農(nóng)作物品種區(qū)域試驗(yàn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)組成及關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用

張梅 孫近友

摘要 為滿足選育農(nóng)作物新品種對(duì)區(qū)域試驗(yàn)的新需求，徐州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所等6家單位建成了農(nóng)業(yè)部2016年現(xiàn)代種業(yè)提升工程“江蘇省徐淮地區(qū)國(guó)家農(nóng)作物品種區(qū)域試驗(yàn)站物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)”，實(shí)現(xiàn)了品種試驗(yàn)管理自動(dòng)化、信息數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)化和品種評(píng)價(jià)規(guī)范化，解決了人手少、工作量大和試驗(yàn)過(guò)程監(jiān)管難的問(wèn)題，為國(guó)家、省級(jí)農(nóng)作物品種區(qū)試審定和品種推廣、跟蹤評(píng)價(jià)等工作提供強(qiáng)有力的支撐，促進(jìn)了業(yè)務(wù)協(xié)同與資源共享，提高了新品種試驗(yàn)示范的效率、質(zhì)量、承載能力和服務(wù)能力。本文主要介紹了該系統(tǒng)的組成及關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用，并提出相應(yīng)發(fā)展建議。

關(guān)鍵詞 農(nóng)作物品種；區(qū)域試驗(yàn)；物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)；組成；應(yīng)用；建議

中圖分類號(hào) G323.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2018）03-0282-05

“糧安天下，種鑄基石”。我國(guó)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國(guó)和用種大國(guó)，農(nóng)作物種業(yè)是國(guó)家戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性核心產(chǎn)業(yè)，是促進(jìn)農(nóng)業(yè)長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展、保障國(guó)家糧食安全的根本。黨中央、國(guó)務(wù)院一直高度重視我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)作物種業(yè)發(fā)展，已連續(xù)出臺(tái)3個(gè)加快推進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)作物種業(yè)發(fā)展的文件，為現(xiàn)代農(nóng)作物種業(yè)發(fā)展繪就了藍(lán)圖。

“好兒要好娘，好種打好糧”，農(nóng)作物品種是農(nóng)作物種業(yè)發(fā)展的核心競(jìng)爭(zhēng)力，是農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增效的內(nèi)因和最大貢獻(xiàn)要素。農(nóng)作物新品種區(qū)試是選育、推廣新品種的必經(jīng)環(huán)節(jié)，區(qū)試結(jié)果為農(nóng)作物新品種審定提供重要的科學(xué)依據(jù)。2015年新修訂的《種子法》保留了主要農(nóng)作物品種審定制度，規(guī)定“主要農(nóng)作物品種在推廣應(yīng)用前應(yīng)當(dāng)通過(guò)國(guó)家級(jí)或省級(jí)審定”，農(nóng)作物品種試驗(yàn)是鑒定農(nóng)作物新品種豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性、適應(yīng)性、抗性、品質(zhì)及其利用價(jià)值的重要手段，是品種審定和品種區(qū)域布局的依據(jù)，是優(yōu)良品種進(jìn)入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的紐帶和橋梁。加強(qiáng)國(guó)家級(jí)區(qū)試站基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、改善區(qū)試條件是提高區(qū)試工作質(zhì)量、保證區(qū)試的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠性、確保農(nóng)作物新品種安全推廣的根本前提。同時(shí)，也有利于引領(lǐng)科技創(chuàng)新和科研育種的正確方向，對(duì)因地制宜地推廣優(yōu)良品種、確保農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用種安全、提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)、促進(jìn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收、滿足市場(chǎng)多樣化需求等方面具有重要作用和現(xiàn)實(shí)意義[1-3]。

