四月正值春耕時(shí)節(jié),病蟲(chóng)害防治成為重中之重。
連降大雨、田間濕度大、加上雨后持續(xù)高溫,讓病蟲(chóng)害有高發(fā)態(tài)勢(shì)。而科技日?qǐng)?bào)記者在河南省濟(jì)源市王屋山上的一處蔬菜育種基地看到,面對(duì)病蟲(chóng)害的高發(fā)態(tài)勢(shì),基地人員卻不用特別擔(dān)心。原因就在于田間安置的智能病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)系統(tǒng),這套系統(tǒng)不僅讓他們隨時(shí)隨地掌握田中病蟲(chóng)害發(fā)生狀況,而且可以根據(jù)病蟲(chóng)害種類(lèi)和發(fā)生程度自動(dòng)精準(zhǔn)施藥。
近日,《農(nóng)作物病蟲(chóng)害防治條例》(以下簡(jiǎn)稱《條例》)正式公布,并于今年5月1日起正式實(shí)施!稐l例》提出,國(guó)家鼓勵(lì)和支持開(kāi)展農(nóng)作物病蟲(chóng)害防治科技創(chuàng)新、成果轉(zhuǎn)化和依法推廣應(yīng)用,普及應(yīng)用信息技術(shù)、生物技術(shù),推進(jìn)農(nóng)作物病蟲(chóng)害防治的智能化。中國(guó)工程院院士、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院副院長(zhǎng)吳孔明等專(zhuān)家認(rèn)為,《條例》的實(shí)施必將催生病蟲(chóng)害防治智能化熱潮。
AI成為“千里眼”和“聽(tīng)診器”
河南省農(nóng)科院植保所所長(zhǎng)魯傳濤研究員介紹,傳統(tǒng)植保工作依靠人和儀器進(jìn)行監(jiān)測(cè),所有信息都需要人工收集后再進(jìn)行分析,然后才能發(fā)布防治方案,無(wú)論是效率還是效果都受到影響。
而智能病蟲(chóng)害監(jiān)控系統(tǒng),由蟲(chóng)情信息自動(dòng)采集分析系統(tǒng)、孢子信息自動(dòng)捕捉培養(yǎng)系統(tǒng)、遠(yuǎn)程小氣候信息采集系統(tǒng)、病蟲(chóng)害遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備、害蟲(chóng)性誘智能測(cè)報(bào)系統(tǒng)等設(shè)備組成,可自動(dòng)完成蟲(chóng)情信息、病菌孢子、農(nóng)林氣象信息的圖像及數(shù)據(jù)采集,并自動(dòng)上傳至云服務(wù)器,用戶通過(guò)網(wǎng)頁(yè)、手機(jī)即可聯(lián)合作物管理知識(shí)、作物圖庫(kù)、災(zāi)害指標(biāo)等模塊,對(duì)作物實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與診斷,提供智能化、自動(dòng)化管理決策,是農(nóng)業(yè)技術(shù)人員管理農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的“千里眼”和“聽(tīng)診器”。
在王屋山上,記者看到的這個(gè)AI裝置,在連接套的上方安裝有太陽(yáng)能接收板,將光能轉(zhuǎn)換為電能,在連接套之間安裝有滑竿,害蟲(chóng)捕獲箱通過(guò)滑套安裝在滑竿上,方便害蟲(chóng)捕獲箱移動(dòng),在滑套上還安裝有控制信號(hào)接收桿,控制信號(hào)接收桿與控制面板通過(guò)局域網(wǎng)連接,可以進(jìn)行自動(dòng)化控制,并通過(guò)害蟲(chóng)捕獲箱對(duì)飛蟲(chóng)進(jìn)行捕獲,在害蟲(chóng)捕獲箱的下方安裝有除蟲(chóng)藥液儲(chǔ)存箱和噴灑器,對(duì)農(nóng)作物上的爬蟲(chóng)進(jìn)行噴藥殺滅。
多種技術(shù)并進(jìn)搭建智能化平臺(tái)
專(zhuān)家介紹,為了實(shí)現(xiàn)對(duì)病蟲(chóng)害的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)反饋和有效控制,智能化管理系統(tǒng)利用了物聯(lián)網(wǎng)、模式識(shí)別、數(shù)據(jù)挖掘和專(zhuān)家系統(tǒng)等多種技術(shù)。系統(tǒng)平臺(tái)包括物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集監(jiān)測(cè)設(shè)備、智能化云計(jì)算平臺(tái)、專(zhuān)家服務(wù)平臺(tái)、系統(tǒng)管理員和服務(wù)終端五大部分。
