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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

    膜下滴灌微咸水棉花临界氮稀释曲线模型与氮肥用量推荐

    韦开邓铭江王全九郭毅...
    124-132页
    查看更多>>摘要：为了优化膜下滴灌微咸水条件下棉花生产氮素管理,该研究于2017-2019年在新疆库尔勒市开展3 a定位施氮试验.以新陆中棉花为试验材料,设置施氮水平0(NF0)、150(NF1)、250(NF2)、300(NF3)、350(NF4)、450(NF5)kg/hm2,各试验处理灌水量均为487.5 mm,分析施氮量对棉花地上部干物质量、氮素累积吸收量、产量和氮肥利用效率的影响,构建了膜下滴灌微咸水棉花临界氮浓度稀释曲线模型.结果表明:棉花氮素累积吸收量随生育期进程的推进而增大,棉花临界氮浓度与最大地上部干物质量符合幂函数关系.氮肥农学利用率和表观利用率均与施氮量呈二次多项式关系,氮肥生理利用率和偏生产力均与施氮量呈线性关系.NF1、NF2和NF3处理的氮素营养指数均小于1,表明氮素营养供应不足,棉花生长受到氮素限制.NF4和NF5处理的氮素营养指数接近于1,说明棉花氮素营养状况较好,但NF5产量和氮素利用效率较低,NF4获得最高产量和较高的氮素利用效率.因此,南疆膜下滴灌微咸水棉花生育期推荐施氮量为350 kg/hm2.该研究构建的临界氮浓度稀释曲线模型对田间施氮管理具有重要意义.

    膜下滴灌棉花微咸水临界氮浓度稀释曲线氮肥利用效率

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    滴灌系统叠片过滤器结构参数优化

    袁寄望朱德兰孙少博郑长娟...
    133-141页
    查看更多>>摘要：针对不同级配含沙水和灌水器类型的叠片过滤器结构选型问题,该研究选取常用叠片过滤器,通过组合不同叠片数量改变相邻叠片间孔径,设计了多种不同泥沙处理能力的过滤器.对5种泥沙粒径级配条件下5种孔径叠片过滤器的性能开展试验研究,根据不同工况下叠片过滤器运行周期内的水头损失、堵塞时段水头损失增长速率、过滤器的堵塞均匀度以及灌水器流量偏差率等指标,采用模糊数学综合评价方法,构建综合考虑灌溉含沙水、叠片过滤器和滴灌灌水器的多目标评价模型.结果表明:基于叠片孔径可调的过滤器可以实现拦截不同粒径范围泥沙的目标,5种孔径过滤器拦截泥沙粒径(拦截率大于90％的沙粒段中最小粒径级配的中值粒径)分别为49、82、100、127和150 μm;随着过滤器孔径减小,粒径越细小的含沙水对水头损失增大作用越显著.不同级配含沙水和灌水器类型条件下叠片过滤器性能综合评价结果与试验结果相符,通过对综合评价指标值排序,筛选出灌溉含沙水、过滤器、灌水器三者最优的匹配方式,能够同时实现灌水器堵塞程度轻微和过滤器性能稳定.提出的叠片过滤器结构参数配置决策方案,可为叠片过滤器的合理配置和使用提供参考.

    滴灌叠片过滤器灌水器水力性能优化配置

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    工程堆积体产流产沙及水沙效益对植被近地表特征的响应

