164页
    查看更多>>摘要：针对非结构化环境中采摘机器人缺少足够环境信息的问题,该研究提出了一种用于机器臂避障和路径规划的果实与枝条检测和三维重建方法.采用MobileNetV2取代传统DeepLabV3+主干特征提取网络Xception,并在特征提取模块引入了坐标注意力机制,通过改进网络对采集的RGB图像进行目标检测,并将检测到的火龙果和枝条语义掩膜转换成三维点云.提出一种基于非线性最小二乘法的椭球体拟合方法用于重建火龙果,用有限数量的A ABB包围盒获取不规则的枝条的三维空间位姿信息.测试表明,改进后模型的平均交并比(mean intersection over union,mIoU)和平均像素精度(mean pixel accuracy,mPA)分别达到95.59％、98.01％,相较原模型分别提升2.57个百分点和1.44个百分点;平均推理时间和模型内存占用量分别降至94.74 ms和22.52 MB,分别仅为原模型的59％和11％.三维重建试验表明,火龙果果实重建的短轴尺寸和深度距离的平均绝对误差分别为0.44和2.04 mm,枝条重建的样本标准差在各坐标轴上均小于10mm.结果证实了该研究方法可以有效地重建火龙果果实和枝条,可以为火龙果采摘机器人的采摘路径规划避障提供基础.

    三维采摘机器人火龙果DeepLabV3+果实重建枝条重建

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    基于改进YOLOv8n的茶叶嫩稍检测方法

    杨大勇黄正栎郑昌贤陈宏涛...
    165-173,封3页
    查看更多>>摘要：针对名优茶智能采摘中茶叶嫩梢识别精度不足的问题,该研究对YOLOv8n模型进行优化.首先,在主干网络中引入动态蛇形卷积(dynamic snake convolution,DSConv),增强模型对茶叶嫩梢形状信息的捕捉能力;其次,将颈部的路径聚合网络(path aggregation network,PANet)替换为加权双向特征金字塔网络(bi-directional feature pyramid network,BiFPN),强化模型的特征融合效能;最后,在颈部网络的每个C2F模块后增设了无参注意力模块(simple attention module,SimAM),提升模型对茶叶嫩梢的识别关注度.试验结果表明,改进后的模型比原始模型的精确率(precision,P)、召回率(recall,R)、平均精确率均值(mean average precision,mAP)、F1得分(F1 score,F1)分别提升了 4.2、2.9、3.7和3.3个百分点,推理速度为42帧/s,模型大小为6.7MB,满足低算力移动设备的部署条件.与Faster-RCNN、YOLOv5n、YOLOv7n和YOLOv8n目标检测算法相比,该研究提出的改进模型精确率分别高出57.4、4.4、4.7和4.2个百分点,召回率分别高出53.0、3.6、2.8和2.9个百分点,平均精确率均值分别高出58.9、5.0、4.6和3.7个百分点,F1得分分别高出了 56.8、3.9、3.7和3.3个百分点,在茶叶嫩梢检测任务中展现出了更高的精确度和更低的漏检率,能够为名优茶的智能采摘提供算法参考.

    图像处理图像识别名优茶智能采摘茶叶嫩梢目标检测YOLOv8n

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    基于多层级特征筛选和无人机影像的冬小麦植株氮含量预测