20世紀(jì)50年代初期，國(guó)家和各省相繼開(kāi)展了各種農(nóng)作物品種試驗(yàn)審定工作，經(jīng)過(guò)逾60年的實(shí)踐和發(fā)展，建成了一整套比較完善的國(guó)家和省2級(jí)品種試驗(yàn)審（鑒）定和推廣體系。一是建立了比較完備的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系；二是建立了比較科學(xué)的技術(shù)評(píng)價(jià)體系；三是建立了比較完善的組織管理體系；四是建立了比較穩(wěn)定的試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)體系；五是建立了國(guó)家財(cái)政支持保障體系；六是建立了多樣化的非審定作物品種測(cè)評(píng)體系；七是建立了各具特色的新品種展示示范推廣體系。2016年國(guó)家農(nóng)作物品種區(qū)試點(diǎn)逾2 000個(gè)，省級(jí)區(qū)試點(diǎn)近4 000個(gè)，全國(guó)從事品種試驗(yàn)的人員超1萬(wàn)人，農(nóng)作物品種試驗(yàn)網(wǎng)覆蓋了全國(guó)各主要生態(tài)區(qū)。國(guó)家一直非常重視農(nóng)作物品種試驗(yàn)基礎(chǔ)條件建設(shè)，自“九五”種子工程開(kāi)始投資建設(shè)國(guó)家級(jí)農(nóng)作物品種區(qū)域試驗(yàn)站，截至2015年，共投資建設(shè)品種區(qū)域試驗(yàn)站和抗性鑒定站逾400個(gè)，國(guó)家區(qū)域試驗(yàn)站的建設(shè)大大改善了部分試驗(yàn)點(diǎn)的試驗(yàn)條件，提高了試驗(yàn)?zāi)芰驮囼?yàn)效率。2016年農(nóng)業(yè)部實(shí)施現(xiàn)代種業(yè)提升工程。自2011年國(guó)務(wù)院出臺(tái)《關(guān)于加快推進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)作物種業(yè)發(fā)展的意見(jiàn)》（國(guó)發(fā)〔2011〕8號(hào)）以來(lái)，通過(guò)實(shí)施新一輪種子工程，農(nóng)作物種業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施投入繼續(xù)加大，育種創(chuàng)新、品種測(cè)試試驗(yàn)和種子檢驗(yàn)檢測(cè)等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)逐步完善。實(shí)踐證明，農(nóng)作物品種試驗(yàn)審定作為種業(yè)體系的重要環(huán)節(jié)，為有效解決生產(chǎn)品種短缺、保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)品種需求發(fā)揮了重要作用，取得了令人矚目的成效，良種對(duì)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的科技貢獻(xiàn)率達(dá)43%以上[4-6]。

新形勢(shì)下，隨著信息技術(shù)、裝備技術(shù)和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式發(fā)生了翻天覆地的變化，農(nóng)業(yè)信息化和機(jī)械化已經(jīng)成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)和動(dòng)力。黨的十八大提出“促進(jìn)工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化同步發(fā)展”的戰(zhàn)略部署，指出要充分利用現(xiàn)代技術(shù)改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，提升農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平，充分體現(xiàn)了黨和國(guó)家對(duì)以信息化支撐工業(yè)化、城鎮(zhèn)化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的高瞻遠(yuǎn)矚?！八幕健钡陌l(fā)展戰(zhàn)略為全國(guó)上下加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)信息化指明了方向，明確了目標(biāo)和任務(wù)。品種試驗(yàn)審定工作取得了顯著成績(jī)，通過(guò)多年的項(xiàng)目建設(shè)，品種試驗(yàn)基礎(chǔ)條件得到了較大改善。但是，品種試驗(yàn)審定作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的前端工作和種業(yè)體系的重要環(huán)節(jié)，仍跟不上時(shí)代發(fā)展的變化，基礎(chǔ)設(shè)施條件非常落后，試驗(yàn)操作、調(diào)查記載等仍多數(shù)依靠純手工操作，不僅工作效率低，而且很容易產(chǎn)生數(shù)據(jù)誤差。在信息化建設(shè)方面更加滯后，主要表現(xiàn)為信息數(shù)據(jù)采集和傳輸方式方法落后、主要通過(guò)電子郵件或紙質(zhì)文檔在試驗(yàn)全部結(jié)束后上報(bào)、處理分析功能欠缺、自動(dòng)化與智能化水平低、匯總評(píng)價(jià)不規(guī)范、網(wǎng)絡(luò)延伸不足、信息發(fā)布不及時(shí)、信息資源共享程度低等，這些都極大地制約了品種試驗(yàn)審定的公開(kāi)、公正、透明、高效。通過(guò)國(guó)家層面進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)，以信息技術(shù)為引領(lǐng)，以現(xiàn)代物質(zhì)裝備技術(shù)為武裝，建設(shè)全國(guó)統(tǒng)一的農(nóng)作物品種試驗(yàn)信息與運(yùn)行管理系統(tǒng)，提升全國(guó)農(nóng)作物品種試驗(yàn)水平已迫在眉睫。

