【編者按】
2015年度，我省共有39項(xiàng)通用項(xiàng)目獲國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)，獲獎(jiǎng)數(shù)繼續(xù)保持全國(guó)各省市第二位。本期開始，我們將選擇部分獲獎(jiǎng)項(xiàng)目進(jìn)行連續(xù)報(bào)道，希望藉此展示我省科技創(chuàng)新活力與科技綜合實(shí)力，并激發(fā)出科研院所、高校、企業(yè)廣大科技工作者更大的科技創(chuàng)新潛力。
傳感器一“轉(zhuǎn)”，就能監(jiān)測(cè)農(nóng)田肥水情況；無(wú)人機(jī)一“瞄”，就能判斷作物生長(zhǎng)走勢(shì)；農(nóng)民和種植大戶們手機(jī)在手，就能實(shí)時(shí)獲得量化的施肥建議，再也不必苦等農(nóng)技人員下田看苗……南京農(nóng)業(yè)大學(xué)的稻麥生長(zhǎng)指標(biāo)光譜監(jiān)測(cè)與定量診斷技術(shù)，以水稻和小麥為主要研究對(duì)象開展深入系統(tǒng)研究，集成建立了基于反射光譜的作物生長(zhǎng)光譜監(jiān)測(cè)與定量診斷技術(shù)體系，獲得2015年度國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
現(xiàn)代看苗診斷：人眼變成機(jī)械眼
“水稻、小麥等糧食作物在生長(zhǎng)過(guò)程中需要監(jiān)測(cè)肥水、病蟲害等情況，傳統(tǒng)的‘看苗診斷’依托的是農(nóng)技人員人眼看、下田看，大部分都是拍腦袋、憑經(jīng)驗(yàn)，不能定量化，而且受人力所限，一天只能看一兩塊田，耗時(shí)長(zhǎng)、效率低。”南京農(nóng)業(yè)大學(xué)田永超教授向記者介紹，項(xiàng)目組研發(fā)的現(xiàn)代看苗診斷技術(shù)針對(duì)這些缺點(diǎn)逐一突破。
該技術(shù)的原理是作物吸收太陽(yáng)光的情況不同，葉綠素含量高的作物，吸收的相關(guān)可見(jiàn)光多，反射的光譜就少，據(jù)此制作出“反射光譜庫(kù)”，構(gòu)建“光譜”與作物生長(zhǎng)關(guān)系模型；同時(shí)研制便攜式和機(jī)載式的監(jiān)測(cè)診斷設(shè)備，通過(guò)在農(nóng)田傳感器、無(wú)人機(jī)上安裝“機(jī)械眼”，實(shí)現(xiàn)從點(diǎn)到面的數(shù)據(jù)傳輸和監(jiān)測(cè)覆蓋。
田永超表示，革新后的技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，從人眼看變成傳感器看，能夠消除大量的經(jīng)驗(yàn)性誤差，更加客觀、精確；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)讓農(nóng)戶只需手機(jī)下載相關(guān)軟件，足不出戶就可以查收作物監(jiān)測(cè)情況以及量化的施肥建議，更加快速；未來(lái)農(nóng)業(yè)必將走適度規(guī)模的發(fā)展道路，無(wú)人機(jī)等領(lǐng)先技術(shù)的應(yīng)用將為規(guī)模化、機(jī)械化、大面積農(nóng)田的作物監(jiān)測(cè)提供精確的分類指導(dǎo)。
作物生長(zhǎng)“營(yíng)養(yǎng)師”：軟件建模動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)生產(chǎn)
光譜監(jiān)測(cè)我們似乎弄懂了，那定量診斷又是如何體現(xiàn)的呢？田永超進(jìn)行了形象的比喻，“這就像專業(yè)的營(yíng)養(yǎng)師，會(huì)根據(jù)不同年齡階段的人群，定制相應(yīng)的體格指數(shù)、體質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，我們做的就是針對(duì)作物不同生長(zhǎng)階段特定的水肥需求情況，通過(guò)軟件建模， 動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)其生產(chǎn)軌跡?！?br />
