農(nóng)業(yè)重大病蟲災(zāi)害智能化監(jiān)測預(yù)警網(wǎng)絡(luò)建設(shè)探析

國棟 楊久濤 于玲雅 朱軍生 李敏敏 黃渭 王同偉

摘要? ? 為提高農(nóng)作物病蟲監(jiān)測智能化水平、切實保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全，山東省著力推進農(nóng)業(yè)有害生物智能化監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，推動農(nóng)業(yè)有害生物監(jiān)測預(yù)警向標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化、可視化、模型化、智能化邁進，取得了顯著成效。本文系統(tǒng)總結(jié)了山東省智能化監(jiān)測預(yù)警網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的思路、做法及成效，分析了存在的問題，提出了發(fā)展對策，以期為提升重大病蟲監(jiān)控能力提供參考。

關(guān)鍵詞? ? 農(nóng)業(yè)重大病蟲害;監(jiān)測預(yù)警;網(wǎng)絡(luò)建設(shè);做法;成效;問題;對策

中圖分類號? ? S431? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼? ? A

文章編號? ?1007-5739（2020）07-0141-02? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）

病蟲測報是植保防災(zāi)減災(zāi)最基礎(chǔ)性的工作[1]，是政府決策、科學(xué)防控、減量增效、提升農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量水平、改善生態(tài)環(huán)境的根本依據(jù)和前提。

近年來，由于全球氣候變暖、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、耕作制度變化以及高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)品種的推廣等原因，農(nóng)作物病蟲害的發(fā)生變得日趨嚴(yán)重和復(fù)雜，病蟲害監(jiān)測預(yù)警的難度也在加大。因此，提高農(nóng)作物病蟲監(jiān)測智能化水平、推進病蟲測報技術(shù)進步迫在眉睫。

山東省圍繞深化農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革、推進農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展和高質(zhì)量發(fā)展的根本要求，立足農(nóng)作物重大有害生物監(jiān)測預(yù)警與防控的公共管理和公益服務(wù)職能，扎實落實“預(yù)防為主，綜合防治”的植保方針，推行“科學(xué)植保、公共植保、綠色植保”的理念，著力推進農(nóng)業(yè)有害生物智能化監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，推動農(nóng)業(yè)有害生物監(jiān)測預(yù)警向標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化、可視化、模型化和智能化邁進。

1? ? 智能化監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)總體思路

結(jié)合國家植保工程和山東省病蟲監(jiān)測預(yù)警能力建設(shè)項目，加強智能病蟲監(jiān)測設(shè)備的推廣和應(yīng)用。在全省構(gòu)建一個符合病蟲測報物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的集智能監(jiān)測終端設(shè)備管理、自動監(jiān)測數(shù)據(jù)采集、人工數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測數(shù)據(jù)挖掘分析、病蟲發(fā)生預(yù)測模型建立、病蟲發(fā)生分布地理信息系統(tǒng)、預(yù)警信息發(fā)布、測報工作管理以及病蟲發(fā)生遠程診斷和會商的病蟲監(jiān)測數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。全面提升山東省病蟲測報工作智能化和信息化水平，充分發(fā)揮植保防災(zāi)減災(zāi)的作用，實現(xiàn)農(nóng)藥使用減量增效的目標(biāo)，確保糧食增產(chǎn)、農(nóng)業(yè)增效和農(nóng)民增收，促進農(nóng)業(yè)、農(nóng)村經(jīng)濟與社會的健康發(fā)展。

2? ? 智能化監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)組織與實施

山東省著力抓好3個項目實施，正在加快構(gòu)建覆蓋山東全域的智能化監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。目前，3個項目均進展順利，大多數(shù)站（點）已經(jīng)建成并正常運行。到2020年，1個高水平的省級農(nóng)作物病蟲害智能化監(jiān)測中心和900多個設(shè)備齊全、智能化程度高的病蟲智能監(jiān)測站（點），并下轄1 000個基層測報員的一個完善的山東省病蟲害智能化監(jiān)測預(yù)警網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將建成完畢，從而顯著提升重大病蟲監(jiān)測預(yù)警的自動化以及信息化水平，進一步有效增強山東省農(nóng)作物重大病蟲災(zāi)害監(jiān)測防控能力。

