摘要:拖拉机在农业生产中已得到广泛应用，但频发的拖拉机侧翻事故已成为农业安全生产的焦点问题之一。拖拉机侧翻具有突发性和快速性，目前缺少关于拖拉机侧翻研究的可靠理论支撑和技术保障。该文重点综述了国内外与拖拉机侧翻动力学特征描述相关的研究成果，回顾了拖拉机侧翻机理和侧翻影响因素的研究进展，总结了侧翻保护装置研究基础与技术成果，系统梳理了侧翻风险评价方法研究成果及防侧翻系统设计的研究进展，总结了适用于侧翻机理分析和理论验证的试验方法。展望了拖拉机防侧翻及侧翻保护的研究重点和发展方向：自适应侧翻动力学模型及侧翻风险评价模型构建；多形式的主动防侧翻执行机构设计；考虑不同驾驶模式的防侧翻多目标协同控制研究；侧翻保护装置与主动防侧翻预警的融合发展。研究内容可为拖拉机防侧翻基础研究和产品研发提供参考。

摘要:发展循环农业是践行生态文明思想的实际行动，是农业绿色高质量发展的重要内容，也是发展农业新质生产力的有力抓手。该研究明确了源头减量、过程循环、产出高值和全程低碳是循环农业的重要内涵特征，总结了党的十八大以来中国在投入品减量增效、废弃物资源化水平提升、减污降碳作用增强和产业增值增效等方面取得的成效，分析了发达国家在发展循环农业过程中在法律体系、集成模式、管理机制、技术装备和宣传教育等方面的先进经验做法，结合实际提出了中国发展循环农业应重点构建种植业内部循环、种养间循环、产加销循环和生产生活循环4个循环系统，并建议从推进结构调整、加强科技支撑、强化法规政策、促进协同发力等四条路径推进循环农业发展。该研究可为新时期加快推进中国循环农业的发展提供理论依据和实践参考，助力农业强国建设。

摘要:农业工程泛指农业工程技术、农业工程学科及农业工程建设三方面的内容，是实现农业现代化的重要支撑。以农业工程服务对象的拓展为主线，对美国、欧洲和东亚等典型国家与地区的农业工程发展进程及特征进行剖析，提炼、归纳得出世界农业工程发展的演进规律；结合中国农业农村发展阶段，演绎推理中国农业工程发展所处阶段，结合中国国情、中国农业发展阶段及乡村振兴的内涵和需求，分析乡村振兴战略支撑农业工程阶段。结果表明，按服务对象的拓展，世界农业工程经历了4个阶段：前期服务于简单农业生产的农业工程技术阶段、为农业生产服务的农业工程学科产生和发展阶段、服务对象拓展到农业生产与农村建设并重的阶段、服务对象拓展到生物系统的生物系统工程阶段；世界农业工程的发展表现为前期注重生产、后期生产生活并重，其发展受到其他科技发展的影响，变化的原动力为社会需求。结合中国农业农村发展的阶段及特色、“三农”发展策略，世界农业工程演进透视出乡村振兴对农业工程第三阶段的社会需求：应大力发展同时注重农业与农村发展的农业工程，当然，作为农业工程学科的世界前沿生物系统工程，是中国农业工程学科发展的必然方向。该研究得到世界农业工程演进规律，分析提出服务于乡村振兴的农业工程战略重点。为中国农业工程发展提供参考。

摘要:根据南方丘陵山区油茶种植区立地条件，该研究提出一种轮式油茶果采收一体机。整机主要由行走机构（底盘、控制系统）、连接机构（连接装置）与作业机构（采摘装置、收集输送装置）组成，配套动力17 kW，可实现油茶果快速采摘和自动化收集作业，机具整体长2.34 m，宽0.8 m，高1.15 m。采摘装置与收集输送装置作为整体与底盘通过抬升装置相连，根据整机通过性能和作业要求，抬升装置控制作业机构位置。将激振器后置于输送机构上并整体柔性悬挂于机架上，隔振的同时使结构更紧凑；根据油茶果的输送、除杂要求设计链式输送装置，输送线速度为2.0 m/s；基于底盘结构布局和动力传动要求，进行轮式底盘动力与结构匹配，实现柴油机悬置角度随坡可调，主变速箱采用蜗轮蜗杆传动，并可在坡地安全驻车。试验表明：轮式采收一体机作业效率为40株/h，采净率大于85%，损花率小于8%；机具行驶速度调节范围为0～5 km/h，作业机构高度调节范围为0～300 mm，机具爬坡角度可达19°，最大横向倾翻角15°，满足坡地油茶果采收作业要求。

摘要:由于孜然籽粒粒径小、脱出物外形尺寸相似，且缺少专用的清选装置，导致孜然籽粒的清选含杂率高、清选效率低。该研究在孜然籽粒特有物理特征分析的基础上，结合现有各类清选装置的工作原理，设计了一种风筛式孜然清选装置，开展了具有针对性的清选装置关键部件的设计，包括复合式双层筛、贯流式风机、风挡拦截装置等。通过气固耦合仿真技术对清选流场压力分布、气流速度及清选物料固相运动规律进行分析，验证装置结构设计合理性，确定影响清选效果的主要因素为风速、振动频率、入风角度；将风速、振动频率、入风角度作为试验因素，以损失率及含杂率为评价指标，通过三因素三水平正交试验，得到自变量与清选效果的二次多项式响应面回归模型，并通过多元回归拟合分析得到清选装置最优工作参数为：风速10.27 m/s，振动频率4.07 Hz，入风角度20.26°。根据最优参数自制试验台架进行验证试验，得到孜然籽粒清选后的平均损失率、含杂率分别为3.40%和5.28%，损失率、含杂率的理论预测值与台架试验结果的相对误差分别为0.94%、1.73%，证明回归模型具有较高的准确性，孜然脱粒机清选装置的设计满足孜然籽粒清选作业标准。

