智慧農業(yè)在農作物病蟲害預測預報中的應用

李海珍（山東省青島市農業(yè)技術推廣中心，山東 青島 266071）

當前農業(yè)面臨的污染問題十分突出，特別是由于農藥使用量大，施用方法不科學，造成了農業(yè)生產成本增加、農產品殘留超標、作物藥害、環(huán)境污染等諸多問題，已經嚴重影響了農業(yè)生態(tài)環(huán)境，成為農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重大障礙因素之一，要嚴格控制農藥的使用量。精確的病蟲害的預測預報尤為重要。

1 農作物病蟲害預測智能化的重要性和必然性

1.1 提升病蟲害監(jiān)測預警能力的必然要求

農作物病蟲害的發(fā)生因作物種類復雜、種植方式變化而種類繁多、癥狀復雜、規(guī)律變化大，已經對農業(yè)生產者和植保技術人員造成很大的困擾，只有全面準確地對病蟲害的發(fā)生做出診斷，才能適時合理地采用有效的防治措施，否則不但影響農作物品質，降低農作物產量，還常常造成農作物農藥殘留超標，危害健康，污染環(huán)境。農作物病蟲害預測智能化的建設，可以增強監(jiān)測預警能力，提高控決策的科學性和時效性，有效地控制病蟲害的危害[1]。

1.2 解決預測時效性的重要措施

農業(yè)生產歷史的過程中，人們都是在病蟲害發(fā)生后，肉眼見到病蟲害，并達到一定的規(guī)模時使用農藥進行預防治理，往往在這個階段的病蟲害都具有了一定的抗藥能力，農戶在治理害蟲時難度較大，成本較高。一直以來，病蟲害預測預報都是綠色植保工作中重要的一項環(huán)節(jié)，什么時候開始用藥，以及如何科學合理地用藥，這些后續(xù)的病蟲害防控工作，都要以測報信息為依據的。就防控來說，發(fā)現越早，預防越早，防治效果就越好，而傳統(tǒng)的蟲情測報工作是以人工為主，由于測報項目多，所需人力較多，時效性差，基層技術人員人力有限，無法保證數據提供的及時性、準確性，智能化的病蟲害的預測預報可以提高病蟲害監(jiān)測預警的覆蓋面，讓農業(yè)生產者及時、快捷、準確地獲取病蟲害發(fā)生信息和防控技術，及時地在病蟲害發(fā)生的早期進行干預，防早、防小，效率成倍提高。

1.3 提高預測準確性的有效手段

準確地預測出病蟲害危害時間、危害程度是非常復雜的過程，以往依靠人工調查、黑光燈誘測，能完成的工作量有限，數據匱乏代表性差，很難實現目標。利用新型的監(jiān)測設備和數據分析系統(tǒng)[2]，使病蟲大規(guī)模監(jiān)測和預警逐漸成為可能，因此智能化正逐漸成為病蟲害防治的主流方式。

2 農作物病蟲預測預報智能化的主要方式

2.1 新型監(jiān)測設備的應用

一是智能蟲情測報燈的廣泛設置。智能蟲情測報燈是采用昆蟲趨光的生物特性設計開發(fā)的，通過光波誘導成蟲，然后將其捕捉，自動制成標本，將其照片傳輸到管理云平臺，從而實現病蟲數據自動化采集與分析，目前共采購監(jiān)測設備20余臺（套），設置區(qū)域測報站，每個測報站設置2個基層系統(tǒng)測報點，每點設置1名基層測報員，配備1臺智能蟲情測報燈，基本按照全市重點的生產區(qū)域進行全覆蓋，測報數據具有廣泛的代表性。智能蟲情測報燈可以實現測報員足不出戶就能夠了解害蟲的發(fā)生，幫助植保人員進行蟲害問題的分析，降低化學農藥的使用量，達到有效的害蟲控制。

二是重點病蟲使用害蟲性誘自動監(jiān)測系統(tǒng)。害蟲性誘自動監(jiān)測系統(tǒng)集害蟲誘捕、數據統(tǒng)計、數據傳輸為一體，可以實現對重點害蟲的定向誘集監(jiān)測，自動計數，實時報傳、遠程監(jiān)測、蟲害預警的自動化、智能化，保證了害蟲計數的準確性。將信息技術與害蟲檢測技術相結合，利用害蟲信息素誘捕技術、計算機視覺技術完成取樣、圖像傳輸等過程，有針對性的對某種害蟲的自動化監(jiān)測。

三是病蟲遠程實時監(jiān)控系統(tǒng)。依托現代智慧農業(yè)的基礎設施建設，選擇有代表性生產基地做為監(jiān)測點，配備遠程實時監(jiān)控系統(tǒng)，完成蟲情信息、病菌孢子、農林氣象信息的圖像及數據采集，通過遠程無線傳輸、實時顯示、蟲情、病菌孢子圖像；通過圖像信息庫及技術分析功能，分析田間的病蟲害數量變化，預測病蟲害的發(fā)生時間和趨勢；測報人員可通過云平臺或手機APP實時查看數據，提高相關病蟲害監(jiān)測防控能力。