2.1? ? 山東省東亞飛蝗滋生區(qū)遠程監(jiān)控示范項目

自2013年起，山東省組織實施全國病蟲測報物聯(lián)網(wǎng)試點項目“山東省東亞飛蝗滋生區(qū)遠程監(jiān)控示范項目”。截至2016年底，8個固定監(jiān)測站、2個移動監(jiān)測站建設(shè)完畢，數(shù)據(jù)處理平臺軟件上線運行，目前運轉(zhuǎn)狀況良好?；窘⑵鹨粋€設(shè)備先進、功能完善的東亞飛蝗滋生區(qū)遠程監(jiān)控體系，建設(shè)了山東病蟲測報物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)1.0版。

2.2? ?山東省農(nóng)作物病蟲害智能化監(jiān)測能力建設(shè)項目

2017年開始組織實施，項目建設(shè)周期為3年，總預(yù)算為5 400萬元，平均每年1 800萬元。項目計劃建設(shè)1個省級病蟲害智能化監(jiān)測中心和117個縣級病蟲智能化監(jiān)測站。通過項目實施，最終覆蓋全省117個農(nóng)業(yè)縣（市、區(qū)）（不含青島），從而實現(xiàn)每個農(nóng)業(yè)縣（市、區(qū)）（不含青島）建設(shè)1個縣級農(nóng)作物病蟲害智能化監(jiān)測站的目標(biāo)。各智能化監(jiān)測站負責(zé)監(jiān)測本地農(nóng)作物病蟲發(fā)生情況、采集并上報本地病蟲發(fā)生實況信息和田間環(huán)境因子實時信息，是全省病蟲智能化監(jiān)測預(yù)警網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息的基礎(chǔ)來源。

2.3? ? 國家植物保護能力提升工程

2016—2020年，國家植物保護能力提升工程在山東省共規(guī)劃建設(shè)重大病蟲疫情田間監(jiān)測點504個，其中改造升級田間監(jiān)測點152個、新建田間監(jiān)測點352個。

3? ? 智能化監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)運行機制

3.1? ? 山東省農(nóng)作物病蟲害智能化監(jiān)測中心運行

建設(shè)1個省級病蟲害智能化監(jiān)測中心，是整個山東省農(nóng)作物病蟲害智能化監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的中心樞紐，開發(fā)了“山東省農(nóng)作物病蟲害智能監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)平臺”（簡稱“平臺”）?！捌脚_”由山東省病蟲害實時監(jiān)測管理平臺、山東省病蟲害綜合信息服務(wù)管理平臺和山東省病蟲測報數(shù)據(jù)分析預(yù)警平臺等3個子平臺組成。

3.2? ? 縣級農(nóng)作物病蟲害智能化監(jiān)測站運行

縣級農(nóng)作物病蟲害智能化監(jiān)測站統(tǒng)籌兼顧糧、棉、油、果、菜，以重大、突發(fā)病蟲害監(jiān)測為主，承擔(dān)國家級和省級病蟲測報任務(wù)。各監(jiān)測站的智能化監(jiān)測設(shè)備通過病蟲監(jiān)測智能網(wǎng)關(guān)連接至省級中心的“山東省農(nóng)作物病蟲害智能監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)平臺”，從而組成1個較為完善的山東省病蟲害智能化監(jiān)測預(yù)警網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可顯著提升山東省病蟲測報工作智能化、信息化和模型化水平，大幅度提高農(nóng)作物病蟲害的實時監(jiān)測和分析預(yù)警能力，明顯增強病蟲害預(yù)測的時效性和精準(zhǔn)化水平，從而進一步實現(xiàn)對病蟲害及時、精準(zhǔn)防治，減少農(nóng)藥的使用量，提高農(nóng)藥的利用率，有效降低農(nóng)業(yè)面源污染，保護生態(tài)環(huán)境，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全和食品安全提供有力保障。

4? ? 智能化監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成效

農(nóng)業(yè)有害生物預(yù)警與控制分中心和區(qū)域站的建設(shè)，提高了農(nóng)業(yè)生物災(zāi)害預(yù)警、快速反應(yīng)能力和有效控制能力，長、中、短期預(yù)報準(zhǔn)確率分別達到了85%、90%、95%以上，每個區(qū)域站對突發(fā)重大農(nóng)業(yè)有害生物災(zāi)害的有效控制能力達到了1 000 hm2/d以上，病蟲害損失挽回率較以前提高了5%，災(zāi)害損失降到3%以下。