物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集監(jiān)測(cè),作為最基礎(chǔ)的統(tǒng)計(jì)分析依據(jù);智能化云計(jì)算平臺(tái),利用智能化算法處理信息,建立病蟲(chóng)害預(yù)警模型庫(kù)、作物生長(zhǎng)模型庫(kù)、告警信息指導(dǎo)模型庫(kù)等信息庫(kù),實(shí)現(xiàn)對(duì)病蟲(chóng)害的實(shí)時(shí)監(jiān)控;專(zhuān)家服務(wù)平臺(tái)整合大量的專(zhuān)家資源,以實(shí)現(xiàn)專(zhuān)家與農(nóng)戶隨時(shí)隨地的咨詢、互動(dòng);系統(tǒng)管理員為不同級(jí)別的用戶提供不同的使用權(quán)限,方便政府農(nóng)業(yè)主管部門(mén)、農(nóng)業(yè)專(zhuān)家和用戶等不同的使用角色登錄不同的界面,快捷地查看到最關(guān)注的問(wèn)題;服務(wù)終端支持手機(jī),用戶通過(guò)手機(jī)就可以掌握實(shí)時(shí)信息。
事實(shí)上,國(guó)內(nèi)外對(duì)病蟲(chóng)害治理的智能化已經(jīng)做了多年探索,研制的智能化裝備也多種多樣,有的可以根據(jù)病蟲(chóng)歷史發(fā)生情況,結(jié)合天氣變化趨勢(shì)、土壤溫度、特定的遙感圖像及其他影響因子,通過(guò)特定算法,模擬病蟲(chóng)害發(fā)生情況。有的可以及時(shí)對(duì)特定區(qū)域害蟲(chóng)入侵情況進(jìn)行檢測(cè)和預(yù)警。有的智能設(shè)備使用高光譜遙感圖像、田間傳感器,根據(jù)歷史發(fā)病信息及天氣情況為用戶檢測(cè)、預(yù)測(cè)作物健康狀況。用戶可以通過(guò)移動(dòng)客戶端方便地查看作物健康狀況,極大地降低了用戶上手的門(mén)檻。通過(guò)預(yù)測(cè),每個(gè)生產(chǎn)季,農(nóng)藥投入可以減少50%,同時(shí)因病蟲(chóng)害引起的減產(chǎn)可以降低20%。
前期基礎(chǔ)工作是關(guān)鍵
“相對(duì)而言,在滅害方面相關(guān)應(yīng)用流程已經(jīng)成熟,只需把病蟲(chóng)害查清,無(wú)人機(jī)接到指令,就可以發(fā)揮作用。目前前期的基礎(chǔ)工作是推進(jìn)智能化的關(guān)鍵。”河南省農(nóng)科院研究員張玉亭告訴科技日?qǐng)?bào)記者,我國(guó)在防治病蟲(chóng)害的智能化方面,雖然已經(jīng)起步多年,但還面臨不少問(wèn)題有待解決。如病蟲(chóng)害的雷達(dá)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還沒(méi)有成網(wǎng);其次是針對(duì)性強(qiáng)的傳感器還需要研發(fā)。目前的傳感器對(duì)集群性的蟲(chóng)害能捕捉到,但對(duì)個(gè)別性的蟲(chóng)害感覺(jué)不靈敏,更做不到對(duì)病害(如花葉病等)的預(yù)警;更為重要的是,在病蟲(chóng)害數(shù)據(jù)的及時(shí)采集、更新、預(yù)報(bào)、預(yù)防等方面,還面臨巨大的工作量。
張玉亭說(shuō),對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成嚴(yán)重威脅的重大病蟲(chóng)害,往往具有遷飛性、流行性和暴發(fā)性,如跨國(guó)界遷飛侵入的草地貪夜蛾、跨區(qū)域氣流傳播的小麥條銹病和遷移性暴發(fā)性蝗蟲(chóng)災(zāi)害等,這些數(shù)據(jù)都需要實(shí)時(shí)采集,而目前的傳感器和雷達(dá)系統(tǒng)還做不到。
對(duì)病蟲(chóng)害進(jìn)行分類(lèi),也需要科學(xué)確定指標(biāo)依據(jù)。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所所長(zhǎng)、研究員周雪平說(shuō),在監(jiān)測(cè)病蟲(chóng)害發(fā)生種類(lèi)、時(shí)間、范圍、程度方面,都需要海量的數(shù)據(jù)收集、分類(lèi)工作。
近年來(lái),隨著國(guó)際農(nóng)業(yè)貿(mào)易的增長(zhǎng)和人員往來(lái)不斷頻繁,國(guó)外多種農(nóng)作物病蟲(chóng)害入侵我國(guó)并造成危害。對(duì)這些遷飛性、流行性重大病蟲(chóng)害的溯源分析、監(jiān)測(cè)預(yù)警、防控技術(shù)研究等,也是AI技術(shù)面臨的問(wèn)題。此外,AI技術(shù)的普及和推廣,還面臨一些農(nóng)民耕作習(xí)慣和體制、機(jī)制方面的問(wèn)題。