农作物病害种类繁多、发生规律复杂多变，病害暴发会造成严重生产损失，甚至引发作物绝收，严重威胁粮食生产安全与农业可持续发展。农作物病害早期精准识别与防治处方智能推荐，是亟待破解的关键科学问题。在国家大力推进农业农村现代化、实施乡村振兴战略的背景下，将人工智能、高性能计算等前沿信息技术深度融入农业生产，已成为驱动农业高质量发展的重要引擎。依据农业农村部《全国智慧农业行动计划(2024—2028年)》部署，农业大模型研发是推进农业现代化的重要抓手。
刘斌教授汇报农作物病害智能诊断
西北农林科技大学信息工程学院刘斌教授团队瞄准农作物早期病害“发现难、诊断慢、处方推荐不准”的产业痛点，运用人工智能技术自主研发早期病害诊断大模型，实现多项理论与方法创新，成功构建一套“轻量化、高精度、易推广”的病害智能诊断防治体系，在农作物早期病害智能诊断领域取得突破性进展，为农业病虫害绿色防控、智慧农业升级提供坚实科技支撑。刘斌教授团队开展多模态早期病害数据融合与端云协同智能计算交叉研究，创新性提出空地协同一体化病害智能诊断架构，实现多源异构病害数据高效融合，支撑农业生产场景下病害精准诊断；构建基于端云协同的病害大模型优化与动态部署机制，显著提升模型在复杂田间环境下的实时性能与泛化能力；研制病害智能巡检机器人，实现田间病害自动化精准诊断；进一步融合领域知识与大模型技术，研发知识引导的病害防治处方智能推荐系统，推动植保决策由“经验驱动”向“智能驱动”转变。
空地协同病害智能诊断框架
多模态病害智能诊断大模型
大模型优化与轻量化部署
病害智能诊断系统及APP
防治处方推荐
刘斌教授团队的研究属于人工智能与智慧农业交叉前沿领域，兼具理论创新性与应用突破性，已形成可复制、可推广的完整技术体系。相关理论成果发表于国际权威期刊及会议：《IEEE Transactions On Computers》（CCF A类，计算机体系结构领域顶级期刊）、《IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems》（CCF A类，并行计算领域顶级期刊）、《IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition》（CCF A类，计算机视觉领域顶级会议）、《Annual AAAI Conference on Artificial Intelligence》（CCF A类，人工智能领域顶级会议）；项目荣获2026年陕西省计算机学会科技进步一等奖。成果“农作物早期病害大模型智能诊断与处方推荐”被《中国农业农村年鉴》2025卷“科教兴农”专版收录，年鉴记载了项目团队该方向的重要研究成果，充分体现该项研究的行业影响力，彰显我国在农业人工智能底层技术方面的自主创新实力。研究不仅突破病害大模型训练核心技术瓶颈，更打通从底层技术落地农业生产的关键链路，技术应用贴合农业生产实际，覆盖多项农业核心场景，精准契合农业农村部智慧农业发展重点方向。团队研发的智能巡检装备亮相第十八届中国·陕西（洛川）国际苹果博览会，集中展示病害智能感知、边缘计算、机器人巡检等系列成果，印证相关技术具备良好推广应用与产业化潜力。
联合陕西省农村科技开发中心、杨凌极飞农业智能装备有限公司，相关成果在陕西、河南、安徽等地开展规模化示范应用，编制地方标准3项，累计服务农田51.1万亩，服务用户7.1万余人次，培训技术人员、新型职业农民1.5万余人次，病害诊断精度提升至90%以上，取得显著经济、生态和社会效益，助力合阳县入选农业农村部推介的30个全国农业社会化服务典型示范县。
刘斌教授团队的科研工作得到华为、百度、托普云、电子科技大学、河南理工大学、中南林业科技大学、西安市科学技术协会等企业与高校的认可，累计受邀开展产学研交流、成果转化相关活动30余次。为进一步放大成果转化效能、助推产业发展、强化联农带农能力，团队面向“一带一路”陆上丝绸之路经济带关键枢纽省区开展技术落地，在宁夏固原市西吉县华泽龙农业发展有限公司设立“头雁”专家工作站。团队结合当地产业实际与现实需求制定实施方案，深化多方合作，服务地方经济发展，为宁夏乡村产业发展注入新动能。通过技术指导、建站共建、产业集群培育，助力宁夏农业领域技术创新，服务国家重大发展需求，以期发挥“头雁领航、群雁齐飞”效应，赋能乡村全面振兴。该实践是落实农业农村部智慧农业行动计划的具体举措，为农业大模型自主研发、低成本推广提供可行路径，缓解AI农业应用成本高、落地难等现实问题，推动大模型技术走出实验室、扎根田间地头。应用单位反馈，该系统实用性强、推广价值突出，有力支撑区域农业病害诊断智能化转型。
依托研究产生的行业影响力，团队2019年承接西安市农林委委托，编制西安市智慧农业发展调研报告；2020年协助陕西省农业厅编制陕西省数字农业发展规划；2021年为合阳县10个重点帮扶村编制乡村振兴规划。
在科研攻关同时，团队坚持科教融合、重视人才培养，构建跨学科“项目驱动式”人才培养模式，将科研任务与人才培养深度融合，建立以实际科研项目为载体的培养机制。把前沿科研成果融入《深度学习》《云计算》等课程教学，主持省部级教改项目3项，参编《智慧农业概论》等教材2部，作为主要完成人获陕西省教学成果奖4项。组织学生参与算法设计到田间测试的全流程科研训练，打造一支多学科交叉的智慧植保科研队伍，培育一批兼具创新能力与实践能力的新农科人才梯队，适配智慧植保、智慧林业、智慧农业相关项目技术实施与病虫害防治业务需求。团队累计培养本科生、研究生56名，其中10余名学生毕业论文获评优秀，团队教师获评优秀指导教师；组织学生参与农作物病虫害检测类学科竞赛，斩获国家级一等奖1项、二等奖5项、三等奖2项，多名毕业生成长为农业科技企业与科研院所的技术骨干。同时，牵头组建由省部级人才领衔的农业信息处理与智能分析陕西省高校青年创新团队，建成高水平病害诊断与防治科研队伍。
刘斌教授团队以服务国家重大战略需求为导向，实现科学研究、技术转化、人才培养三维协同发展。团队探索出一条从理论创新到工程实践、从技术研发到产业赋能的特色发展路径，既提升农业病害诊断智能化水平，也为新时代农业科技人才培养树立实践范本。面向未来，团队将持续深耕智慧农业赛道，为农业数字化转型、乡村全面振兴贡献西农力量。
责任编辑：吉燕 张朝辉 张静
