劉萬才 黃沖
摘要
2000年以來,在黨和政府的高度重視下,全國各級植保部門抓住信息化快速發展的歷史機遇,大力推進現代植保體系建設,在新型測報工具研發應用、信息系統建設、預報發布方式創新等方面進行了大膽探索,取得了明顯進展。尤其是開發應用了重大病蟲害遠程監測物聯網,實現了對田間作物長勢、病蟲害種類和數量,以及農田小氣候的遠程實時監測;開發了害蟲性誘實時監控系統和病害實時預警系統,實現了對性誘劑敏感害蟲以及對馬鈴薯晚疫病、小麥赤霉病的遠程實時監測;建成和應用了全國農作物重大病蟲害數字化監測預警系統,實現了農作物病蟲測報信息采集規范化、報送網絡化、處理自動化、預報展示可視化;創新實施“電視—廣播—手機—網絡—明白紙”“五位一體”現代病蟲預報發布模式,極大地提高了預報信息的傳輸速度和覆蓋面。但當前也面臨一些問題:一是氣候異常、耕作制度和人類活動的變化導致病蟲害暴發、重發頻率提高,而測報體系又面臨嚴重的人手不足、保障不力等問題;二是生態綠色安全農產品生產對病蟲測報提出了更高的要求;三是隨著種植業結構調整,優勢特色園藝作物將成為大產業,但技術貯備不足;四是互聯網+、大數據和云計算等信息技術的發展,迫使加快技術革新。針對這些問題,提出下一步推進現代測報建設的對策:一是加強網點建設,推進測報裝備自動化;二是加快信息平臺建設,推進測報手段信息化;三是創新預報方式,推進預報發布多元化;四是加強技術研究,推進預測方法模型化;五是簡化測報方法,推進測報調查實用化;六是加強體系建設,推進測報隊伍專業化。
關鍵詞
自動化; 智能化; 測報工具; 信息平臺; 預報發布
中圖分類號:
S 431
文獻標識碼: A
DOI: 10.16688/j.zwbh.2018248
Advances in modern crop disease and pest forecast in China
LIU Wancai, HUANG Chong
(National Agro-Tech Extension and Service Center, Beijing 100125, China)
Abstract
Since 2000, with the high attention of the party and the government and the historical opportunity for the rapid development of information technology, the plant protection organizations in China have promoted the construction of modern plant protection system for great progresses, including the development and application of new monitoring tools, the construction of information system, and the innovation of information delivering methods. Particularly, we have developed and applied the internet of things for remote monitoring of pests, which realizes the remote monitoring of the field crop growth, pest species and counting, and the field microclimate. Secondly, we have developed some real-time monitoring and early warning systems for diseases and pests, which realizes the auto-monitoring of insect pests sensitive to sex attractants, potato late blight and wheat scab. Thirdly, we have developed and applied the national crop pest and insect pest digital monitoring and warning system, realizing the standardization of information collection, networking of data transporting, automation of data analysis, and the visualization of the forecast. Finally, we implement the “five-in-one” modern information release mode of “television-broadcast-mobile phone-network-information”, which has greatly improved the