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摘要:為提高農(nóng)作物病蟲監(jiān)測智能化水平、切實保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全,山東省著力推進農(nóng)業(yè)有害生物智能化監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè),推動農(nóng)業(yè)有害生物監(jiān)測預警向標準化、網(wǎng)絡(luò)化、可視化、模型化、智能化邁進,取得了顯著成效。本文系統(tǒng)總結(jié)了山東省智能化監(jiān)測預警網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的思路、做法及成效,分析了存在的問題,提出了發(fā)展對策,以期為提升重大病蟲監(jiān)控能力提供參考。
關(guān)鍵詞:農(nóng)業(yè)重大病蟲害;監(jiān)測預警;網(wǎng)絡(luò)建設(shè);做法;成效;問題;對策
病蟲測報是植保防災減災最基礎(chǔ)性的工作[1],是政府決策、科學防控、減量增效、提升農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量水平、改善生態(tài)環(huán)境的根本依據(jù)和前提。近年來,由于全球氣候變暖、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、耕作制度變化以及高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)品種的推廣等原因,農(nóng)作物病蟲害的發(fā)生變得日趨嚴重和復雜,病蟲害監(jiān)測預警的難度也在加大。因此,提高農(nóng)作物病蟲監(jiān)測智能化水平、推進病蟲測報技術(shù)進步迫在眉睫。山東省圍繞深化農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革、推進農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展和高質(zhì)量發(fā)展的根本要求,立足農(nóng)作物重大有害生物監(jiān)測預警與防控的公共管理和公益服務(wù)職能,扎實落實“預防為主,綜合防治”的植保方針,推行“科學植保、公共植保、綠色植?!钡睦砟?,著力推進農(nóng)業(yè)有害生物智能化監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè),推動農(nóng)業(yè)有害生物監(jiān)測預警向標準化、網(wǎng)絡(luò)化、可視化、模型化和智能化邁進。
1智能化監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)總體思路
結(jié)合國家植保工程和山東省病蟲監(jiān)測預警能力建設(shè)項目,加強智能病蟲監(jiān)測設(shè)備的推廣和應(yīng)用。在全省構(gòu)建一個符合病蟲測報物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的集智能監(jiān)測終端設(shè)備管理、自動監(jiān)測數(shù)據(jù)采集、人工數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測數(shù)據(jù)挖掘分析、病蟲發(fā)生預測模型建立、病蟲發(fā)生分布地理信息系統(tǒng)、預警信息、測報工作管理以及病蟲發(fā)生遠程診斷和會商的病蟲監(jiān)測數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。全面提升山東省病蟲測報工作智能化和信息化水平,充分發(fā)揮植保防災減災的作用,實現(xiàn)農(nóng)藥使用減量增效的目標,確保糧食增產(chǎn)、農(nóng)業(yè)增效和農(nóng)民增收,促進農(nóng)業(yè)、農(nóng)村經(jīng)濟與社會的健康發(fā)展。
2智能化監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)組織與實施