為了更好地滿足通過(guò)農(nóng)作物品種區(qū)域試驗(yàn)管理實(shí)現(xiàn)規(guī)范化、科學(xué)化、自動(dòng)化、高效化的需求，江蘇徐淮地區(qū)徐州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所在實(shí)施農(nóng)業(yè)部2016年現(xiàn)代種業(yè)提升工程“江蘇省徐淮地區(qū)國(guó)家農(nóng)作物品種區(qū)域試驗(yàn)站建設(shè)項(xiàng)目”期間，重點(diǎn)建成了由國(guó)家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心研發(fā)的農(nóng)作物品種區(qū)域試驗(yàn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括國(guó)家農(nóng)作物品種區(qū)試站信息管理系統(tǒng)、低功耗太陽(yáng)能氣象信息采集站、土壤墑情快速獲取監(jiān)測(cè)站、遠(yuǎn)程作物生長(zhǎng)狀況監(jiān)測(cè)站，通過(guò)竣工驗(yàn)收、試運(yùn)行的結(jié)果來(lái)看，強(qiáng)化了國(guó)家品種區(qū)域試驗(yàn)中參試材料、試驗(yàn)規(guī)劃、性狀采集、數(shù)據(jù)分析、農(nóng)事操作及環(huán)境數(shù)據(jù)的信息化管理；達(dá)到了電子標(biāo)簽（RFID）和二維碼等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與環(huán)境監(jiān)測(cè)站、物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、測(cè)產(chǎn)測(cè)水等設(shè)備的集成應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了國(guó)家、省級(jí)區(qū)域試驗(yàn)的技術(shù)流程管理與數(shù)據(jù)采集分析的信息化。

1 農(nóng)作物品種區(qū)域試驗(yàn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)組成

1.1 國(guó)家農(nóng)作物品種區(qū)試站信息管理系統(tǒng)

國(guó)家農(nóng)作物品種區(qū)試站信息管理系統(tǒng)的主體部分是服務(wù)端的綜合管理平臺(tái)，平臺(tái)基于B/S架構(gòu)，用戶使用目前主流的瀏覽器即可進(jìn)行業(yè)務(wù)相關(guān)操作，無(wú)需額外進(jìn)行本地安裝。平臺(tái)遵循JAVA EE標(biāo)準(zhǔn)體系開(kāi)發(fā)，使用Spring MVC作為技術(shù)框架，采用SOA的設(shè)計(jì)理念，選擇Apache Tomcat作為中間件，后臺(tái)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理系統(tǒng)則使用企業(yè)級(jí)的Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)。包括參試材料管理、試驗(yàn)規(guī)劃管理、性狀采集管理、農(nóng)事操作管理、環(huán)境數(shù)據(jù)管理、試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、系統(tǒng)管理等功能。另外還包含基于Android的移動(dòng)APP、用于制定和打印電子標(biāo)簽（RFID）與二維碼標(biāo)簽的試驗(yàn)材料打標(biāo)2個(gè)子系統(tǒng)。涉及區(qū)試管理者、決策者、試驗(yàn)管理人員、田間操作員、數(shù)據(jù)采集員、標(biāo)簽制作人員等角色。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，系統(tǒng)功能示意圖見(jiàn)圖2。

1.1.1 農(nóng)事操作管理。農(nóng)事操作管理實(shí)現(xiàn)區(qū)域試驗(yàn)中農(nóng)事操作的信息化管理，主要提供農(nóng)事操作數(shù)據(jù)的錄入、導(dǎo)入和查詢等功能。具體包括農(nóng)事操作錄入、農(nóng)事操作查詢、農(nóng)事操作類型管理等模塊。

1.1.2 環(huán)境數(shù)據(jù)管理。環(huán)境數(shù)據(jù)管理實(shí)現(xiàn)區(qū)域試驗(yàn)中環(huán)境數(shù)據(jù)的信息化管理，主要提供氣象及土壤2類環(huán)境數(shù)據(jù)的錄入、導(dǎo)入和查詢等功能。具體包括環(huán)境氣象數(shù)據(jù)錄入、氣象數(shù)據(jù)查詢、土壤數(shù)據(jù)錄入、土壤數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)接口等模塊。