disseminating speed and coverage of forecast information. But some problems also exist at present. It is necessary to promote the construction of modern monitoring network to realize the automation of monitoring tools, speed up the construction of information platform to realize the informatization of methods, innovate the forecasting methods to realize the diversification of information release, strengthen the research to realize the prediction modeling, simplify the forecasting methods to realize the practicability of surveying, and strengthen the system construction to promote the professionalization of technicians.
Key words
automation; intellectualization; monitoring and forecasting tool; information platform; forecast information release
病蟲測報是植物保護工作的基礎,在重大病蟲害防控工作中起著信息支撐和決策支持的作用。精準的測報可以指導農戶“防與不防、什么時候防、防幾遍、用什么方式防”,從而提高防控效果,最大限度地減少農藥用量。2000年以來,我國農作物病蟲測報事業在黨和政府的重視下,取得了明顯進展。尤其是2013年農業部印發《農業部關于加快推進現代植物保護體系建設的意見》[1]文件后,我國現代植保體系建設得到較快發展[2]。全國農作物病蟲測報體系乘勢而上,抓住信息化快速發展的機遇,充分利用互聯網+、物聯網等現代信息技術,在自動智能新型測報工具研發應用、病蟲測報信息系統建設、預報發布方式創新等方面進行了大膽的探索,取得了明顯進展。
1 病蟲監測工具自動化研發應用取得重要進展
1.1 自動蟲情測報燈等新型測報工具在應用中不斷升級,初步完成了重大病蟲實時監控物聯網技術改造
以佳多自動蟲情測報燈系列測報工具為代表,近年來,研發人員充分利用物聯網技術,通過升級改造,利用以視頻、拍照和自動分類計數為核心的病蟲害實時監控技術,開發了可遠程自動控制的新型測報工具[3]。一是開發應用了害蟲發生信息自動采集系統。在自動蟲情測報燈原有的自動定時開關、自動紅外殺蟲烘干、自動逐日轉格等功能的基礎上,進一步開發了遠程自動定時拍照上傳圖片功能。對于有一定經驗的測報人員,每天可通過檢查網絡系統內的害蟲圖片,分類計數各類目標害蟲的發生種類和數量;借助大數據和深度學習技術,更新一代的系統自動分類計數產品已經開始示范應用,從而實現了足不出戶實時掌握各類害蟲發生動態的跨越。二是開發應用了病蟲害遠程實時監控系統。通過在計算機終端遠程操控安裝在田間的監控設備,可以實時觀測到田間作物長勢,以及作物上病蟲害的發生危害情況。其優點是可以成為測報人員的“千里眼”,進行野外錄像、拍照,為測報人員實時展現野外場景,尤其適宜在惡劣環境下開展監測工作。三是開發應用了病菌孢子保濕培養監控系統。通過將孢子捕捉儀捕獲的病菌孢子進行保濕培養,促使其萌發后,通過顯微攝影、上傳圖片,及時觀測田間病菌孢子情況,分析預測有關病害的發生趨勢。四是開發應用了田間小氣候采集系統。通過設置在田間的小氣候儀實時自動采集和上傳田間各類氣象因子,為建設農田小氣候數據庫,實施農作物病蟲害模型預測奠定了基礎。目前,該套產品已在全國大部分省、自治區、直轄市試驗、示范,正在作為新一代的測報工具推廣應用[4]。
1.2 重大害蟲性誘測報工具研發解決了多項關鍵技術,已全面開始推廣應用
以浙江大學杜永均研究團隊為代表,為實施重大害蟲性誘實時監測,該團隊歷經十多年,從多方面各環節開展了系統研究,解決了多項關鍵技術,組裝了配套技術,為該項技術的推廣應用奠定了基礎。一是研究明確了害蟲性信息素的作用機制,解決了主要害蟲性信息素分析、提純及合成關鍵技術,為大量開發利用昆蟲性信息素進行蟲情監測和害蟲防治創造了條件[5-6]。二是開發了穩定均勻釋放的測報專用性誘芯、差別化的高效誘捕器和配套的應用技術。克服了因釋放量不均勻對監測準確性的影響,解決了害蟲性信息素大面積使用的技術難題;攻克了性信息素緩釋技術難題,開發了多個類型穩定均勻釋放的害蟲性誘芯,解決了害蟲性誘監控的技術瓶頸;開發了“漏斗式”“屋式”“罐式”等差別化的高效干式(無水盆)誘捕器,解決了害蟲性誘監控的技術難題。通過反復試驗,明確了害蟲性誘監測誘捕器在田間的安裝位置、懸掛高度、安裝方法等應用技術,并制定了主要害蟲性誘測報技術規范,為大范圍實施害蟲性誘監控技術提供了技術支撐[7-12]。