山東省著力抓好3個項目實施,正在加快構(gòu)建覆蓋山東全域的智能化監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。目前,3個項目均進展順利,大多數(shù)站(點)已經(jīng)建成并正常運行。到2020年,1個高水平的省級農(nóng)作物病蟲害智能化監(jiān)測中心和900多個設(shè)備齊全、智能化程度高的病蟲智能監(jiān)測站(點),并下轄1000個基層測報員的一個完善的山東省病蟲害智能化監(jiān)測預警網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將建成完畢,從而顯著提升重大病蟲監(jiān)測預警的自動化以及信息化水平,進一步有效增強山東省農(nóng)作物重大病蟲災害監(jiān)測防控能力。
2.1山東省東亞飛蝗滋生區(qū)遠程監(jiān)控示范項目
自2013年起,山東省組織實施全國病蟲測報物聯(lián)網(wǎng)試點項目“山東省東亞飛蝗滋生區(qū)遠程監(jiān)控示范項目”。截至2016年底,8個固定監(jiān)測站、2個移動監(jiān)測站建設(shè)完畢,數(shù)據(jù)處理平臺軟件上線運行,目前運轉(zhuǎn)狀況良好?;窘⑵鹨粋€設(shè)備先進、功能完善的東亞飛蝗滋生區(qū)遠程監(jiān)控體系,建設(shè)了山東病蟲測報物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)1.0版。
2.2山東省農(nóng)作物病蟲害智能化監(jiān)測能力建設(shè)項目
2017年開始組織實施,項目建設(shè)周期為3年,總預算為5400萬元,平均每年1800萬元。項目計劃建設(shè)1個省級病蟲害智能化監(jiān)測中心和117個縣級病蟲智能化監(jiān)測站。通過項目實施,最終覆蓋全省117個農(nóng)業(yè)縣(市、區(qū))(不含青島),從而實現(xiàn)每個農(nóng)業(yè)縣(市、區(qū))(不含青島)建設(shè)1個縣級農(nóng)作物病蟲害智能化監(jiān)測站的目標。各智能化監(jiān)測站負責監(jiān)測本地農(nóng)作物病蟲發(fā)生情況、采集并上報本地病蟲發(fā)生實況信息和田間環(huán)境因子實時信息,是全省病蟲智能化監(jiān)測預警網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息的基礎(chǔ)來源。
2.3國家植物保護能力提升工程
2016—2020年,國家植物保護能力提升工程在山東省共規(guī)劃建設(shè)重大病蟲疫情田間監(jiān)測點504個,其中改造升級田間監(jiān)測點152個、新建田間監(jiān)測點352個。
3智能化監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)運行機制
3.1山東省農(nóng)作物病蟲害智能化監(jiān)測中心運行
建設(shè)1個省級病蟲害智能化監(jiān)測中心,是整個山東省農(nóng)作物病蟲害智能化監(jiān)測預警系統(tǒng)的中心樞紐,開發(fā)了“山東省農(nóng)作物病蟲害智能監(jiān)測預警系統(tǒng)平臺”(簡稱“平臺”)。“平臺”由山東省病蟲害實時監(jiān)測管理平臺、山東省病蟲害綜合信息服務(wù)管理平臺和山東省病蟲測報數(shù)據(jù)分析預警平臺等3個子平臺組成。
3.2縣級農(nóng)作物病蟲害智能化監(jiān)測站運行
縣級農(nóng)作物病蟲害智能化監(jiān)測站統(tǒng)籌兼顧糧、棉、油、果、菜,以重大、突發(fā)病蟲害監(jiān)測為主,承擔國家級和省級病蟲測報任務(wù)。各監(jiān)測站的智能化監(jiān)測設(shè)備通過病蟲監(jiān)測智能網(wǎng)關(guān)連接至省級中心的“山東省農(nóng)作物病蟲害智能監(jiān)測預警系統(tǒng)平臺”,從而組成1個較為完善的山東省病蟲害智能化監(jiān)測預警網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可顯著提升山東省病蟲測報工作智能化、信息化和模型化水平,大幅度提高農(nóng)作物病蟲害的實時監(jiān)測和分析預警能力,明顯增強病蟲害預測的時效性和精準化水平,從而進一步實現(xiàn)對病蟲害及時、精準防治,減少農(nóng)藥的使用量,提高農(nóng)藥的利用率,有效降低農(nóng)業(yè)面源污染,保護生態(tài)環(huán)境,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全和食品安全提供有力保障。