    李建明陈兰任洪玉孙蓓...
    142-151页
    查看更多>>摘要：针对陡坡工程堆积体水土流失严重的问题,通过野外模拟降雨试验开展植被不同近地表特征对堆积体产流产沙和蓄水减沙效益特征影响的定量研究.选择土石混合堆积体(10％砾石质量分数,坡度30°)作为工程侵蚀下垫面的典型代表,并以裸坡(bare slope,BS)为对照,定量分析了植被在3种近地表特征条件下(完整植株(intact grass,IG),不含叶(notleaf,NL),只含根系(onlyroot,OR))对堆积体产流产沙特征和蓄水减沙效益影响.结果表明:1)植被在IG条件下延缓坡面径流发生使其较BS滞后,效益达50.74％～188.98％,但不完整植被(NL、OR)会加速径流发生使其较BS提前2.19％～70.12％;2)植被在NL和OR下的瞬时径流率比IG增大0.20％～185.58％,在降雨强度1.8 mm/min的瞬时径流率甚至比BS高1.20％～169.10％;植被在IG和NL条件下瞬时侵蚀速率比BS减少0.91％～98.71％,但在降雨强度达到1.8 mm/min时OR条件下甚至增大侵蚀使其比BS高6.76％～75.63％;3)随降雨强度增大,植被在NL和OR条件下的减沙效益由95.18％和68.31％分别递减至46.58％和-68.13％,但对IG下的减沙效益影响小(效益差异＜2％),平均蓄水效益随降雨强度增大而减小.不同堆积体水沙呈显著线性相关(R2在0.40～0.88),且径流率达到4L/min会显著改变植被对堆积体坡面防护效益.提出开展堆积体生态修复时选择冠层丰富的植被,同时要避免外部因素对植被造成损害.研究结果对于揭示植被防护扰动边坡侵蚀机制具有重要意义,可为堆积体植被修复提供实践指导.

    植被侵蚀堆积体近地表特征径流产沙蓄水减沙

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    绿洲农田氮磷利用与生产水平、经济和环境效益的协同效应分析

    李一鸣任一哲吴湘琳蒲胜海...
    152-160页
    查看更多>>摘要：提高养分利用效率是西北绿洲农业发展的重要议题之一.该研究以新疆生产建设兵团农业生产系统为研究对象,明晰农田土壤表观氮磷养分流动特征,计算2000-2020年农田氮磷养分盈亏量与利用效率;采用斯皮尔曼相关性分析法探究其养分利用与生产水平、经济效益和环境效益之间的协同效应.结果表明:1)新疆生产建设兵团农田氮、磷输入以化肥为主,而输出以秸秆、籽粒和氨挥发为主.农田氮、磷盈亏量相对较高,2020年分别为147.54和47.61 kg/hm2.农田氮、磷利用效率相对较低,分别在34.33％～44.05％和39.25％～49.54％之间波动.2)新疆生产建设兵团农田养分利用与生产水平、经济效益和环境效益之间存在权衡效应,而生产水平和经济效益存在协同效应.新疆生产建设兵团农业机械化生产获得良好收益,但以养分损失、环境污染为代价.发达国家农田养分利用与生产水平、经济效益协同促进,不牺牲环境效益.因此,建议新疆生产建设兵团优化肥料用量与结构,推广智慧农业技术管控肥水.该研究可为地区农业养分管理与绿色发展提供参考.

    氮磷养分利用率新疆生产建设兵团协同效应

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    长期深耕秸秆还田配施生物炭对砂姜黑土团聚体及小麦-玉米产量的影响

    何家帅李新美魏跃鹏郭航兆...
    161-171页
    查看更多>>摘要：为探究耕作方式、秸秆还田和生物炭添加结合对土壤团聚体粒径分布、团聚体养分特征、养分库储量及小麦-玉米周年产量的影响,该研究采用3因素2水平试验设计,分别为耕作方式:常规旋耕(CT),深翻耕作(DT);秸秆处理:秸秆还田(S)、秸秆不还田(NS);生物炭:生物炭添加(B)、无生物炭添加(NB),共8个处理.结果表明:无生物炭添加时,旋耕秸秆还田提高了 0～15cm土层团聚体稳定性及土壤养分库储量,而深耕秸秆还田改善了＞15～30 cm土层土壤团粒组成,提升土壤肥力,促进作物增产.相关性分析表明,砂姜黑土中作物产量的提升更依赖于深层(＞15～30cm)土壤物理结构的改善和土壤肥力的提升.配施生物炭后如DT-S-B(深耕秸秆还田配施生物炭)较CT-NS-NB(旋耕秸秆不还田无生物炭)处理使＞15～30 cm土层团聚体稳定性增强,＞2mm粒级团聚体比例、重量平均直径和几何平均直径值分别增加165.88％、62.37％和119.81％,提高了＞2 mm粒级团聚体有机碳、全氮和全磷含量,提高了＞2mm粒级团聚体有机碳和养分固持能力,降低了＜2mm粒级团聚体有机碳和养分固持能力,使＞15～30cm土层土壤有机碳库储量、全氮、全磷和全钾库储量分别提升了 37.41％、38.99％、41.26％和9.84％,使2a作物周年产量增加22.87％～23.03％.综上,深耕秸秆还田配施生物炭能够改善黄淮海南部砂姜黑土深层土壤团聚体粒径分布和稳定性,提升土壤肥力和作物周年产量,保障农田高效绿色可持续生产.