4.1? ? 測報體系趨于完善

全省已建設(shè)省級區(qū)域病蟲害監(jiān)控分中心1個，國家級農(nóng)作物病蟲區(qū)域測報站51個、省級重點測報站85個，鄉(xiāng)、村監(jiān)測點600個。同時，由于改善了病蟲測報手段，提高了病蟲害預(yù)報準(zhǔn)確率，病蟲害預(yù)報準(zhǔn)確率由項目實施前的85%提高到了95%以上。同時，加強與新型經(jīng)濟主體合作，在新興經(jīng)濟體承包的土地上建立基層病蟲監(jiān)測點，聘請新型經(jīng)濟體中有一定病蟲防治經(jīng)驗的植保技術(shù)人員擔(dān)任基層監(jiān)測點的測報員。由各級植保機構(gòu)的的植保專業(yè)技術(shù)人員對其進行病蟲害測報、防治技術(shù)培訓(xùn)，探索建立互惠互助的服務(wù)模式。結(jié)合國家植保工程和山東省農(nóng)作物病蟲害智能化監(jiān)測能力建設(shè)項目，完成121個病蟲監(jiān)測站（點）的建設(shè)，健全基層測報員的配備，提高基層監(jiān)測智能化水平。

4.2? ? 數(shù)據(jù)采集規(guī)范化

每個智能監(jiān)測站均配備各種智能化病蟲監(jiān)測工具和田間氣象設(shè)備，包括智能蟲情測報燈、害蟲自動性誘監(jiān)測儀、智能孢子捕捉儀、田間小氣候自動監(jiān)測儀、土壤環(huán)境自動監(jiān)測儀、病蟲發(fā)生實時高清圖像監(jiān)測設(shè)備以及病蟲監(jiān)測智能網(wǎng)關(guān)、太陽能供電系統(tǒng)等，健全系統(tǒng)測報點。除配備各種自動化監(jiān)測設(shè)備外，每個縣級病蟲監(jiān)測站還建設(shè)5～10個系統(tǒng)測報點，每點設(shè)置1名農(nóng)民測報員，每名農(nóng)民測報員配備1臺田間病蟲監(jiān)測數(shù)據(jù)調(diào)查儀，定時、定點按照測報調(diào)查規(guī)范開展病蟲系統(tǒng)調(diào)查，并上報病蟲田間系統(tǒng)調(diào)查數(shù)據(jù)。通過實施植保工程項目，先后由山東省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布了103種農(nóng)作物病蟲發(fā)生程度分級標(biāo)準(zhǔn)、29種農(nóng)作物病蟲測報技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、36種動態(tài)模式報表。病蟲測報調(diào)查嚴(yán)格按“國標(biāo)”“省標(biāo)”進行，從而大大提高了病蟲調(diào)查數(shù)據(jù)的規(guī)范性、代表性、可比性和科學(xué)性。

4.3? ? 數(shù)據(jù)處理網(wǎng)絡(luò)化

山東省農(nóng)業(yè)有害生物監(jiān)控信息系統(tǒng)與全國系統(tǒng)實現(xiàn)了無縫對接。目前，全省病蟲害模式電報涵蓋糧、棉、油、果、菜病蟲害以及天敵，建立了共計70種病蟲害模式報表。全省所有上報模式報表中，90%是通過山東省農(nóng)業(yè)有害生物預(yù)警信息系統(tǒng)上報到省站。該系統(tǒng)的使用解決了病蟲調(diào)查數(shù)據(jù)傳遞方式多而亂的問題，提高了傳遞速度，增強了時效性，實現(xiàn)了資源共亨，節(jié)省了大量的人力和物力。在2017年運行的基礎(chǔ)上，進一步完善了“山東省農(nóng)作物有害生物監(jiān)測、分析和預(yù)警系統(tǒng)”功能。根據(jù)《關(guān)于加強2018年農(nóng)作物病蟲害監(jiān)測信息報送工作的通知》《關(guān)于調(diào)整省級重點測報站病蟲監(jiān)測信息上報任務(wù)的通知》，全面充實了系統(tǒng)所涵蓋的任務(wù)范圍，基本將目前山東省所有病蟲監(jiān)測數(shù)據(jù)上報任務(wù)納入系統(tǒng)內(nèi)，從而大大提高了病蟲測報數(shù)據(jù)填報、匯總和分析的效率。

4.4? ? 信息發(fā)布多媒體化

隨著智能手機等移動媒體的普及，充分利用“山東植?！蔽⑿殴娞柲昃l(fā)布病蟲預(yù)報、植保情況等各類服務(wù)信息260余期，在12316平臺和山東農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)發(fā)布預(yù)報19期，介紹了70多種農(nóng)作物重大性、突發(fā)性病蟲害及新病蟲的預(yù)測和防治實用技術(shù)。微信預(yù)報已成為山東省植保工作為農(nóng)服務(wù)的一個重要窗口，深受廣大農(nóng)民群眾歡迎。同時，綜合利用網(wǎng)絡(luò)、電視、廣播和明白紙等多種形式發(fā)布病蟲情報，提高信息傳遞速度，確保預(yù)報信息的時效性[2]。

