記者 喬地
4月初，河南省澠池縣連降大雨，田間濕度大，加上雨后持續(xù)高溫，病蟲(chóng)害有高發(fā)態(tài)勢(shì)。三門(mén)峽市農(nóng)畜局組織四位植保專(zhuān)家來(lái)到田間現(xiàn)場(chǎng)診病開(kāi)方，為預(yù)防雨后辣椒病蟲(chóng)害大面積發(fā)生提出科學(xué)意見(jiàn)，并詳細(xì)講解用藥劑量和噴灑技巧，指導(dǎo)農(nóng)民精準(zhǔn)用藥、科學(xué)防治。
與此同時(shí)，科技日?qǐng)?bào)記者在濟(jì)源市王屋山上的一處蔬菜育種基地看到，同樣的病蟲(chóng)害，基地人員根本不用擔(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)，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。
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(hù)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，通過(guò)其方便控制害蟲(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，通過(guò)害蟲(chóng)捕獲箱可以對(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。
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，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。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(hù)檢測(cè)、預(yù)測(cè)作物健康狀況。用戶(hù)可以通過(guò)移動(dòng)客戶(hù)端方便地查看作物健康狀況，極大地降低了用戶(hù)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%。
今年5月1日起將施行的《農(nóng)作物病蟲(chóng)害防治條例》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。
智能化管理病蟲(chóng)害
專(zhuān)家介紹，農(nóng)作物病蟲(chóng)害智能化管理，就是通過(guò)遠(yuǎn)程信息傳輸?shù)姆绞剿倪M(jìn)行病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)反饋系統(tǒng)。它主要利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、模式識(shí)別、數(shù)據(jù)挖掘和專(zhuān)家系統(tǒng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)病蟲(chóng)害的實(shí)時(shí)監(jiān)控和有效控制。平臺(tái)一般包括物聯(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，通過(guò)與實(shí)操相結(jié)合的告警信息讓農(nóng)戶(hù)采取最佳的農(nóng)事操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)病蟲(chóng)害的有效控制。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(hù)的咨詢(xún)、互動(dòng)，農(nóng)業(yè)專(zhuān)家可以根據(jù)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，給出指導(dǎo)意見(jiàn)，并根據(jù)農(nóng)戶(hù)提供的現(xiàn)場(chǎng)拍攝圖片給出解決方案，隨時(shí)隨地的為農(nóng)戶(hù)提供專(zhuān)家服務(wù)。系統(tǒng)管理員為不同級(jí)別的用戶(hù)提供不同的使用權(quán)限，使得政府農(nóng)業(yè)主管部門(mén)、農(nóng)業(yè)專(zhuān)家和用戶(hù)等不同的使用角色登錄不同的界面，方便快捷的查看到用戶(hù)最關(guān)注的問(wèn)題，在設(shè)施面積較大的情況下便于管理、查看。服務(wù)終端支持手機(jī)，用戶(hù)通過(guò)手機(jī)就可以掌握實(shí)時(shí)信息，實(shí)現(xiàn)與專(zhuān)家互動(dòng)交流。
基于大數(shù)據(jù)的農(nóng)業(yè)病蟲(chóng)害管理系統(tǒng)包括：大數(shù)據(jù)采集模塊、大數(shù)據(jù)分析模塊、顯示模塊、農(nóng)作狀況檢測(cè)模塊、設(shè)備控制模塊、視頻監(jiān)控模塊、蟲(chóng)害檢測(cè)模塊、數(shù)量檢測(cè)模塊、危害程度檢測(cè)模塊、種類(lèi)檢測(cè)模塊。
AI技術(shù)，不僅可以監(jiān)測(cè)病蟲(chóng)害，而且可以做到精準(zhǔn)施藥、保護(hù)病蟲(chóng)害天地，為綠色農(nóng)業(yè)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、智慧農(nóng)業(yè)提供服務(wù)。將AI人工智能應(yīng)用其中，更創(chuàng)新性帶來(lái)AI小程序線(xiàn)上識(shí)別功能，讓農(nóng)戶(hù)僅憑一部手機(jī)就可以體驗(yàn)人工智能時(shí)代的便捷與精準(zhǔn)。通過(guò)AI小程序，掃描農(nóng)作物的生長(zhǎng)狀態(tài)和病蟲(chóng)害情況，在第一時(shí)間內(nèi)獲得線(xiàn)上植保專(zhuān)家給出的專(zhuān)業(yè)防治建議，快速和高效采取病蟲(chóng)害防治措施，減少農(nóng)民損失。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，近5年我國(guó)農(nóng)作物病蟲(chóng)害年均發(fā)生面積65億畝次、防治面積80億畝次，經(jīng)病蟲(chóng)害有效防治，每年挽回糧食產(chǎn)量損失2000億斤左右，占糧食總產(chǎn)量的六分之一。也就是說(shuō)，病蟲(chóng)害防治的意義不啻于擁有3億畝隱形耕地。
智能化防治病蟲(chóng)害還面臨技術(shù)挑戰(zhàn)
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，對(duì)病害（如花葉病等）更做不到；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。他說(shuō)：“相對(duì)而言，在滅害方面相對(duì)好辦，只要把病蟲(chóng)害查清，無(wú)人機(jī)接到指令，就可以發(fā)揮作用。關(guān)鍵是前期的基礎(chǔ)工作。”
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)都需要時(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)工程院院士、西北農(nóng)林科技大學(xué)教授康振生說(shuō)，我國(guó)常見(jiàn)農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)有739種、病害775種、雜草109種、鼠害42種，而且病蟲(chóng)害種類(lèi)也不斷有新變化。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、程度等，也需要海量的數(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。
