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海外网:贵州岑巩:杂交水稻迎来“智慧管家”

编辑:阅读次数:日期:2020-05-19

春耕插秧忙,秋收稻花香。位于贵州省岑巩县的国家级杂交水稻种子生产基地呈现出一片生机勃勃的景象。这些生动景象通过卫星遥感、视频监控等方式,传送到了千里之外的四川成都,让金沙集团直营定量遥感团队的师生一览无余。

  打开电脑,就可以从遥感图上看到不同农作物的种植分区,河谷地带的水稻、山坡上的思州柚、山顶上的茂密森林,清晰可见。当地的气象、水稻种植等详细数据也即时地传送过来,变成了可视化的“决策参考图”。

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  岑巩县杂交水稻制种已有40余年,常年种植面积4万余亩,每年可向市场提供优质水稻良种800万公斤。与往年不同的是,今年是岑巩县第一次真正落地应用由电子科技大学研发的“天空地一体化水稻农情监测”系统。

  “大数据可以为水稻的长势监测、病虫害防治、精准施肥施药、农资农机服务等提供科学依据,在保护生态环境的同时确保增产增收。”团队负责人何彬彬教授表示,“推进农业信息化、智慧化、精准化,将为岑巩县生态农业发展和脱贫攻坚事业做出更大贡献。”

深入田间地头:信息化技术更加“接地气”

  2018年上半年,定量遥感团队获批立项了一个国家重点研发计划课题,围绕华南西南八省市水稻药肥精准施用开展大数据集成示范及应用研究。这是我国“十三五”期间关于水稻种植区域精准施肥施药重大科研项目的组成部分。

  2019年春节,应电子科技大学定点扶贫办公室邀请,定量遥感团队决定把项目的大数据技术应用到岑巩县的杂交水稻农情监测中。资源与环境学院和定量遥感团队多次赴岑巩开展现场考察,不久校地签署协议,正式启动“天空地一体化水稻农情监测”系统建设。

  团队师生先后派出30多人次赴岑巩开展实地调研和现场作业,开展野外实验、研发核心算法、搭建硬件平台。他们在田间地头安装调试物联网设备,把气象监测、苗情监测、病虫监测等相关数据全部接入到大数据系统中来。

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  为了提高水稻农情监测的精度,他们除了及时获取卫星遥感数据,还用无人机对稻田进行了大面积“扫描”。当时,由于通过高铁、飞机等方式运送无人机不太方便,团队老师自己驱车千里,把无人机从成都送到岑巩的稻田中。随后,他们作业两月有余,获得了杂交水稻制种基地的大量数据。

  把卫星遥感、无人机遥感、地面多源遥感和稻田物联网数据相结合,就形成了从卫星到地面、从宏观到微观的全方位、实时化的水稻农情监测系统。经过集成测试,2019年10月初,“天空地一体化水稻农情监测”系统一期建设正式通过专家组鉴定验收。

打造最强大脑:大数据管理更加“精准化”

  有了“天空地一体化水稻农情监测”系统,农业生产犹如有了一个“最强大脑”。这是岑巩县农业产业从“传统农业”转向“智慧农业”迈出的重要一步,也是电子科技大学自2013年定点扶贫岑巩县以来取得的又一个重要成果。

  据介绍,该系统拥有华南西南八省市近20年来的水稻农情数据库。团队通过算法分析这些数据,可以得知“健康水稻”的全周期“生长曲线”。以此为样本和标尺,系统在接受到稻田内即时产生的监测数据之后,就会自动计算、比对,及时为农技人员或农民提供预警。

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  “过去,人们想知道水稻长势怎么样,需要到稻田里去查看。如果只是种了几亩或十几亩地,人工查看还看得过来,但如果种了几万亩,怎么查看?”教授李世华表示,结合卫星遥感和无人机遥感,就可以进行大面积的监测,哪里“营养过剩”或“营养不良”一目了然。

  以前,有经验的农民可以通过水稻叶片颜色的明显变化判断其“营养状况”,但到底“过剩”或“不良”到什么程度,很难量化描述。现在,用高光谱成像仪、植株营养素分析仪等仪器监测并经过平台的智能计算,可以“看”到水稻营养的准确数值,为精准施肥提供依据。

  “如果施肥过少,就无法确保产量;如果施肥过多,就会造成化肥污染。”教授周纪表示,“通过大数据农情监测系统,可以使施肥做到不多不少刚刚好,既确保水稻产量,又保护绿水青山,使农业绿色发展、可持续发展。”

实现智能预警:病虫害防治更加“智能化”

  在稻田里还布置了许多诱虫灯、虫情测报灯和摄像头。博士生张宏国介绍,这些诱虫灯、虫情测报灯和摄像头在虫害防治方面有着十分重要的作用。晚上稻田里亮起灯来,昆虫会被灯光吸引,扑向光源被杀死;虫情测报灯会自动拍照识别虫害类别、计算虫害的“密度”,判断虫害隐患和发展趋势;摄像头可以定时给稻田拍照识别是否有害虫危害。

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  在更大的范围,团队可以通过遥感数据,判断病虫害的受灾面积,并能预测病虫害的扩散趋势,加强病虫害防治的协同连动。“蝗虫、稻飞虱等害虫都可以周期性地从一个地方飞到另一个地方。”张宏国表示,“没有一片稻田是绝对安全的‘孤岛’,病虫害防治更需要大片区协同。”

  此外,团队还联合项目合作方——华南农业大学和南京农业大学科研团队,对区域水稻的抗药性和农药残留进行诊断,为“精准施药”提供科学依据。所谓“精准施药”,既包括“对症下药”,也包括施药的区域和剂量的精准化。据了解,针对不同的害虫,需要不同的农药;即便是同一种农药,也不能长期在同一地区使用,以免形成害虫的抗药性。施药的区域和剂量,也需要根据高光谱遥感数据反演精确计算。这样才能尽量做到“用对药”“少用药”,减少或避免农药残留。

  诊断“病情”之后,系统还会贴心地推荐相应的“医生”——专业化的农资农技公司,并提供相应的联系方式,甚至服务的价格。这样,农民可以方便地联系公司用无人机精准施药,既节省成本,又提高效率。

开展用户培训:用得越多系统越是“聪明”

  目前,团队已经针对不同用户的特点,开发了网站版、APP版、微信公众号等不同类型的终端产品。用户只要在手机上下载安装APP,就可以十分便捷地使用这套系统。为了教会岑巩县的农业部门、农技人员和农民更好地熟悉和掌握这些产品,团队还制作了详细的“操作指南”。

  团队原计划今年春节过后即赴岑巩开展线下培训,但由于受到新冠肺炎疫情影响,培训工作不得不暂停下来。目前情况好转,岑巩县逐步复产复工。团队负责人教授何彬彬表示,等疫情结束后,要尽快与岑巩县对接开展人员培训,把因疫情耽误的时间抢回来。

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  “如果每个用户都能熟练使用它,在田间随时用手机拍照上传系统,每位用户都相当于一个‘地面移动监测站’。”何彬彬说,“大数据系统有一个特点,就是用户越多地使用它,就越是能积累更多的样本数据,越是能让系统变得更聪明、决策更科学、判断更准确。定量遥感团队师生将继续努力,不仅要造福岑巩,更希望这套系统在华南西南八省市乃至全国范围广泛应用。”

报道链接:人民日报海外网 http://jiaoyu.haiwainet.cn/n/2020/0514/c3542411-31790153.html

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