摘要:为了提高插秧机路径跟踪系统的控制精度和鲁棒性，该研究提出一种基于反馈线性化的模糊预测函数控制方法。在Frenet坐标系下建立插秧机运动学模型，并采用状态反馈方法对模型进行精确线性化处理，通过选取Morlet小波函数作为基函数，以及依据横向误差、横向误差变化率和参考路径曲率设计模糊规则在线调整性能指标函数中的加权系数，进而运用预测函数控制算法求解路径跟踪控制律。Matlab/Simulink仿真试验结果表明，当插秧机作业速度为0.5、1.0、1.5 m/s时，对于直线路径跟踪情况，模糊预测函数控制的横向误差均渐近趋于0，行驶轨迹皆无超调，上线距离分别为1.2、2.3和3.3 m；对于曲线路径跟踪情况，模糊预测函数控制的横向最大绝对误差分别为0.7、2.4和5.1 cm，横向标准差分别为0.4、1.5和2.8 cm。与常规模型预测控制相比，模糊预测函数控制在确保路径跟踪系统实时性的前提下，提高了系统的控制精度，改善了系统的动态性能，并且对作业速度与参考路径曲率变化具有更强的鲁棒性。水田实车试验结果表明，模糊预测函数控制能够使插秧机在不同作业速度下平稳有效地跟踪参考路径，并具有较高的控制精度和鲁棒性；当插秧机作业速度为0.5、1.0与1.5 m/s时，模糊预测函数控制的横向最大绝对误差分别为5.9、7.5和9.8 cm，直线路径横向标准差分别为1.4、1.7和2.7 cm，曲线路径横向标准差分别为2.5、3.6和5.5 cm，跟踪效果满足插秧机实际作业要求。该研究可为插秧机路径跟踪预测控制方法研究提供参考。

摘要:为解决强噪声、低光照、高湿度环境下循环水养殖车间水质巡检难题，该研究提出基于三维激光雷达定位技术的水质巡检系统，同时采用多目标遗传算法求解考虑5个主要因素（包括安全性、距离、平稳性、行程持续时间和无碰撞路径）的机器人最佳巡检路径，并通过试验验证水质巡检系统可行性。研究结果表明，当巡检系统以0.5 m/s巡航时，实际导航路径与目标路径的最大横向偏差为7.2 cm，最大纵向偏差为6.3 cm，最大航向偏差为 6.9°；基于多目标遗传算法的路径规划相较于多目标进化和随机同源类查找器方法，在行驶路径相同的条件下路径规划时间分别减少了31%和42%，在同一路径且障碍物数量相同的条件下障碍物碰撞率分别降低了15%和31%。研究结果可为养殖车间水质巡检系统研发提供参考。

摘要:等效液滴速度和粒径是衡量喷头喷洒质量和液滴破碎程度的重要参数。为改进和发展液滴等效指标计算方法，该研究提出一种能量加权的液滴等效指标计算方法；基于5种类型喷头喷洒液滴数据，对比能量加权方法与其他类型方法计算结果的特点和差异；建立能量加权等效指标与其他类型指标的回归关系。结果表明：1）能量加权等效方法计算的液滴等效速度和等效粒径可以表征出能量贡献率高的液滴特征；2）经验公式计算的液滴终端速度与能量加权等效液滴速度存在较好的指数回归关系，和体积有关的等效粒径与能量加权等效液滴粒径存在较好的指数回归关系，决定系数均大于0.8；3）基于能量加权的等效液滴动能可以较好地估计单位时间和单位面积的降水动能，对数回归关系的决定系数为0.84。研究结果可为从能量角度反映液滴的平均特征提供思路。

摘要:滴头的抗物理堵塞性能测试是滴头设计研发和选型应用工作中的重要内容，但该测试程序中统一化、标准化的试验水源研究仍处于探索阶段。针对此问题，该研究将市售石英砂和天然黄河沙作为致堵物质分别开展滴头抗堵塞性能测试，探究采用石英砂配制标准水源的可行性。将两种颗粒筛分为≤0.063 mm、＞0.063 ～ 0.075 mm、＞0.075 ～ 0.090 mm三个粒径范围，分别设计粒径质量比1:1:1、4:1:1、1:1:4和浓度1.0、2.0、3.0 g/L组合配制试验水源，开展5种滴头的抗堵塞性能测试，采用堵塞偏差评价试验期间两种颗粒条件下滴头平均相对流量的差距，利用堵塞结果区分度评价试验结束时5种滴头堵塞程度之间的差异情况，并从石英砂和黄河沙的粒径组成、外观形貌特征对试验结果进行分析。结果表明：1）黄河沙颗粒圆度高，黏粒含量极低，而石英砂颗粒圆度低、棱角多，黏粒含量高。两者粒径组成和外观形貌上的差异导致相同条件下石英砂的堵塞结果比黄河沙严重，继而导致石英砂的堵塞结果区分度在颗粒浓度低/高时分别呈现出高于/低于黄河沙的结果。2）1.0 g/L或>0.075 ～ 0.090 mm颗粒含量多时，石英砂与黄河沙的堵塞偏差大，3.0 g/L或≤0.063 mm颗粒含量多时，两者堵塞偏差小。3）从单个滴头流量变化特征来看，所有处理下的滴头单次流量降幅均呈现两个集中分布区（100%和20%左右），且黄河沙和石英砂条件下都存在相似的堵塞后流量恢复和流量过载（超过额定流量）的现象，但石英砂的流量过载时的流量平均值和最大值比黄河沙更大（2.0 g/L+1:1:4处理除外）。4）从滴头平均流量的堵塞偏差、单个滴头流量变化特征、堵塞结果区分度3方面综合考虑，当浓度为2.0 g/L、≤0.063 mm、＞0.063 ～ 0.075 mm、＞0.075 ～ 0.090 mm三个粒径组质量比为1:1:1时，石英砂可以替代黄河沙作为滴头抗堵塞性能测试的标准水源。该研究可为滴头抗物理堵塞性能测试的标准化提供科学依据。

