物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)作物重大病蟲害監(jiān)測與預(yù)警領(lǐng)域的應(yīng)用

范俊珺，黃奎，陸玉，農(nóng)彬

（1. 文山州植保植檢站，云南 文山663099；2. 富寧縣植保植檢工作站，云南 富寧663400；3. 廣南縣植保植檢站，云南 廣南663300）

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)是利用局部網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)等通信技術(shù)把傳感器、控制器、機(jī)器、人員和物等通過新的方式聯(lián)在一起，形成人與物、物與物相聯(lián)，實(shí)現(xiàn)信息化、遠(yuǎn)程管理控制和智能化的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的延伸，它包括互聯(lián)網(wǎng)及互聯(lián)網(wǎng)上所有的資源，兼容互聯(lián)網(wǎng)所有的應(yīng)用，但物聯(lián)網(wǎng)中所有的元素（設(shè)備、資源及通信等）都具個性化和私有化[1-2]。

1 物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)背景

為加強(qiáng)農(nóng)作物重大病蟲害測報(bào)技術(shù)研究，加快推進(jìn)新型測報(bào)工具研發(fā)與應(yīng)用，不斷提高農(nóng)作物重大病蟲害監(jiān)測預(yù)警能力；2014年5月，由全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心組織，在湖北省武漢市召開全國新型測報(bào)工具研發(fā)與應(yīng)用技術(shù)培訓(xùn)會，病蟲測報(bào)處劉萬才處長強(qiáng)調(diào)了新型測報(bào)工具運(yùn)用與推廣的重要性，會議還組織各省、市、區(qū)（縣）參會代表前往示范現(xiàn)場進(jìn)行觀摩學(xué)習(xí)。2017年3月30日，全國農(nóng)技中心發(fā)出“關(guān)于組織開展新型測報(bào)工具試驗(yàn)工作的通知”（農(nóng)技植保函〔2017〕114號），內(nèi)容包括昆蟲性誘電子智能測報(bào)系統(tǒng)、重大害蟲遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)、農(nóng)作物重大病蟲害實(shí)時(shí)監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)等試驗(yàn)示范；其中富寧縣承擔(dān)了農(nóng)作物重大病蟲害實(shí)時(shí)監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)。

在農(nóng)作物害蟲數(shù)字化監(jiān)測預(yù)警迫切需求的大背景下，近年文山州加快了新型測報(bào)工具的引進(jìn)與應(yīng)用和物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的腳步，完善了以州站為中心，7縣1市植保植檢站和28個重點(diǎn)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）農(nóng)技站為主的病蟲監(jiān)測預(yù)警網(wǎng)絡(luò)體系和病蟲監(jiān)測預(yù)警基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。建成了2個農(nóng)業(yè)有害生物預(yù)警與控制區(qū)域站，2個植保田間觀測場及應(yīng)急藥械庫，其中麻栗坡縣田間觀測場是全國農(nóng)技中心確定的全國4個（中越邊境）稻飛虱監(jiān)測點(diǎn)之一，1個農(nóng)作物重大病蟲害實(shí)時(shí)監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測站，引進(jìn)6套害蟲遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)并應(yīng)用于監(jiān)測水稻、辣椒、柑橘、玉米、蔬菜等作物的主要害蟲。

2 物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)內(nèi)容、監(jiān)測對象及監(jiān)測時(shí)間

農(nóng)作物重大病蟲害實(shí)時(shí)監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，安裝了病蟲害自動化監(jiān)測系統(tǒng)、蟲情信息自動采集系統(tǒng)、生態(tài)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)信息處理控制系統(tǒng)和農(nóng)林小氣候信息采集系統(tǒng)；主要針對水稻重大害蟲開展燈誘物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測；監(jiān)測時(shí)間：4—10月。

害蟲遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)是在昆蟲性誘的基礎(chǔ)上結(jié)合自動計(jì)數(shù)、遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)報(bào)傳、數(shù)據(jù)分析等物聯(lián)網(wǎng)電子信息技術(shù)研發(fā)出的現(xiàn)代化監(jiān)測工具。主要針對稻縱卷葉螟、三化螟、煙青蟲、粘蟲、玉米螟、橘小實(shí)蠅、小菜蛾等重大害蟲開展主要發(fā)生期實(shí)時(shí)監(jiān)測；根據(jù)不同作物在不同生育期主要害蟲的發(fā)生特點(diǎn)，于1—12月分別開展監(jiān)測。