4智能化監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成效
農(nóng)業(yè)有害生物預警與控制分中心和區(qū)域站的建設(shè),提高了農(nóng)業(yè)生物災害預警、快速反應(yīng)能力和有效控制能力,長、中、短期預報準確率分別達到了85%、90%、95%以上,每個區(qū)域站對突發(fā)重大農(nóng)業(yè)有害生物災害的有效控制能力達到了1000hm2/d以上,病蟲害損失挽回率較以前提高了5%,災害損失降到3%以下。
4.1測報體系趨于完善
全省已建設(shè)省級區(qū)域病蟲害監(jiān)控分中心1個,國家級農(nóng)作物病蟲區(qū)域測報站51個、省級重點測報站85個,鄉(xiāng)、村監(jiān)測點600個。同時,由于改善了病蟲測報手段,提高了病蟲害預報準確率,病蟲害預報準確率由項目實施前的85%提高到了95%以上。同時,加強與新型經(jīng)濟主體合作,在新興經(jīng)濟體承包的土地上建立基層病蟲監(jiān)測點,聘請新型經(jīng)濟體中有一定病蟲防治經(jīng)驗的植保技術(shù)人員擔任基層監(jiān)測點的測報員。由各級植保機構(gòu)的的植保專業(yè)技術(shù)人員對其進行病蟲害測報、防治技術(shù)培訓,探索建立互惠互助的服務(wù)模式。結(jié)合國家植保工程和山東省農(nóng)作物病蟲害智能化監(jiān)測能力建設(shè)項目,完成121個病蟲監(jiān)測站(點)的建設(shè),健全基層測報員的配備,提高基層監(jiān)測智能化水平。
4.2數(shù)據(jù)采集規(guī)范化
每個智能監(jiān)測站均配備各種智能化病蟲監(jiān)測工具和田間氣象設(shè)備,包括智能蟲情測報燈、害蟲自動性誘監(jiān)測儀、智能孢子捕捉儀、田間小氣候自動監(jiān)測儀、土壤環(huán)境自動監(jiān)測儀、病蟲發(fā)生實時高清圖像監(jiān)測設(shè)備以及病蟲監(jiān)測智能網(wǎng)關(guān)、太陽能供電系統(tǒng)等,健全系統(tǒng)測報點。除配備各種自動化監(jiān)測設(shè)備外,每個縣級病蟲監(jiān)測站還建設(shè)5~10個系統(tǒng)測報點,每點設(shè)置1名農(nóng)民測報員,每名農(nóng)民測報員配備1臺田間病蟲監(jiān)測數(shù)據(jù)調(diào)查儀,定時、定點按照測報調(diào)查規(guī)范開展病蟲系統(tǒng)調(diào)查,并上報病蟲田間系統(tǒng)調(diào)查數(shù)據(jù)。通過實施植保工程項目,先后由山東省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局了103種農(nóng)作物病蟲發(fā)生程度分級標準、29種農(nóng)作物病蟲測報技術(shù)標準、36種動態(tài)模式報表。病蟲測報調(diào)查嚴格按“國標”“省標”進行,從而大大提高了病蟲調(diào)查數(shù)據(jù)的規(guī)范性、代表性、可比性和科學性。
4.3數(shù)據(jù)處理網(wǎng)絡(luò)化
山東省農(nóng)業(yè)有害生物監(jiān)控信息系統(tǒng)與全國系統(tǒng)實現(xiàn)了無縫對接。目前,全省病蟲害模式電報涵蓋糧、棉、油、果、菜病蟲害以及天敵,建立了共計70種病蟲害模式報表。全省所有上報模式報表中,90%是通過山東省農(nóng)業(yè)有害生物預警信息系統(tǒng)上報到省站。該系統(tǒng)的使用解決了病蟲調(diào)查數(shù)據(jù)傳遞方式多而亂的問題,提高了傳遞速度,增強了時效性,實現(xiàn)了資源共亨,節(jié)省了大量的人力和物力。在2017年運行的基礎(chǔ)上,進一步完善了“山東省農(nóng)作物有害生物監(jiān)測、分析和預警系統(tǒng)”功能。根據(jù)《關(guān)于加強2018年農(nóng)作物病蟲害監(jiān)測信息報送工作的通知》《關(guān)于調(diào)整省級重點測報站病蟲監(jiān)測信息上報任務(wù)的通知》,全面充實了系統(tǒng)所涵蓋的任務(wù)范圍,基本將目前山東省所有病蟲監(jiān)測數(shù)據(jù)上報任務(wù)納入系統(tǒng)內(nèi),從而大大提高了病蟲測報數(shù)據(jù)填報、匯總和分析的效率。