摘要:非点源（non-point source，NPS）污染风险评价是有效管理流域水环境的重要前提。了解流域非点源污染风险的时空特征，对于流域非点源污染风险研究和科学管理具有重要意义。基于此，该研究针对王快水库这一北京重要战略水源地，开展基于水环境容量的非点源污染风险研究，分析丰水年汛期与非汛期、平水年汛期与非汛期、枯水年汛期与非汛期6个时期的土壤养分流失的时空分布特征。结果表明：1） 在模型校准期与验证期，径流、总氮（TN）和总磷（TP）的纳什效率系数（Nash-sutcliffe efficiency coefficient，NSE）大于0.5，平均绝对百分比偏差（mean absolute percentage error，MAPE）在0~1之间，决定系数（R²）大于0.6，模型结果均满足模型的精度要求。校正后的SWAT模型能较好地再现该流域的径流和养分（即总氮和总磷）过程。2） TN和TP在不同水文时期的非点源污染风险具有明显的时空异质性。其中，枯水年非汛期TN污染高风险区所占比例最大，枯水年汛期TN高风险区所占比例最小。丰水年汛期TP高风险区比例最大，平水年汛期TP高风险区比例最小，这主要是降水的直接影响。3） 冗余分析发现，该流域TN和TP的流失风险与污染物通量、上游输入浓度与水环境容量存在相关关系，验证了对王快水库上游流域展开多尺度的NPS污染风险分析是有必要的。研究结果可为流域时空尺度上的NPS污染控制提供有效的依据。

摘要:土壤水分是影响农业生产和生态环境的关键变量，准确获知土壤水分空间分布信息具有重要意义。宇宙射线中子法（cosmic ray neutron probe, CRNP）可以实现对田块尺度土壤水分的连续观测，但其在不同地理环境及植被覆盖类型条件下观测土壤水分的能力还需要进一步加深理解。该研究在全球范围内选择了具有代表性的16个观测站点数据，采用统一的数据处理流程和土壤水分估算方法，开展了不同植被覆盖条件下的CRNP土壤水分观测能力的系统性综合比较。结果表明，总体而言，CRNP观测对土壤水分的动态变化敏感性强，且能够明确响应降水事件。在草地覆盖条件下，除1个站点结果相对较差外，其他站点表现出了非常高的土壤水分估算精度，RMSE最优达0.03 cm³/cm³，Bias最优达-0.01 cm³/cm³，R²高达0.93；对于农田和森林覆盖的站点，观测结果质量仍然较高，RMSE最优为0.05 cm³/cm³，ubRMSE最优为0.03 cm³/cm³，Bias最优为0.006 cm³/cm³，R²最优为0.88；在灌木地区，所选站点的CRNP观测效果受局地环境强烈影响，土壤水分估算精度存在较大差异。研究有助于深入了解CRNP观测土壤水分的能力和潜力，为在不同植被覆盖下应用CRNP观测捕捉田块尺度土壤水分时空变化信息提供科学依据和参考。

摘要:泥沙含量是量化水土流失规律和土壤侵蚀过程的重要物理量，针对目前泥沙含量测量方法误差大，时效性差等问题，该研究研发了一种泥沙含量快速测量装置。该装置利用体积-质量转换原理测量泥沙含量，主要包括定体积溢流采样模块、称量模块和控制模块，体积较小，便于携带。试验结果表明，该装置测量结果服从正态分布，标准差为0.69 g/L，相对误差均值仅为3.64%，最高测量准确度高达99.75%，相对误差<5%的样本占样本总数的74.36%，表明该装置测量精度和准确性较高。此外，利用该装置在野外部分河段测量河流瞬时泥沙含量，发现本装置与烘干法测得的泥沙含量平均相对误差为6.13%，并且测量结果远远高于以往的研究结果，在一定程度上说明该地区河流输沙量增大。该装置可快速高效的测量泥沙含量，有望替代传统的烘干法开展区域水土流失调查。

摘要:针对目标检测算法无法较好适配倾斜目标，且算法参数量大难以部署到嵌入式设备等问题，提出了一种带旋转定位框的改进YOLOv7的香蕉目标检测和定位方法，引入GSConv模块降低计算复杂度和参数数量提高检测精度。香蕉目标以旋转框定位，使用五参数表示法定义旋转框，采用Kullback-Leibler divergence损失函数将旋转框映射到一个二维高斯分布，计算两个概率分布之间的差异，并将差异性作为损失进行优化，能更准确地衡量预测框与真实框之间的差异。此外，还采用Criminisi算法修复由深度相机局部空洞引起的定位错误。试验结果表明，改进后的旋转检测模型在香蕉目标检测速度和准确性上均有提升，平均精度达到96.15%，相比YOLOv7模型提高了17.04个百分点，检测帧率提高约40帧/s。此外，改进模型通过旋转边界框能更准确地预测香蕉果柄位置，定位误差均值降低到7.02 mm，平均相对误差降低到0.65%，相比YOLOv7模型分别减少了24.3 mm和1.96%。因此，该方法为复杂果园环境下快速、准确地识别和定位香蕉串及其果柄提供了有效解决方案。