“我們的項(xiàng)目歷時(shí)16年，之前是做‘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(dǎo)。近年來(lái)，主要針對(duì)‘追肥’，即作物生長(zhǎng)過(guò)程中的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)?！碧镉莱嬖V記者，項(xiàng)目組借助自主研發(fā)的作物生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)、生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)診斷儀、農(nóng)田感知與智慧管理平臺(tái)等軟硬件產(chǎn)品，以作物長(zhǎng)勢(shì)分布圖、肥水處方圖、產(chǎn)量品質(zhì)分布圖等為主要應(yīng)用形式，為農(nóng)戶繪制出簡(jiǎn)便實(shí)用的作物生長(zhǎng)“營(yíng)養(yǎng)圖”。自2009年開始，該技術(shù)在江蘇、河南、江西、安徽、浙江、河北、湖南等我國(guó)主要稻麥生產(chǎn)區(qū)進(jìn)行了示范應(yīng)用，節(jié)氮約7.5%，增產(chǎn)約5%。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，近5年累計(jì)推廣有效面積4920.21萬(wàn)畝，新增效益24.28億元。
跨專業(yè)團(tuán)隊(duì)：既懂農(nóng)學(xué)也懂工程
既然項(xiàng)目組做的是“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)”的工作，自然少不了“計(jì)算機(jī)+農(nóng)學(xué)”的復(fù)合型人才加盟。
“從軟件到硬件，從實(shí)時(shí)診斷到定量調(diào)控，核心技術(shù)都是由團(tuán)隊(duì)成員自主設(shè)計(jì)完成。”田永超介紹，團(tuán)隊(duì)現(xiàn)有核心成員11人，專業(yè)背景涉及計(jì)算機(jī)、遙感、地理信息系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)工程等不同學(xué)科門類，在人才培養(yǎng)上，通過(guò)與本校植物保護(hù)學(xué)院、信息科技學(xué)院的合作，實(shí)現(xiàn)交叉型復(fù)合型人才的自主培養(yǎng)。
田永超表示，智慧農(nóng)業(yè)是未來(lái)的發(fā)展方向，屬于應(yīng)用研究型學(xué)科，從基礎(chǔ)理論到應(yīng)用推廣，橫跨農(nóng)業(yè)的上、中、下游，研究既強(qiáng)調(diào)攀登理論前沿，又強(qiáng)調(diào)對(duì)接產(chǎn)業(yè)需求、提升團(tuán)隊(duì)成員的實(shí)踐創(chuàng)新能力；既要能發(fā)表具有理論突破的論文，又要能有發(fā)明專利，推出實(shí)用創(chuàng)新型產(chǎn)品。
2015年度，我省共有39項(xiàng)通用項(xiàng)目獲國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)，獲獎(jiǎng)數(shù)繼續(xù)保持全國(guó)各省市第二位。本期開始，我們將選擇部分獲獎(jiǎng)項(xiàng)目進(jìn)行連續(xù)報(bào)道，希望藉此展示我省科技創(chuàng)新活力與科技綜合實(shí)力，并激發(fā)出科研院所、高校、企業(yè)廣大科技工作者更大的科技創(chuàng)新潛力。
傳感器一“轉(zhuǎn)”，就能監(jiān)測(cè)農(nóng)田肥水情況；無(wú)人機(jī)一“瞄”，就能判斷作物生長(zhǎng)走勢(shì)；農(nóng)民和種植大戶們手機(jī)在手，就能實(shí)時(shí)獲得量化的施肥建議，再也不必苦等農(nóng)技人員下田看苗……南京農(nóng)業(yè)大學(xué)的稻麥生長(zhǎng)指標(biāo)光譜監(jiān)測(cè)與定量診斷技術(shù)，以水稻和小麥為主要研究對(duì)象開展深入系統(tǒng)研究，集成建立了基于反射光譜的作物生長(zhǎng)光譜監(jiān)測(cè)與定量診斷技術(shù)體系，獲得2015年度國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
現(xiàn)代看苗診斷：人眼變成機(jī)械眼
“水稻、小麥等糧食作物在生長(zhǎng)過(guò)程中需要監(jiān)測(cè)肥水、病蟲害等情況，傳統(tǒng)的‘看苗診斷’依托的是農(nóng)技人員人眼看、下田看，大部分都是拍腦袋、憑經(jīng)驗(yàn)，不能定量化，而且受人力所限，一天只能看一兩塊田，耗時(shí)長(zhǎng)、效率低。”南京農(nóng)業(yè)大學(xué)田永超教授向記者介紹，項(xiàng)目組研發(fā)的現(xiàn)代看苗診斷技術(shù)針對(duì)這些缺點(diǎn)逐一突破。
該技術(shù)的原理是作物吸收太陽(yáng)光的情況不同，葉綠素含量高的作物，吸收的相關(guān)可見(jiàn)光多，反射的光譜就少，據(jù)此制作出“反射光譜庫(kù)”，構(gòu)建“光譜”與作物生長(zhǎng)關(guān)系模型；同時(shí)研制便攜式和機(jī)載式的監(jiān)測(cè)診斷設(shè)備，通過(guò)在農(nóng)田傳感器、無(wú)人機(jī)上安裝“機(jī)械眼”，實(shí)現(xiàn)從點(diǎn)到面的數(shù)據(jù)傳輸和監(jiān)測(cè)覆蓋。