    郭燕王来刚贺佳井宇航...
    174-182页
    查看更多>>摘要：氮素是冬小麦生长发育必不可少的大量元素,无人机超高分辨率影像丰富的光谱信息和纹理信息为冬小麦植株氮含量精准预测提供了重要的技术途径,但是过多变量造成了信息冗余和模型复杂的问题.针对此问题,该研究提出了一种"相关分析+共线性分析+LASSO(least absolute shrinkage and selection operator)特征筛选"的多层级植株氮含量敏感特征的筛选方法,引入约束系数向量的L1正则化实现特征的稀疏性,将某些特征的系数缩小为0,基于冬小麦关键生育期(拔节期、孕穗期、开花期、灌浆期)无人机影像提取的65个光谱和纹理特征,采BP神经网络(backpropagation,BP)、Adaboost、随机森林(random forest,RF)和线性回归(linear regression,LR)4种机器学习算法构建了冬小麦植株氮含量预测模型.结果表明:相关分析筛选出51个通过0.01显著性检验的变量;基于共线性分析,当LASSSO正则化参数A取值为0.08时,17个敏感特征变量被筛选.基于筛选的敏感特征变量,BP、Adaboost、RF和LR4种算法建立的植株氮含量预测模型均达到了 0.01水平差异显著性,且BP、Adaboost和RF 3种预测模型的精度具有高度的一致性,模型R2均为0.81,RMSE分别为0.36％、0.38％和0.37％,说明该研究提出的多层级特征筛选方法不仅使得模型变得简洁,而且稳健性高,可为智慧农业氮肥精准监测、智慧管理提供技术支撑.

    无人机冬小麦氮素多层级特征筛选LASSO回归机器学习最小二乘回归

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    特色农产品销售评价大数据的弱监督分析方法

    易文龙张丽刘木华程香平...
    183-192页
    查看更多>>摘要：针对特色农产品评价大数据多维度分析中,可信标签不足以及挖掘消费者各维度真实情感语义困难等问题.该研究提出了一种基于弱监督训练的深度学习方法.首先,通过主题模型分析大规模评论,提取产品评价主题和关键词.然后,结合句法依存和情感词典为评论生成不同维度的伪标签.最后,构建多标签多分类深度网络,在伪标签上进行弱监督学习.结果表明,该方法在红心柚评论数据集上取得89.2％的准确率和80.3％的F1值,比随机森林算法提升了7.1个百分点的准确率和11.5个百分点的F1值.相比Transformer模型,准确率提高5.6个百分点,F1值提高2.0个百分点,参数量减少了 92％.该方法能从海量评论中高效提取产品评价维度和消费者关注点,为完善农产品质量和销售服务提供数据支持.

    农产品弱监督多任务模型情感分析深度学习大数据分析

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    华北地区蛋鸡养殖产业碳排放核算

    李冬冬田培雨孙莹莹杨冬寒...
    193-201页
    查看更多>>摘要：华北地区是中国蛋鸡养殖的主要区域,摸清华北地区蛋鸡养殖产业碳排放清单,开展科学规范的蛋鸡养殖产业碳排放核算,可为中国畜牧业碳减排技术筛选和政策制定提供依据.该研究利用混合生命周期评价和联合国政府间气候变化专门委员会(intergovernmental panel on climate change,IPCC)国家温室气体清单指南的相关核算方法,结合实地调研数据、GABI软件中Ecoinvent数据库和中国蛋鸡养殖业文献Meta分析数据,对华北地区蛋鸡养殖产业碳排放因子进行完善,构建出"饲料种植-蛋鸡饲养-鸡蛋包装-粪污存储-粪污处理"全生命周期的蛋鸡养殖产业碳排放核算方法.并将该方法用在华北某区域362家蛋鸡养殖场,综合分析蛋鸡养殖产业链各环节碳排放量,找到目前存在的碳排放问题,并提出碳减排建议.结果表明:1)大规模养殖场每羽蛋鸡1a的碳排放量(以二氧化碳当量计,CO2-eq)为23.0 kg,较小规模养殖场的25.6 kg和中等规模养殖场的24.4 kg少10.1％和5.7％.2)对每羽蛋鸡不同养殖环节1 a的碳排情况进行分析,发现饲料种植、蛋鸡肠道发酵、鸡蛋包装和粪便存储处理为主要排放源,排放量分别为13.0、2.2、2.2和1.2 kg.3)建议通过精准饲养,提高饲料利用率、提升畜禽粪污的处理水平、打破蛋鸡养殖固化模式等方式减少蛋鸡养殖碳排放.该研究可为蛋鸡养殖产业碳排放核算提供方法,并为制定碳减排政策提供科学依据.

    动物碳排放生命周期评价蛋鸡养殖产业养殖规模区域调研

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