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。

高光谱遥感可以捕获地表近乎连续的光谱曲线,以较高的光谱诊断能力对地表农作物进行精细分类与识别。传统基于深度学习的高光谱分类算法中空间、光谱特征捕捉利用困难、冗余特征筛选能力不足、模型约束过于单一等问题,导致农作物类型复杂且样本分布不均区域分类模型性能下降。该研究提出一种基于空间-光谱双分支动态特征选择的高光谱分类算法,在结合通道注意力机制和空间注意力机制进行空间-光谱特征提取的基础上,通过门控卷积层对提取到的特征进行相关性的计算和处理,实现空间维度和通道维度上的特征动态选择,并分别从空间、光谱和联合特征3个角度对分类结果约束,结合分类损失函数实现高光谱影像的分类任务。结果表明,在JAAS(Jiangsu academy of agricultural sciences,江苏省农业科学院)高光谱农作物分类数据集上,该研究算法总体精度、Kappa系数分别为99.35%和99.20%,相较于专为高光谱分类设计的算法CDCNN(contextual deep convolution network,上下文深层卷积网络)、 WCRN(wide contextual residual network,广义上下文残差网络)、 DBDA(double-branch dual-attention mechanism network,双分支双注意力机制网络)、DCNN(dual-channel convolution network,双通道卷积网络)分别提升了4.91%和6.12%、6.82%和8.53%、2.12%和2.63%、2.04%和2.54%;在公开数据集WHU-Hi-HanChuan区域,总体精度、Kappa系数分别为99.49%、99.41%,相较于CDCNN、WCRN、DBDA、DCNN分别提升了1.67%和1.96%、3.23%和3.80%、2.00%和2.35%、1.10%和1.29%;在WHU-Hi-Longkou区域,总体精度、Kappa系数分别为99.8%、99.74%,相较于CDCNN、WCRN、DBDA、DCNN分别提升了1.30%和1.71%、0.59%和1.74%、0.71%和0.93%、0.57%和0.76%。所提方法在样本分布不均的不同作物识别上均具有较高的识别准确率,可为基于高光谱影像的地物复杂且样本分布不均地区的农作物分类提供指导。

基于遥感监测多品种玉米成熟度进而掌握最佳收获时机，对提高其产量和品质至关重要。该研究在玉米成熟阶段获取无人机多光谱影像，同步采集叶片叶绿素含量（chlorophyll content,C）、籽粒含水率（moisture content,M）、乳线占比（proportion of milk line,P）等地面实测数据，以此构建玉米成熟度指数（maize maturity index,MMI），从而定量表征玉米成熟度。通过MMI与植被指数构建回归模型和随机森林模型，验证MMI适用性，并分析无人机遥感对不同品种玉米成熟度的监测精度。结果表明：1）不同品种玉米的叶片叶绿素含量、籽粒含水率、乳线占比的变化速率均存在差异。2)MMI与所选植被指数的相关性均可达到0.01显著水平，其中与归一化植被指数（normalized difference vegetation index,NDVI）、转换叶绿素吸收率（transformed chlorophyll absorbtion ratio index,TCARI）相关性最高，相关系数均为0.87。3）该研究基于不同组合的数据集进行了模型验证，其中随机森林模型对MMI的估测精度最高，测试集决定系数（coefficient of determination,R~2）为0.84，均方根误差（root mean squared error,RMSE）为8.77%，标准均方根误差（normalized root mean squared error,nRMSE）为12.05%。此外，随机森林模型对不同品种MMI的估测精度较好，京九青贮16精度最优，其R~2、RMSE、nRMSE为0.76、10.67%、15.88%，模型精度证明了可以利用无人机平台对不同品种玉米成熟度进行监测。研究结果可为多光谱无人机实时监测农田多品种玉米成熟度的动态变化提供参考。

热应激对绵羊的生长和健康产生了较大影响，但目前对羊热应激的发生程度尚无评价标准。为有效预防绵羊热应激，该研究基于不同温湿度条件下断奶羔羊生理指标和生长性能的变化，对热应激发生的温湿度阈值进行了预测。试验采用环控舱将12只健康状况、体质量相近的断奶羔羊（小尾寒羊×杜泊羊，2月龄，（18±2.1）kg）分为两组，分别饲养于相对湿度60%和80%的舱内，舱内温度采用梯度爬坡法逐渐升高（21.5～35.5℃），试验期24 d。通过非线性回归模型，根据不同温湿度条件下（60%和80%,21.5～35.5℃）断奶羔羊生理指标（体表温度（body surface temperature,BT）、呼吸频率（respiratory rate,RR）和直肠温度（rectal temperature,RT））及生长性能指标（采食量（dry matter intake,DMI）和饮水量（average daily water intake,ADW））的变化，预测各项指标发生拐点（inflection point,I）的温度和温湿指数（temperature-humidity index,T_(HI)）。结果表明，1）在该试验条件下羔羊RR变化范围为28～211次/min,BT和RT则分别为29.90～35.65℃和38.38～41.42℃。2)3项生理指标（BT、RR和RT）在2种湿度条件下I出现的时间不同。60%时，各项生理指标出现I的环境温度分别为：I_(BT)=22.99℃（R~2=0.98）、 IRR=23.25℃（R~2=0.99）和IRT=26.69℃（R~2=0.99）。80%时，各项生理指标出现I的环境温度分别为：I_(BT)=22.33℃（R~2=0.97）、 IRR=23.02℃（R~2=0.99）和IRT=25.41℃（R~2=0.98）。3）随着环境温度的升高，2项生长性能指标中ADW先出现I,IADW=23.02℃（60%）和22.43℃（80%），当环境温度超过I温度时，ADW开始线性增加；而DMI出现I的环境温度为：IDMI=24.95℃（60%）和23.21℃（80%），当超过I温度时，DMI开始线性下降。4）随着T_(HI)升高，各项指标出现I的早晚顺序依次为：I_(BT)(69.84)

