《农业工程学报》2023年第16期导读

套路网2023-12-08 10:28:550阅

《农业工程学报》官网：http://www.tcsae.org/cn/article/2023/16

《农业工程学报》2023年第16期报道了包括：专论与综述、农业装备工程与机械化、农业水土工程、农业信息与电气技术、农业生物环境与能源工程、土地保障与生态安全、农产品加工工程等农业工程核心技术方面的部分最新科研成果。本期共刊发30篇论文，来自国内60个高等院校和科研院所及企业单位，包括中国农业大学、西北农林科技大学、华中农业大学、华南农业大学、南京农业大学、沈阳农业大学、中国科学院、中国农业科学院、中国水利水电科学研究院等。所有研究均受省部级及以上项目资助（共计63项），其中国家级项目24项（国家重点研发计划项目6项，国家自然科学基金项目16项）。

感谢浙江工商大学苑韶峰团队提供的封面图片“杭州余杭区永久基本农田集中连片整治项目实景图”。

穆维松教授团队通过对知识图谱及其构建技术进行梳理，分析了知识图谱构建的模式，从本体构建、知识抽取、知识融合、知识推理、知识图谱存储及可视化 5 个方面综述了农业知识图谱构建的关键技术应用进展与难点，阐述了知识图谱在农业领域的应用方向和发展趋势，并提出未来应关注基于知识图谱的农产品电商推荐、动态农业知识图谱的构建、跨领域知识图谱的构建与关联等方面。该综述可为知识图谱在农业领域的研究与应用提供参考。

穆维松，刘天琪，苗子溦，等. 知识图谱技术及其在农业领域应用研究进展[J]. 农业工程学报，2023，39(16)：1-12. doi: 10.11975/j.issn.1002-6819.202210028

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杨秀丽和齐龙博士团队基于提高肥料利用率、降低肥料对水田的污染等问题，结合侧深施肥技术与液肥优点，研制了一种水田滑刀开沟—气力引射式液肥雾化侧深施肥装置。该装置采用滑刀式开沟器开沟，利用气力引射式雾化施肥器雾化和引射液肥，将液肥侧深施于水稻根区附近土壤。试验结果表明，该装置各项指标满足水稻液肥侧深施肥作业要求。研究结果可为水田液肥侧深施技术的应用提供参考。

杨秀丽，陈彬，邢航，等. 滑刀开沟-气力引射式液肥雾化侧深施肥装置设计与试验[J]. 农业工程学报，2023，39(16)：13-25. doi: 10.11975/j.issn.1002-6819.202212124

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李明玉博士等采用自主研发设计的柔性壁水-气联合渗透测试装置，测定不同生物炭掺量和干密度的生物炭-黏土混合土的饱和渗透系数和渗气系数，得到生物炭掺量、干密度与渗气系数和渗水系数间的关系曲线。建立生物炭掺量和干密度双变化条件下的渗气渗水函数，并通过验证组验证该函数的适用性。研究结果表明渗气渗水函数基于易测定的渗气率作为自变量，同时又考虑了干密度和生物炭掺量的影响，能快速、准确地确定土样的渗水系数。利用该函数计算得到的渗水系数和试验实测值吻合程度较好，表明该函数具有一定的适用性。该研究结果可为快速、准确确定渗水率，定量描述非饱和土孔隙中水气运动之间的相互影响提供理论支撑。

李明玉，郭进军，张艳星. 生物炭改性黏土的渗水渗气特性及其函数关系[J]. 农业工程学报，2023，39(16)：54-61. doi: 10.11975/j.issn.1002-6819.202305098

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郭自春博士等为探明砂姜黑土区适宜的秸秆还田方式，进一步培肥改良耕地地力，研究利用砂姜黑土连续 6年耕作与秸秆还田定位试验，探究不同秸秆还田方式（免耕还田、旋耕还田、深翻还田）对砂姜黑土不同土层有机碳及其组分颗粒有机碳、矿物结合态有机碳和孔隙结构的影响。研究表明：深翻还田能有效促进深层（>10～40 cm）土壤有机碳和颗粒有机碳积累以及大孔隙网络结构的形成，对于砂姜黑土区秸秆资源利用效率和耕地质量协同提升量具有重要作用，可作为该区域适宜的还田方式。