2.2 遠程診斷系統(tǒng)的應用

開發(fā)農作物病蟲害遠程診斷系統(tǒng)。在總結農作物病蟲害診斷知識和經驗的基礎上，整理完善適合于當地的病蟲害數據庫，并對病蟲害的發(fā)生發(fā)展進行推理決策，幫助廣大農作物種植者和相關技術人員解決在生產過程中遇到病蟲害防治方面的實際問題，建立用戶信息輸入查找、專家知識檢索、線下專家面對面連接等咨詢方式，用戶在系統(tǒng)中提交自己在生產中遇到的植保問題[3]，系統(tǒng)可以根據問題涉及的領域將問題推送給專家?guī)熘械囊粋€或多個植保專家，并安排遠程會診時間，借助于音頻、視頻等工具，用戶可以和植保專家實時就出現的問題進行溝通和交流，完成對主要農作物常見病蟲害進行正確的診斷，足不出戶解決問題。

2.3 建立病蟲害預測的良好體系

利用現有的國家和省開發(fā)的病蟲預警系統(tǒng)，及時開展病蟲害田間調查和數據統(tǒng)計上報工作，實現國家、省級任務自動上報，無縫對接國家、省級系統(tǒng)，建立重點監(jiān)測點檔案，一點一檔，明確各級測報網絡體系人員的任務和責任，指導協(xié)作，配合上級部門做好測報工作，形成市、縣、鎮(zhèn)、村、戶五級測報網絡。測報點智能型測報物聯(lián)網設備產出的數據通過網絡傳輸到系統(tǒng)內，并進行數據標準化驗證和統(tǒng)一管理。應用多種統(tǒng)計原理和分析方法，根據病蟲發(fā)生規(guī)律與環(huán)境關系，分析歷史病蟲發(fā)展趨勢，做定性的數據統(tǒng)計和分析。基于地理信息系統(tǒng)，在數字地圖上疊加各類調查數據和設備數據，實時提供病蟲害發(fā)生狀態(tài)。收集整理匯總本地區(qū)主要病蟲的技術資料，圖片和歷史資料，以及影響病蟲發(fā)生的氣象資料、農業(yè)信息，完善病蟲信息數據庫，建立起完整的地區(qū)病蟲害檔案和病蟲圖譜。

3 存在的問題

3.1 重視程度不夠，建設發(fā)展不平衡

農業(yè)作為傳統(tǒng)產業(yè)，在大數據、云計算、物聯(lián)網、空間信息、移動互聯(lián)網等信息技術成果的應用起步晚、理解淺、普及率低，農業(yè)大數據發(fā)展缺乏全面的頂層設計，政策扶持資金歷年不足的情況下，還出現了逐年下降的態(tài)勢，嚴重制約了其發(fā)展，建設標準不統(tǒng)一，無法實現互聯(lián)互通。網絡環(huán)境差，系統(tǒng)不穩(wěn)定。在實際工作中，往往注重于統(tǒng)計數據，忽視行為數據，導致數據積累不夠，絕大多數大數據平臺只能依托于統(tǒng)計數據，數據質量不高。

3.2 人才隊伍不整齊，應用不到位

農業(yè)作為傳統(tǒng)的行業(yè)，信息化發(fā)展起步較晚，究其原因主要是從業(yè)者的思想存在很大的局限性，不管是從業(yè)者還是管理者，對互聯(lián)網、大數據認識普遍不足，甚至有抵觸和排斥情緒，對全自動的機器不信任，嚴重影響了數字農業(yè)發(fā)展規(guī)劃的制定、信息新技術新成果的轉化應用。調查發(fā)現信息化人才缺乏，尤其是大數據相關學科人才短缺，基層用戶計算機水平差，對系統(tǒng)利用度不高，僅會使用數據的報送，使用中有問題不會解決，影響系統(tǒng)利用。專業(yè)差距大，使用系統(tǒng)的基本是植保專業(yè)人員，對系統(tǒng)建設了解不多，與技術開發(fā)人員溝通困難，影響病蟲測報信息化建設的發(fā)展。而從事基礎農事操作的農民的意識更需要轉變，他們大都習慣于一家一戶小規(guī)模的種養(yǎng)殖，對于農業(yè)信息化的接受程度不夠高。

3.3 設備價格偏高不接“地氣”，基礎數據薄弱利用率有待提高

目前物聯(lián)網在農業(yè)上的應用還不夠普及，物聯(lián)網在病害的測報上的應用以國家項目為主，基礎設施建設具有一次性投入大、設備因價格偏高很難大面積推廣，系統(tǒng)使用的監(jiān)測區(qū)域的關鍵設備，僅僅5年的使用年限，而一套系統(tǒng)的價格在十幾萬，配套的圖譜一直不完善，所拍攝的照片不標準，難以識別，影響數據的準確性。

4 結語

綜上所述，通過農作物病蟲預測預報智能化建設，可以最終實現病蟲自動監(jiān)測、自動計數、自動分析和自動傳輸，大大解放植保人員的勞動力，提高工作效率，提高精準測報水平，從而快速響應、科學決策、有目的地推薦藥劑和防治方法，有效指導防治工作，提高病蟲信息發(fā)布范圍，不斷強化植保公益性職能，服務現代農業(yè)發(fā)展。