为提高复杂环境下棉花顶芽识别的精确率,提出了一种基于YOLOv5s的改进顶芽识别模型。建立了田间复杂环境下棉花顶芽数据集,在原有模型结构上增加目标检测层,提高了浅层与深层的特征融合率,避免信息丢失。同时加入CPP-CBAM注意力机制与SIOU边界框回归损失函数,进一步加快模型预测框回归,提升棉花顶芽检测准确率。将改进后的目标检测模型部署在Jetson nano开发板上,并使用TensorRT对检测模型加速,测试结果显示,改进后的模型对棉花顶芽识别平均准确率达到了92.8%。与Fast R-CNN、YOLOv3、YOLOv5s、YOLOv6等算法相比,平均准确率分别提升了2.1、3.3、2、2.4个百分点,该检测模型适用于复杂环境下棉花顶芽的精准识别,为后续棉花机械化精准打顶作业提供技术理论支持。

为促进玉米秸秆全价值利用，该研究以中国知网（CNKI：China National Knowledge Infrastructure）数据库和Web of Science(WOS)核心数据库作为数据来源，利用知识图谱可视化软件，绘制玉米秸秆利用领域的知识图谱，以便全面了解玉米秸秆利用领域的研究现状和发展趋势，总结其面临的主要问题，并在此基础上深入挖掘分析玉米秸秆利用关键共性技术。玉米秸秆利用研究大致可分为1990—2007年及2008—2022年两个阶段。在后一阶段，各研究团队逐渐构成以肥料化、饲料化为主，燃料化为辅的玉米秸秆利用研究体系。经文献梳理发现，玉米秸秆利用研究大致经历了3次阶段性热点迁移，每次变化时长约为10a；中国玉米秸秆利用研究已取得较多成果，主要集中在秸秆还田和生物质能源生产方面；通过对知识图谱综合分析发现，玉米秸秆利用的热点方向包括生物质能源生产、土地改良和保护、畜牧业发展和饲料生产。最后，知识工程和归纳法分析结果表明，玉米秸秆利用技术仍存在收运不及时、还田质量低、秸秆制饲料技术不成熟、能源化技术成本高和附加值低等瓶颈。故在农业废弃物资源化利用这一国家重大需求驱动下，该文主要关注并分析了未来研究应重点聚焦的13项玉米秸秆全价值利用关键共性技术。该研究可为促进我国玉米秸秆全价值利用提供参考。

针对传统立体视觉三维重建技术难以准确表征果树多尺度复杂表型细节的问题,该研究提出了一种基于相机位姿恢复技术与神经辐射场理论的果树三维重建方法,设计了一套适用于标准果园环境的果树图像采集设备和采集方案。首先,环绕拍摄果树全景视频并以抽帧的方式获取果树多视角图像;其次,使用运动结构恢复算法进行稀疏重建以计算果树图像位姿;然后,训练果树神经辐射场,将附有位姿的多视角果树图像进行光线投射法分层采样和位置编码后输入多层感知机,通过体积渲染监督训练过程以获取收敛且能反映果树真实形态的辐射场;最后,导出具有高精度与高表型细节的果树三维实景点云模型。试验表明,该研究构建的果树点云能准确表征从植株尺度的枝干、叶冠等宏观结构到器官尺度的果实、枝杈、叶片乃至叶柄、叶斑等微观结构。果树整体精度达到厘米级,其中胸径、果径等参数达到毫米级精度,尺度一致性误差不超过5%。相较于传统的立体视觉三维重建方法,重建时间缩短39.50%,树高、冠幅、胸径和地径4个树形参数的尺度一致性误差分别降低了77.06%、83.61%、45.47%和62.23%。该方法能构建具有高精度、高表型细节的果树点云模型,为数字果树技术的应用奠定基础。

针对履带底盘田间作业时由于土壤松软、田面不平整导致履带滑移滑转、自动导航路径跟踪精度低的问题，该研究提出了考虑滑移滑转的履带底盘路径跟踪算法，基于履带底盘运动学模型推导出表征滑移滑转特性的转向半径修正系数，并设计了一种基于预瞄模型的模糊控制路径跟踪算法。该方法在纯模糊控制基础上通过预瞄模型确定预瞄点，进而得到横向偏差与航向偏差，同时在常规模糊控制器中引入转向半径修正系数，建立横向偏差、航向偏差、转向半径修正系数三输入模糊控制器。以双电机履带底盘为控制对象，采用高精度RTK-GNSS和MTi-30惯性传感器获取底盘实时位姿信息与角速度信息，进行组合导航。开展了三输入模糊控制器田间U型路径跟踪试验，结果表明，三输入模糊控制器的直线跟踪最大绝对偏差、平均绝对偏差和标准差分别为12.0、3.6和4.4 cm；三输入模糊控制的曲线跟踪最大绝对偏差、平均绝对偏差和标准差分别为21.3、8.6和8.4 cm；为进一步确定本研究算法在履带出现滑移滑转时对路径跟踪精度的提升效果，开展了常规模糊控制器与三输入模糊控制器曲线路径跟踪对比试验，结果表明：当作业速度为0.6 m/s时，常规模糊控制器的最大绝对偏差、平均绝对偏差和标准差分别为31.1、8.3和10.2 cm，三输入模糊控制器的最大绝对偏差、平均绝对偏差和标准差分别为22.4、7.4和9.1 cm，相较于常规模糊控制器，路径跟踪精度分别提高了27.95%、10.84%和10.78%，所设计的三输入模糊控制器可有效降低履带滑移滑转的影响，增强导航系统的控制性能，可为履带底盘在田间松软土壤环境下高精度导航作业提供参考。

为精准确定红富士、花牛和黄元帅苹果的接触参数，该研究基于离散元法对3种苹果颗粒的仿真模型进行接触参数标定试验。首先，创建3种苹果的离散元填充模型，并通过电子秤、万能试验机等试验设备，确定其本征参数。其次，通过碰撞弹跳试验、斜面滑移试验和斜面滚动试验，得到红富士、花牛和黄元帅苹果与亚克力板的碰撞恢复系数分别为0.473、0.432和0.466；与亚克力板的静摩擦系数分别为0.435、0.536和0.519；与亚克力板的滚动摩擦系数分别为0.0077、0.0138和0.0088。最后，通过堆积角试验、最陡爬坡试验确定二次回归正交旋转组合试验，得到红富士、花牛和黄元帅同种苹果间的碰撞恢复系数分别为0.487、0.3348和0.469；静摩擦系数分别为0.584、0.869和0.644；滚动摩擦系数分别为0.084、0.096和0.093。试验结果表明，红富士、花牛和黄元帅苹果仿真试验与物理试验的休止角相对误差分别为5.95%、6.55%、8.67%。研究结果可为苹果物理特性和低损采收技术研究提供理论依据和模型支撑。