5? ? 存在的問題

5.1? ? 智能化程度有待提高

智能化監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)核心架構(gòu)每一層的技術(shù)接口、協(xié)議有待進一步完善和規(guī)范。同時，智能監(jiān)測設(shè)備種類單一、智能化程度不足[3]。例如，基于性誘原理的螟蛾類害蟲設(shè)備較多、小型害蟲的較少，而且存在重復(fù)計數(shù)現(xiàn)象。受制于技術(shù)和設(shè)備條件，設(shè)備準(zhǔn)確性仍需進一步提高。

5.2? ? 運行維護有待加強

項目建成后，普遍缺少運行經(jīng)費，影響功能發(fā)揮。我國在傳感器，尤其是高端傳感器方面的自主創(chuàng)新能力還較低，傳感器購置成本和后期維護費用偏高。個別監(jiān)測站點建成后管理不到位，出現(xiàn)設(shè)備毀壞、無人管理等情況，不能正常工作;同時，測報系統(tǒng)存在電池蓄電能力差、連續(xù)陰雨天電量不足、運行不穩(wěn)定和故障率高等問題。

5.3? ? 數(shù)據(jù)共享利用困難

農(nóng)業(yè)有害生物的發(fā)生發(fā)展和農(nóng)業(yè)氣象、水利、土地權(quán)屬、衛(wèi)星遙感等緊密相關(guān)，但目前部門間物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)共享不夠，缺乏有效聯(lián)結(jié)機制，大數(shù)據(jù)有效分析和共享無法開展，在一定程度上影響了智能化監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的實際效果。

5.4? ? 人才隊伍支撐不足

普遍缺乏既懂信息技術(shù)、又懂農(nóng)業(yè)植物保護專業(yè)技術(shù)的復(fù)合型人才，絕大部分測報站點沒有專職的信息人員，基本都是兼職人員，其缺乏計算機網(wǎng)絡(luò)信息知識和技術(shù)，因而技術(shù)支持保障不夠。

6? ? 對策

6.1? ? 建立完善推進機制

建立完善智慧農(nóng)業(yè)建設(shè)的推進機制，進 一步加強與相關(guān)部門及省內(nèi)外高等院校、科研單位的聯(lián)系和協(xié)作。統(tǒng)籌協(xié)調(diào)各行業(yè)智慧、農(nóng)業(yè)信息、平臺等資源，形成農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)合力，以更大的力度推進山東省智慧農(nóng)業(yè)建設(shè)[4]。

6.2? ? 強化網(wǎng)絡(luò)運行保障

省、市、縣級財政部門應(yīng)將智能化網(wǎng)絡(luò)運行費用納入預(yù)算，每年提供項目運行經(jīng)費，確保項目正常運轉(zhuǎn)，并配備專門的人員對設(shè)備進行維護，對出現(xiàn)的問題及時解決，以保障設(shè)備正常運行。

6.3? ? 加快軟件設(shè)備研發(fā)

針對智能化測報系統(tǒng)中存在的識別不準(zhǔn)、重復(fù)計數(shù)、電池蓄電能力差、兼容性差等問題，注重經(jīng)濟實用的農(nóng)用傳感器、電子標(biāo)識、專家智能決策系統(tǒng)、系統(tǒng)集成和開放性平臺技術(shù)、數(shù)據(jù)自動采集發(fā)送、自動控制裝置研制、大數(shù)據(jù)管理和挖掘、組網(wǎng)和協(xié)同處理技術(shù)研發(fā)等，提升監(jiān)測預(yù)警能力。

7? ? 參考文獻

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[2] 張振鐸，張丹華，金正海，等.建設(shè)現(xiàn)代化病蟲監(jiān)測預(yù)警體系助力農(nóng)藥用量零增長[J].中國植保導(dǎo)刊，2019（39）：87-90.

[3] 張海燕，李愛國，許莉，等.姜堰區(qū)農(nóng)作物病蟲害智能化測報工作的探索與思考[J].上海農(nóng)業(yè)科技，2019（2）：119-120.

[4] 王圣楠.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)林病蟲害生態(tài)智能測控系統(tǒng)構(gòu)建及其應(yīng)用[D].泰安：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2017.