1.1.3 參試材料管理。參試材料管理即對(duì)承試點(diǎn)的參試材料進(jìn)行規(guī)范化管理，是承擔(dān)國(guó)家或省級(jí)農(nóng)作物品種區(qū)域試驗(yàn)管理工作的基礎(chǔ)，主要提供材料信息的添加、導(dǎo)入、編輯、查詢、分組、導(dǎo)出等功能。

1.1.4 試驗(yàn)規(guī)劃管理。試驗(yàn)規(guī)劃管理實(shí)現(xiàn)承試點(diǎn)進(jìn)行區(qū)域試驗(yàn)的規(guī)劃和執(zhí)行工作，主要提供試驗(yàn)信息的添加、導(dǎo)入、編輯、查詢、分組、導(dǎo)出以及試驗(yàn)規(guī)劃和試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理等功能。其中試驗(yàn)規(guī)劃支持單因素隨機(jī)區(qū)組、間比法等多種試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法以及試驗(yàn)設(shè)計(jì)規(guī)劃的排布。具體包括試驗(yàn)信息錄入、試驗(yàn)查詢、試驗(yàn)規(guī)劃、試驗(yàn)信息導(dǎo)出、試驗(yàn)分組管理等模塊。

1.1.5 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析。試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析針對(duì)區(qū)域試驗(yàn)的不同階段提供多種數(shù)據(jù)分析支持，并形成分析結(jié)果報(bào)告。具體包括比較分析、方差分析、多點(diǎn)分析等模塊。

1.1.6 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理。基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理是江蘇省徐淮地區(qū)國(guó)家農(nóng)作物品種區(qū)域試驗(yàn)站物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的支撐部分，主要提供作物、性狀、性狀組、試驗(yàn)地點(diǎn)、編號(hào)規(guī)則的管理功能。具體包括作物管理、性狀管理、性狀單位管理、性狀組管理、試驗(yàn)地點(diǎn)管理、編號(hào)規(guī)則管理等模塊。

1.1.7 系統(tǒng)管理。系統(tǒng)管理屬于江蘇省徐淮地區(qū)國(guó)家農(nóng)作物品種區(qū)域試驗(yàn)站物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的重要建設(shè)內(nèi)容，主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)安全及權(quán)限控制的管理工作需求。具體包括用戶管理、權(quán)限管理和用戶組管理。

1.1.8 性狀采集管理。性狀采集管理實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集工作，主要提供性狀數(shù)據(jù)的采集、查看、處理以及圖片管理和其他設(shè)備/系統(tǒng)接口等功能。其中性狀數(shù)據(jù)采集支持PDA采集、田間記錄本導(dǎo)入、頁(yè)面錄入等多種形式。具體包括性狀數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)查看、數(shù)據(jù)處理、圖片管理、系統(tǒng)接口等模塊。

1.1.9 性狀采集APP。性狀采集APP實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化及便捷性的性狀采集，該APP采用目前市場(chǎng)主流的Android智能移動(dòng)操作系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，可運(yùn)行在主流個(gè)人PDA及智能手機(jī)設(shè)備上，主要提供性狀采集和數(shù)據(jù)上傳等功能。

1.1.10 試驗(yàn)材料打標(biāo)系統(tǒng)。試驗(yàn)材料打標(biāo)系統(tǒng)為江蘇徐淮地區(qū)徐州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所進(jìn)行區(qū)域試驗(yàn)提供參試材料和試驗(yàn)管理需要的電子標(biāo)簽（RFID）和二維碼標(biāo)簽的制定和打印功能。

1.2 低功耗太陽(yáng)能氣象信息采集站

整個(gè)采集系統(tǒng)采用遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸，沒(méi)有地域距離限制，支持控制中心同時(shí)接收、查詢多級(jí)多站點(diǎn)數(shù)據(jù)；實(shí)現(xiàn)大區(qū)域范圍內(nèi)聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)共享，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)實(shí)驗(yàn)站點(diǎn)垂直樹(shù)形管理。整個(gè)系統(tǒng)采用太陽(yáng)能供電及無(wú)線通訊方式，完全擺脫布線造成的繁瑣和高風(fēng)險(xiǎn)困境，為采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)持續(xù)性監(jiān)測(cè)提供了可靠的保證。軟件平臺(tái)定制化，針對(duì)性強(qiáng)，靈活性好，具備數(shù)據(jù)接收、管理、分析、預(yù)警服務(wù)等功能，提供遠(yuǎn)程控制特性化功能。系統(tǒng)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目可任意增減，擴(kuò)展空間無(wú)限，傳感器種類和數(shù)量上沒(méi)有限制?？筛鶕?jù)用戶需求在項(xiàng)目不同階段、不同時(shí)期擴(kuò)增，所有傳感器監(jiān)測(cè)采用間隔性供電設(shè)計(jì)，以達(dá)到超低功耗輸出，保證系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