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1 a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。

化肥的一次施用量过大造成面源污染,给生态环境带来了诸多负面影响,功能化生物炭是构建化肥缓释的重要材料,是生物炭基缓释肥开发的一条途径。该研究以玉米秸秆为炭原料,鸡蛋壳为钙原料,基于热解转化技术耦合氮磷的同步富集制备钙镁型秸秆生物炭肥(Ca/Mg-BCF)。通过温度和pH值对Ca/Mg-BCF缓释性能的影响试验、缓释动力学和淋溶模拟试验等,研究了Ca/Mg-BCF的缓释性能;结合表征技术,初步揭示其缓释氮磷的机理;利用盆栽试验考察了该炭肥与传统化肥对玉米生长影响。结果表明:Ca/Mg-BCF对N和P的缓释作用明显优于化肥(CF),Ca/Mg-BCF对N和P的释放率(5.90%和8.68%)在缓释48 h后,分别比CF降低了88.10个百分点和74.22个百分点;淋溶试验证明,Ca/Mg-BCF对N和P的累积释放率呈现缓慢增长的趋势;Ca/Mg-BCF对养分的释放受温度(10～40℃)的影响较小,其对N和P的释放分别在pH值为1～7和3～10之间较为平稳。Ca/Mg-BCF对N和P的缓释性能,主要受多种作用协同控制,包括鸟粪石等晶体的溶解速率、磷酸根的再沉淀、静电吸引以及生物炭的限域效应等。此外,Ca/Mg-BCF对玉米生长具有显著的促进作用,效果优于施用等量的化肥,是一种有应用前景的缓释肥。

植物叶面积可以反映出植物的生长速率、养分吸收以及光合作用能力，针对锯齿状边缘的黄瓜叶片分割精度较低，叶面积测量误差较大等问题。该研究提出一种深度卷积网络模型Marm，在Mask R-CNN的基础上利用Sobel算子进行边缘检测，使模型生成的掩膜更接近叶片的边缘。另外，引入边缘损失以提升叶片边缘的分割精度。借助参照物标签，利用模型输出的掩膜图像进行面积计算，获得黄瓜叶片在不同生长周期的叶面积。试验结果表明，Marm模型精确率、召回率和交并比达到99.1%、94.87%和92.18%，比原始的Mask R-CNN分别提高1.28个百分点、1.13个百分点和1.05个百分点，面积误差率下降1.43个百分点。当图像中存在叶片遮挡和阴影等多种影响，黄瓜叶片的面积误差率仍然能保持在5.45%左右。该研究有效解决了锯齿状边缘的叶片分割问题，将为植物表型研究提供技术支撑。

为探究2-(3,4-二氯苯氧基)乙基二乙胺(2-(3,4-dichlorophenoxy) ethyl triethylamine,DCPTA)在干旱胁迫下对玉米种子萌发的影响,使用聚乙二醇(polyethylene glycol-6 000,PEG-6 000)和浓度为0.5、1.0、1.5 mg/L的DCPTA混合溶液对玉米种子进行浸泡处理,采用种子标准发芽试验总结得出不同浓度的DCPTA对玉米种子发芽情况影响的规律,再结合低场核磁共振(low field nuclear magnetic resonance,LF-NMR)及核磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)技术,通过研究其内部水分变化情况、水分迁移规律及水分分布特征解释造成该结果的原因。试验结果表明:一定浓度的DCPTA可以提高玉米种子萌发过程中的耐旱性能,加快种子内部水分的存储速率,提供种子萌发所需的水分条件,减轻干旱胁迫对玉米种子造成的损害。DCPTA对玉米种子干旱胁迫的缓解效果随着其浓度的升高呈现先上升后下降的趋势,以1.0 mg/L的DCPTA处理效果最显著(P<0.05)。该研究有助于揭示DCPTA缓解干旱胁迫下玉米种子萌发的内部变化规律,可为提高玉米种子抗旱性的相关研究提供重要手段。

人类活动强度的迅速增加,不断改变全球下垫面,造成区域景观生态风险持续变化。该研究以全球主要流域和亚流域为研究对象,使用1982—2015年连续34 a的土地利用栅格数据,构建了景观生态风险指数,分析了流域尺度全球景观生态风险时空演变特征,并进一步量化了不同驱动因素对景观生态风险的影响,同时分析了流域尺度全球植被净初级生产力(net primary productivity,NPP)的时空变化特征,揭示了流域尺度全球景观生态风险对NPP的影响。结果表明:1)温带和寒温带、干旱气候带以及北极附近的极地带区域的流域多年平均景观生态风险较高。在1982—2015年间,17.44%和23.45%的流域景观生态风险分别呈现显著增加和显著减少趋势(P<0.05)。2)干旱气候带、亚热带和热带地区的景观生态风险变异系数的空间变化幅度较大,36.82%的流域景观生态风险存在显著突变点,这些突变点主要发生在1988—2006年(P<0.05)。3)在多年尺度,各种因素对流域景观生态风险的影响从大到小依次为降水量、气温、NDVI、人口密度、海拔、坡度和GDP。此外,各种因素对景观生态风险的变化存在增强的交互作用。4)超过50%的流域年NPP变化具有显著增加趋势,而仅有12.60%的流域年NPP呈显著减少趋势(P<0.05),超过20%的流域年景观生态风险与年NPP间存在显著相关关系(P<0.05)。研究成果可为气候变化背景下,实现全球碳中和,增加陆地生态系统碳汇,适应气候变化提供坚实的科学依据。