田永超表示，革新后的技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，從人眼看變成傳感器看，能夠消除大量的經(jīng)驗(yàn)性誤差，更加客觀、精確；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)讓農(nóng)戶只需手機(jī)下載相關(guān)軟件，足不出戶就可以查收作物監(jiān)測(cè)情況以及量化的施肥建議，更加快速；未來(lái)農(nóng)業(yè)必將走適度規(guī)模的發(fā)展道路，無(wú)人機(jī)等領(lǐng)先技術(shù)的應(yīng)用將為規(guī)模化、機(jī)械化、大面積農(nóng)田的作物監(jiān)測(cè)提供精確的分類指導(dǎo)。
作物生長(zhǎng)“營(yíng)養(yǎng)師”：軟件建模動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)生產(chǎn)
光譜監(jiān)測(cè)我們似乎弄懂了，那定量診斷又是如何體現(xiàn)的呢？田永超進(jìn)行了形象的比喻，“這就像專業(yè)的營(yíng)養(yǎng)師，會(huì)根據(jù)不同年齡階段的人群，定制相應(yīng)的體格指數(shù)、體質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，我們做的就是針對(duì)作物不同生長(zhǎng)階段特定的水肥需求情況，通過(guò)軟件建模， 動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)其生產(chǎn)軌跡?！?br />
“我們的項(xiàng)目歷時(shí)16年，之前是做‘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(dǎo)。近年來(lái)，主要針對(duì)‘追肥’，即作物生長(zhǎng)過(guò)程中的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)?！碧镉莱嬖V記者，項(xiàng)目組借助自主研發(fā)的作物生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)、生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)診斷儀、農(nóng)田感知與智慧管理平臺(tái)等軟硬件產(chǎn)品，以作物長(zhǎng)勢(shì)分布圖、肥水處方圖、產(chǎn)量品質(zhì)分布圖等為主要應(yīng)用形式，為農(nóng)戶繪制出簡(jiǎn)便實(shí)用的作物生長(zhǎng)“營(yíng)養(yǎng)圖”。自2009年開始，該技術(shù)在江蘇、河南、江西、安徽、浙江、河北、湖南等我國(guó)主要稻麥生產(chǎn)區(qū)進(jìn)行了示范應(yīng)用，節(jié)氮約7.5%，增產(chǎn)約5%。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，近5年累計(jì)推廣有效面積4920.21萬(wàn)畝，新增效益24.28億元。
跨專業(yè)團(tuán)隊(duì)：既懂農(nóng)學(xué)也懂工程
既然項(xiàng)目組做的是“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)”的工作，自然少不了“計(jì)算機(jī)+農(nóng)學(xué)”的復(fù)合型人才加盟。
“從軟件到硬件，從實(shí)時(shí)診斷到定量調(diào)控，核心技術(shù)都是由團(tuán)隊(duì)成員自主設(shè)計(jì)完成。”田永超介紹，團(tuán)隊(duì)現(xiàn)有核心成員11人，專業(yè)背景涉及計(jì)算機(jī)、遙感、地理信息系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)工程等不同學(xué)科門類，在人才培養(yǎng)上，通過(guò)與本校植物保護(hù)學(xué)院、信息科技學(xué)院的合作，實(shí)現(xiàn)交叉型復(fù)合型人才的自主培養(yǎng)。
田永超表示，智慧農(nóng)業(yè)是未來(lái)的發(fā)展方向，屬于應(yīng)用研究型學(xué)科，從基礎(chǔ)理論到應(yīng)用推廣，橫跨農(nóng)業(yè)的上、中、下游，研究既強(qiáng)調(diào)攀登理論前沿，又強(qiáng)調(diào)對(duì)接產(chǎn)業(yè)需求、提升團(tuán)隊(duì)成員的實(shí)踐創(chuàng)新能力；既要能發(fā)表具有理論突破的論文，又要能有發(fā)明專利，推出實(shí)用創(chuàng)新型產(chǎn)品。