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新疆农业大学热孜燕瓦卡斯教授团队在《智慧农业(中英文)》2026年第3期发表论文,基于2015—2023年中国省级面板数据,采用层次分析法与熵权法相结合的组合赋权方式构建智慧农业发展综合评价指数并进行地形与主导产业校正。研究发现:(1)智慧农业呈现梯度发展格局,区域间增长动力与智慧化水平存在系统性错配;(2)核心驱动机制在于数据要素与农业物质资本的结构性互补,二者协同效应显著;技术资本发挥关键中介作用且促进作用具有非线性门槛特征;(3)空间上以竞争效应为主导:产业结构相似省份间呈现明显的虹吸效应;数据-资本协同模式具有正向空间溢出性。

北京工商大学Weiqiang Chen等学者在《MDPI Computers》发表论文,提出果蔬供应链可信全流程信息管理多链区块链框架。该框架集成追溯链、企业链、公证链和监管链以支持分层数据管理和隐私隔离;设计基于声誉的公证节点选举机制和基于Shamir秘密共享的阈值签名方案,以增强跨链安全性和分布式监管共识;为提高检索效率,开发CMerkle(Cuckoo增强Merkle树)和基于跳跃表的区块索引。仿真结果显示,所有恶意节点在第19轮被限制,500节点设置下签名聚合仅需70.16毫秒,CMerkle在500和10000条记录的数据规模下分别实现14.7倍和153倍检索加速。

新疆农业大学邱浩等学者在《MDPI Agronomy》发表论文,提出低成本快速构建田间棉花3D点云并评估冠层性状的技术堆栈。针对传统3D数据采集成本高、处理时间长、运营效率低等瓶颈,集成快速重建算法与基于地面控制点(GCP)的尺度恢复机制,能够以低成本和短时间从UAV航拍图像生成真实尺度3D点云。仅使用141张UAV影像和约20分钟重建时间即可高效重建两个5.5m×5.5m棉花小区的高质量尺度精确点云,在重建效率和点云完整性方面均显著优于SfM-MVS和Instant-NGP;研究进一步量化分析收获期冠层高度变异系数、孔隙度分布和冠层体积分数,为精准栽培管理与机械化兼容种植提供数据支持。

Arsalan Iqbal在《engrXiv》预印本平台发布研究,提出一种基于强化学习引导的自主四旋翼无人机平台,融合机载视觉同步定位与建图(Visual SLAM)与推扫式高光谱成像载荷,在近实时构建地理参考的、冠层配准的作物水分胁迫指数(CWSI)地图。平台采用近端策略优化(PPO)训练的自适应采样策略,根据飞行中积累的证据将飞行时间和传感器驻留时间重新分配到新兴水分胁迫区域。在0.8公顷试验田模拟田间试验中,强化学习引导策略实现了92%的水分胁迫区域检测率(固定网格基线为61%),同时任务飞行时间减少约32%。研究还报告了SLAM衍生的冠层结构对CWSI精度的贡献消融研究、田间复杂性敏感性和全误差预算分析。注:本研究为预印本,未经实地验证。

学者Gao等在《Nature》子刊《Humanities and Social Sciences Communications》发表论文,基于2010—2022年30个省份的面板数据,采用熵值法测算农业数字化与粮食安全水平,运用耦合协调度模型与相对发展模型识别协调类型及演化特征;基于Dagum基尼系数和Moran I指数考察耦合协调度的空间分异特征;最后运用障碍度模型识别约束耦合协调度提升的障碍因素。研究发现:(1)耦合协调度与相对发展水平呈上升趋势,呈粮食主销区大于粮食主产区大于粮食产销平衡区格局;(2)空间动态差异方面,总体差距逐步缩小,三大功能区之间差距是主要来源;(3)主要障碍因素为数字化技术应用、数字发展活力、资源安全与质量安全。

四川农业大学李新营等学者在《MDPI Digital》发表论文,基于2013—2023年中国长江流域115个地级市面板数据,实证检验数字驱动农业新质生产力(ANQPF)与耕地多功能性(CLM)的关联。研究发现ANQPF与CLM呈显著正向关联且经多重稳健性检验;中介机制表明,该正向关联通过提升规模以上农产品加工企业主营业务收入、增加农业技术专利数量、提升农业社会化服务水平三条路径实现;分样本分析显示,非粮食主产区、人均GDP较低地区以及长江流域上中游地区关联更强;门槛效应分析显示,ANQPF超过临界水平后正向关联呈边际递减。