为更好地研究利用光谱反映的土壤重金属信息,实现具有多重金属复合污染问题的铅锌矿区土壤重金属含量高光谱快速估测,该研究以河北省某铅锌矿区为例,首先对研究区土壤的Cu、Cr、Ni、Zn、Cd、Pb污染状况进行了评价分析,其次基于实验室高光谱数据,组合变换光谱、特征变量和反演算法形成不同反演策略,通过各反演策略下的重金属反演精度比较,定量分析不同光谱预处理、特征选择和建模算法的优劣与适应性,构建最优反演模型。研究结果表明:1)研究区土壤Cr、Ni清洁程度较好,其余Cu、Zn、Cd、Pb均有不同程度污染;参比当地土壤背景值,区域内梅罗综合污染指数均值29.71,为重度污染,潜在生态风险因子均值1 330.32,处于高生态风险状态;2)光谱预处理可以增强土壤重金属信息表达。其中,光谱微分效果较好,但易受噪声影响,而多元散射校正、标准正态变量、倒数对数变换可以进行光谱去噪,提升处理效果;3)特征选择方法中,相关系数法选择特征波段数目多,不同重金属反演R~2差异较大;Boruta法选择特征波段数目少,不同重金属反演R~2差异较小;4)BPNN、XGBoost可以较好描述重金属含量与光谱的非线性关系,相较于其他算法具有更好表现,分别实现了Cr、Ni、Zn和Pb、Cd的最优反演,SVMR实现了Cu的最优反演。研究表明,不同的光谱预处理、特征选择与建模算法对于土壤重金属含量的反演均具有较大影响,选择合适的处理、建模算法可以有效提升反演精度。该研究为进一步实现高效、准确、大范围遥感监测铅锌矿区土壤重金属污染状况提供参考依据。

针对玉米繁种阶段亲本种子播前分级效率低、筛面自净效果差的问题，该研究提出一种变幅振动筛分方法，并设计了种子分级振动筛装置，对驱动机构和自净清筛装置进行设计与分析。在喂入量2.5 kg/s的条件下，以京科968玉米种子为试验对象，以分级合格率、作业时间和卡种数量为试验指标，通过四因素（进料口高度、振幅、振动频率和筛面倾角）三水平Box-Behnken试验，建立各因素与试验指标间的回归模型，并对参数进行优化。结果表明，影响变幅振动式分级装置分级合格率的主次因素顺序为振动频率、筛面倾角、振幅和进料口高度，影响作业时间的主次因素顺序为振动频率、振幅、筛面倾角和进料口高度；卡种数量具有较大的随机性，当振幅和振动频率都较低时，筛面卡种数量急剧增多，自净效果极差。最优参数组合为进料口高度19 mm、振幅5 mm、振动频率8.25 Hz、筛面倾角7°，模型优化预测结果为分级合格率88.04%，作业时间40 s。在最优条件下的验证试验结果为分级合格率89.55%、作业时间39 s，平均卡种数量8粒，与预测结果基本一致，较等幅振动式分级装置的分级合格率提高3.25个百分点，作业时间减少4 s，平均卡种数量减少2粒，作业性能优于等幅振动式分级装置。分级装置分级效率达0.33 t/h，各项指标均满足相关设计要求。研究结果可为繁种阶段种子分级装备的设计提供参考。

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。

耕地利用是国家粮食安全的重要保障，在碳排放约束背景下探究其与粮食生产之间的有机关联有助于揭示“土-碳-粮”三要素复杂的逻辑关系。该研究基于归纳演绎法与理论分析法，在梳理碳约束下耕地利用与粮食生产逻辑关系的基础上，深入分析粮食安全保障与碳减排背景下中国耕地可持续利用面临的挑战，并提出促进耕地绿色转型升级与粮食综合生产能力提高的优化路径。结果表明：1）碳排放约束下耕地利用与粮食生产之间紧密的逻辑关联形成了复杂的“土-碳-粮”要素系统；2）当前农业生产条件下实施耕地利用碳减排对国家粮食安全具有不确定性影响，但粮食稳产与增产仍将造成大量碳排放；3）为有效改善碳排放约束下耕地利用与粮食生产的紧平衡状态，从耕地保护、碳减排、粮食生产三方面通过耕地资源配置优化、碳交易市场构建、粮食生产结构调整等方式实现“土-碳-粮”要素协调路径优化。未来需合理规划耕地空间利用格局，采取多种政策工具，转变耕地利用方式，促进耕地低碳、绿色利用与国家粮食安全的可持续协同发展。

疏果期苹果目标检测是实现疏果机械化、自动化需要解决的关键问题。为实现疏果期苹果目标准确检测，该研究以YOLOv7为基础网络，融合窗口多头自注意力机制，设计了一种适用于近景色小目标检测的深度学习网络。首先在YOLOv7模型的小目标检测层中添加Swin Transformer Block，保留更多小尺度目标特征信息，将预测框与真实框方向之间的差异考虑到模型训练中，提高模型检测精度，将YOLOv7中的损失函数CIoU替换为SIoU。最后利用GradCAM方法产生目标检测热力图，进行有效特征可视化，理解模型关注区域。经测试，该文模型的检测均值平均精度为95.2%，检测准确率为92.7%，召回率为91.0%，模型所占内存为81 MB，与原始模型相比，均值平均精度、准确率、召回率分别提高了2.3、0.9、1.3个百分点。该文模型对疏果期苹果具有更好的检测效果和鲁棒性，可为苹果幼果生长监测、机械疏果等研究提供技术支持。

与传统杆齿式圆柱形纵轴流脱粒滚筒相比，课题组前期研制的杆齿式鼓形纵轴流脱粒滚筒可有效改善轴向负荷，降低脱粒功耗。为进一步提升该滚筒性能，该研究对杆齿进行优化，设计了圆柱杆齿、弯头杆齿和闭式弓齿3种形状杆齿，建立水稻籽粒与杆齿碰撞冲击力学模型，分析了影响功耗的杆齿结构参数。以黄华占水稻为对象，基于EDEM软件构建水稻植株离散元柔性模型，利用仿真试验建立滚筒轴向负荷监测器，探究圆柱杆齿、弯头杆齿和闭式弓齿在不同杆齿直径和脱粒间隙下对滚筒轴向负荷均匀性的影响，得出最佳杆齿结构参数为杆齿直径10 mm，脱粒间隙25 mm。以喂入量、滚筒转速和杆齿形状为试验因素，以脱粒功耗为指标开展三因素三水平Box-Behnken响应面试验，结果表明，最优结构参数下，圆柱杆齿式鼓形滚筒最优工作参数为喂入量1.1 kg/s，滚筒转速900 r/min，功耗最低为4.61 kW；弯头杆齿式鼓形滚筒最优工作参数为喂入量0.95 kg/s，滚筒转速935 r/min，功耗最低为3.58 kW，确定将鼓形滚筒杆齿优化为弯头杆齿形状。分别开展仿真与台架对比试验，结果表明，优化后的弯头杆齿式鼓形滚筒较圆柱杆齿式鼓形滚筒的轴向负荷均匀性变异系数降低10.34%，功耗降低7.15%，弯头杆齿能够有效降低鼓形滚筒脱粒功耗，提升滚筒性能。该研究可为丘陵山区小型纵轴流收获机性能优化提供参考。