摘要:为精确监测和评估小麦在成熟期受连阴雨胁迫后穗霉变发芽情况。该研究以2023年5月底黄淮西部一次大范围连阴雨天气过程为例，从气象致灾危险性和遥感变量表征小麦承灾能力两方面，综合应用气象和多源卫星遥感资料，构建模型因子。分别用Spearman和Pearson相关性分析，以及ReliefF特征选择方法进行关键因子筛选，形成3组因子，分别应用Logistic回归等5种分类器和多元线性回归等5种回归方法构建模型，实现了对灾变的精准识别、程度分级和指数回归预测。通过对不同模型性能评估和各因子影响的对比分析，结果表明：所选分类器在气象与遥感因子协同及各独自建模情形下，均能识别穗发芽霉变并准确预测其等级，识别的准确率（accuracy，AC）在0.649～0.811，等级预测的AC在0.432～0.622之间；在穗发芽霉变指数（ear germination and moldiness index，EGMI）预测方面，构建的PCF‐XGBR模型表现最佳，R²为0.25，均方根误差（root mean square error，RMSE）为15.68，平均绝对误差（mean absolute error，MAE）为11.93。研究发现，遥感模型在灾变识别上更具优势，而气象模型在灾变程度分级上更优，结合两者的气象-遥感协同模型性能最佳。该研究成果为小麦连阴雨减损与灾后评估提供了有力的技术支持。

摘要:为解决电动喷雾机器人在苗圃作业时对树苗、行人和栽培盆识别准确率低等问题，该研究提出一种基于改进YOLOv5s（you only look once version 5 small）的多目标检测方法。首先对骨干网络进行改进，将部分卷积（partial convolution，PConv）引入综合卷积模块（comprehensive convolution block，C3）中以减少网络模型计算量；在骨干网络最高维特征后添加坐标注意力机制（coordinate attention，CA）以提升位置感知精度；优化网络模型颈部结构并使用双线性插值进行上采样操作，增强模型特征提取能力；最后对原耦合检测头进行更换并优化检测部分的结构，使用改进的轻量化解耦头LD检测头（light decouple detection head）以进一步提升检测精度。试验结果表明，改进后模型的平均精度均值mAP_0.5、mAP_0.5:0.95、精确率、召回率分别达到88.2%、54.7%、86.0%和82.4%。与YOLOv5s模型相比，mAP_0.5、mAP_0.5:0.95、精确率、召回率分别提高4.6、5.9、1.8、3.4个百分点。改进模型在移动端部署后，识别需要避障的行人、盆以及需要作业的树苗的准确率较原模型分别提升了15.4、4.8和7.0个百分点。研究结果可为电动喷雾机器人在苗圃中的作业提供技术支撑。

摘要:中国草原面积广阔，牛粪作为草原畜牧业的副产品，既对牧草生长有负面影响，又是重要的资源。牛粪分布零散，传统捡拾方式效率低，为了解决上述问题，该文提出一种改进牛粪图像检测模型，用于检测牧区牛粪，以提高牛粪捡拾的效率和智能化水平。1）替换注意力机制轻量化主干网络EfficientFormerV2，提高对边界敏感性并减少模型复杂度。2）改进颈部网络BiFPN，增强特征融合能力。3）改进损失函数Inner-IoU，提高边界框回归的定位精度。4）替换瓶颈层改进FasterNet block，以减少计算复杂度并加快推理速度。5）添加捡拾判断机制，利用预测阶段检测框对区域牛粪做出分类。改进后的网络模型在准确率为92.6%，召回率为87.7%，平均精度均值为87.4%的情况下，参数量减少到4.02M，浮点运算量减少到8.1G，检测速度提升到34.7 帧/s。试验结果表明，改进模型在保持模型轻量化的同时，具有较高的平均精度均值，能够有效地完成牧区牛粪的识别与定位任务，适合在资源受限的移动设备和牧区环境中应用，为牛粪智能化捡拾车的研究提供技术支持。

摘要:针对植物栽培空间气流低而导致的植物生长缓慢和生理性病害频发等问题，该研究优化设计了一种装配式双通道导气栽培系统，并在环境较为稳定的植物工厂内开展栽培试验验证系统有效性。试验栽培材料选用生菜（Lactuca sativa cv. Butterhead），试验组采用双通道导气通风模式，冠层气流速度分别设置为0.6 m/s（T₁）、0.9 m/s（T₂）和1.2 m/s（T₃），对照组仍采用植物工厂侧进上出的常规通风模式（CK），冠层气流速度为0.2 m/s，探究不同通风模式对植物生长、叶烧发生率、与周围环境热交换和冠层微环境的影响。结果显示：与CK相比，试验处理组生菜的生长、冠层微环境及与周围环境的热交换均较优；T₂处理下，生菜地上部的干、鲜质量比CK处理的分别提高了24%和14%；生菜冠层的微环境及热交换在T₃处理下达到最佳；与CK处理组相比，T₃处理下的生菜冠层平均相对湿度和温度分别降低了8.8%和2.8℃，生菜冠层光、暗期显热分别提高了48.5%和52.3%，潜热分别提高了52.9%和37.9%；此外，试验处理还可以有效降低植物工厂内生菜叶烧发生率。综上可知，该双通道导气栽培系统能有效改善植物冠层微环境，提高植物产量和品质，促进植物与周围环境的热交换，同时为植物工厂微环境精准调控提供技术支撑。

