《农业工程学报》2025年第19期导读

感谢山东理工大学智能化马铃薯生产技术与装备创新团队提供的封面图片“马铃薯机械化收获清选现场”

《农业工程学报》2025年第19期报道了包括：“创刊40周年”系列专题、专论与综述、农业机械化与装备工程、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32篇论文，来自国内82个高等院校和科研院所及企事业单位，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、中国农业科学院、中国矿业大学、河海大学、山东理工大学、贵州大学等。所有研究均受省部级及以上项目资助（共计85项），其中国家重点研发计划项目（12项）、国家自然科学基金项目（15项）等，共计27项。

01

李灯华研究员和李干琼研究员团队聚焦智慧种植应用场景，系统介绍和比较了纳米传感器中应用的各类先进材料；阐述了电化学传感、荧光共振能量转移以及表面增强拉曼散射等各类关键技术的传感原理、工作机制和特点；同时，重点探讨了纳米传感器在各种智慧种植关键领域中的最新应用进展和技术前沿；最后，针对纳米传感器实际应用中面临的稳定性和鲁棒性等挑战，提出提高传感器的选择性和稳定性、开发多模态阵列式传感器系统、促进人工智能技术与纳米传感器深度融合、强化纳米传感器与农业设备互联互通等发展方向和解决方案。

李灯华，张富铖，李干琼，等. 纳米传感器在智慧种植中的应用：进展、挑战与展望[J]. 农业工程学报，2025，41(19)：1-18. DOI:
10.11975/j.issn.1002-6819.202503096

02

李志合教授团队系统综述了生物炭的制备方法及装备、影响生物炭理化性质的关键因素、以及生物炭对土壤和作物的影响，归纳总结了关键影响因素及相关机理，探讨了生物炭应用的风险及应对措施，并提出未来研究提议。一方面，生物炭还田具有改善土壤条件、直接提供或促进养分供给、改善土壤微生物群落结构及酶活性等优势；另一方面，生物大量施用土壤，可能存在环境风险和健康风险，需要全面评价其经济、社会和生态效益，并采取适当优化措施。研究旨在推动生物炭产业健康发展，助力生物炭在农业高质量发展进程中发挥更大作用。

高亮，李志合，王芳，等. 生物炭在土壤改良中的应用进展与风险分析[J]. 农业工程学报，2025，41(19)：19-31. DOI:
10.11975/j.issn.1002-6819.202504093

03

臧英教授和张明华副研究员团队结合切割挤压及滑切原理，设计了一种组合式稻麦兼用播种开沟器，利用双圆盘开沟部件与滑切部件协同配合开出种沟。开沟器的最优参数组合为：圆盘夹角 16°、入土角 40°、竖直距离 14 mm。以此参数组合开展的土槽试验结果相较于稻麦轮作区常用双圆盘开沟器，工作阻力减小了 13.74%，回土率增加了 20.41%，土壤扰动宽度减小了 6.25%。所设计的开沟器作业效果满足稻麦播种农艺要求。

臧英，罗锋，黄子顺，等. 组合式稻麦兼用播种开沟器设计与试验[J]. 农业工程学报，2025，41(19)：42-53. DOI:
10.11975/j.issn.1002-6819.202412199

04

舒彩霞副教授和袁佳诚博士针对丘陵山地油菜产区田块小、分布不聚焦，油菜机械化脱粒清选装备匮乏，且小型脱粒清选装备作业过程中籽粒损失大等问题，提出了一种集鱼鳞式双压辊强制喂料、纹杆钉齿组合式脱粒分离和旋风分离清选功能为一体的油菜收获工艺方案，研制了 5TYC-120A 型油菜脱粒机。通过多目标参数寻优求解，确定最优作业参数组合。田间试验结果表明脱粒清选损失率为 4.78%，含杂率为 3.98%。研究结果可为油菜低损脱粒清选收获技术及装备研制提供参考。

舒彩霞，易澎，吴重玖，等. 丘陵山区轻简型油菜脱粒机设计与试验[J]. 农业工程学报，2025，41(19)：54-64. DOI:
10.11975/j.issn.1002-6819.202501062