随着农业大数据时代的到来,如何开展直观的有效信息挖掘成为数据利用的一大难题。作为一种能够帮助人们高效地管理现实世界中事物及其关系的异构语义网络,知识图谱应用在近年来备受关注。在农业数据不断增加、结构越来越复杂的背景下,将知识图谱应用于农业领域有助于农业大数据分析,促进智慧农业发展。该文首先分析了知识图谱构建的模式,即自顶向下、自底向上及两种模式结合等3种模式的特点,然后从本体构建、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,接着对当前知识图谱在农业领域的应用进行了梳理,主要有农业专题文献计量研究、农业信息检索、农业知识问答和农业信息资源推荐等4个方面,最后对知识图谱技术在农业领域的应用研究方向进行了展望,认为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。

为了开发新型高效的有机污水处理方式，探究新型旋转式水力空化器的空化特性，该研究综合高速摄影技术和压力脉动测试技术对环形狭缝型旋转式水力空化器在不同流量工况下的内部空化特性进行试验研究，并选取亚甲基蓝作为降解试剂，分析该空化器对难降解有机物的降解能力。试验结果表明，空化器内部存在4种空化形式：环形狭缝结构前缘空化、盲孔内空化、盲孔后缘空化以及环形狭缝结构后缘空化，且盲孔内空化和环形狭缝结构后缘空化占据主导；环形狭缝结构后缘空化存在明显的准周期性生长、脱落和溃灭过程，其演变准周期约为1.78 ms，导致蜗壳出口压力脉动离散特征明显；空化器在各流量工况下具有良好的输送性能，且随着流量的增大，经历了初生空化到云状空化的转变，当流量增大至36 m~3/h时，空泡团在周向的最大长度约为26 mm，在径向的最大宽度约为14 mm，当流量增大至37.5 m~3/h时，狭缝前缘空化沿着周向展开，形成“V”型空化覆盖部分盲孔，空化器内部空化程度明显加剧，蜗壳出口压力脉动主频(叶频)幅值增大，宽频脉动增强；空化器对亚甲基蓝的有效降解存在最佳流量工况和最佳溶液初始浓度，即当流量工况为36 m~3/h，溶液初始浓度1.5 mg/L时，在该条件下，空化器对亚甲基蓝的降解能力最强。该研究对于难降解农业有机污水处理具有一定的参考意义。

微纳米曝气滴灌系统的水、气和溶解氧传输特性不明，限制了其在农业领域的应用。该研究旨在探索微纳米气泡在滴灌管内的传输特性，为微纳米曝气滴灌系统科学运行提供理论依据。设计0.06～0.22 MPa之间的5个滴灌系统工作压力，0.6、1.5、2.4 L/min 3个进气速率，并以不曝气为对照，通过测量滴灌管首部、中部、末端滴头的水、气出流量及水中溶解氧浓度，分析三者沿滴灌管的传输特性和均匀性，以及进气速率和工作压力对其的影响规律。结果表明：1)微纳米曝气时所有处理的滴头平均出水流量达到额定流量的98.5%及以上，出水均匀度达到96%及以上，且两指标在所有曝气和不曝气处理之间的差异均未达到显著性水平(P>0.05)。2)在适中的工作压力范围内(0.10～0.18 MPa)，曝气滴灌系统平均出气流量和均匀度分别在0.13～0.23 L/h、85.50%～92.41%之间，两指标分别随进气速率的提高而提高和降低；而过高或过低的工作压力(0.22、0.06 MPa)会导致个别滴头出气流量异常高，最终提高滴灌系统平均出气流量的同时却大大降低了出气均匀度。3)微纳米曝气滴灌系统的溶解氧浓度较不曝气有明显提高，且所有处理的溶解氧均匀度均达到95%以上；溶解氧浓度沿管道传输方向呈增大趋势，随进气速率的提高呈单峰变化；在1.5 L/min进气速率组合0.14 MPa工作压力时，滴灌系统溶解氧平均值达到最高14.45 mg/L。综合考虑水、气和溶解氧传输效果，微纳米曝气滴灌最佳运行参数为1.5 L/min进气速率组合0.14 MPa工作压力，根据出气均匀度大于85%和溶解氧均值大于12 mg/L确定适宜的工作压力范围为0.10～0.18 MPa，进气速率范围1.5～2.4 L/min。该研究可为微纳米曝气滴灌系统科学运行提供理论依据。

农田覆膜在中国西北干旱区广泛应用，具有显著的增温保墒和增产效果。大面积覆膜会影响到区域气候特征，其残膜污染影响生态系统健康。准确识别覆膜农田的时空分布特征，对于农业水资源管理和生态环境保护具有重要意义。为了准确量化河西走廊覆膜农田时空分布，该研究基于多源遥感数据，使用植被指数，提出了一种确定覆膜农田识别时间窗口的方法，在窗口内使用快速覆膜识别算法提取了河西走廊近10年覆膜农田区域，并分析了其时空演变规律。结果显示当地覆膜农田识别最佳时间窗口为4月上半月，其覆膜农田识别总体精度为80%。河西走廊多年平均覆膜农田面积为38.3×104 hm~2，其中55.6%位于黑河流域，疏勒河和石羊河流域各占20.9%和23.3%。由于节水灌溉面积增加同时灌溉用水量减少，对覆膜的需求降低，河西走廊覆膜区域近10年减少了32.4%。该研究可为中国西北干旱区农业资源调查提供参考。