三是研究解決了害蟲性誘自動計數關鍵技術,研建了害蟲性誘監測預警系統,實現了害蟲性誘自動監測預警。根據害蟲的生物學特性,經過多年反復試驗,設計誘捕器類型和自動計數方法,降低了重復計數和漏計、亂計現象。研建的害蟲性誘監測預警系統,既可以對某一個觀測站點某一種或幾種害蟲發生情況進行實時觀測,也可以通過系統聯網,對多點的同一害蟲或者多種害蟲進行聯網實時監測,提高了其實用性,為大面積推廣應用創造了條件[12-13]。四是研發了多套誘捕器組合使用技術。一般情況下,1個誘捕器只安裝1種誘芯,只能誘測1種害蟲。對于同一個觀測場點需要觀測多個害蟲對象的實際需求,該團隊研究開發了多套誘捕器組合使用技術,采用1個網關,一個觀測場最多可設置8個誘捕器,可根據觀測場監測對象的多少,選擇誘捕器的種類和數量,較好地解決了1個觀測場點多種害蟲的監測問題。不僅提高了設備的實用性,也降低了設備的使用成本。北京依科曼生物技術公司以性誘芯為核心,也研發推出了害蟲(性誘)遠程實時監測系統,在害蟲的自動計數和信息平臺建設方面也取得了明顯進展[14]。2016年,全國農業技術推廣服務中心在統一建設標準的基礎上,已將害蟲性誘實時監控系統正式接入中國農作物有害生物監控信息系統,開展全國重大害蟲的聯網監測,以促進這項技術應用。
1.3 重大病害實時監測工具在預測模型研究的基礎上,通過開發預測因子實時采集設備,進行了大范圍的示范和推廣應用
一是馬鈴薯晚疫病實時預警設備已廣泛應用。利用比利時艾諾省農業應用研究中心研究的馬鈴薯晚疫病預測模型(CARAH),開發了馬鈴薯晚疫病實時預警系統,通過田間小氣候儀實時采集上傳溫度、濕度、降水量等氣象因子,實現了對馬鈴薯晚疫病田間發病情況的實時監測和自動預警。通過10多年的實踐、驗證和開發,在全國馬鈴薯主產區得到了廣泛的推廣應用[15]。2014年全國農業技術推廣服務中心開發建成了中國馬鈴薯晚疫病實時監測預警系統,將安裝在全國12個省、自治區、直轄市的400多臺馬鈴薯晚疫病實時監測設備進行了聯網,不僅可以對每個監測站點病害的發生情況進行實時監測預警和指導防治,而且實現了全國聯網實時監測,病害測報的自動化、智能化程度明顯提高[16-18]。二是小麥赤霉病預報器已開始進入示范推廣階段。西北農林科技大學胡小平、商鴻生研究團隊經過30多年的系統研究,在對陜西關中地區小麥赤霉病的發病機理和流行規律的研究方面取得了實質性的進展,構建了小麥赤霉病實時監測預測模型,不僅可以實時監測赤霉病的發病情況,而且可以在提前7 d預測病害發生趨勢的前提下,對病害進行滾動預測,不斷校正預測程度,對于及時指導病害精準預防具有重要意義。在此基礎上,該團隊開發了實時采集田間氣候因子的專用設備,并輸入田間玉米、水稻秸稈帶菌量和病菌成熟度等預測因子,實現了對小麥赤霉病的實時監測和預報[19]。2015年以來,陜西省植保總站、全國農業技術推廣服務中心組織在陜西、江蘇、四川、河南等省20多縣(市、區)開展試驗、示范和推廣工作,并開發建設了小麥赤霉病遠程實時預警系統,進一步實現了對全國小麥赤霉病的聯網實時監測和預報,成為農作物病害自動監測預警的又一成功范例。三是主要病蟲害預測模型和自動監測工具研發呈現加快趨勢。借鑒馬鈴薯晚疫病實時預警系統、小麥赤霉病預報器等產品成功開發和應用的經驗,以及近年來物聯網技術提供的科技支撐,有關專家團隊和企業還開發了小麥白粉病、水稻二化螟、稻瘟病等病蟲害實時預警系統,并在加緊試驗、示范,為實施農作物病蟲害自動化監測預警探索了新的思路。
1.4 各類移動采集自動計數設備不斷開發,實用性逐步提高,有望在田間數據采集中推廣應用
為提高田間病蟲數據采集和傳輸效率,有關專家和企業通過合作,開發了多種田間病蟲發生數據移動采集設備,顯示了較好的應用前景。一是田間病蟲數據填報設備。為提高調查數據的傳輸速度和工作效率,北京金禾天成科技公司、通遼市綠云信息有限公司基于國家和各地測報數據報送的需要,利用多款移動端,開發了田間數據采集設備,通過在田間使用,監測調查數據可直接上報到各省和國家測報信息系統,已在北京、山西、內蒙古等省區推廣應用。二是移動端信息采集設備。黑龍江省植保站以GPS為載體,開發了稻瘟病田間病情實時監測網絡設備[20],測報人員在田間取得的調查數據以及行走的軌跡可實時上傳到網絡系統,而且只有在田間才能上報數據,防止了個別測報人員不負責任地估計填報,提高了調查的準確率,已在黑龍江全省投入應用。三是病蟲害拍照自動計數設備。中國科學院中科感知大數據公司利用大數據和深度學習技術開發的病蟲害田間采集系統,可在使用專業設備或普通手機等設備拍照的前提下,自動識別、分類計數病蟲害的種類和數量,為實施病蟲測報信息采集創新與改革創造了條件。
2 病蟲測報信息系統建設和應用水平全面提升
2.1 全國農作物重大病蟲害數字化監測預警系統已投入使用8年,在病蟲測報中發揮了重要作用
自2009年開始,在農業部領導的高度重視下,全國農業技術推廣服務中心采用“總體規劃、分步實施”的思路,開發建成了農作物重大病蟲害數字化監測預警系統,初步實現了病蟲測報數據的網絡化報送、自動化處理、圖形化展示和可視化發布,全國農作物病蟲測報信息化建設取得顯著進展[21-27]。
2.1.1 測報數據上報