田間環(huán)境信息采集設(shè)備包括氣象站主機(jī)及田間配置的傳感器，配置空氣溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓、雨量、土壤濕度、土壤溫度等環(huán)境信息傳感器，各實(shí)驗(yàn)站的氣象站主機(jī)及傳感器獲取的環(huán)境信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)可傳輸至綜合實(shí)驗(yàn)室的服務(wù)器，由田間環(huán)境信息管理軟件系統(tǒng)進(jìn)行分析，為病蟲(chóng)害程度監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)及土壤墑情監(jiān)測(cè)提供數(shù)據(jù)支持，從而形成一套針對(duì)性強(qiáng)、管理清晰、控制便捷、功能強(qiáng)大的獨(dú)特生態(tài)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)（圖3）。

1.3 土壤墑情快速獲取監(jiān)測(cè)站

土壤墑情快速獲取監(jiān)測(cè)站能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)土壤墑情（包括土壤溫度、土壤含水量、土壤電導(dǎo)率）的長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)監(jiān)測(cè)。用戶可以根據(jù)監(jiān)測(cè)需要，靈活布置土壤溫度和土壤水分傳感器；也可將傳感器布置在不同的深度，測(cè)量剖面土壤水分情況。系統(tǒng)采用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)采集傳輸模式，傳感器沒(méi)有數(shù)量限制，監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間沒(méi)有距離限制（圖4）。

土壤墑情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠全面、科學(xué)、真實(shí)地反映被監(jiān)測(cè)區(qū)的土壤變化，可及時(shí)、準(zhǔn)確地提供各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的土壤墑情狀況，為減災(zāi)抗旱提供了重要的基礎(chǔ)信息。

1.4 遠(yuǎn)程作物生長(zhǎng)狀況監(jiān)測(cè)站

遠(yuǎn)程作物生長(zhǎng)狀況監(jiān)測(cè)站具有視頻監(jiān)控、語(yǔ)音交互、無(wú)線覆蓋等功能，主要用于獲取實(shí)驗(yàn)基地的晝夜圖像信息以及遠(yuǎn)程查看基地作物生長(zhǎng)情況。通過(guò)語(yǔ)音交互系統(tǒng)遠(yuǎn)程指導(dǎo)田間操作，提高信息反饋效率。通過(guò)遠(yuǎn)程無(wú)線網(wǎng)橋和路由器實(shí)現(xiàn)基地的無(wú)線覆蓋，可為田間采集終端和儀器設(shè)備提供無(wú)線網(wǎng)絡(luò)支持，實(shí)現(xiàn)田間手持終端采集數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)上傳。各實(shí)驗(yàn)站的田間視頻語(yǔ)音監(jiān)控設(shè)備采集的視頻圖像等信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸至綜合實(shí)驗(yàn)室的服務(wù)器，由遠(yuǎn)程作物生長(zhǎng)狀況監(jiān)測(cè)軟件系統(tǒng)對(duì)圖像信息進(jìn)行分析，獲取作物長(zhǎng)勢(shì)、病蟲(chóng)害程度等性狀參數(shù)（圖5）。