    生物炭团聚体耕作秸秆还田养分固持黑土产量

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    基于EFDC模型的表面流人工湿地水力性能和净化效果影响因素分析

    王佳儿崔远来张博超廖斌...
    172-181页
    查看更多>>摘要：为探究长宽比、水深和水力负荷对表面流人工湿地水力性能和净化效果的影响及其定量关系,采用EFDC(environmental fluid dynamics Code)模型建立表面流人工湿地水动力-水质耦合模型并对模型进行率定和验证,基于构建的模型设置3因素6水平的全因子模拟试验,通过分析216组试验结果研究湿地长宽比、水深和水力负荷及其交互作用对湿地水力性能和净化效果的影响,进而采用多元非线性回归模型将多因子影响与7个评价指标之间建立定量关系.结果表明:长宽比、水深和水力负荷之间的交互作用对水力性能和净化效果均有显著影响(P＜0.05).构建的参数与评价指标的回归模型说明水力效率、有效容积率和莫里尔离散指数与长宽比呈指数相关,总氮浓度去除率与水深呈指数相关,回归方程的建模决定系数均大于0.9,经试验数据验证的相对误差在20％以下,说明模型是可靠的.研究可为表面流人工湿地设计和运行提供依据.

    磷氮湿地水力性能净化效果EFDC模型

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    改进AVSlowFast音视频融合模型对哺乳期母猪关键行为的识别

    李泊陈天明朱佳颖
    182-190页
    查看更多>>摘要：哺乳期母猪的自动行为监测对于保障母猪健康并及时发现异常状态具有重要意义.为了在识别母猪行为中整合视觉和听觉信号蕴含的信息,该研究提出了一种基于音视频特征多模态融合的哺乳期母猪关键行为识别方法.首先,引入三分支结构的AVSlowFast模型作为基础网络,通过视频慢通道、视频快通道、音频通道有效挖掘在视觉和听觉2种模态下的相关行为特征,并基于多层次侧向连接深入融合视听觉模态信息.在此基础上,该研究在特征融合后期引入高斯上下文变换器通道注意力模块,在不新增模型参数的条件下进一步优化高维多模态三维特征的融合效果,提高行为识别的准确率.该研究以哺乳期母猪为对象,采集实际养殖环境中的音频与视频数据进行试验,试验结果表明基于改进AVSlowFast音视频融合模型识别进食、哺乳、睡眠、拱栏、饮水、日常活动6种关键行为的平均精确率与召回率分别为94.3％和94.6％.与基于SlowFast的单模态行为识别方法相比,该研究提出的方法对6种行为识别的平均Fl分数上显著提升了 12.7个百分点,为实现畜禽多模态行为监测提供了一种有效思路.