3 應(yīng)用效果分析

3.1 農(nóng)作物重大病蟲害實(shí)時(shí)監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測情況

系統(tǒng)自動識別害蟲，并將誘集到的重大害蟲按日誘蟲量分類統(tǒng)計(jì)，通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)、自動傳輸?shù)绞謾C(jī)端、電腦端，減輕測報(bào)人員工作量，提高工作效率；從蟲情信息自動采集和統(tǒng)計(jì)分析圖可分析出害蟲發(fā)生消長規(guī)律、結(jié)合作物生育期分析和研判害蟲發(fā)生趨勢，并將為下一步建立害蟲發(fā)生和預(yù)測模型積累數(shù)據(jù)（圖1）。

“墑情設(shè)備管理”可根據(jù)用戶需要，按天、周、月、作物生長季提供實(shí)時(shí)氣象和土壤墑情數(shù)據(jù)（包括土壤水分、光照強(qiáng)度、風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度等），同期對超限值數(shù)據(jù)作出警告和報(bào)警提示；用戶根據(jù)土壤和氣象數(shù)據(jù)結(jié)合作物特性、長勢、生育期等綜合分析害蟲發(fā)生趨勢及預(yù)測發(fā)生期和發(fā)生量（圖2）。

3.2 害蟲遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測情況

以監(jiān)測柑橘小實(shí)蠅為例，從圖3可見，系統(tǒng)計(jì)數(shù)偏差小、準(zhǔn)確性較好，吻合度較高。通過系統(tǒng)自動計(jì)數(shù)與人工復(fù)核計(jì)數(shù)比對，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確吻合度為74.07%。

從圖4可見，系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)與采用黃板監(jiān)測的結(jié)果基本一致，圖示7月為橘小實(shí)蠅發(fā)生高峰期。

系統(tǒng)能自動統(tǒng)計(jì)誘蟲數(shù)量、監(jiān)測田間環(huán)境數(shù)據(jù)，映射出監(jiān)測對象日誘集量和消長動態(tài)變化，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送到系統(tǒng)平臺和測報(bào)員手機(jī)，極大地減輕了測報(bào)人員工作量。

4 后續(xù)完善及建設(shè)意見

（1）按照省部共建、綜合監(jiān)測、信息共享、動態(tài)管理的思路，積極做好“區(qū)域綜合監(jiān)測站”和“農(nóng)作物病蟲疫情監(jiān)測分中心田間監(jiān)測點(diǎn)”項(xiàng)目申報(bào)，爭取配備氣候監(jiān)測儀、重大病害智能監(jiān)測儀、田間可移動實(shí)時(shí)監(jiān)測設(shè)備（可移動監(jiān)測單兵設(shè)備）和數(shù)據(jù)傳輸、匯總、分析等軟硬件設(shè)施設(shè)備，增配田間實(shí)時(shí)監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)設(shè)施設(shè)備，健全縣級病蟲疫情信息化處理系統(tǒng)。

（2）農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)在遠(yuǎn)離集鎮(zhèn)的農(nóng)田，為確保信號收發(fā)和各系統(tǒng)運(yùn)行正常需接入網(wǎng)絡(luò)專線，造成物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行費(fèi)用高，加之近年來各縣（市）財(cái)政均取消了測報(bào)經(jīng)費(fèi)預(yù)算，只有積極向上級部門爭取專項(xiàng)資金或運(yùn)行經(jīng)費(fèi)，才能確保已建設(shè)好并投入使用的農(nóng)作物重大病蟲害實(shí)時(shí)監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)能夠正常運(yùn)行。

（3）必須加強(qiáng)測報(bào)技術(shù)人員對農(nóng)作物重大病蟲害實(shí)時(shí)監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)的培訓(xùn)，能夠熟練使用和管護(hù)儀器、設(shè)備，充分發(fā)揮其性能，實(shí)現(xiàn)病蟲害監(jiān)測預(yù)警自動化和智能化。

（4）逐步推進(jìn)、建設(shè)全省農(nóng)作物重大病蟲害實(shí)時(shí)監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)信息系統(tǒng)平臺，形成測報(bào)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，信息共享。