05

魏忠彩副教授和张祥彩副教授设计了一种用于马铃薯收获后入库前的气力清秧除膜装置。在阐述装置主要结构与工作原理的基础上，对分离腔内的薯杂混合物运动过程和筛面抛掷分离能力进行分析，为关键参数的确定提供理论支撑。通过 CFD-DEM耦合，分析了振动分层与气力悬浮耦合作用对薯杂混合物清选效果的影响。较优参数组合下洁净率为 97.2%， 破皮率为 0.98%，研究结果可为非接触式马铃薯气力柔性清选装置的研发和优化提供参考。

魏忠彩，田治浩，王法明，等. 基于振动分层与气力悬浮的马铃薯收获后清秧除膜过程分析与试验[J]. 农业工程学报，2025，41(19)：65-75. DOI:
10.11975/j.issn.1002-6819.202504224

06

董静高级工程师团队提出了纵向搜索模型结合贯通域匹配实时导航线提取方法。试验表明，该方法在多种作物分布形态下提取的导航线平均精度为 93.35%，处理 960×540 像素 RGB 图像的单帧耗时约 95 ms，满足实时检测要求。该算法在作物分布复杂的非理想环境下具有鲁棒性与实时性，可为农业机器人提供有效的视觉导航支持，确保作业安全。

董静，刘长斌，王成，等. 面向大田作物碎散分布场景的田垄导航线检测[J]. 农业工程学报，2025，41(19)：108-117. DOI:
10.11975/j.issn.1002-6819.202412107

07

盛锋副教授团队为系统评估鄂东南地区不同双季稻品种组合对稻田温室气体排放及产量的影响，同时为当地农户品种组合选择提供理论支持，选取 2 个早稻品种（EZ18 和 LY287）和 3 个晚稻品种（JY38、TY398 和 EJ403），设置 6 种组合。在机械化种植模式下，采用裂区设计开展2021—2022 年大田试验，探讨了不同双季稻品种组合对稻田甲烷和氧化亚氮排放、碳足迹、产量及净生态系统经济效益的影响。结果表明：LY287 与 TY398、JY38 分别组合的双季稻组合具有较高的产量、净生态系统经济效益及较低的碳排放，适宜双季稻机械化绿色低碳高产栽培。

黄绒，王志超，盛锋，等. 不同双季稻品种组合对稻田温室气体排放及产量的影响[J]. 农业工程学报，2025，41(19)：147-155. DOI:
10.11975/j.issn.1002-6819.202502156

08

兰玉彬教授团队基于 YOLOv10n 提出一种改善的检测模型 MALYOLOv10n。第一，将骨干网络中传统的 C2f 模块替换为融合了感受野注意力卷积与卷积注意力机制的 RFAM-C2f 模块。其次，引入双向特征金字塔网络，提升对小目标果梗的感知效果。最后，在颈部网络中引入部分卷积，减少模型参数量并提高计算效率。与 YOLOv10n 相比，MALYOLOv10n 模型的准确率、召回率、平均精度分别提高了 3.1、3.3 和 2.5 个百分点。该研究可为复杂自然场景下的芒果自动化采摘提供技术支持。

李新龙，兰玉彬，王会征. 基于改善YOLOv10n的自然场景下芒果果实与果梗检测方法[J]. 农业工程学报，2025，41(19)：167-175. DOI:
10.11975/j.issn.1002-6819.202504002

09

任力生教授团队针对夜间肉牛图像可见度较低、行为特征模糊、噪声干扰等问题，提出一种低光照图像增强下的夜间肉牛行为识别方法。相较于低光照图象增强前，增强后 YOLOv11n 的平均精度均值提升了 2.5 个百分点；改善模型 CSF-YOLOv11n 对夜间肉牛行为检测平均精度均值达到了 94.3%，相比基础模型 YOLOv11n 提高了 4.9 个百分点；可视化结果表明 CSF-YOLOv11n 能有效关注不同行为关键特征区域。CSF-YOLOv11n 模型满足夜间肉牛基本行为的精准检测需求，可为肉牛健康监测与智能养殖提供技术支撑。

