農(nóng)作物病蟲害監(jiān)控方法研究

張璐 趙娜

摘要：農(nóng)業(yè)災害頻繁爆發(fā)的主要原因之一就是蟲害。蟲害不但制約著農(nóng)作物的產(chǎn)量，而且也影響著農(nóng)作物的品質(zhì)。在早期發(fā)現(xiàn)并準確定位和識別害蟲，對其未來的發(fā)展趨勢做出評估，這種方法可有效精確提高施藥方法和綜合防治病蟲害的針對性和準確性。本文針對農(nóng)業(yè)中蟲害發(fā)生數(shù)據(jù)的特點，以及對相關基礎理論的研究，總結(jié)相應的監(jiān)控模型，并基于區(qū)域的蟲害發(fā)生量進行預測。

關鍵詞：農(nóng)業(yè)災害；監(jiān)控模型；蟲害預測

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）07-0207-02

Abstract： One of the main causes of frequent agricultural disasters is pests. Insect pests not only restrict the yield of crops， but also affect the quality of crops. Early detection and identification of pests and accurate identification of their future development trends， this method can effectively improve the accuracy and accuracy of the application of pesticides and integrated pest control. In this paper， the characteristics of pest occurrence data in agriculture， as well as the research on relevant basic theories， summarize the corresponding monitoring models， and predict based on the amount of pests in the region.

Keywords： agricultural disaster；monitoring model； pest prediction

1概述

農(nóng)作物病蟲害的爆發(fā)往往意味著大規(guī)模的減產(chǎn)減質(zhì)，將造成不可挽回的經(jīng)濟損失。傳統(tǒng)的病蟲害識別方法速度慢、主觀性強、誤判率高，已經(jīng)不能滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要。我國作為一個農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)一直都是國民經(jīng)濟命脈，是國民的衣食之源、生存之本。事實上我國農(nóng)業(yè)受到病蟲害的影響非常嚴重，重要農(nóng)作物病蟲害的種類繁多，并且對農(nóng)業(yè)的影響非常大，一旦暴發(fā)就會成災。目前一般的殺蟲措施噴灑農(nóng)藥會帶來土壤、水質(zhì)污染，還會導致農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量下降，影響著人們的健康和生態(tài)環(huán)境。目前蟲害防治技術主要有四種，即生物防治、培育轉(zhuǎn)基因抗病蟲品種、應用物理防治和加強預測預報，其中蟲害防治技術的關鍵環(huán)節(jié)無疑是加強預測預報。然而實現(xiàn)科學防治蟲害的前提和基礎是實時可靠的環(huán)境監(jiān)測，因此監(jiān)控系統(tǒng)必須實時采集農(nóng)作物影響因子的數(shù)據(jù)信息，并將數(shù)據(jù)可靠地傳輸給用戶。傳統(tǒng)的昆蟲檢測方法需要人親自前往現(xiàn)場去計算昆蟲的數(shù)量并識別昆蟲的種類，然而其存在很大的缺點，不僅費時還費力，而且因為每個人的計算方法不同，計算的準確率很難得到保證，對于科學來說不是有價值的研究數(shù)據(jù)。目前，我國農(nóng)業(yè)蟲害預測防控系統(tǒng)的研究相較于國外發(fā)達國家還是比較落后的，國外的農(nóng)業(yè)蟲害監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)大范圍應用于實際的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)階段，經(jīng)濟效益和社會效益明顯。中國科學院植物保護研究所和南京農(nóng)業(yè)大學組建的昆蟲雷達網(wǎng)絡系統(tǒng)對重要遷飛性種群的遷飛的監(jiān)測工作，為蟲害的預測和防治提供了重要的依據(jù)。解決了我國傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)設施基本沒有環(huán)境監(jiān)測和控制能力，主要在于缺乏高效可靠的環(huán)境監(jiān)測設備和數(shù)據(jù)分析的問題。[1]

2農(nóng)作物病蟲害監(jiān)控方法研究

在農(nóng)業(yè)種植過程中，病蟲害是農(nóng)業(yè)工作者以及相關研究部門最為頭疼的一個部分。由于我國進來農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構進行了調(diào)整，蟲害出現(xiàn)了多種類、高頻率等特性，所以農(nóng)作物蟲害問題對于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展而言是必須解決的問題。同時，如果程度較小的病蟲害未經(jīng)良好處理，極有可能會演變成重大病蟲災害。其中，農(nóng)作物病蟲害監(jiān)控系統(tǒng)的出現(xiàn)，為重大病蟲災害的預防做好技術方面的支持。農(nóng)作物病蟲害監(jiān)控系統(tǒng)，在病蟲災害處理領域，可有效進行病蟲防控組織化程度和科學化水平等方面的提升。其中農(nóng)作物病蟲害監(jiān)控系統(tǒng)是實現(xiàn)病蟲綜合治理、農(nóng)藥減量控害的重要措施。病蟲害的監(jiān)控設備和小型的氣候信息采集系統(tǒng)，不僅可以做到病害狀況的監(jiān)控，還可以采集蟲情信息、農(nóng)林氣象信息，并可以將數(shù)據(jù)上傳至云服務器。