丁天宇，郭自春，钱泳其，等. 秸秆还田方式对砂姜黑土有机碳组分和孔隙结构的影响[J]. 农业工程学报，2023，39(16)：71-78. doi: 10.11975/j.issn.1002-6819.202305110

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陈兵旗教授团队针对复杂果园环境中，传统机器视觉算法难以处理光影变化、遮挡、杂草等因素的干扰，导致导航道路分割不准确的问题，提出了一种改进 YOLOv7 的果园内导航线检测方法。试验结果表明，改进 YOLOv7 模型检测精度为 95.21%，检测速度为 42.07 帧/s，相比于原始 YOLOv7 模型分别提升了 2.31 个百分点和 4.85 帧/s，能够较为准确地识别出树干，且对树干较密的枣园图像也能达到较好的检测效果；提取到的定位参照点与人工标记树干中点的平均误差为 8.85 cm，拟合导航线与人工观测导航线的平均偏差为 4.90 cm，处理 1 帧图像平均耗时为 0.044 s，能够满足果园内导航需求。

彭书博，陈兵旗，李景彬，等. 基于改进YOLOv7的果园行间导航线检测[J]. 农业工程学报，2023，39(16)：131-138. doi: 10.11975/j.issn.1002-6819.202305207

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李光辉教授团队针对探地雷达异质土壤环境下树木根系检测图像存在背景杂波，影响检测精度，并且其数据的解译自动化程度低、成本高的问题，该研究提出一种基于深度神经网络的探地雷达杂波抑制和根参数预测方法。首先引入注意力机制优化 U-net 模型构成杂波抑制网络，更好地关注目标根系的双曲线反射，去除土壤异质性和雷达天线之间耦合带来的杂波影响，然后将杂波抑制前后的两张图像并行输入根参数估计网络，利用 inception 的多尺度感受野，挖掘全局特征和局部特征，同时预测根深度和根半径。利用仿真数据和合成真实数据构成的数据集验证方法的可行性，并完成了实地埋根试验。埋根试验的结果证明该方法对于根半径预测的最大误差为 1.85 mm，根深度预测的最大误差为 13.6 mm，平均相对误差为 6.55%，实现了对根半径和根深度的准确预测。研究结果有助于为果树健康管理以及为古树名木保护提供决策参考。

李光辉，马嘉辉，王哲旭，等. 基于深度神经网络的探地雷达杂波抑制和根参数预测方法[J]. 农业工程学报，2023，39(16)：171-180. doi: 10.11975/j.issn.1002-6819.202304139

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方慧和仝宇欣副研究员等为了增加植物工厂多层栽培模式中作物冠层内部气流扰动和简化通气管道施工工艺，研究设计了一种集栽培床和通风管路于一体的导气栽培槽。测试通风调温效果试验结果表明，相比于传统通风模式，该研究设计的导气栽培槽能够将气流输送到植物冠层内部，直接调节作物生长区域的微环境，避免了由于植物叶片的阻挡导致气流在冠层形成绕流的现象，提高了植物工厂通风控温均匀性和效率。该研究设计的同时通风系统与栽培槽一体成型，现场安装便捷。在未来植物工厂建造中，具有较大的推广价值。

方慧，张义，伍纲，等. 植物工厂导气栽培槽通风对冠层环境影响模拟[J]. 农业工程学报，2023，39(16)：208-214. doi: 10.11975/j.issn.1002-6819.202305005

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于威讲师和丁小明研究员等为深入了解两连跨日光温室热环境性能，基于计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）模型分别对两连跨和单跨日光温室热环境进行模拟，并提取各围护结构表面热流和温度、土壤温度和空气温度进行对比分析。结果表明，在相同外界气候条件下，两连跨日光温室比单跨日光温室夜间气温高 1.7～3.8 ℃，土壤温度高 2.9～3.0 ℃，墙体内表面温度高2.9～7.9 ℃；两连跨日光温室的土壤和墙体在夜间，持续向南侧棚室放热，热流稳定。相比单跨日光温室，两连跨日光温室地表土壤温度和室内气温波动较小，热环境调节能力明显提升。该研究结果可为两连跨日光温室的结构优化、耕种管理等提供参考。

