小麥白粉病病菌孢子自動(dòng)識(shí)別智能系統(tǒng)研發(fā)成功并通過測試(全文)

精品文檔-下載后可編輯小麥白粉病病菌孢子自動(dòng)識(shí)別智能系統(tǒng)研發(fā)成功并通過測試(全文)近日，在中國氣象科學(xué)研究院舉行的農(nóng)作物病害監(jiān)測預(yù)報(bào)技術(shù)研討會(huì)上，一項(xiàng)研究成果讓來自農(nóng)業(yè)、氣象、自動(dòng)化等眾多領(lǐng)域的專家眼前一亮——?dú)v經(jīng)多年，小麥白粉病病菌孢子自動(dòng)識(shí)別智能系統(tǒng)研發(fā)成功并通過測試。這對(duì)提高我國農(nóng)業(yè)病蟲害監(jiān)測預(yù)報(bào)預(yù)警技術(shù)水平制定和及時(shí)采取防治措施具有重要意義。

這套系統(tǒng)的主要研發(fā)者、上海創(chuàng)塔電子科技有限公司董事長羅德平感嘆，唯有不斷創(chuàng)新，才能真正收獲成功。

讓農(nóng)民不再收獲眼淚

上世紀(jì)80年代，羅德平大學(xué)畢業(yè)后，在貴州從事農(nóng)業(yè)植保工作。在一次調(diào)研產(chǎn)糧基地時(shí)，他發(fā)現(xiàn)面對(duì)看似豐收的金黃稻田，稻農(nóng)們卻兩眼淚汪汪。原來是成片的水稻得了稻瘟病中最致命的穗莖瘟，稻穗是空的，只剩下一包草殼，幾乎絕產(chǎn)。這樣的情況竟然持續(xù)了3年。面對(duì)農(nóng)民的眼淚，羅德平感到非常震驚與痛心。

羅德平調(diào)研后了解到，對(duì)于控制此類病害最有效的技術(shù)手段是提前打藥防治，一旦形成穗莖瘟，即使馬上打藥也已無濟(jì)于事。而提前打藥防治的關(guān)鍵是有效的病害監(jiān)測預(yù)報(bào)，為此，他暗下決心，一定要攻克有效監(jiān)測預(yù)報(bào)這個(gè)難關(guān)。

攻克這個(gè)難題的關(guān)鍵，是在病害暴發(fā)前7—10天預(yù)測出空氣中孢子的濃度，進(jìn)行有針對(duì)性的用藥預(yù)防。于是羅德平開始著手進(jìn)行監(jiān)測設(shè)備的研發(fā)設(shè)計(jì)工作，并形成了空中孢子捕捉儀的設(shè)計(jì)雛形。他的這項(xiàng)研究先后獲得貴州省金沙縣科委和省農(nóng)業(yè)廳的專項(xiàng)資金支持；1990年，空中孢子捕捉儀入選上海科技庫，同時(shí)這種設(shè)備也進(jìn)入農(nóng)業(yè)部視線。

1993年羅德平辭職下海來到上海，在國際知名的電腦設(shè)備制造公司邊工作邊積累空中孢子捕捉儀二次研發(fā)所需的硬件技術(shù)。通過8年積累，2022年羅德平自己成立了科技公司，開始積累空中孢子捕捉器的研發(fā)資本。

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)成就實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測

2022年，借助于3G技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)，羅德平認(rèn)為空中孢子捕捉儀二次研發(fā)的條件成熟了。在資金、技術(shù)和平臺(tái)等都到位后，他重新組織研發(fā)團(tuán)隊(duì)，對(duì)空中孢子捕捉儀進(jìn)行深度研發(fā)和更新設(shè)計(jì)，力求實(shí)現(xiàn)智能化和實(shí)時(shí)化。

2022年，項(xiàng)目上報(bào)上海市科委，獲國家中小企業(yè)轉(zhuǎn)型基金120萬元專項(xiàng)款支持。新一代空中孢子捕捉儀完成了樣機(jī)研發(fā)，并在上海蔬菜基地完成了第一次田間試驗(yàn)。

2022年以來，在公益性行業(yè)（氣象）科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目“農(nóng)作物病蟲害發(fā)生氣象條件監(jiān)測、預(yù)警和評(píng)價(jià)技術(shù)”支持下，布設(shè)在小麥主產(chǎn)區(qū)4個(gè)不同地區(qū)（河南南陽、平輿、鶴壁，河北辛集）的小麥白粉病病菌孢子捕捉儀，對(duì)小麥田間病菌孢子實(shí)時(shí)觀測應(yīng)用進(jìn)行了檢驗(yàn)，并在此基礎(chǔ)上改進(jìn)了原來的硬件技術(shù)，大大提高了田間獲取孢子圖片的清晰度，最終研制成功新一代小麥白粉病病菌孢子捕捉儀。

中國氣象科學(xué)研究院研究員霍治國認(rèn)為，要實(shí)現(xiàn)田間白粉病病菌孢子數(shù)量實(shí)時(shí)監(jiān)測與預(yù)警預(yù)報(bào)應(yīng)用，必須解決從捕捉的所有孢子中有效識(shí)別白粉病孢子，對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)計(jì)數(shù)及提高孢子圖片清晰度等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)問題。而“小麥白粉病病菌孢子自動(dòng)識(shí)別智能系統(tǒng)”通過建立專家識(shí)別庫，研發(fā)自動(dòng)識(shí)別與自動(dòng)計(jì)數(shù)模型，對(duì)原有病菌孢子捕捉儀硬件進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，成功解決了這些關(guān)鍵問題。

顯著提升農(nóng)作物病害監(jiān)控水平

小麥白粉病廣泛分布于我國各小麥主產(chǎn)區(qū)，一般發(fā)病可造成10%左右減產(chǎn)，嚴(yán)重時(shí)減產(chǎn)可達(dá)50%以上，有些高感品種甚至顆粒無收。在病害暴發(fā)年份，損失更為驚人，如1990—1991年全國小麥白粉病大流行，導(dǎo)致1990年小麥損失14.38億公斤，1991年雖經(jīng)大力防治，實(shí)際損失仍達(dá)7.7億公斤。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國農(nóng)作物病害有742種，其中約有60%的種類是由病菌孢子經(jīng)氣流傳播、侵染作物形成的。目前的防控方法主要通過人工目測、田間調(diào)查等進(jìn)行農(nóng)作物病害的觀測，觀測時(shí)效不足、勞動(dòng)強(qiáng)度大、數(shù)字化程度低。

孢子捕捉儀的推廣應(yīng)用，將實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)作物病害病菌孢子產(chǎn)生、釋放、傳播和侵染過程的連續(xù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測，將病害的監(jiān)測時(shí)間從目前人工目測田間植株病害癥狀出現(xiàn)階段，提前到病菌孢子產(chǎn)生與釋放階段，提高病害監(jiān)測預(yù)報(bào)的時(shí)效性和準(zhǔn)確率，顯著提升農(nóng)作物病害綜合防控管理水平。

同時(shí)，這套系統(tǒng)應(yīng)用于全國農(nóng)作物病蟲測報(bào)