刘星宇，王芳，任力生. 基于改善YOLOv11n的低光照图像增强下夜间肉牛行为识别方法[J]. 农业工程学报，2025，41(19)：176-184. DOI:
10.11975/j.issn.1002-6819.202504060

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王娟副教授团队为在移动设备上高效、准确地检测复杂环境下的番茄虫害，以 YOLOv8n 为基线模型改善了轻量级番茄虫害检测模型 YOLOv8n-DFS。在该研究构建的蚜虫、烟粉虱、地老虎、棉铃虫和斜纹夜蛾等 5 种虫害数据集上，改善后的YOLOv8n-DFS 模型准确率、召回率和平均精度均值分别为 91.6%、89.1% 和 93.5%，比基线模型的相应指标分别提升了 0.6、2.0 和 0.4 个百分点。在边缘计算设备部署试验中， YOLOv8n-DFS 模型针对 33 例害虫识别任务，仅 2 例漏检、1 例误检。结果表明YOLOv8n-DFS 模型更加轻量化，检测效果更好。

王娟，李斯睿，王春山，等. 基于改善YOLOv8n的轻量级番茄虫害检测模型[J]. 农业工程学报，2025，41(19)：185-195. DOI:
10.11975/j.issn.1002-6819.202503049

11

邓书辉教授和崔卫国副教授为探究光伏-空气源热泵供热系统在严寒地区最冷季节运行时热泵的能效比和光伏发电效率特性，设计了一套光伏驱动空气源热泵供热系统，并获取了最冷日期的运行数据。在热泵定流量运行模式下，系统制热量和供回水温度与室外环境温度呈正相关，而热泵输入功率和供回水温差保持相对稳定。系统能量平衡分析表明，光伏发电量可满足热泵 16.7% 的用电需求，其余电能由电网补充。该研究可为严寒地区光伏-空气源热泵供热系统的优化设计与运行调控提供重大的理论依据和技术支撑。

邓书辉，李逸明，张昊，等. 光伏-空气源热泵供热系统在严寒地区鹅舍中的应用[J]. 农业工程学报，2025，41(19)：227-234. DOI:
10.11975/j.issn.1002-6819.202503016

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安萍莉教授团队采用 1980—2020 年全国 728 个气象站点逐日观测数据计算积温和降水量，揭示了长期气候在全国时空维度上的分布变化；基于作物需求与熟制特征确定水热指标，分析了不同熟制和作物潜在分布区的时空差异；利用县域复种指数、农作物播种面积等统计数据，用多模型机器学习拟合遥感数据，探寻耕地对气候变化的实际响应。该文更加全面地评估耕地利用对长期气候变化的响应，对粮食战略储备与地区农业生产潜力提升政策的制定有十分重大的科学与实际意义。

马若婧，陈思宇，马通途，等. 1980—2020年中国耕地利用对气候变化的潜在与现实响应[J]. 农业工程学报，2025，41(19)：262-274. DOI:
10.11975/j.issn.1002-6819.202505055

13

苑韶峰教授团队以浙江省为例，构建了城乡国土空间多功能评价指标体系，综合运用耦合协调度模型、复合系统协同度模型、Dagum 基尼系数和地理探测器等方法，分析了浙江省 2000—2020 城乡国土空间“三生”功能协同效应及其时空演变特征，并探究其驱动机制。研究期内人均 GDP、财政支出和农业保障是影响浙江省城乡国土空间综合功能协同演变格局的主导因素，各因子对城乡国土空间不同功能协同演变格局具有差异性，且各因子的交互影响以非线性增强效应为主。研究结果可为高度城镇化地区国土空间优化和城乡融合发展提供参考依据。

苑韶峰，吴妙豪，杨丽霞，等. 浙江省城乡国土空间“三生”功能协同效应时空演变、区域差异及驱动因素分析[J]. 农业工程学报，2025，41(19)：295-305. DOI:
10.11975/j.issn.1002-6819.202505083

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）。2024年入选中国“农业工程”和“遥感科学与技术”领域高质量科技期刊分级目录第一区（T1）。2024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二期”（中文领军期刊）项目支持。