于威，刘文合，白义奎，等. 基于CFD的两连跨日光温室热环境模拟[J]. 农业工程学报，2023，39(16)：215-222. doi: 10.11975/j.issn.1002-6819.202305209

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张青峰教授团队为了探索科学客观的基本农田划定方法，实现将集中连片和优质稳定的耕地划为基本农田的目标，有效保护耕地和保障国家农业生产安全，以陕西省咸阳市为例，引入耕地生态价值和政策条件多维度评价耕地质量，结合耕地质量空间集聚类型划定耕地保护分区；采用缓冲区分析法识别耕地连片性，耦合耕地保护分区和耕地连片等级，尝试探索“连片优先、质量优良、数量约束”的基本农田划定流程。将全市耕地划为优先保护区、适宜保护区、重点整治区和全面治理区 4 个保护分区并提出保护建议。研究方法可为优化耕地布局提供新思路，研究结果在一定程度上可为咸阳市下一阶段的基本农田调整与划定提供借鉴。

李丁一，魏舟，童亚文，等. 引入耕地生态价值的咸阳市基本农田划定[J]. 农业工程学报，2023，39(16)：256-265. doi: 10.11975/j.issn.1002-6819.202304184

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谭佐军教授团队为了减少瓜类嫁接苗的愈合管理时间，实现快速准确判别嫁接苗早期愈合状态，以制备的氮硫掺杂碳点为荧光示踪材料，探究了西瓜嫁接苗早期愈合状态无损检测的高光谱荧光示踪成像方法。高光谱荧光示踪图像及光谱分析结果表明，利用氮硫掺杂碳点进行荧光示踪，通过高光谱成像仪对瓜类作物早期愈合状态高通量表型的鉴定，能快速、自动、无损地获取嫁接苗愈合的情况。相较于对照组，经氮硫掺杂碳点处理后第 12天的处理组西瓜嫁接苗， 根系增长量提升了78.7%，叶面积增长量提升了 61.4%。因此，该研究方法可以提早判别嫁接苗的愈合连通，促使瓜类嫁接苗提早移栽，并且氮硫掺杂碳点处理可以促进嫁接苗叶面积和根系的生长，达到种苗壮苗的作用。

谭佐军，蔡霞，阿克拜尔江·卡德尔，等. 高光谱荧光示踪无损检测瓜类作物嫁接苗愈合状态[J]. 农业工程学报，2023，39(16)：276-282. doi: 10.11975/j.issn.1002-6819.202305203

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农业工程是一个综合性的交叉学科，是现代科学、技术和工程与农业产业化、现代化的有机结合。经国务院学位委员会研究批准，农业工程为工学门类下属“一级学科”，下设4个二级学科专业：农业机械化工程、农业水土工程、农业生物环境与能源工程、农业电气化与信息化；农业工程类下设 7个本科专业目录：农业工程、农业机械化及其自动化、农业电气化、农业建筑环境与能源工程、农业水利工程、土地整治工程、农业智能装备工程。本刊为中国科学技术协会所属全国一级学会中国农业工程学会主办的一级学报，面向全球读者，刊载农业工程一级学科及其相关工程技术研究新成果。本刊被EI Compendex（核心版）、Scopus、CA、CSA、CAB Abstracts、CSCD、《中文核心期刊要目总览》、《中国科技核心期刊目录》等权威数据库收录。本刊在农业工程类期刊排名中多项位列第一，2015年入选国家新闻出版广电总局“百强报刊”，多年连续入选“中国最具国际影响力学术期刊”“百种中国杰出学术期刊”“中国精品科技期刊”“RCCSE中国权威学术期刊”“科技期刊数字影响力100强”等。2019年获得中国科协等七部委联合实施的“中国科技期刊卓越行动计划”项目支持。2020年入选中国农林领域高质量科技期刊分级目录第一区（T1）。