2 關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用

目前，農(nóng)作物品種區(qū)域試驗(yàn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)已先后在湖南省長(zhǎng)江中下游環(huán)洞庭湖流域農(nóng)作物品種綜合區(qū)試站、江蘇省徐淮地區(qū)國(guó)家農(nóng)作物品種區(qū)域試驗(yàn)站使用，應(yīng)用效果顯著，對(duì)其他省開(kāi)展國(guó)家區(qū)試站信息化建設(shè)工作起到了引領(lǐng)和帶動(dòng)作用。其中，江蘇省徐淮地區(qū)國(guó)家農(nóng)作物品種區(qū)域試驗(yàn)站管理系統(tǒng)涉及水稻、玉米、大豆、棉花、小麥、花生、甘薯等7種作物，覆蓋國(guó)家玉米區(qū)域試驗(yàn)、國(guó)家棉花區(qū)域試驗(yàn)、國(guó)家黃淮海大豆區(qū)域試驗(yàn)、國(guó)家花生區(qū)域試驗(yàn)、國(guó)家黃淮海粳稻組區(qū)域試驗(yàn)、江蘇省早熟中粳區(qū)域試驗(yàn)、江蘇省夏玉米區(qū)域試驗(yàn)、黃淮?；ㄉ鷧^(qū)域試驗(yàn)、甘薯國(guó)家和省級(jí)區(qū)域試驗(yàn)等9類17項(xiàng)區(qū)試。

江蘇省徐淮地區(qū)國(guó)家農(nóng)作物品種區(qū)域試驗(yàn)站自2016年11月5日啟動(dòng)建設(shè)，2017年6月1日由國(guó)家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心開(kāi)始建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，于6月28—29日在徐州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所進(jìn)行集中培訓(xùn)，江蘇徐淮地區(qū)徐州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所主站（簡(jiǎn)稱徐州農(nóng)科所）、宿遷中江種業(yè)有限公司分站（簡(jiǎn)稱宿遷中江）、江蘇保豐集團(tuán)公司分站（簡(jiǎn)稱江蘇保豐）、佳禾農(nóng)業(yè)科技有限公司分站（簡(jiǎn)稱佳禾農(nóng)業(yè)）、豐縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心分站（簡(jiǎn)稱豐縣農(nóng)技）、東?？h平明鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)站分站（簡(jiǎn)稱東海平明）等6家區(qū)域試驗(yàn)站為承建單位。6月30日至7月5日在各站點(diǎn)首先根據(jù)區(qū)試經(jīng)典流程展開(kāi)設(shè)備安裝及操作技術(shù)培訓(xùn)，然后進(jìn)行一對(duì)一指導(dǎo)，最后進(jìn)行打標(biāo)制卡等實(shí)操訓(xùn)練，之后線上以國(guó)家黃淮海夏玉米區(qū)試試驗(yàn)為例進(jìn)行了PC端和移動(dòng)端的操作，通過(guò)共同努力，完成對(duì)區(qū)試一線試驗(yàn)人員系統(tǒng)、全面的培訓(xùn)以及田間操作的實(shí)際演練，取得了階段性成果。一是各站點(diǎn)試驗(yàn)人員獨(dú)立掌握試驗(yàn)材料Excel導(dǎo)入，使用系統(tǒng)試驗(yàn)管理功能完成全部示范試驗(yàn)規(guī)劃操作，并根據(jù)試驗(yàn)規(guī)劃結(jié)果，熟練地完成打標(biāo)制卡工作。二是在性狀數(shù)據(jù)采集方面，利用PDA進(jìn)行移動(dòng)性狀采集，通過(guò)掃描小區(qū)電子標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)材料的快速準(zhǔn)確定位，采用PDA進(jìn)行性狀數(shù)據(jù)的移動(dòng)采集，實(shí)現(xiàn)性狀數(shù)據(jù)采集手段的升級(jí)，避免了傳統(tǒng)記載本記錄易遺失、易污損、多次轉(zhuǎn)錄的缺點(diǎn)，記載數(shù)據(jù)可隨時(shí)查看，節(jié)省了大量翻閱記載本的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)性狀數(shù)據(jù)的及時(shí)采集和實(shí)時(shí)上傳。三是在試驗(yàn)照片實(shí)時(shí)采集方面，利用移動(dòng)采集終端拍攝圖片與考察對(duì)象自動(dòng)關(guān)聯(lián)，清晰、及時(shí)、準(zhǔn)確的性狀圖片采集為品種的審定提供更可靠的數(shù)據(jù)支撐。