宁波大学陈欢等评估中国农业无人机的发展规模和经济效应:玉米和柑橘的实证分析表明,无人机辅助农业降低了生产成本;在基准价格下无人机辅助玉米和柑橘生产的ROI分别提升至10.53%和7.65%,但仍较低,说明过度资本介入的风险有限;在全国范围内无人机辅助农业为玉米和柑橘带来估计的成本节约;在劳动力效应方面,农业无人机主要帮助缓解农业劳动力短缺而非产生大规模失业,同时提高生产效率,支持可持续农业发展。

Harper Adams University、河南农业大学、华南农业大学、中国农业大学等多机构联合综述:点对点GNSS导航已到达TRL 9(商业部署超百万台),基于视觉的作物行跟随视作物和季节处于TRL 5-7,全农场自主动态重规划处于TRL 3-5。主要障碍是缺乏标准化评估基准、感知模型在不同季节和作物类型的泛化失败、地形和滑移反馈与全局路径规划解耦。研究揭示开放田GNSS导航已商业化成熟,但真正的全农场农业自主仍未解决,因为现有系统在季节、地形、传感条件和操作转换的鲁棒性仍不足。

华北大学Zhang等基于EfficientNet与FPN多尺度特征融合构建田间害虫智能检测框架:EfficientNet作为轻量级注意力嵌入骨干网络提取层次特征,集成多尺度检测与分层FPN融合以提升微小、不显眼的害虫识别性能。在37种田间作物常见害虫上的实验表明,所提模型在IoU阈值0.5下的平均精度(mAP@0.5)达到98.89%、平均识别错误率1.57%、平均推理时间仅0.048秒/图像,在检测精度和实时性能间取得平衡,为田间害虫监测提供轻量、可靠、自动化的监测解决方案,促进数据驱动、精准的害虫管理,推动可持续绿色精准农业。

华南农业大学工程学院Lu等提出多模型融合框架用于复杂果园环境下稳健芒果检测:以YOLOv8n、YOLOv8s和YOLOv8m为基检测器,应用多尺度测试时增强(TTA)获取不同增强视图的预测;基于交并比(IoU)将每个基检测器不同TTA视图对应同一目标的预测进行匹配;采用加权框融合(WBF)确定融合后的边界框坐标;对多个基检测器共同检测的候选目标使用Noisy-OR组合各模型置信度得分;应用高斯Soft-NMS降低密集场景下相邻芒果的错误抑制风险。在标准数据集上Recall和mAP@0.5分别达到95.52%和98.60%。

中国农科院烟草所病虫害绿色防控创新团队首次揭示微量生物源纳米碳(BNC)通过HY5介导的地上-地下信号传导与根际微生物组重塑,实现花生氮肥减施30%不减产的全新机制。BNC通过增强光合电子传递、缓解氧化胁迫,激活硝酸盐与铵转运蛋白促进氮吸收,并重编程根系分泌物招募硝化螺旋菌、芽单胞菌等氮循环微生物。田间试验氮肥利用率提高16.0%、温室气体排放降低34.8%。BNC源自农业废弃物、成本极低、可降解、可穿透植物屏障,有望作为农药或生物农药的纳米载体,实现靶向递送与缓释减量。

江苏省农科院玉米研究中心联合南京市蔬菜科学研究所鲜食玉米育种团队,利用快中子诱变技术创制玉米突变体,经大规模系统筛选与精准鉴定,获得"糯甜同粒"新型种质资源,实现同一籽粒中甜味与糯性的时空动态结合。研究通过图位克隆与等位互补测验鉴定控制该性状的关键基因,结合转录组学与代谢组学等多组学手段系统解析其调控糯甜同粒表型的分子机制,针对优良等位变异设计功能性分子标记,通过回交选育将其导入优良糯玉米自交系,最终育成性状稳定、均匀一致的新型糯甜玉米组合"苏糯味甜218"。

中国农业科学院作物科学研究所特色农作物优异种质资源发掘与创新利用创新团队联合国内外单位,构建全球首个高质量绿豆图泛基因组。从全球580份绿豆种质资源中筛选出11份代表性材料,组装构建首个绿豆图泛基因组,鉴定出调控黄酮代谢合成、增强绿豆抵抗害虫豆象的关键基因。前者通过启动子插入及编码区突变调控黄酮积累,与荞麦黄酮合成调控机制一致;后者启动子缺失变异增强基因表达、抑制关键抗虫降解酶活性、维持种皮结构完整。成果发表在《自然·遗传学(Nature Genetics)》。注:本成果基于11份代表性核心种质,实际育种应用仍需更广泛的验证。