3監(jiān)控模型

一個完整的監(jiān)控模型，主要需要三個部分，即供電器、核心處理器以及監(jiān)控傳感組（溫濕度傳感器、光照強度、昆蟲計數(shù)傳感器）。[3]考慮到現(xiàn)實中農(nóng)田的面積范圍比較大，可以將其劃分成為多個區(qū)域，所以需要在每個區(qū)域放置一個監(jiān)控模型。先建立一個監(jiān)測站點即一個終端，主要負責農(nóng)作物生長環(huán)境數(shù)據(jù)的采集、處理、存儲，采集生物數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)的處理。供電器是整個系統(tǒng)的重要部分，其好壞決定了整個系統(tǒng)的性能?？紤]到監(jiān)控站點的設備是放在露天環(huán)境下，必須具有可移動性和低功耗性。并且使用電纜會使成本提高并且可移動性能差。所以使用儲能電池給核心處理器供電，使用太陽能電池板給室外設備供電。溫濕度傳感器是用于采集空氣的溫度和濕度的信息，是傳感器網(wǎng)絡產(chǎn)品的一種。相較于普通的城鎮(zhèn)，田地間環(huán)境惡劣且一年四季氣候變幻較大，因此在溫濕度傳感器的選擇上就需要著重考慮溫濕度可測量范圍、傳感器工作環(huán)境要求以及長期工作穩(wěn)定性能這三大重要指標。在每次的試驗中將標準值規(guī)定在一個范圍內(nèi)，以確保所得值的準確性。傳感器每天將采集大量的數(shù)據(jù)，用存儲器將這些數(shù)據(jù)保存起來。監(jiān)測站點還需要有精準的GPS功能以便于實時更新時間，將得到的完整的數(shù)據(jù)存入系統(tǒng)。

通過查看了全國農(nóng)技推廣服務中心獲取的水稻蟲害受災面積的情況和國家氣象局獲取的氣象數(shù)據(jù)。選取水稻中的一種蟲害稻飛虱進行觀察。由于雜交稻的大面積種植，為稻飛虱提供了適宜的生長繁殖環(huán)境。由于雜交稻莖稈粗壯，葉片肥厚，更加有利于稻飛虱的繁殖。通過對比得出，稻飛虱的發(fā)生面積與溫度變化存在著一定的線性關系。即溫度每升高1℃，稻飛虱的發(fā)生面積在大部分省中呈現(xiàn)增長發(fā)展趨勢。稻飛虱受大氣環(huán)流的大氣候條件影響，也受到本地區(qū)域性氣候條件、地理位置、地勢地貌及農(nóng)田小氣候的因素影響，還受到種植品種、田間管理及當?shù)剞r(nóng)民種植習慣等因素影響。[4]由此我們可以得知，若對某一具體地區(qū)進行研究和分析，必須要結(jié)合當?shù)氐臍夂蚝褪転那闆r進行具體的分析。具體問題具體分析才是解決問題的關鍵。

4結(jié)論與展望

綜上所述，病蟲害檢測是準確、高效、實時的一種技術，且在不久將來必將會成為病蟲害識別與檢測方面的一項新技術研究方向的一大熱點，它將是提高病蟲監(jiān)測預警能力的必然選擇。蟲害監(jiān)測系統(tǒng)不但可以準確采集農(nóng)作物生長環(huán)境信息、蟲害數(shù)目，且還能研究病蟲害暴發(fā)與季節(jié)氣候、光照、地理位置等條件因素的關系，從中我們可以制定科學有效的病蟲害防控預案，有效指導農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，不斷提高農(nóng)作物質(zhì)量和農(nóng)作物產(chǎn)量。蟲害監(jiān)控系統(tǒng)，可以提前對蟲害發(fā)生的可能性和趨勢進行預測，采取措施預防，提高防治效果，控制病害的發(fā)生、發(fā)展及流行，同時還能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)積累蟲害監(jiān)測系統(tǒng)是通過建立在廣泛覆蓋的移動通信網(wǎng)絡基礎上的，它將可以在重組基礎上去適應多樣化的農(nóng)田環(huán)境，必將為現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)建設的穩(wěn)定傳輸、全面感知及智能管理奠基一定的基礎。大大提高了農(nóng)業(yè)病蟲害等生物監(jiān)測預警能力，大大促進了農(nóng)業(yè)病蟲害預測的標準化、可視化、現(xiàn)代化、自動化和網(wǎng)絡化。及時防治、有效防治、科學防治，保護了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全，對于長期的綜合防治具有戰(zhàn)略性意義。在以后的研究中可以加入遺傳算法，處理局部區(qū)域的多個個體，即對搜索空間中的多個解進行評估，減少了陷入局部最優(yōu)解的風險。加入遺傳算法可以提高對信息的分析處理的準確性，所收集的數(shù)據(jù)將具有省時、省力、操作簡便、準確率高等綜合優(yōu)勢，減輕了測試人員的勞動強度，保障了農(nóng)業(yè)的豐收。

參考文獻：

[1] 張佳銳. 基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)蟲害智能監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].湖南大學，2015.

[2] 楊新年，劉鋒，田鐵剛，等.一種基于改進遺傳算法的網(wǎng)格調(diào)度算法[J].計算機與數(shù)字工程，2018，46（09）：1786-1789+1795.

[3] 張恩迪，張佳銳.基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)蟲害智能監(jiān)控系統(tǒng)[J].農(nóng)機化研究，2015，37（5）：229-234.

[4] 張芳群. 基于Web技術的蟲害預測系統(tǒng)的研究[D].浙江理工大學，2017.

【通聯(lián)編輯：唐一東】