2.1 徐州農(nóng)科所

徐州農(nóng)科所承擔(dān)國(guó)家水稻黃淮海粳稻組試驗(yàn)、江蘇省早熟中粳區(qū)試、國(guó)家棉花黃河流域常規(guī)組生產(chǎn)試驗(yàn)、國(guó)家棉花黃河流域雜交組生產(chǎn)試驗(yàn)、國(guó)家棉花黃河流域早熟組區(qū)域試驗(yàn)、國(guó)家黃淮海夏大豆區(qū)試、國(guó)家花生區(qū)試和黃淮?；ㄉ鷧^(qū)試以及優(yōu)良品種評(píng)價(jià)篩選試驗(yàn)、國(guó)家特用型甘薯品種改良崗位組、甘薯新品系多點(diǎn)鑒定試驗(yàn)北方夏薯區(qū)組、甘薯新品系多點(diǎn)鑒定試驗(yàn)長(zhǎng)江中下游薯區(qū)組、江蘇省甘薯新品種鑒定試驗(yàn)。以上12個(gè)試驗(yàn)均已采用區(qū)試站管理系統(tǒng)進(jìn)行管理，在完成前期試驗(yàn)規(guī)劃、打標(biāo)制卡等工作的同時(shí)，進(jìn)入性狀數(shù)據(jù)采集階段。以下為各區(qū)試的性狀采集詳情。

2.1.1 國(guó)家水稻黃淮海粳稻組區(qū)試。在苗期性狀采集階段，需采集性狀包含播種期、移栽期、基本苗、秧齡，截至8月20日，采集播種期、移栽期、基本苗、株型、葉色、葉姿、長(zhǎng)勢(shì)、分蘗率性狀共312條，完成率達(dá)100%（表1）。

2.1.2 江蘇省早熟中粳區(qū)試。江蘇省早熟中粳區(qū)試組在苗期性狀采集階段，需采集性狀包含播種期、移栽期、基本苗、秧齡，截至8月20已采集播種期、移栽期、基本苗、株型、葉色、葉姿、長(zhǎng)勢(shì)、分蘗率性狀共104條，完成率達(dá)100%（表2）。

2.1.3 國(guó)家黃淮海夏大豆區(qū)試。國(guó)家黃淮海夏大豆區(qū)試組需采集性狀包括播種期、出苗期、花期、花色、葉形、花葉病毒、倒伏性，截至8月20日已采集播種期、出苗期、花期、花色、葉形、花葉病毒、倒伏性性狀共224條（表3）。

2.1.4 國(guó)家棉花黃河流域生試、區(qū)試。國(guó)家棉花黃河流域生試、區(qū)試需采集性狀包括開(kāi)花期、開(kāi)花長(zhǎng)勢(shì)、開(kāi)花整齊度，目前已采集開(kāi)花期、開(kāi)花長(zhǎng)勢(shì)、開(kāi)花整齊度性狀共39條，完成率達(dá)100%（表4）。

2.1.5 甘薯國(guó)家、省級(jí)區(qū)試。甘薯國(guó)家、省級(jí)區(qū)域試驗(yàn)需采集的性狀有移栽期、株型、葉形、葉色、頂葉色，目前已采集移栽期、株型、葉形、葉色、頂葉色性狀共170條（表5）。

2.2 宿遷中江

中江種業(yè)承擔(dān)的國(guó)家黃淮海夏玉米試驗(yàn)已進(jìn)入系統(tǒng)，需采集播種期、出苗期、芽鞘色、粗縮病、抽雄期、吐絲期、褐斑病、南方銹病等性狀，截至8月20日已采播種期、出苗期、芽鞘色、粗縮病、抽雄期、吐絲期性狀共534條（表6）。

2.3 江蘇保豐

江蘇保豐集團(tuán)公司承擔(dān)的國(guó)家黃淮海夏玉米試驗(yàn)需采集播種期、出苗期、芽鞘色、粗縮病、抽雄期、吐絲期、褐斑病、南方銹病等性狀。截至8月20日已采集播種期、出苗期、芽鞘色、抽雄期、吐絲期性狀共445條（表7）。

2.4 佳禾農(nóng)業(yè)

佳禾農(nóng)業(yè)承擔(dān)的江蘇省早熟中粳試驗(yàn)需采集性狀包括播種期、移栽期、基本苗、葉色、長(zhǎng)勢(shì)，目前已采集播種期、移栽期、葉色、長(zhǎng)勢(shì)等性狀共117條數(shù)據(jù)，完成率達(dá)100%（表8）。

2.5 豐縣農(nóng)技

豐縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心承擔(dān)的江蘇省夏玉米區(qū)試試驗(yàn)需采集性狀包括播種期、出苗期、芽鞘色、粗縮病、抽雄期、吐絲期、褐斑病、南方銹病，現(xiàn)已采集性狀共144條（表9）。

