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【中國新聞網(wǎng)】南農大稻麥生長指標光譜監(jiān)測與定量診斷技術獲二等獎

2016-01-11來源:中國新聞網(wǎng) 作者:黨委宣傳部 

  傳感器一“轉”,就能監(jiān)測農田肥水情況?無人機一“瞄”,就能判斷作物生長走勢?農民和種植大戶們手機在手,就能實時獲得量化的施肥建議,再也不必苦守著農技人員下田看苗,擔心錯過了最佳的診斷時機?沒錯!南京農業(yè)大學一項最新的“互聯(lián)網(wǎng)+農業(yè)”科技——稻麥生長指標光譜監(jiān)測與定量診斷技術,以水稻和小麥為主要研究對象,圍繞作物主要生長指標的特征光譜波段和光譜參數(shù)、定量監(jiān)測模型、實時調控方法、監(jiān)測診斷產品等開展了深入系統(tǒng)的研究,集成建立了基于反射光譜的作物生長光譜監(jiān)測與定量診斷技術體系,日前獲得國家科技進步二等獎。

  現(xiàn)代看苗診斷:“人眼”變成了“機械眼”

  “水稻、小麥等糧食作物在生長過程中需要監(jiān)測肥水、病蟲害等情況,傳統(tǒng)的‘看苗診斷’依托的是農技人員“人眼看”、“下田看”,大部分都是‘拍腦袋’、‘憑經驗’,不能定量化,而且受人力所限,一天只能看一兩塊田,這樣‘看’下來時間長、效率低,常常錯過了最佳‘診療期’”。

  南京農業(yè)大學田永超教授向記者介紹,項目組研發(fā)的現(xiàn)代看苗診斷技術就是針對這些缺點逐一突破,原理是根據(jù)作物吸收太陽光的情況,葉綠素含量高的作物,吸收的相關可見光多,反射的光譜就少,從而制作出“反射光譜庫”,構建“光譜”與作物生長關系模型;同時研制便攜式和機載式的監(jiān)測診斷設備,通過在農田傳感器、無人機上安裝“機械眼”,實現(xiàn)從點到面的數(shù)據(jù)傳輸和監(jiān)測覆蓋。

  “革新后的技術優(yōu)勢明顯,一是更加客觀、精確,從人眼看變成傳感器看,能夠消除大量的經驗性誤差;二是更加快速,以往通過對化驗葉綠素,最起碼要10天的周期,等化驗結果出來,最佳施肥施藥期已過,現(xiàn)在是‘實時’監(jiān)測,農戶只需手機下載相關軟件,足不出戶就可以實時查收作物監(jiān)測情況以及量化的施肥建議;三是適應規(guī)?;r業(yè)的發(fā)展趨勢,未來農業(yè)必將走適度規(guī)模的發(fā)展道路,規(guī)模就帶來需求,無人機等領先技術的應用將為規(guī)模化、機械化、大面積農田的作物監(jiān)測提供精確的分類指導?!?br />
  動態(tài)設計生產軌跡:作物生長的“營養(yǎng)師”

  說到此項技術的創(chuàng)新點,田永超為記者打了一個形象的比喻,“就像專業(yè)的營養(yǎng)師,會根據(jù)人的不同年齡階段,定制相應的體格指數(shù)、體質標準,我們做的則是針對作物不同生長階段特定的水肥需求情況,通過軟件建模,動態(tài)設計其生產軌跡?!?br />
 據(jù)了解,項目牽頭人,南京農業(yè)大學曹衛(wèi)星教授,放棄國外優(yōu)厚待遇回到南農,從2000年起來,帶領團隊潛心研究“稻麥生長指標光譜監(jiān)測與定量診斷技術”。

  “我們的項目歷時16年,之前做在的是‘基肥’的精確定量研究,即在作物下田之前,給出合適的水肥使用量指導,近年來,主要針對‘追肥’,即作物生長過程中的實時監(jiān)測。”

  田永超告訴記者,項目組借助自主研發(fā)的作物生長監(jiān)測診斷系統(tǒng)、生長監(jiān)測診斷儀、農田感知與智慧管理平臺等軟硬件產品,以作物長勢分布圖、肥水處方圖、產量品質分布圖等為主要應用形式,為農戶繪制出簡便實用的作物生長“營養(yǎng)圖”。

  據(jù)了解,從2015年開始,農業(yè)部組織開展了到2020年“化肥使用量零增長”和“農藥使用量零增長”的“雙減行動”,推進化肥、農藥減量增效,南京農業(yè)大學的這項稻麥生長指標光譜監(jiān)測與定量診斷技術,為優(yōu)化農業(yè)結構、提高化肥農藥使用效率,提供了核心的支撐技術。

  先進技術出來了,如何真正送到農田,讓農戶知道并愿意用這“新鮮的家伙”?據(jù)介紹,在推廣應用上,項目組富有創(chuàng)造性地建立起“農推部門—合作社(企業(yè))—農戶”的三層技術推廣模式,注重面向規(guī)模性種植大戶、家庭農場主等新型農業(yè)經營主體,通過與政府、企業(yè)、合作社、種植大戶相結合,將試驗、示范與推廣同步。自2009年開始,該技術在江蘇、河南、江西、安徽、浙江、河北、湖南等我國主要稻麥生產區(qū)進行了示范應用,節(jié)氮約7.5%,增產約5%。據(jù)不完全統(tǒng)計,近5年累計推廣有效面積4920.21萬畝,新增效益24.28億元。

  跨專業(yè)人才團隊:既懂農學也懂工程

  既然做的是“互聯(lián)網(wǎng)+農業(yè)”,自然少不了“計算機+農學”的復合人才加盟?!皬能浖接布瑥膶崟r診斷到定量調控,核心技術都是由團隊成員自主設計完成?!碧镉莱榻B起這支具有復合專業(yè)背景的現(xiàn)代農業(yè)科技團隊,不無自豪?!拔覀儓F隊現(xiàn)有核心成員11人,專業(yè)背景涉及計算機、遙感、地理信息系統(tǒng)、農業(yè)工程等不同學科門類,在人才培養(yǎng)上,通過與植物保護學院、信息科技學院的合作,實現(xiàn)交叉性復合型人才的自主培養(yǎng)。”

  “智慧農業(yè)是未來的發(fā)展方向,我們屬于應用研究型學科,從基礎理論到應用推廣,橫跨農業(yè)的上、中、下游,我們的研究既強調攀登理論前沿,又強調對接產業(yè)需求、提升團隊成員的實踐創(chuàng)新能力;既要能發(fā)表具有理論突破的論文,又要能發(fā)明專利,推出實用創(chuàng)新型產品。”

  據(jù)了解,該研究成果豐碩,目前已授權國家發(fā)明專利17項、實用新型專利5項,登記國家計算機軟件著作權16項;推廣便攜式作物生長監(jiān)測診斷儀286臺、農田感知節(jié)點368套;發(fā)表學術論文158篇,出版專著1部;培養(yǎng)研究生及博士后56名。(通訊員 許天穎) 


編輯:林世龍 許天穎

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