圍繞全國農作物重大病蟲害監測信息報送工作需要,采用網絡計算機終端填報和手機移動端填報相結合的方式,設計了水稻、小麥、玉米、棉花、油菜等作物重大病蟲害,以及蝗蟲、黏蟲、草地螟和重大病蟲害發生和防治信息周報等共151張數據上報表格,填報數據項6 000多項,實現了測報數據自動入庫和匯總分析,使全國病蟲測報信息的報送進入了網絡信息時代,極大地提高了測報信息傳輸的時效性。
2.1.2 數據分析處理
在實現重大病蟲害測報數據網絡報送、自動入庫和查詢匯總的基礎上,開發了多種數據分析功能:一是統計分析功能。可對全國及各省各項監測數據進行統計分析比較,以判斷其發生狀況。二是專題圖分析。采用圖表、地理信息系統,及其相結合等方式對專題數據進行分析展現。三是GIS分析。采用地理信息系統(GIS)或Flex等技術手段對分析指標進行插值分析。
2.1.3 圖形化展示預警
使用GIS插值分析功能,實現了對全國某個重大病蟲害發生分布和發生狀況的直觀展示;開發了病蟲發生動態推演功能,能夠動態展示一段時間內某種病蟲害隨著時間的變化發生的地理空間的變化和趨勢,對重大病蟲害的蔓延擴展過程進行動態展示,提高了重大病蟲害發生情況展示的直觀性。
2.1.4 監測防控咨詢
為提高對基層植保機構的業務指導能力,系統開發了農作物病蟲害專家知識庫及專家網絡咨詢等平臺。專家知識庫收錄了主要病蟲害的危害癥狀、發生分布、防治方法及相關照片等數據,并支持全文檢索、關鍵字檢索等功能。專家網絡咨詢平臺和遠程診斷平臺,提供專家在線咨詢、專家離線留言和植保人員互動交流等各項功能,實現知識共享、信息交流、知識普及和技術指導等。
2.1.5 業務考核管理
為加強對各級植保測報機構的業務管理,系統開發了多種業務數據管理功能,確保數據上報的及時性、完整性。系統將報送任務(包括時間、內容等)明確到每個基層站,并提供“報送提醒”和“漏報催報”功能;對于每個基層站的所有報送情況,系統提供統計考核功能,實現對每個測報站完成情況和遲報、漏報情況的考核。
2.2 省級農作物病蟲測報信息系統建設同步推進,初步實現了與國家系統互聯,在推進重大病蟲監測預警信息化建設方面功不可沒
2.2.1 省級測報信息系統建設基本概況
據調查,截至2017年底,全國共有27個省級植保機構開發建設了各具特色的病蟲測報信息系統,進展如下:一是系統內容基本覆蓋主要監測對象,包括主要糧食和棉油糖等經濟作物以及果菜茶等園藝作物病蟲害近百種,超過各地監測對象的85%以上。二是系統功能基本覆蓋主要測報業務,主要包括測報數據上報、智能分析、預報發布、監測站點管理等功能。三是系統應用基本覆蓋病蟲重點監測站點,國家及省級系統已在1 340多個測報區域站(監測點)推廣使用,覆蓋率達85%以上。四是系統類型既有側重又有創新。大多數的省級系統與國家系統相近,以監測數據傳輸和分析處理為主;新疆、河北和安徽等省(自治區)特色較為明顯,其調度指揮、網絡會商和模擬預測功能較強[23]。
2.2.2 遠程預警防控指揮系統
以新疆農業有害生物遠程預警防控指揮系統為代表[28],目前該系統包括1個農業有害生物遠程預警防控指揮中心和20個遠程預警指揮控制終端站,覆蓋全疆10個地(州)的20個縣(市),實現了病蟲遠程監控、防控指揮與災害診斷。在關鍵生產季節和主要病蟲害高發期,各終端站對重點區域的病蟲發生動態進行監控、巡查,將病蟲實況以高清視頻形式全方位現場采集與實時傳輸到指揮中心。指揮中心通過遠程實時監控,隨時掌握主要作物、關鍵環節的病蟲發生動態與防控情況,對監測任務和應急防控進行實時指揮調度。針對新發、突發病蟲災害,可邀請專家在指揮中心實時開展遠程診斷,當某地病蟲害流行、暴發時,可組織召開遠程視頻會議。指揮中心可在第一時間迅速調取現場監控畫面,了解受災情況。異地的專家、領導可通過WEB方式遠程登錄系統,隨時隨地獲取遠程終端畫面并給出指導意見,通過網絡實現了多級監控、管理。區別于傳統固線監控手段接入,該系統的主要特點是遠程控制終端作為可移動的監控站,可實現多方位、多元化、無盲點的全方位病蟲監控,具有輕巧便攜、機動靈活、響應迅速等。
2.2.3 網絡會商系統
以河北省網絡會商系統為代表[29],可容納48位用戶同時視頻在線交流,具有五大功能:一是文字交流。與會者可通過文字方式進行自由交談和討論。二是文件共享與分發。會議用戶可以向某個或所有與會者發送自己計算機上的文件,并可在平臺界面上演示、共享PPT、WORD、EXCEL等各類文檔。三是電子白板。允許會議用戶在公用的電子白板程序上繪制圖形并鍵入文本,支持從其他程序進行圖片和文字的復制粘貼,特別適用于對某個問題進行現場示例或畫圖說明。四是會議錄制。參加會議的用戶可同步錄制全部會議內容,包括多路聲音、視頻圖像、數據共享等,便于存檔或回放;通過IE瀏覽器即可在線播放或離線播放,視頻可單獨放大,文字消息可以粘貼、復制。五是會議管理。系統具有功能完善的會議管理功能,會議管理員可對會議進行靈活有效的調節、控制和管理。
2.2.4 模擬模型預測系統
以安徽省農作物病蟲監測預警系統為代表[30],其主要特點是建立了多種模型預測分析系統,如針對不同種植生態區的小麥赤霉病、白粉病的模擬預測系統,在全國農作物病蟲害信息系統建設中獨具特色。