2.6 東海平明

東?？h平明鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)站承擔(dān)的江蘇省中熟中粳區(qū)域試驗(yàn)需采集性狀包括苗高、單莖基粗、葉齡、單株基粗、葉齡、單株次生根、紋枯病、長(zhǎng)勢(shì)、白葉枯病、黑條矮縮病、條紋葉枯病，目前已采集苗高、單莖基粗、葉齡、單株基粗、葉齡、單株次生根、紋枯病、長(zhǎng)勢(shì)、白葉枯病、黑條矮縮病、條紋葉枯病性狀共117條，完成率達(dá)100%（表10）。

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

由江蘇徐淮地區(qū)徐州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所牽頭，江蘇保豐、宿遷中江、佳禾農(nóng)業(yè)、豐縣農(nóng)技、東海平明等參加的1+5模式實(shí)施農(nóng)業(yè)部種子提升工程“江蘇省徐淮地區(qū)國(guó)家農(nóng)作物品種區(qū)域試驗(yàn)站物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目”，應(yīng)用國(guó)家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心研發(fā)的農(nóng)作物品種區(qū)域試驗(yàn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了品種試驗(yàn)管理自動(dòng)化、信息數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)化和即時(shí)化、匯報(bào)制度化、傳輸網(wǎng)絡(luò)化、分析處理智能化、品種評(píng)價(jià)規(guī)范化；達(dá)到了國(guó)家級(jí)農(nóng)作物品種區(qū)域綜合試驗(yàn)技術(shù)規(guī)范、管理要求的指標(biāo)；符合國(guó)家農(nóng)作物品種區(qū)域試驗(yàn)管理需要。有效地解決了試驗(yàn)過(guò)程監(jiān)管難的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。

3.2 建議

為使系統(tǒng)更好地發(fā)揮作用，需要與國(guó)家區(qū)域試驗(yàn)站單位從以下5個(gè)方面進(jìn)行統(tǒng)一優(yōu)化管理。一是改革管控機(jī)制。建立有效的試驗(yàn)執(zhí)行監(jiān)管控制機(jī)制，督促試驗(yàn)示范進(jìn)展，保證數(shù)據(jù)上報(bào)的及時(shí)性。二是統(tǒng)一采集標(biāo)準(zhǔn)。收集整理各類試驗(yàn)的性狀采集標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范性狀采集的準(zhǔn)確性與及時(shí)性，同類試驗(yàn)統(tǒng)一采集標(biāo)準(zhǔn)，以免造成錄入數(shù)據(jù)不一致的情況。三是規(guī)范關(guān)聯(lián)圖片。明確相關(guān)試驗(yàn)需要關(guān)聯(lián)圖片的關(guān)鍵性狀，并規(guī)范照片拍攝的要求與要點(diǎn)。四是恪守區(qū)試規(guī)定。嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家區(qū)域試驗(yàn)的采集性狀和標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)本地的情況制定出性狀的采集時(shí)間表，作為檢查性狀數(shù)據(jù)采集及時(shí)行動(dòng)的依據(jù)。五是設(shè)置專人管理。建議項(xiàng)目牽頭單位指定專人負(fù)責(zé)檢查各個(gè)試驗(yàn)的執(zhí)行情況，并對(duì)執(zhí)行結(jié)果定期進(jìn)行匯報(bào)與通報(bào)。

4 參考文獻(xiàn)

[1] 趙湘寧.農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中關(guān)鍵技術(shù)研究進(jìn)展[J]，臺(tái)灣農(nóng)業(yè)探索，2011，113（6）：103-107.

[2] 劉家玉，周林杰，荀廣連，等.基于物聯(lián)網(wǎng)的智能農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)：以江蘇省農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)為例[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013（5）：377-379.

[3] 唐珂.國(guó)外農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展及對(duì)我國(guó)的啟示[J].中國(guó)科學(xué)院院刊，2013（6）：700-707.

[4] 趙春江.對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的思考與建議[J].農(nóng)村工作通訊，2014（7）：25-26.

[5] 陳曉棟，原向陽(yáng)，郭平毅，等.農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)研究進(jìn)展與前景展望[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào)，2015（2）：8-16.

[6] 李燈華，李哲敏，許世衛(wèi).我國(guó)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀與對(duì)策[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，42（20）：149-157.