摘要:为实现温室场景中基于视觉的位置识别，解决现有视觉位置识别模型局部特征聚合范式对训练样本归纳偏置的强依赖，以及聚合过程中存在的冗余信息问题，构建了一种基于最优传输局部特征聚合的温室视觉位置识别方法。将温室场景图像局部特征聚合过程视为最优传输问题，根据局部特征集动态生成分配矩阵，解耦模型对归纳偏置的强依赖，同时在分配中引入“垃圾”簇来解决特征冗余。结合卷积神经网络（convolution neural network，CNN）和Transformer的优势，优化设计温室场景图像局部特征提取网络。试验结果表明，在种植作物为番茄的温室场景中，所提方法的位置识别top-1召回率（R_@1）为88.96%，与NetVLAD、MixVPR和EigenPlaces 3种方法相比，R_@1分别提高29.67、2.97和2.89个百分点。与NetVLAD和MixVPR的聚合器相比，基于最优传输局部特征聚合的R_@1分别提高21.65和1.09个百分点。相较于CNN网络，研究构建的温室场景图像局部特征提取网络在R_@1指标上提升了5.45个百分点。所提方法的实际温室场景位置识别率不低于81.94%，具有一定的实际应用能力。基于最优传输局部特征聚合及全局描述符生成方法对位置识别是有效的，场景图像局部特征提取网络能够提高位置识别性能，研究结果可为温室智能农机装备视觉系统设计提供技术参考。

摘要:在复杂渔光互补池塘环境中，传统机器视觉算法易受光影变化、池中水草分布和水面障碍物遮挡等因素干扰，导致视觉导航线检测效果不佳。针对上述问题，该研究提出了一种基于改进YOLOv8n的渔光互补池塘作业船导航中线提取方法。首先从提高检测实时性角度出发，将HGNetV2网络作为主干网络，采用组归一化方式（group normalization，GN）与共享卷积结构，设计轻量化检测头网络，减小模型体积；然后使用SPPF_LSKA模块作为特征融合层，提高模型多尺度特征融合能力；最后采用Wise-IoU（weighted interpolation of sequential evidence for intersection over union）损失函数，提升边界框回归性能和对中远处小目标的检测精度。利用改进YOLOv8n检测框坐标提取两侧水泥立柱定位参照点，通过最小二乘法拟合两侧水泥立柱行线，进而使用角平分线提取导航中线。消融试验结果表明，相对于原始YOLOv8n模型，改进YOLOv8n模型的计算量、参数量和模型体积分别下降36.0%、36.8%和32.8%，平均精度均值（mean average precision，mAP）为97.9%，查准率为93.1%，单张图像检测时间为6.8 ms，检测速度提升42.9%。不同模型对比试验表明，改进YOLOv8n模型在较低计算成本的基础上，体现出了良好的实时性与精准度检测性能，具有明显优势。在导航中线定位分析试验中，提取水泥立柱定位参照点与人工观测标记点平均直线误差在0～5和5～10 m距离范围内分别为3.69 cm和4.57 cm，提取导航中线与实际导航中线平均直线误差为3.26 cm，准确率为92%。在导航中线实时性试验中，导航中线平均提取速度为22.34 帧/s，满足渔光互补池塘无人作业船导航要求，为后续作业船视觉导航系统研究提供参考。

摘要:为提高秸秆纤维地膜力学性能、减少打浆时间，该研究提供了一种生物预处理协同膨化爆破制备秸秆纤维地膜原料的方法。为探究该项技术的工艺参数优化组合，应用三因素五水平二次正交旋转中心组合试验方法，选取预处理时间、主轴转速、模头间隙为试验因素，以抗张指数、打浆时间、纤维长宽比作为性能指标，得到了工艺参数优化组合，结果表明：工艺参数组合为预处理天数10 d、主轴转速120 r/min、模头间隙3 mm，所得纤维地膜抗张指数为9.57 N m /g、打浆时间为 81.4 min，纤维长宽比为10.97，与理论优化值相对误差不大于5%。在此条件下制备的水稻秸秆纤维基地膜，可满足水、旱田覆盖作物栽培技术要求，研究结果可为水稻秸秆制备全降解植物纤维地膜的制作提供依据和技术支持。

摘要:该研究针对现有超临界CO₂(supercritical carbon dioxide，S-CO₂)布雷顿循环塔式太阳能热发电系统加热器中S-CO₂吸热温差窄、熔盐用量大的问题，提出了S-CO₂预冷循环塔式太阳能热发电系统。应用EBSILON软件分别建立S-CO₂再压缩循环和S-CO₂预冷循环塔式太阳能热发电系统模型，对比分析两种发电系统在设计工况下的系统性能。结果表明，与S-CO₂再压缩循环塔式太阳能热发电系统相比，在设计工况下，S-CO₂预冷循环塔式太阳能热发电系统的S-CO₂吸热温差提高了200.21 ℃，熔盐用量为9 513.28 t，减少了7 046.07 t；发电效率为22.74%，提高了0.38%；且当循环最高温度在500～550 ℃范围内，循环最低压力在20～30 MPa范围内，S-CO₂预冷循环塔式太阳能热发电系统的熔盐用量更低，发电效率更高。S-CO₂预冷循环塔式太阳能热发电系统在保证具有较大S-CO₂吸热温差、更少的熔盐用量的同时，仍具有较高的发电效率，该发电系统可为S-CO₂布雷顿循环塔式太阳能热发电站的设计提供参考。

摘要:城市农业是现代农业及城市系统的重要组成部分，推动城市农业多元功能价值实现，对于加快农业转型升级、促进城乡融合发展具有重要意义。该文在对相关概念内涵进行系统辨析的基础上，分析城市农业功能价值实现的供需逻辑及现实困境，厘清国土空间规划在城市农业功能价值实现中的作用机理，探索提出“供需适配下国土空间规划中城市农业功能价值实现”的路径框架。结果表明：1）城市农业具有伴生性、高效性、复合化、个性化等内涵特征，兼具农业基础生产功能和社会、经济、生态、文化、景观等农业多元拓展功能，探索实现城市农业功能价值的全面“显化”意义重大；2）当前城市农业面临着生产要素供给不足、农业资源易被挤压、产品供给与需求错配、生态环境保护压力大、社会认知与参与度低、政策制度保障不完善等现实困境，以国土空间规划为引领，推进供需两端的精准有效对接是城市农业功能价值实现的关键所在；3）需要以“系统评价、目标定位，空间引导、产业指引、机制创设”5项主要任务为核心，以“总体规划、专项规划、详细规划”3类规划传导为重点，构建基于供需适配的国土空间规划中城市农业功能价值实现的逻辑框架。