端到端模仿学习避开了手工制作接近抓取的机器人运动,但策略仍需决定采摘哪个水果以及在何处闭合夹爪。遮挡会使策略在采摘过程中丢失所选水果,正确的闭合点也难以仅从像素推断。本研究提出HarvestPoint-ACT,在感知中使两个决策显式化并提供给策略:实例分割前端带关键点分支为每个可见水果预测掩码和采摘点;调度器按遮挡和移动距离对检测候选排序并选择一个目标。每次尝试后重新检测和重新排序候选。所选水果被编码为8维状态,送入动作分块Transformer。在冠层模拟装置上成功率88%,重遮挡下75%。

稻田定点杂草管理相比传统广域喷药可大幅减少除草剂用量,但现场部署受三大挑战制约:冠层下GNSS退化的稳健作物行导航、稻与形态多样化杂草的实时视觉区分、将稻误识为杂草的不可逆错误代价。本研究提出AgriNav,围绕四个ROS耦合模块构建集成自主拖拉机系统:用于稻检测的WeedDet PyTorch重实现、并行轻量级168万参数CNN-FPN变体(带非对称类加权)、通过硬编码置信门否决保护稻类的逆逻辑判别模块,以及融合GNSS/IMU/轮式里程计的6状态恒定速度转向率扩展卡尔曼滤波。主要系统级贡献是LiDAR-相机融合桥,利用导航LiDAR做ROI约束、世界坐标投影、地面平面滤波和双向置信融合,无额外硬件成本。

种子活力是种子质量与发芽潜力的关键指标,传统活力检测方法如四唑染色具有破坏性且需3-7天高强度人工操作,成为大规模播前筛选的关键瓶颈。本研究提出SeedFocusNet,集成浅层特征提取模块与基于Focal Loss的分类骨干网络,旨在增强对难以区分的高活力种子的识别。超参数通过Optuna框架结合贝叶斯优化在验证集上自动优化,ResNet50被选为最优架构。在测试集上对高活力种子识别的精确率达到74.39%,召回率达到54.46%。温室出苗实验进一步验证了SeedFocusNet筛选出的种子在同一品种内不同储藏时长下均表现出更高的出苗率。

精准农业视觉流水线下游任务(形态特征提取、生长监测、数字孪生同步)直接依赖检测框的几何质量,因此精确定位(而非单纯正确分类)成为关键性能因素。本研究提出方向对齐惩罚(DAP)作为辅助定位正则化项,在不修改检测器架构的情况下将独立加权的归一化中心位移项引入边界框回归目标。DAP-YOLOv8使mAP@0.5:0.95从51.69%提升至53.76%、mAP@0.5从80.03%提升至80.36%,在真实世界智能温室采集的牡蛎蘑菇数据集上重复种子实验进一步表明细粒度定位的提升在不同随机初始化下一致。

本研究结合1991-2024年Web of Science核心合集(SCIE和SSCI)索引的3649篇文章的文献计量分析与文献综述,旨在梳理农业氮磷钾施肥环境效应研究的演进、知识结构和新兴前沿,识别可持续养分管理的知识空白和优先事项。分析显示出版物持续增长、跨学科性增强,主要研究热点涉及养分循环、环境影响、可持续性和养分管理技术。综合分析识别出氮磷钾综合交互作用、精准养分管理长期评估、复合气候相关风险以及科学证据与治理之间联系的持续空白。基于此开发了连接肥料投入、养分交互、土壤过程、环境结果、管理干预和政策支持的氮磷钾环境管理综合框架。

曹清华、张明茹、朱冰奇以湖北省为样本,实证检验数字乡村发展对县域共同富裕水平的影响。基于县域面板数据构建数字乡村发展指数与共同富裕指标,采用多种计量方法(固定效应、工具变量、空间计量)进行系统检验。研究发现数字乡村发展对县域共同富裕具有显著正向影响,且该效应在空间上呈现外溢特征;通过机制分析发现数字基础设施、数字产业、数字治理三条路径起中介作用。研究为中部农业大省推进数字乡村建设与共同富裕示范提供政策启示,丰富了数字乡村与共同富裕理论体系。

兰州大学草地农业生态系统国家重点实验室吴忠安等团队基于2023-2025年甘青川藏26县2790户牧户调查数据,考察县级数字乡村发展与牧户非农就业关系。研究发现数字乡村发展与户主主要从事非农就业的可能性正相关,在系列稳健性和内生性检验后结果稳定;在第一产业基础较大的地区以及从事饲草种植的牧户中,正向关联较弱,表明当地生产结构和家庭劳动配置制约了数字机会向就业多元化转化。进一步分析表明数字金融和数字消费是数字乡村发展支持非农就业的两种潜在渠道。研究强调牧区就业收益既取决于数字接入,又取决于家庭劳动配置灵活性及非农机会可得性。