4.4信息多媒體化
隨著智能手機等移動媒體的普及,充分利用“山東植?!蔽⑿殴娞柲昃∠x預報、植保情況等各類服務(wù)信息260余期,在12316平臺和山東農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)預報19期,介紹了70多種農(nóng)作物重大性、突發(fā)性病蟲害及新病蟲的預測和防治實用技術(shù)。微信預報已成為山東省植保工作為農(nóng)服務(wù)的一個重要窗口,深受廣大農(nóng)民群眾歡迎。同時,綜合利用網(wǎng)絡(luò)、電視、廣播和明白紙等多種形式病蟲情報,提高信息傳遞速度,確保預報信息的時效性[2]。
5存在的問題
5.1智能化程度有待提高
智能化監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)核心架構(gòu)每一層的技術(shù)接口、協(xié)議有待進一步完善和規(guī)范。同時,智能監(jiān)測設(shè)備種類單一、智能化程度不足[3]。例如,基于性誘原理的螟蛾類害蟲設(shè)備較多、小型害蟲的較少,而且存在重復計數(shù)現(xiàn)象。受制于技術(shù)和設(shè)備條件,設(shè)備準確性仍需進一步提高。
5.2運行維護有待加強
項目建成后,普遍缺少運行經(jīng)費,影響功能發(fā)揮。我國在傳感器,尤其是高端傳感器方面的自主創(chuàng)新能力還較低,傳感器購置成本和后期維護費用偏高。個別監(jiān)測站點建成后管理不到位,出現(xiàn)設(shè)備毀壞、無人管理等情況,不能正常工作;同時,測報系統(tǒng)存在電池蓄電能力差、連續(xù)陰雨天電量不足、運行不穩(wěn)定和故障率高等問題。
5.3數(shù)據(jù)共享利用困難
農(nóng)業(yè)有害生物的發(fā)生發(fā)展和農(nóng)業(yè)氣象、水利、土地權(quán)屬、衛(wèi)星遙感等緊密相關(guān),但目前部門間物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)共享不夠,缺乏有效聯(lián)結(jié)機制,大數(shù)據(jù)有效分析和共享無法開展,在一定程度上影響了智能化監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的實際效果。
5.4人才隊伍支撐不足
普遍缺乏既懂信息技術(shù)、又懂農(nóng)業(yè)植物保護專業(yè)技術(shù)的復合型人才,絕大部分測報站點沒有專職的信息人員,基本都是兼職人員,其缺乏計算機網(wǎng)絡(luò)信息知識和技術(shù),因而技術(shù)支持保障不夠。
6對策
6.1建立完善推進機制
建立完善智慧農(nóng)業(yè)建設(shè)的推進機制,進一步加強與相關(guān)部門及省內(nèi)外高等院校、科研單位的聯(lián)系和協(xié)作。統(tǒng)籌協(xié)調(diào)各行業(yè)智慧、農(nóng)業(yè)信息、平臺等資源,形成農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)合力,以更大的力度推進山東省智慧農(nóng)業(yè)建設(shè)[4]。
6.2強化網(wǎng)絡(luò)運行保障
省、市、縣級財政部門應(yīng)將智能化網(wǎng)絡(luò)運行費用納入預算,每年提供項目運行經(jīng)費,確保項目正常運轉(zhuǎn),并配備專門的人員對設(shè)備進行維護,對出現(xiàn)的問題及時解決,以保障設(shè)備正常運行。
6.3加快軟件設(shè)備研發(fā)
針對智能化測報系統(tǒng)中存在的識別不準、重復計數(shù)、電池蓄電能力差、兼容性差等問題,注重經(jīng)濟實用的農(nóng)用傳感器、電子標識、專家智能決策系統(tǒng)、系統(tǒng)集成和開放性平臺技術(shù)、數(shù)據(jù)自動采集發(fā)送、自動控制裝置研制、大數(shù)據(jù)管理和挖掘、組網(wǎng)和協(xié)同處理技術(shù)研發(fā)等,提升監(jiān)測預警能力。
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作者:國棟 楊久濤 于玲雅 朱軍生 李敏敏 黃渭 王同偉 單位:山東省植物保護總站