摘要:针对辽西半干旱生态脆弱区内铁矿采选产生的铁矿尾砂等废弃物大规模堆积占地、污染环境，而露天采坑等废弃地复垦土源匮乏的问题，提出利用铁矿尾砂等充填采坑并构造农田土壤剖面构型的铁矿尾砂大规模农业资源化利用理念。通过采集铁矿尾砂和区域正常农田土壤，试验分析铁矿尾砂的基本理化特性、元素含量及利用的可行性；基于“土层生态位”和“土壤关键层”理论，探讨其作为土壤剖面构造材料的作用机理；结合已有实践经验，构建出适合辽西半干旱气候特点的具有“壤-砂-黏”结构的农田土壤剖面构型技术模式。结果表明：1）铁矿尾砂的砂粒质量分数为28.49 %～33.23%，粉粒质量分数为66.11%～71.64%，黏粒质量分数小于1.0%；pH呈弱碱性，电导率能满足作物生长要求，无重金属污染，且富含作物所需的有益微量元素，可作为土壤剖面重构材料。2）铁矿尾砂构造土壤剖面构型的作用机理是利用其砂粒结构粒间大孔隙蓄水的特征作为保墒层，结合采矿剥离表土和底层红黏土，构造形成“壤（表层）-砂（蓄水层）-黏（保水层）”结构的土壤剖面，起到蓄水保墒的作用；同时，将铁矿尾砂以25%掺混在黏质表层土壤中，增加耕层厚度的同时改良土壤质地。3）具体构造技术模式：按从下到上的顺序依次铺设“粒径20～50 cm的大块废石（充填至距地表1 m）-粒径4～6 cm的碎石（20～30 cm）-红黏土（20～30 cm）-铁矿尾砂（20～30 cm）-剥离表土（20～30 cm，掺混约25%的铁矿尾砂）”。通过分析辽宁省建平县的4个复垦案例，证明该技术不仅能解决矿区固废堆积带来的生态环境问题，还能增加耕地面积，提升农田质量，种植玉米增产705 kg/hm²。形成的矿区生态修复的新模式，可在其他类似铁矿区因地制宜地推广应用。

摘要:碳储量是陆地生态系统的重要组成部分，其时空分布特征及驱动机制对区域可持续发展的推进具有重要意义。现有研究主要聚焦于历史和现状的碳储量分析，但对未来碳储量的研究，尤其是在多种土地利用情景下的刻画，仍显不足。这种局限性削弱了碳储量研究对区域可持续发展目标的实际指导作用。该研究构建了MOP-PLUS-InVEST耦合模型，定量预测了滇中城市群自然发展情景、生态保护情景、经济发展情景、可持续发展情景4种情景下的土地利用和碳储量的时空分布格局。同时，采用最优参数地理检测器（optimal parameters geographical detector, OPGD）模型探究碳储量空间分异的驱动机制。结果表明：1）2000—2020年，碳储量累计损失1.95×10⁷ t，尤其在2010—2020年，由于城市化进程加快，损失尤为严重；在各类土地利用类型中，草地的碳储量损失最大；2）在未来情景下，4种情景中的建设用地均呈现持续增长趋势，而碳储量则有所下降。其中，生态保护情景的碳储量降幅最小，减少了2.84×10⁶ t，经济发展情景的碳储量降幅最大，减少了1.678×10⁷ t；4种情景的碳储量空间分布具有一定相似性，高值区主要集中在研究区西部和南部，低值区主要分布在中部；3）碳储量受多种因素共同驱动，其中归一化植被指数和夜间灯光指数是碳储量空间分异的主导因子，自然因素和社会因素对碳储量空间分异的影响程度不同，其中人类活动在碳储量变化中起着关键作用。该研究结果可为滇中城市群国土空间规划实施评价、“双碳”目标及可持发展目标的实现提供理论和技术支持。

摘要:为获取促进苜蓿生长效果的最佳等离子体处理条件，构建等离子体苜蓿种子处理的实际效应模型，该研究以中苜4号为试验材料，运用二元二次正交回归旋转组合设计，探究等离子体处理功率和处理时间对苜蓿种子发芽势、发芽率、电导率、种皮吸水率、幼苗根长、芽长、鲜质量、干质量8项指标的影响，通过方差分析、主成分分析等统计方法，构建综合评价模型，建立等离子体处理功率和处理时间与苜蓿种子综合发芽试验指数的数学模型，并寻求优化的处理条件方案。结果表明：等离子处理对苜蓿种子活力提升有积极作用，显著（P＜0.05）提高了种皮吸水率（20.93%）、幼苗芽长（16.05%）、鲜质量（18.57%）、干质量（18.39%），显著（P＜0.05）降低了种子电导率（28.86%）；主成分分析提取了3个主成分，累积贡献率达93.38%，其中综合得分最高的是G12试验组（处理功率120 W、处理时间12 s）；二因素对苜蓿综合发芽试验指数的影响有阈值效应，且影响效应为处理功率＞处理时间；由模型分析得到等离子体处理的优化条件为处理功率142 W，处理时间16 s；经试验验证，在优化处理条件下的苜蓿综合发芽试验指数为0.973，与理论值0.955相比，相对误差为2.83%，进一步证明了模型的可靠性。研究结果为等离子体种子处理技术的推广应用提供理论支撑，同时为种子质量提供一种全面的评价方法。