    行为识别母猪行为监测音视频融合多模态通道注意力机制AVSlowFast

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    基于改进BlendMask模型的苹果识别与定位方法

    白晓平蔡皓月王卓张懿文...
    191-201页
    查看更多>>摘要：针对实际自然环境中果实被遮挡、环境光线变化等干扰因素以及传统视觉方法难以准确分割出农作物轮廓等问题,该研究以苹果为试验对象,提出一种基于改进BlendMask模型的实例分割与定位方法.该研究通过引入高分辨率网络HRNet,缓解了特征图在深层网络中分辨率下降的问题,同时,在融合掩码层中引入卷积注意力机制CBAM(convolutional block attention module),提高了实例掩码的质量,进而提升实例分割质量.该研究设计了一个高效抽取实例表面点云的算法,将实例掩码与深度图匹配以获取苹果目标实例的三维表面点云,并通过均匀下采样与统计滤波算法去除点云中的切向与离群噪声,再运用球体方程线性化形式的最小二乘法估计苹果在三维空间中的中心坐标,实现了苹果的中心定位.试验结果表明改进BlendMask的平均分割精度为96.65％,检测速度34.51帧/s,相较于原始BlendMask模型,准确率、召回率与平均精度分别提升5.48、1.25与6.59个百分点;相较于分割模型SparseInst、FastInst与PatchDCT,该模型在平均精度变化不大的情况下,检测速度分别提升6.11、3.84与20.08帧/s,该研究为苹果采摘机器人的视觉系统提供技术参考.

    图像识别图像分割深度学习苹果HRNetCBAMBlendMask

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    基于改进Mask-RCNN算法的作物害虫分类识别

    张佳敏闫科王一非刘杰...
    202-209页
    查看更多>>摘要：智能虫情测报灯对农业生产中及时察觉虫害、虫灾问题有重大作用,准确的害虫分类识别为虫情测报提供可靠数据支撑的关键.该研究对智能虫情测报灯所需核心识别算法进行改进,针对分类目标多尺度、存在多种相似非目标害虫干扰、易产生目标粘连等问题,提出一种基于改进Mask-RCNN(mask region-based convolutional neural network)模型的害虫图像智能识别模型.该模型使用DeAnchor算法改进Mask-RCNN的锚框引导机制,使用NDCC(novelty detection consistent classifiers)训练分类器进行联合分类和检测,改善非目标杂虫的误识别问题.改进后模型对无杂虫、不同虫体密度图像的识别准确率最高达到96.1％,最密集时可达90.6％,在仅有非目标的图片识别中,误检率降至9％,非目标与目标共存且密度为40虫/图的误检率降至15％.试验表明,该文所提模型在现有分类模型的基础上,增强了对密集区域的检测能力,改善了非目标误识别问题,在实际检测环境下的害虫分类识别精度更高,可为虫害防治工作提供数据参考.

    目标检测虫害防治分类识别MaskRCNN粘连目标

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    面向松木表面缺陷检测的改进RT-DETR模型

    胡继文张国梁沈明哲李文浩...
    210-218页
    查看更多>>摘要：为提高松木表面缺陷检测精确度,保证检测速率,该研究提出一种改进RT-DETR的检测模型RIC-DETR.首先,从木材表面缺陷公开数据集中获取图片,并进行标注及数据增强,构建一个包含13 642张图片的表面缺陷数据集;其次,对比VGG11、VGG13、ResNetl8和VanillaNet13等网络架构,选用计算复杂度低且检测精度较高的ResNetl8作为主干特征提取基准网络;然后,引入反向残差移动模块更新ResNet18中的基本块,扩展模型的感受野,改善层间的特征交互;最后,使用EfficientViT模型中的级联分组注意力机制对反向残差移动模块进行二次创新改进,降低计算资源的消耗,提升模型的表达能力.试验结果表明,RIC-DETR的精确率、召回率、平均精度均值分别为95.4％、96.0％、97.2％,均优于目前主流的YOLO系列模型,对比基准模型RT-DETR,RIC-DETR在保持高精度的情况下,参数量、浮点运算量和内存占用量大幅减少,分别降低了 54％、57％、52％,同时检测速度可达63.5帧/s.RIC-DETR模型具有复杂度低、准确率高、检测速度快的特点,可为松木的表面缺陷检测提供技术支持.

    木材模型松木表面缺陷检测RT-DETRRIC-DETRYOLO

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