1)網絡會商(GAHP)。按照會商流程,采用定性與定量相結合方法,構建了基于GAHP的網絡群體會商預測系統,實現了省、市、縣三級植保專家理論知識與實踐經驗匯聚的網絡會商預測功能。該會商預測平臺采用背靠背網絡運行方式,排除了現場會商權威人員的影響,經符合度檢驗,效果良好。該系統包括預測決策、知識瀏覽、系統管理維護3個模塊,各自功能完善,保證系統高效運行。
2)氣象相似年分析(CBR)。結合智能計算、機器學習理論提出相似年匹配的案例學習策略,構建了基于先驗知識的農作物病蟲氣象相似年分析預測系統,優化了主要病蟲的預測參數。預測過程中,采用滑動窗口分段匹配和預設模式匹配方法,拓展了預報數據和歷史已知數據匹配利用,延伸了數據的時間鏈,獲得了相對較高的可信度和執行效率,實現了病蟲分區、動態滾動預測。
3)綜合分析預測。對安徽省各市、縣多年病蟲會商研討形成的理論和實踐經驗進行整理和總結,針對每一種病蟲分別制定了一組對應的發生經驗預測參數,形成病蟲發生經驗預測計算模式,領域專家根據經驗對病蟲發生影響因素進行參數化和賦權值,由計算機計算得到病蟲發生風險提示結論。該預測系統將智能計算與專家經驗預測相互融合,提高了病蟲預測的實用性和靈活性。
4)大數據分析預測。用戶可根據具體病蟲數據分析的需要,自主選擇篩選條件并能靈活設置其他選項,動態地生成可視化結果,大大提升了病蟲數據的可讀性。此外,系統具有的拖拽重計算、數據視圖、值域漫游等特性賦予用戶對數據進行進一步挖掘和整合能力。
5)逐步判別預測。由于影響農作物病蟲發生有眾多變量參數,但這些變量在預測判斷模型中所起的作用大小不同,逐步判別法就是在判別過程中不斷地提取重要變量和剔除不重要變量,最終得到最佳的判別法則的過程。
2.3 病蟲測報信息化建設成效顯著
2.3.1 實現了測報數據報送網絡化,加快了信息傳輸速度
系統建設統一了測報調查標準和信息匯報制度,基層區域站調查監測取得的測報數據,能夠通過國家、省級監測預警系統實時上傳到數據庫中,且報送過程簡單、快捷,極大地提高了工作效率。北京、浙江、黑龍江等省(直轄市)還開發了移動采集系統,采用全球定位系統(GPS)、移動手持電腦(PDA)、智能手機等現代科技設備,實現了重大病蟲害發生信息的實時采集和上傳。
2.3.2 實現了測報信息分析智能化,提升了快速反應能力
各地信息系統開發的多種數據分析處理功能、智能化的數據分析、預報方法以及圖形化分析處理功能,可隨時查詢、分析、匯總和圖形化展示多個站點當年或歷史數據,解決了目前測報數據利用率偏低、分析方法單一等問題。安徽、山西等省開發了預測模型輔助預測功能,上海、山東、四川等省(直轄市)開發了視頻會商功能,提高了病蟲害監測預警快速反應能力。
2.3.3 實現了數據庫建設標準化,建成國家數據庫
通過統一數據格式和標準,補充錄入歷史數據和實時錄入調查數據,初步建成了國家農作物重大數據庫。據統計,全國各級系統目前共設計報表2 520多張,數據量超過360萬條,年均積累數據60余萬條。僅國家系統而言,目前已積累信息報表200多萬張,數據近3 000萬個。北京市已完成近30年來的測報歷史資料電子數據庫建設。這些測報數據的積累,為進一步開展測報技術研究,探索預報技術方法,提高預報服務水平奠定了堅實的基礎。
3 病蟲預報多元化發布取得新進展
3.1 創新預報方式
2000年以來,全國農技中心大力探索電視、廣播、手機、網絡和情報“五位一體”的現代病蟲預報發布新模式,使預報信息發布達到了“快、廣、準”的目標,極大地提高了預報信息的覆蓋面和到位率,在農業農村部組織的2012年度績效管理創新項目匯報評比中,該項目獲得了農業農村部部屬事業單位組第一名的好成績[31-33]。
3.1.1 重大病蟲警報電視預報
為做好重大病蟲害預報信息的電視發布工作,提高預報信息的覆蓋面、收視率和到位率,我們借助農業農村部和國家氣象局合作機制,對重大病蟲預報通過中央電視臺綜合頻道(CCTV-1)天氣預報欄目發布,極大地提高預報信息的覆蓋面和入戶到位率。如針對2012年小麥赤霉病、三代黏蟲的嚴重發生情況及時通過CCTV-1發布,對于宣傳動員廣大農民及時開展防治、提高防治效果、減輕災害損失起到了積極作用。
3.1.2 重要病蟲預報手機平臺發布
對于一些重要的病蟲預報,及時將有關預報信息編發成手機彩信,通過系統彩信發布平臺和中國聯通短信通道及時發送到生產管理和植保技術人員手機上,起到很好的督促提醒作用。到2017年,全國農技中心及部分省植保機構開發了“病蟲情報”微信公眾號[33],所有關注該公眾號的人員都可在第一時間收到全國及各地的病蟲害最新發生信息。
3.1.3 全部預報信息專用網站發布
2010年以來,我們每年都對全國農技推廣網病蟲測報網頁進行升級改版,開設了全國預報、各地預報、病蟲周報、彩信預報、電視預報和重大警報等多個類型的預報發布欄目。在發布內容上,除發布全國的預報信息外,還組織各省植保站上傳發布各地病蟲預報信息,從而形成了上下一體、左右銜接的信息集群,極大地豐富了預報信息內容,極大地提高了預報信息的利用率,促進了防治工作的開展。
3.2 預報創新主要成效
通過預報方式創新,解決了傳統的預報發布不及時,難以到達農民手中的問題,預報信息到位率和覆蓋面大幅提高。
3.2.1 信息發布快捷,時效性強
通過電視、網絡和手機等現代媒體發布預報信息,最大的優勢就是信息傳遞迅速,預報信息一發出,用戶馬上就能收到,對指導和動員農戶開展防治時效性更強。