随着食用菌行业由自动化向智能化、信息化发展的趋势越来越明显，为了实现现代化菇房中平菇的准确检测，解决工厂化平菇栽培中收获阶段平菇之间相互遮挡等问题，帮助平菇采收机器人进行准确的自动化采收，该研究提出了一种基于YOLOv5(you only look once version 5)模型的OMM-YOLO(ostreatus measure modle-YOLO)平菇目标检测与分类模型。通过在YOLOv5模型的Backbone层添加注意力模块，对输入的平菇图像特征进行动态加权，以获得更详细的特征信息，并在Neck层采用加权双向特征金字塔网络，通过与不同的特征层融合，提高算法的平菇目标检测的精度。此外，为了改善算法的准确性和边界框纵横比的收敛速度，该文采用了EIoU(enhanced intersection over union)损失函数替代了原有的损失函数。试验结果表明，与原始模型相比，改进模型OMM-YOLO对成熟平菇、未成熟平菇和未生长平菇的平均精度均值分别提高了0.4个百分点、4.5个百分点和1.1个百分点。与当前主流模型Resnet50、VGG16、YOLOv3、YOLOv4、YOLOv5m和YOLOv7相比，该模型的精确率、召回率和检测精度均处于优势，适用于收集现代化菇房中的平菇信息，有效避免了平菇之间因相互遮挡而产生的误检测现象。菇房平菇目标检测可以自动化地检测平菇的数量、生长状态等信息，帮助菇房工作人员掌握菇房内的菇况，及时调整温湿度等环境条件，提高生产效率，并且对可以对平菇进行质量控制，确保平菇产品的统一性和品质稳定性。同时可以减少对人工的依赖，降低人力成本，实现可持续发展，对智能化现代菇房建设具有积极作用。

为评估高标准农田建设政策对农业种植结构的影响与政策的传导路径，利用2005—2017年中国省级面板数据，构建连续型双重差分模型(differences-in-differences model,DID)和两阶段估计模型，检验高标准农田建设的政策效应与作用机制。结果发现：1)高标准农田建设政策对种植结构“趋粮化”有正向促进作用，平均提高7.5%的粮食作物种植比例；2)政策的动态影响分析表明，随着高标准农田建设的范围和规模扩大，政策效应随着时间推移逐渐增强；3)作用机制分析表明，政策实施通过扩大农地流转规模、新增农机总动力和提高粮食种植专业化水平3条路径，推动种植结构“趋粮化”。因此，地方政府应严格落实高标准农田建设规划，稳健发展农地流转市场，提升农业机械化和农业社会化服务水平，鼓励粮食种植专业化，以实现高标准农田建设“藏粮于地”的政策效应。

耕地利用质量是区域多种因素综合作用的结果，耕地利用质量提升是实现中国式现代化的重要粮食安全保障。该研究运用压力—状态—响应(pressure-state-response, PSR)框架、探索性时空数据分析(exploratory spatial temporal data analysis, ESTDA)与障碍度模型揭示2005—2020年广东省县域耕地利用质量的时空特征及诊断其障碍因子。研究表明：1)2005—2020年广东省耕地利用质量指数年均增长率为1.03%，说明区域耕地开发、利用与保护成效较好，并且耕地利用质量指数从高到低依次为山区、珠三角、东翼、西翼，而耕地利用质量指数增速从快到慢依次为珠三角、西翼、东翼、山区；2)珠三角、西翼与山区的部分县区耕地利用质量的空间结构波动较大，整体上耕地利用质量的空间结构具备较强的时空依赖性并兼具跃迁惰性与活性；3)人均农业产值、地形分布指数与地均农业产值是影响广东省耕地利用质量排名前3的障碍因子，充分表明资源禀赋依赖与社会经济结构是决定耕地利用质量的关键因素。为实现广东农业布局现代化与高质量发展，该研究提出持续推进现代农业产业园建设以充分发挥农业典型示范效应，遵循耕地资源的空间结构差异以有序推进耕地“非粮化”治理，以及依托全域国土综合整治积极探索承包地细碎化试点等政策建议。

针对传统生物质颗粒环模成型机生产成型效率低、环模失效严重等问题，基于仿生蜂窝状有序多模孔结构，该研究提出了一种立式环模生物质颗粒成型机仿生设计方法。对蜂窝单体几何模孔结构进行图像处理，对蜂窝相邻模孔边缘轮廓拐点坐标进行提取，并获取模孔网格坐标，构建环模-压辊-物料耦合作用受力模型，以物料摄取量、挤压力为设计目标，对颗粒成型机仿生环模、模孔、压辊等参数进行设计。样机通过三压辊与仿生环模孔之间摩擦作用，实现对成型区域内物料的挤压成型，从而形成致密的生物质颗粒。温室条件下以颗粒度为2～4 mm的玉米秸秆为物料，物料含水率为12%、压辊主轴转速为100 r/min，结果表明：在相同转速下，优化后的仿生立式环模生物质颗粒成型机较传统环模成型机吨料能耗降低10.08%，生产的成型颗粒密度大于等于1.32 g/cm~3，抗跌碎性指数为99.4%，样机能耗为40.46 kW·h/t，该研究各项指标均达到了相关标准的要求且高于传统生物质颗粒机。

为明确热处理过程中肌肉蛋白与萜类化合物的相互作用规律及机制，以肌原纤维蛋白(myofibrillar protein,MP)和肌浆蛋白(sarcoplasmic protein,SP)为研究对象，测定不同加热时间下表面疏水性、总巯基含量、粒径、二级结构含量等理化特性。选取炖煮猪肉中3种关键萜类化合物(3-蒈烯、柠檬烯、芳樟醇)，结合气相色谱-质谱联用，探究热处理过程中MP和SP对萜类化合物吸附能力与蛋白构象变化的相关性，并通过分子对接揭示肌肉蛋白与萜类化合物结合机制。结果表明：随加热时间延长，MP和SP的表面疏水性和总巯基含量先上升后下降，粒径持续上升，α-螺旋结构转化为β-折叠和无规则卷曲结构。加热5 min内，MP和SP二级结构展开，结合位点暴露，对萜类化合物吸附能力增强；继续加热后，MP和SP聚集使结合位点被掩埋，对萜类化合物吸附能力降低，且由于SP更高的聚集程度，加热10～60 min内吸附能力弱于MP。分子对接结果证明，疏水相互作用为3-蒈烯和柠檬烯与肌肉蛋白结合的主要驱动力，而芳樟醇通过疏水相互作用和氢键与肌肉蛋白结合。结果表明热处理可以通过改变肌肉蛋白构象控制风味结合位点暴露或掩埋，从而影响肌肉蛋白与萜类化合物的相互作用，研究结果可为热加工肉制品的风味调控提供理论指导。