摘要:为探究冷等离子体处理对燕麦种子发芽及幼苗抗旱性的影响，该研究以坝莜1号燕麦种子为材料，用不同浓度（3%、10%、15%、20%）的PEG-6000溶液模拟干旱胁迫，利用4、5、6 kV电压的大气压氩气冷等离子体对燕麦种子进行分别处理，测定在不同程度的干旱胁迫下，燕麦种子发芽指标、幼苗生长指标及生理生化指标。结果表明：冷等离子体处理显著（P＜0.05）增加了燕麦种子的亲水性，未进行干旱胁迫，电压为5 kV的处理对燕麦种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数的提高作用效果最显著（P＜0.05），且各处理组燕麦幼苗的株高、根须数也较对照组（电压为0）有所增加。干旱胁迫下，各处理组燕麦幼苗的株高、根长、根须数、叶绿素含量、可溶性蛋白含量都较对照组出现不同程度的增加，且丙二醛含量低于对照组。基于隶属函数和主成分分析对燕麦抗旱能力进行综合评价分析发现，电压为5 kV，时间为30 s的冷等离子体处理对PEG-6000溶液浓度为3%、10%、15%的干旱胁迫下燕麦幼苗抗旱能力的提高作用效果较好。该研究结果可为燕麦育种及干旱半干旱地区燕麦种植提供一定理论参考。

摘要:为提高连续式微波复热盒装米饭的加热均匀性，以微波功率、加热时间、盒装米饭排列方式（简称排列方式）为影响因素，以含水率、平均温度、温度均匀度等为评价指标，采用单因素试验方法解析微波加热因素对米饭中温度和水分分布及变化的影响规律，以期获得连续式微波复热盒装米饭优化工艺参数。结果表明，摆放在连续式微波加热设备内矩形包装盒内的米饭总体上存在明显边缘温度高和边角热聚焦的现象，其中单个包装盒内也存在类似分布；当微波功率升高后出现中心聚焦效应；随着脉冲占空比（微波功率）增大，微波向米饭内部传递深度增加、产生的体积热增多，“冷点”会向中心点处聚集、“冷点”面积逐渐缩小，微波加热均匀性提高；排列方式对加热均匀性影响小；对于盒装米饭在连续式微波加热设备内以2、3、4列排列，因微波在盒装米饭边缘面聚焦、内传递时衰减和餐盒间与其内部介电特性高低变换的原因，餐盒内米饭加热均匀性由高变低。为了充分利用连续式微波设备的加热能力和腔体空间尺寸，微波复热盒装米饭较优工艺参数为微波功率17.1 kW、脉冲占空比0.90、加热时间300 s、排列方式为沿连续式微波干燥机传送带的宽度方向排布4盒米饭。研究结果可为预制食品工业化生产的复热工艺及品质改善提供技术参数。

摘要:为探究西梅在干燥过程中水分迁移情况以及在不同温度（50、65、80 ℃）和风速（1、2、3 m/s）下的干燥特性，该研究基于毕渥数建立了西梅干燥动力学模型，运用低场核磁共振技术分析了干燥过程中不同干燥质量的西梅个体内部水分的分布状态和迁移规律。结果表明：在西梅热泵干燥过程中，水分扩散先为外部扩散控制，随后为内部扩散控制。基于毕渥数的Bi-G模型可以较为准确的描述西梅干燥过程。西梅的干制时长受干燥温度和风速影响，半干时间为3.61～34.47 h，水分有效扩散系数为0.32×10^-8～5.72×10^-8 m²/s。其中，温度的影响较为明显，升高温度能够显著缩短干燥时长，加速西梅内部自由水、半结合水、结合水的扩散与相互转换。在干燥过程中，一方面水分由西梅表皮向外界空气蒸发扩散，另一方面升温干燥使得西梅内部水分传递势发生变化，水分遵循传递势差异向西梅内部扩散达到新的平衡。核磁共振成像图显示，西梅鲜果内部水分分布不均，在干燥质量为60 %时内部水分达到平衡点。此后，随着干燥的进行，西梅外表皮水分快速流失，对应干燥中后期出现的结壳现象。这种现象导致水分迁移通道受阻，影响西梅干制时长和品质。因此，基于不同干燥质量的核磁共振成像图，针对西梅不同干燥阶段选择不同的干燥温度进行降温干燥。结果表明，阶段降温干燥能够减少干燥后期表皮结壳硬化带来的影响，缩短干燥时长，提高西梅干燥品质。研究结果可为西梅干燥工艺优化和过程设计提供理论依据。

摘要:针对脐橙在采收及运输过程中受到外部载荷挤压所造成的损伤问题，该研究对脐橙受压形变过程展开试验，分析不同压缩尺度对脐橙损伤程度的影响，探究脐橙挤压损伤大小的参数辨识方法。通过对脐橙在横向、纵向和斜向的抗压强度试验，获得脐橙3个方向的载荷-位移曲线，确定准静态压缩试验的前置条件。在此基础上，研究脐橙在不同压缩位移条件下的损伤规律，通过测量脐橙在横向压缩前后受压方向上的尺寸变化得出脐橙挤压恢复系数；然后采用石蜡切片观察脐橙受压处果皮组织微观结构变化；并将压缩试验后的脐橙样品置于室温条件下避光贮藏，定期测量其质量损失率。结果表明：脐橙的横向压缩极限载荷均值小于纵向和斜向的载荷均值，当对脐橙施加横向压缩载荷时，果实挤压恢复系数在压缩位移达到12.5 mm时，脐橙挤压恢复系数显著降低，果皮油胞破裂，贮藏期内质量损失显著增大；而当压缩位移不超过10 mm时，果实挤压恢复系数接近于0.75，且果皮油胞完好无损，即脐橙果实几乎无损伤。通过试验和有限元仿真相结合的方法，分析了脐橙在不同压缩尺度下果皮及果肉的应力分布，仿真结果表明：脐橙果肉组织在12.5 mm压缩尺度下的应力已非常接近极限屈服应力，外部载荷对果肉组织先造成不可逆的塑性变形，验证了脐橙准静态压缩试验的准确性。因此，为确保脐橙在采运过程中不造成损伤，则脐橙受挤压形变范围应控制在10 mm以内，所受外载荷不超过63.24 N。该研究结果可为脐橙采运过程中的减损设计及采后储藏方式提供参考。