3.2.2 信息覆蓋面廣,到位率高
網絡、電視的覆蓋面遠大于傳統的紙質預報發布方式,尤其是中央電視總臺CCTV-1天氣預報欄目發布預報,既是王牌渠道,又是黃金時段,預報信息的覆蓋面和到位率大幅提高。
3.2.3 信息展示直觀,實用性強
采用電視—手機—網絡結合、文字—圖像—語音結合的方式發布預報信息,圖形化、可視化展示,通俗易懂,便于廣大用戶理解和掌握,預報使用效果好。
3.2.4 信息長期保存,查詢性強
通過專用網站發布預報信息,既可擴大信息覆蓋面,又可使預報信息隨時查詢,還能使預報信息長期保存,反復利用,提高了預報的使用價值。
3.2.5 信息受眾廣泛,影響力強
通過現代媒體發布預報信息,受眾既有政府部門高層決策者,也有中層管理者和技術人員,還有廣大農民等生產者。預報信息往往被多家主流媒體轉載,進一步擴大了其社會影響力。
4 病蟲測報業務建設取得新成果
4.1 建立業務年報制度
從2009年開始,全國農業技術推廣服務中心建立了農作物病蟲測報年報制度,每年組織編輯出版《農作物病蟲害監測預警工作年報》,到2016年,已累計出版8卷。每年通過認真總結當年農作物重大病蟲害發生實況、特點和原因,評估檢查預測預報結果的準確性,并分析預報產生偏差的原因,為深入研究病蟲害發生規律和影響因素,制定和完善預測方法積累經驗。同時,“年報”還對每年的重要工作、重大項目研究與實施進展進行總結,對開展的重要活動進行記錄,從而為測報事業發展積累了寶貴的歷史資料[34-39]。
4.2 大力開展測報交流活動
多年來,全國農業技術推廣服務中心根據不同階段的工作重點,每年確定一個主題,策劃舉辦測報技術研究與管理交流活動。近年來,先后組織舉辦了全國農作物病蟲測報經驗交流會、全國農作物病蟲測報技術研討會、全國農作物重大病蟲害數字化監測預警推進工作會、全國農作物標準區域站創建工作會、全國新型測報工具研發和應用技術研討會等重要研討和交流活動,開展了全國病蟲測報先進集體和先進工作者評選表彰、優秀論文評比表彰和數字化建設評比表彰,編輯出版了《病蟲測報經驗與啟示》《病蟲測報創新與實踐》《病蟲測報數字化與信息化》等論文集,較好地推進了各地經驗交流、技術推廣和工作開展,推動了事業的健康發展[40-42]。
4.3 堅持培訓制度
從1979年開始,全國農業技術推廣服務中心(原農林部農作物病蟲害預測預報總站)聯合南京農業大學,每年舉辦一期全國農作物病蟲害測報技術培訓班,到2018年,已連續舉辦培訓班40期;從2006年起,又在西南大學開辟了第二個培訓基地,已連續舉辦13期。培訓規模和時間從最初的50人3個月調整為100人21天,累計為全國農作物病蟲測報體系培訓技術骨干3 000多人,一大批經過培訓的學員逐漸走上了基層地縣級植保機構,乃至省級植保機構的領導崗位,在促進測報體系人才隊伍建設中發揮了重要作用。另外,全國農業技術推廣服務中心還每年不定期舉辦農作物重大病蟲害數字化監測預警技術培訓,物聯網新型測報工具培訓班,水稻、玉米和棉花等作物病蟲害測報技術培訓班等,在促進農作物重大病蟲害數字化監測預警系統推廣應用、測報工具的升級換代和測報技術水平提高方面發揮了積極作用。
4.4 積極開展測報技術研究
2009年以來,全國農業技術推廣服務中心牽頭主持完成了國家公益性行業(農業)科研專項“主要農作物有害生物種類與發生危害特點”重大項目,組織12家科研、教學單位和31個省、自治區、直轄市植保機構和600多個基層縣級植保機構對水稻、小麥、玉米、大豆、馬鈴薯、棉花、麻類、油菜、花生、柑橘、蘋果、梨、茶、甜菜、甘蔗等15種作物有害生物的發生種類、危害損失、分布區劃和治理對策進行了研究,對摸清我國主要農作物有害生物家底,提高監測防控的針對性打下了較好的基礎。另外,全國農業技術推廣服務中心還主要參與完成了“小麥銹病監測與綜合治理技術研究與示范”“農田地下害蟲綜合防控技術研究與示范”“白背飛虱和稻縱卷葉螟預測預報與綜合防治技術研究與示范”“灰飛虱傳播的病毒病綜合防治技術研究與示范”“二點委夜蛾、玉米螟等玉米重大害蟲監測防控技術研究與示范”等10多個課題的研究工作,對于研究明確重大病蟲害的發生規律、發生影響因素,以及提高預測預報的準確性發揮了重要作用。2010年以來,“小麥條銹病源頭區治理關鍵技術”“水稻條紋葉枯病與黑條矮縮病綠色防控技術”和“主要農作物重大病蟲害數字化監測預警技術”“稻麥玉米三大糧食作物有害生物發生危害特點研究與應用”等成果共獲得國家科技進步一等獎1項、二等獎1項,全國農牧漁業豐收獎一等獎3項,省部級科技進步一等獎4項,其他科技獎勵10多項。2000年以來,全國農業技術推廣服務中心還牽頭制定重大病蟲害測報技術規范國家和行業標準50多項,對推進工作規范化、標準化發展起到了較好的引導作用[34-39, 48-49]。
4.5 大力開展測報國際合作