针对棉秆回收需求和现有滚筒式地膜捡拾机构可靠性差、缠膜严重、回收地膜含膜率低等问题，该研究设计了一种压秆式棉田地膜回收机，可一次性完成拾膜、脱膜以及除杂作业。结合相关作业性能要求，通过运动学和动力学分析确定了束秆盒、拾膜滚筒和脱膜机构的结构参数，并完成了关键部件的工作参数分析。为验证机具捡拾除杂作业性能，以机具前进速度、钩齿入土深度、拾膜滚筒转速为试验因素，拾膜率、含膜率为试验指标，进行了三因素三水平响应面试验，得到各因素的响应面模型，分析了各因素对作业效果的影响，并对各因素进行优化。试验结果表明，当拾膜滚筒转速为65 r/min，机具前进速度为5 km/h，钩齿入土深度为50 mm时作业效果最佳，以优化后的结果进行验证试验，结果表明，平均拾膜率为86.8%，平均含膜率为14.9%，研究结果可为后续留秆收膜机具的设计提供参考。

崩岗是中国南方红壤区最为严重的土壤侵蚀形式之一，不仅具有突发性且危害巨大，对其进行全方面的风险评价有利于崩岗综合整治。该研究引入驱动力-压力-状态-影响-响应模型（driving force-pressure-state-impact-response,DPSIR），并结合自然灾害风险理论，根据崩岗侵蚀过程从易发性、脆弱性、暴露性和防灾减灾能力等方面构建了较为综合的崩岗侵蚀风险评价体系，然后对安溪县官桥镇2010、2015和2020年的崩岗侵蚀风险进行了评价。结果表明：1）基于DPSIR的崩岗侵蚀风险评价模型精度结果良好，ROC曲线下方的面积AUC(area under curve,AUC)均大于0.59；其中沟壑密度、土壤侵蚀强度和人口密度指标权重较大，分别为0.217、0.182和0.174。2)3个年份的官桥镇崩岗侵蚀风险主要为低风险等级（占总面积57.49%～62.90%），在空间上呈中部高、四周低的分布特征；风险变化主要分布在中西部和东部地区，且中风险、高风险和极高风险主要向低一级的风险等级转变，但在2015—2020年该区域的空间变化速度放缓。3）与崩岗侵蚀易发性风险评价结果相比，二者的空间分布趋势大致相似，但综合性风险评价结果的空间变异性更大，即综合性崩岗侵蚀风险的描述更为全面，更能体现崩岗侵蚀风险体系中不同指标产生的影响。研究结果不仅提供了一种综合的崩岗侵蚀风险评价思路和方法，并且可以为崩岗预警、防治与管理工作提供更为全面的参考。

亚麻籽植物乳富含α-亚麻酸和植物化学物质，具有良好的功能和营养属性，将其作为促进健康和预防疾病的食品具有巨大潜力。强化亚麻籽植物乳的食用安全、营养、感官属性，并提升体系稳定性是亚麻籽植物乳产业发展的重要方向。该研究首次采用蒸汽快速调水联合微波处理亚麻籽后制备亚麻籽植物乳，系统的评价调水和微波程度对亚麻籽植物乳品质影响。结果表明，相对于未调水微波的亚麻籽植物乳，调水联合微波能显著降低亚麻籽内生氰糖苷值、增加总酚（1.77倍）和木酚素（1.66倍）含量，同时改善了风味值。适当的调水（12.79%）和微波（8 min,140～145℃）联合处理改变木酚素等组分在原种籽细胞中的结构，并产生分子震动诱导的组分交互作用，有助于提高亚麻籽植物乳的综合品质。

针对传统的鸡蛋预煮方法升温条件不可控，蛋清、蛋黄凝固状态难以控制等问题，该研究通过试验明确了蛋壳导电性能，在此基础上建立并验证了欧姆加热预煮鸡蛋过程的有限元模型，研究了欧姆加热预煮鸡蛋过程中鸡蛋内部的温度分布，分析了欧姆加热对鸡蛋凝固过程的影响，明确了电场强度和摆放方向对鸡蛋内部升温速率与温度分布的影响。结果表明：欧姆加热条件下，蛋壳可近似视为绝缘体；欧姆加热预煮鸡蛋是壳外溶液在欧姆效应下温度升高，通过热传导作用来实现的；建立了欧姆加热预煮鸡蛋的有限元模型并进行验证，温度模拟值与实测值之间的相对均方根误差均小于5%；鸡蛋长轴沿垂直电极板方向摆放，有利于改善鸡蛋内部加热均匀性；可以通过控制欧姆加热条件确定鸡蛋的凝固状态，达到控制鸡蛋蛋清、蛋黄凝固时间及状态的目的。研究结果可为开发基于欧姆加热的鸡蛋预煮装置提供参考。

快速、准确地监测撂荒耕地对研究土地利用变化、保障国家粮食安全和制定农业政策有着重要意义,黄土高原地区复杂地貌和耕地破碎性对监测撂荒耕地颇具挑战性。该研究以国产高分卫星遥感影像为主要数据源,使用耦合遗传算法的离散二进制粒子群算法改进最佳指数因子法优选分类特征因子,采用随机森林分类和分类后变化检测方法,获得试验区2011—2022年撂荒耕地时空分布信息,通过影像目视判读和实地调查相结合的方式进行结果验证和精度评价,结果表明:1)经重要性评估发现NDVI平均精度减少(mean decrease accuracy,MDA)得分最高,经改进的优选特征方法优选特征为:绿波段、红波段、近红外波段、蓝绿波段比值指数、坡度、NDVI、方差、对比度,特征优选有效提高了高分影像的土地利用分类精度和效率;2)国产高分卫星数据可实现地块尺度撂荒耕地的精准识别,经验证,撂荒耕地识别总体精度达到92.48%;3)2011—2022年间研究区撂荒耕地总面积为5 492.51 hm~2,2011—2014年撂荒率最大,达21.09%,2020—2022年撂荒率最小,为0.99%。该研究构建了黄土高原地区地块尺度撂荒耕地遥感监测的方法,并进行验证和评价,对推动撂荒耕地相关研究和国产高分卫星数据的实践应用具有积极意义。

