小麥白粉病病菌孢子自動識別智能系統(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識別智能系統(tǒng)研發(fā)成功并通過測試(全文)近日，在中國氣象科學研究院舉行的農(nóng)作物病害監(jiān)測預報技術(shù)研討會上，一項研究成果讓來自農(nóng)業(yè)、氣象、自動化等眾多領(lǐng)域的專家眼前一亮——歷經(jīng)多年，小麥白粉病病菌孢子自動識別智能系統(tǒng)研發(fā)成功并通過測試。這對提高我國農(nóng)業(yè)病蟲害監(jiān)測預報預警技術(shù)水平制定和及時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80年代，羅德平大學畢業(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，他發(fā)現(xiàn)面對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于事。而提前打藥防治的關(guān)鍵是有效的病害監(jiān)測預報，為此，他暗下決心，一定要攻克有效監(jiān)測預報這個難關(guān)。

攻克這個難題的關(guān)鍵，是在病害暴發(fā)前7—10天預測出空氣中孢子的濃度，進行有針對性的用藥預防。于是羅德平開始著手進行監(jiān)測設(shè)備的研發(fā)設(shè)計工作，并形成了空中孢子捕捉儀的設(shè)計雛形。他的這項研究先后獲得貴州省金沙縣科委和省農(nóng)業(yè)廳的專項資金支持；1990年，空中孢子捕捉儀入選上海科技庫，同時這種設(shè)備也進入農(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)成就實時自動監(jiān)測

2022年，借助于3G技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)，羅德平認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)和平臺等都到位后，他重新組織研發(fā)團隊，對空中孢子捕捉儀進行深度研發(fā)和更新設(shè)計，力求實現(xiàn)智能化和實時化。

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

2022年以來，在公益性行業(yè)（氣象）科研專項經(jīng)費項目“農(nóng)作物病蟲害發(fā)生氣象條件監(jiān)測、預警和評價技術(shù)”支持下，布設(shè)在小麥主產(chǎn)區(qū)4個不同地區(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，對小麥田間病菌孢子實時觀測應(yīng)用進行了檢驗，并在此基礎(chǔ)上改進了原來的硬件技術(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。

中國氣象科學研究院研究員霍治國認為，要實現(xiàn)田間白粉病病菌孢子數(shù)量實時監(jiān)測與預警預報應(yīng)用，必須解決從捕捉的所有孢子中有效識別白粉病孢子，對其進行自動計數(shù)及提高孢子圖片清晰度等多項關(guān)鍵技術(shù)問題。而“小麥白粉病病菌孢子自動識別智能系統(tǒng)”通過建立專家識別庫，研發(fā)自動識別與自動計數(shù)模型，對原有病菌孢子捕捉儀硬件進行技術(shù)改進，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)，嚴重時減產(chǎn)可達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，導致1990年小麥損失14.38億公斤，1991年雖經(jīng)大力防治，實際損失仍達7.7億公斤。

據(jù)統(tǒng)計，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)查等進行農(nóng)作物病害的觀測，觀測時效不足、勞動強度大、數(shù)字化程度低。

孢子捕捉儀的推廣應(yīng)用，將實現(xiàn)對農(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)動態(tài)監(jiān)測，將病害的監(jiān)測時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)測預報的時效性和準確率，顯著提升農(nóng)作物病害綜合防控管理水平。

同時，這套系統(tǒng)應(yīng)用于全國農(nóng)作物病蟲測報