為加強病蟲測報國際合作,提高我國病蟲測報能力和水平,自2001年以來,全國農業技術推廣服務中心在農業部國際合作司和種植業管理司的支持下,先后實施了中國—韓國水稻遷飛性害蟲監測與治理合作項目、中國—越南水稻遷飛性害蟲監測與防治合作項目、中國—比利時馬鈴薯晚疫病監測技術交流合作項目。通過實施項目,先后與韓國、越南建立了水稻遷飛性害蟲發生數據交換、信息交流、技術合作機制,其中越南是我國水稻遷飛性害蟲及其傳播病毒病的主要蟲源、毒源地,韓國是東亞季風區水稻遷飛性害蟲跨境遷飛發生的末端的主要危害區,中國是遷飛性害蟲發生危害最主要的大國,通過與越南、韓國互派專家開展田間病蟲害發生情況實地調查和技術交流,了解其水稻生產及病蟲害發生情況,對于聯合開展水稻遷飛性害蟲跨境遷飛發生和流行規律研究,提高我國遷飛性害蟲發生的早期預見性和準確性,起到了積極作用。通過與比利時開展合作,引進了比利時馬鈴薯晚疫病的實時監測預警模型,并通過國內專家的計算機軟件開發,建立了馬鈴薯晚疫病實時預警系統平臺,實現了全國馬鈴薯晚疫病實時聯網監測,對于提高馬鈴薯晚疫病的監測能力,提高防控工作指導水平發揮了重要作用[16-17,43-44]。
5 發展思路與對策
近年來,我國農作物現代病蟲測報建設雖然取得了一定的成績,但也面臨嚴峻形勢和挑戰。一是氣候異常和耕作制度的變化導致病蟲害暴發重發頻率提高,對工作帶來新的壓力。二是種植業結構調整,優勢特色園藝作物支撐大產業,但病蟲測報知識貯備不足、技術支撐不夠。三是生態綠色安全農產品的消費需求越來越高,要做到少打藥、精準施藥,必須要有準確的預報做支撐。四是互聯網+、物聯網、大數據、云計算等信息化技術的發展,迫使加快測報手段現代化建設。五是全國測報體系面臨隊伍不穩、人員不足、保障不力、設備落后等現實問題,做好測報工作面臨前所未有的挑戰[45-47]。
為此,今后一段時期,全國病蟲測報發展的總體思路是,以“創新、協調、綠色、開放、共享”五大發展理念為指導,緊緊圍繞農業供給側結構性改革,以提高病蟲測報能力、有效指導防控工作開展,保障國家糧食安全為宗旨,一是加強測報站點建設,以田間病蟲觀測場點建設為重點,配置先進觀測設備,提升測報裝備水平;二是加強信息系統建設,加強信息化建設頂層設計,制定全國農作物病蟲測報信息化建設規劃(2018—2025),力爭再經過10年左右時間,開發建設上下貫通、左右相連、行業適用的全國農作物病蟲測報信息化平臺4.0;三是加大預報技術的開發和預報模式的探索,加大利用現代新型媒體和信息手段發布病蟲預報的力度,完善“電視—廣播—手機—網絡—明白紙”五位一體的現代病蟲預報發布新模式,推進病蟲預報發布可視化和多元化;四是加強測報技術研究,研究掌握重大病蟲發生變化動態、重大病蟲發生規律,研制重大病蟲害預測模型。
通過不斷加強測報站點和信息系統建設,加大預報發布力度,加強測報技術研究,簡化測報調查方法,實現裝備現代化、測報手段信息化、預報發布多元化、預測方法模型化、調查內容實用化、測報隊伍專業化,讓工作不再辛苦,讓測報工作成為人人愿意干的光彩事業,推進我國農作物病蟲害測報事業健康發展。
參考文獻
[1] 中國植保導刊編輯部.農業部印發關于加快推進現代植物保護體系建設的意見[J].中國植保導刊,2013,33(6):5-7.
[2] 張躍進,吳立峰,劉萬才,等.加快現代植保技術體系建設的對策研究[J].植物保護,2013,39(5):1-8.
[3] 趙樹英.佳多農林病蟲害自動測控系統(ATCSP)開發與應用前景[J].農業工程,2012,2(S1):51-53.
[4] 劉萬才,劉杰,鐘天潤.新型測報工具研發應用進展與發展建議[J].中國植保導刊,2015,35(8):40-42.
[5] 鄭凱迪,杜永均.蛾類昆蟲性信息素受體及其作用機理[J].昆蟲學報,2012,55(9):1093-1102.
[6] 萬新龍,杜永均.昆蟲嗅覺系統結構與功能研究進展[J].昆蟲學報,2015,58(6):688-698.
[7] 曾娟,杜永均,姜玉英,等.我國農業害蟲性誘監測技術的開發和應用[J].植物保護,2015,41(4):9-15.
[8] 王博,林欣大,杜永均.蛾類性信息素生物合成途徑及其調控[J].應用生態學報,2015,26(10):3235-3250.
[9] 姚士桐,吳降星,鄭永利,等.稻縱卷葉螟性信息素在其種群監測上的應用[J].昆蟲學報,2011,54(4):490-494.
[10] 左文,鞏中軍,祝增榮,等.水稻二化螟性信息素和誘捕器組合的田間誘蛾效果比較[J].核農學報,2008,22(2):238-241.
[11] 曾偉,唐達萱,李仁英.不同監測工具對水稻二化螟越冬代成蟲的監測效果研究[J].西南師范大學學報(自然科學版),2012,37(10):82-86.
[12] 姜玉英,曾娟,高永健,等.新型誘捕器及其自動計數系統在棉鈴蟲監測中的應用[J].中國植保導刊,2015,35(4):56-59.
[13] 羅金燕,陳磊,路風琴,等.性誘電子測報系統在斜紋夜蛾監測中的應用[J].中國植保導刊,2016,36(10):50-53.
[14] 包曉敏,呂文杰,夏海霞.農業蟲害自動測報終端的設計[J].浙江理工大學學報(自然科學版),2015,33(6):872-876.
[15] 黃沖,劉萬才,張斌.馬鈴薯晚疫病CARAH預警模型在我國的應用及評價[J].植物保護,2017,43(4):151-157.
[16] 謝開云,車興壁,Christian Ducatillon,等.比利時馬鈴薯晚疫病預警系統及其在我國的應用[J].中國馬鈴薯,2001,15(2):67-71.