摘要:为了解决冬枣分选工作准确率低、速度慢、人工成本高昂等问题，该研究提出了一种基于改进Faster RCNN模型的冬枣外观缺陷识别方法。首先，使用Resnet50替换原有的VGG16特征提取网络，并在Resnet50中添加SE模块，提高模型的特征提取能力；其次，融入特征金字塔（feature pyramid network FPN）网络，对不同尺度的特征信息充分提取；最后，将原始的NMS算法用改进的Soft-NMS算法替换，改善被检测图像中对缺陷检测目标的误删问题，进一步提高对冬枣缺陷识别的准确率，试验结果表明：改进的Faster RCNN模型对冬枣缺陷检测平均精度均值（mean average precision, mAP）为91.60%，检测速度为17.5帧/s，mAP比SSD、YOLOv3、YOLOv5分别高14个百分点、11.32个百分点、5.94个百分点，将改进的Faster RCNN网络模型部署在冬枣检测平台上对不同品质的冬枣进行分选，其对优质果、伤果、裂果、虫果、病果的识别准确率分别为94.71%、96.99%、99.06%、93.82%、99.05%。改进的Faster RCNN网络模型能有效的对冬枣外观做出准确、快速的判断，降低冬枣检测过程中的误检率。

摘要:针对人工测量芒果果实形状指标效率低、测量精度不足以及人为判定果形主观性强、准确性差等问题，该研究构建了基于三维扫描技术快速获取芒果果实形态指标数据，并基于测量的形态指标对芒果果形进行鉴定方法。该过程包括：1）通过全彩手持式精密测量仪对75个芒果品种（每个品种取样3个重复）进行了扫描，获取了果实的体积、纵横径和果形指数等10个表型指标。2）通过特征值、主成分分析、相关性分析和聚类分析等统计方法，把不同形状的芒果品种分为6个类群，并筛选出果形指数、果实纵径和横径等表型指标参数作为芒果果形鉴别的重要参考指标。3）利用SPSSPRO在线数据分析平台使用157个样本训练BP神经网络分类模型，对68个测试样品的果形鉴定成功率达到94.12%。为鉴定不同果形的芒果提供了参考依据。

摘要:为分析替代豆粕不同蛋白源组合对混合粉料理化特性的影响，该研究建立了理化特性与制粒效率、颗粒质量的相关性模型，并评价不同组混合物料的制粒成型特性。试验选取7种非常规蛋白源配制成6组可完全替代豆粕的蛋白源组合，按相同比例与其他原料配制成混合粉料用于制粒加工试验，测定混合粉料理化特性及制粒成型特性指标，通过偏最小二乘回归分析建立理化特性和制粒成型特性间的相关性，并通过熵权TOPSIS分析评价不同组混合物料的制粒成型特性。结果表明：1）不同组混合粉料理化特性、制粒效率及颗粒质量存在显著差异（P<0.05），吸水性变化范围在1.79～2.20 g/g，最终黏度变化范围在741.50～1665.00 mPa·s，吨料电耗变化范围在7.46～9.28 kWh/t，颗粒硬度变化范围在58.75～x84.15 N。2）理化特性对制粒效率、颗粒质量有显著的影响作用，其中压缩度与成型率呈显著负相关（r=–0.519，P<0.05），与颗粒耐久性呈显著正相关（r=0.545，P<0.05），与硬度呈极显著正相关（r=0.570，P<0.01）；吸水性、溶胀度与颗粒耐久性呈显著正相关（r=0.450，0.548，P<0.05），与吨料电耗呈极显著正相关（r=0.869，0.903，P<0.01）；黏度特征值与吨料电耗呈极显著正相关（r=0.883，0.891，0.860，P<0.01）。3）通过熵权TOPSIS分析对7组混合物料的制粒成型特性进行评价，在制粒效率方面，添加38%花生粕组（CGP1组）制粒效率最优，豆粕组（SBM组）制粒效率最差；在颗粒质量方面，添加乙醇梭菌蛋白组（CAP组）颗粒质量最优，添加32%玉米蛋白粉组（CGP2组）质量最差。该研究结果为无豆粕日粮蛋白源的选择及加工应用提供了基础数据和参考依据。

摘要:探究深远海空间布局管控方法对推动海洋空间优化配置，释放“蓝色潜力”，缓解中国近岸海域资源、生态环境和空间利用等多重压力，推动实现海洋强国战略具有重要意义。该研究面向多要素、多维度、长时序的深远海空间格局解析，构建基于多源数据空间化的识别方法，以粤东外海为实证对象布局“三类空间”，并挖掘各类用海活动的时空特征，建立空间用途管控规则。结果表明：1）深远海空间可划分为保护、保留和利用空间，分别对应维护安全的保护功能、保留功能和开发利用功能；2）粤东外海保护空间占比达到46%，高于保留空间（43%）和利用空间（11%），生态保护、自由航行、矿产勘探等用途优先于其他开发利用活动；3）以时间尺度和垂直深度表征用海活动特征，结合可移动性和空间占用范围，分析用海活动的时空轨迹与冲突关系，提出以合理利用空间资源，精细化管理为目标的空间准入规则。研究结果对于深远海空间规划的理论研究与方法构建具有一定借鉴意义，也可为推动中国空间利用、健全国土空间规划体系提供决策支持。