为了避免日光温室中卷式卷帘机械在工作时损坏前屋面覆盖层薄膜，通常会在卷帘机下方铺垫一条固定保温被。日间，这条保温被会遮挡进入日光温室的太阳光线并在室内形成阴影。针对固定保温被对室内光热环境分布和作物产量的影响，该研究对固定保温被下方的光照、温度和作物的产量进行测试，同时利用太阳直射辐射理论提出固定保温被阴影宽度的计算方法。结果表明，在试验期间固定保温被正下方的光照强度平均值为198μmol/(m~2·s)，距离固定保温被4.0～5.0 m位置处的光照强度是固定保温被正下方的2.0倍以上。日间，固定保温被正下方的空气温度、墙面温度和土壤温度相比于固定保温被两侧最大降低2.2、5.8和2.3℃。夜间，墙面温度和土壤温度最大降低1.2和1.3℃。固定保温被正下方单垄番茄相比于其他垄平均减产36.2%，植株茎粗平均减小2.0～4.0 mm。不同地理位置和不同方位角的日光温室受到固定保温被遮阴在室内形成的阴影宽度范围为11.0～14.0 m。该研究定量分析了使用中卷式卷帘机械的日光温室中固定保温被对室内光热环境和作物产量的影响。

为了解决普通检测装置难以覆盖不同果径（25～95mm）柑橘的检测需求问题，研发了覆盖多果径柑橘的便携式双档位多品质无损检测装置。以砂糖橘（果径25.35～48.61mm）和武鸣沃柑（果径53.24～94.71mm）为研究对象，基于研发的双档位探头，在赤道部位每隔120°采集一次光谱，平均光谱作为该柑橘的原始光谱。经标准正态变量变换（standard normal variable,SNV）、多元散射校正（multiplicative scatter correction,MSC）预处理，再利用竞争性自适应加权抽样算法（competitive adaptive reweighted sampling, CARS）筛选特征波长，分别建立了沃柑和砂糖橘的可溶性固形物含量（soluble solids content,SSC）和水分的偏最小二乘预测模型。沃柑的SSC和水分预测模型验证集相关系数分别为0.937、0.951，均方根误差分别为0.382°Brix、0.491%；砂糖橘的SSC和水分预测模型验证集相关系数分别为0.921、0.935，均方根误差分别为0.460°Brix、0.673%。为了评估检测装置的准确性和稳定性，使用平均变异系数分析了沃柑和砂糖橘的SSC含量和水分测定结果，并通过预测结果与标准理化值进行残差分析。结果表明，研制的便携式双档位柑橘多品质光谱检测装置对不同果径柑橘内部品质检测稳定性与精度均满足现场实时检测需求。

硫酸软骨素（chondroitin sulfate,CS）是重要的功能性骨多糖，广泛分布于动物的软骨组织。为了提高动物软骨中CS提取率，该研究制备了12种天然低共熔溶剂（natural deep eutectic solvents,NADESs），基于CS提取率筛选了较佳NADESs组成、确定了CS较佳提取工艺条件，并考察了NADES的循环重用性。结果表明，NADES-3（甜菜碱/尿素，摩尔比1:2）的CS提取率较高，为16.49%。且在较佳提取条件（含水率40%、液料比30:1 mL/g、反应温度110℃、时间120 min）下，CS提取率可达17.33%，是传统水提法的2.88倍。NADESs的理化特性与CS提取率的相关性试验表明，提取率与黏度呈负相关，与pH值、极性呈正相关，与密度相关性不大，确定了含水率40%的NADES-3为该试验最佳提取CS的溶剂。回收试验表明，NADES-3重复使用5次后，CS提取率仍有15.89%，说明NADESs提取法能高效地从喉软骨中回收CS。研究结果为畜禽骨营养组分的高效利用提供新思路，也为后续运动健康类功能性骨源食品的开发提供参考。

为提升机具作业效率和质量、减少土壤碾压等，该研究提出一种同时考虑作物倒伏状态、碾压面积和收获机粮仓容积的路径规划算法（ harvester grain bin capacitated arc routing problem，HGBCARP）。该算法由作业信息处理模块和作业路径规划模块组成，作业信息处理模块将农田边界、卸粮点位置、作物倒伏方向及面积、位置等信息转化成可处理的数据形式并传输给路径规划模块，然后由路径规划模块进行作业行方向划分、作业行遍历顺序寻优、转弯方式生成、碾压面积计算等，最终得到最优路径规划结果。采用改进遗传算法，分别以3种再生稻收获机、2种传统水稻收获机和3种不同田块为对象，以行驶路径长度、碾压面积、收获粮食量为评价指标，采用回转式收获路径和HGBCARP式收获路径规划开展对比试验。结果表明，HGBCARP式比回转式收获路径碾压面积减少11.79%～27.20%，可使倒伏的机收头季稻增收1.64%～1.95%；同时在3种不同田块条件下进行仿真试验，HGBCARP式比回转式收获路径可使碾压面积减少7.25%～20.09%。使用电动无人履带式底盘对不同收获路径进行田间模拟收获试验，HGBCARP式收获路径与传统牛耕往复式及回转式收获路径相比，碾压面积减少约11.21%～28.03%，在路径长度减少约6.81%～23.46%，验证了HGBCARP式路径规划方法的有效性，研究结果可为智能化作业路径规划研究提供参考。

离心泵运行过程中其进口来流速度随时间的波动对泵的水力性能具有不可忽略的影响，该研究采用非嵌入式多项式混沌（non-intrusive polynomial chaos, NIPC）方法对进口来流速度扰动的不确定性进行量化分析，探究其对离心泵水力性能的影响。结果表明：随机来流速度对泵的水力性能具有较大影响，且不确定度越大，其影响越大；进口来流速度扰动会引起泵叶片压力面尾缘与吸力面上压力分布及叶轮流道内流场的变化，从而造成泵的扬程及效率的波动且波动范围较大；同时，来流不确定性的影响在叶轮内流场中的传播是非对称且非均匀的。不同工况下来流速度随时间的扰动对泵性能的影响有所差异，大部分工况下来流速度扰动会造成泵性能的下降，其中不确定度为5%时，扬程最大可下降0.4 m，效率下降3%。对不同工况下泵的进口流速不确定性进行量化分析，能够对离心泵在整个运行工况下的稳健性进行综合评定，为泵稳健性设计提供一定的基础。

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下对草莓产量、品质、肥料偏生产力、水分利用效率的影响。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、水分利用效率的综合评价。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要大于根区温度。高肥料浓度（2.5 g/L）会降低草莓产量，中肥料浓度（1.5 g/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。