[17] 黃沖,劉萬才,張君.馬鈴薯晚疫病物聯網實時監測預警系統平臺開發及應用[J].中國植保導刊,2015,35(12):45-48.
[18] 張斌,耿坤,余杰穎.比利時馬鈴薯晚疫病預警系統的應用[J].中國馬鈴薯,2011,25(1):42-46.
[19] 袁冬貞,崔章靜,楊樺,等.基于物聯網的小麥赤霉病自動監測預警系統應用效果[J].中國植保導刊,2017,37(1):46-51.
[20] 陳繼光,宋顯東,王春榮,等.黑龍江農作物病蟲害在線監測管理系統開發與應用[J].中國植保導刊,2017,37(8):24-30.
[21] 黃沖,劉萬才,姜玉英,等.病蟲測報數字化[M].北京:中國農業出版社,2016.
[22] 劉宇,劉萬才,常鈞,等.農作物重大病蟲害數字化監測預警系統開發建設與應用[M].北京:中國農業出版社,2011.
[23] 劉萬才,黃沖.我國農作物信息化建設進展與發展建議[J].中國植保導刊,2015,35(3):90-92.
[24] 劉萬才,劉宇,曾娟,等.推進農業有害生物數字化監測預警建設芻議[J].中國植保導刊,2009,29(10):11-15.
[25] 劉萬才,劉宇,龔一飛.論重大有害生物數字化監測預警建設的長期任務[J].中國植保導刊,2011,31(1):25-29.
[26] 劉宇,劉萬才,韓梅.農作物重大病蟲害數字化監測預警系統建設進展[J].中國植保導刊,2011,31(2):33-35.
[27] 劉宇,劉萬才,王學鋒.水稻重大病蟲害數字化監測預警平臺的設計與實現[J].中國植保導刊,2009,29(12):5-9.
[28] 鄭慶偉.新疆農業有害生物遠程預警防控指揮中心正式啟動[J].農藥市場信息,2016(5):61.
[29] 曹爍,王睿文,王鵬,等.河北省植物保護網絡服務平臺的實踐與思考[J].中國植保導刊,2016,36(10):78-80.
[30] 陳海中,張友華,劉家成,等.安徽省農作物病蟲監測預警平臺的研制[J].中國植保導刊,2013,33(11):54-58.
[31] 劉萬才,姜玉英,曾娟,等.電視—手機—網絡三位一體現代病蟲預報發布新模式的創新與應用[J].中國植保導刊,2013,33(6):47-49.
[32] 龔一飛,劉萬才.病蟲預報網絡發布方式的創新與實踐[J].中國植保導刊,2011,31(11):48-50.
[33] 黃沖,劉萬才,姜玉英,等.微信公眾號發布病蟲情報的創新與實踐[J].中國植保導刊,2017,37(10):30-34.
[34] 姜玉英,劉萬才,曾娟,等.農作物病蟲測報工作年報2010[M].北京:中國農業出版社,2011.
[35] 姜玉英,劉萬才,曾娟,等.農作物病蟲測報工作年報2011[M].北京:中國農業出版社,2012.
[36] 曾娟,黃沖,劉萬才,等.農作物病蟲測報工作年報2012[M].北京:中國農業出版社,2013.
[37] 黃沖,陸明紅,劉萬才,等.農作物病蟲測報工作年報2013[M].北京:中國農業出版社,2014.
[38] 陸明紅,劉杰,劉萬才,等.農作物病蟲測報工作年報2014[M].北京:中國農業出版社,2015.
[39] 劉萬才,劉杰,姜玉英,等.農作物病蟲測報工作年報2015[M].北京:中國農業出版社,2016.
[40] 劉萬才,姜玉英,龔一飛,等.病蟲測報經驗與啟示[M].北京:中國農業出版社,2010.
[41] 劉萬才,姜玉英,陸明紅,等.病蟲測報創新與實踐[M].北京:中國農業出版社,2012.
[42] 劉萬才,姜玉英,黃沖,等.病蟲測報數字化與信息化[M].北京:中國農業出版社,2013.
[43] 劉萬才,黃沖,劉杰.韓國農作物有害生物監測預警建設的經驗[J].世界農業,2016(5):59-63.
[44] 劉萬才,陸明紅,翟保平,等.越南水稻生產及其遷飛性害蟲發生情況[J].中國植保導刊,2014,34(10):91-95.
[45] 中華人民共和國農業部.農業部關于印發《到2020年化肥使用量零增長行動方案》和《到2020年農藥使用量零增長行動方案》的通知[EB/OL].(2016-01-15)[2017-05-14].https:∥wenku.baidu.com/view/7c83c9c614791711cd791764.html?from=search###.
[46] 中共中央,國務院.關于深入推進農業供給側結構性改革,加快培育農業農村發展新動能的若干意見[EB/OL].(2017-02-09)[2017-05-14].http:∥hh.hljagri.gov.cn/detail/7686.html.
[47] 劉萬才,黃沖,陸明紅,等.近10年我國農作物主要病蟲害發生危害情況的統計和分析[J].植物保護,2016,42(5):1-9.
[48] 農業部農作物總站.農作物主要病蟲害測報辦法[M].北京:農業出版社,1981:1-290.
[49] 全國農業技術推廣服務中心.主要農作物病蟲害測報技術規范應用手冊[M].北京:中國農業出版社,2010:1-292.
(責任編輯: 田 喆)