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农业物联网在育种中的应用

文章出处:未知 人气:发表时间:2016-08-19

  相对于育种技术,农业物联网技术的发展和应用相对较晚。它作为一个崭新的概念,它主要包括物联网架构技术、无线传感器网络、传感器技术、统一标识技术、定位技术和自动识别技术等。虽然发展时间较短,但是其发展非常迅速。其应用范围也十分广泛,遍及数字农业、环境保护、环境监测、花卉栽培、食品溯源和情报搜集等多个领域。
农业物联网在育种中的应用
  一、无线传感器网络技术在水稻育种中的应用
  无线传感器网络技术是指将传感器技术、自动控制技术、数据网络传送、储存、处理与分析技术集成的现代信息技术。因其具有获取信息量大、信息受限少,而且速度较快、周期相对较短等因素,在数字农业中已经得到较好应用。育种的目的就是培育适应不同生产环境的、高产、多抗的作物新品种。需要在一定的生理条件下对其有目的地筛选,如在高盐田块中筛选耐盐碱品种,在有效积温低的地区筛选耐低温品种,在某病虫害高发地筛选对其有抗性的新品种等。所以育种人员可以利用不同的无线传感器对其感知监测,从而筛选到适应不同生长环境的水稻新品种。无线传感技术可以在以下几个方面给育种工作提供帮助。
  1.作物生长环境监测
  环境条件对作物生长发育具有重要作用。在其生长过程中,不但需要适宜的温度、光照强度和水分,另外土壤的酸碱度、二氧化碳浓度、空气湿度等对作物育种也影响较大。以前,育种人员只能通过自身感受和主观判断来确定作物生长环境,然而这些知识都是笼统的、不的,很难有定性、定量数据。现在育种人员可以利用无线传感器技术中不同传感器,来获得作物生长环境中各种大量的数据,而且这些数据都是、及时的,可供育种人员定性和定量分析应用。例如,育种人员可以利用温度传感器,实时获得作物生长的环境温度,也可获得作物生长过程中的有效积温量,根据不同温度下水稻生长态势,来确定适宜不同温度条件下的水稻品种,从而筛选出抗寒、抗高温品种,通过对不同指标的监控测定,获得不同作物品种的佳生长环境状况,从而制定不同栽培技术,指导农民科学种田,实现增产增收。
  2. 作物制种面积的监测和估计
  作物育种中大面积杂交制种,需要有一个较为的制种面积数据,这样才能够对制种产量进行正常生长状况下的初步估算。过去人们普遍采用人工测量,这不但费时费力,还往往存在较大人为和由于田块不规则等客观原因造成的误差,不能得到较为的测量结果,从而对制种产量不能准确估计,影响育种公司效益等。目前,人们可以通过获得的水稻生长期间的卫星遥感数据经过积和纠正、假彩色合成和植被指数计算,再经由ENVI软件处理,就可以得到较为的结果。
  3. 作物生长态势与产量检测与估计
  作物的生长态势是对作物生长状况进行总体评价的综合参考系数。以往育种人员往往通过自身经验来判定其生长态势的好与坏,所以只能给出大概的产量估算结果,也就不能利用该结果准确地计算出其产量水平。利用无线传感网络技术估产,具有快速、经济、客观、准确等特点,同时还可以对水稻生长进行动态监测,排除人为因素的局限性,有较好的发展前景。它可为育种公司制定正确种粮分配、供应等提供科学依据。
  4. 作物病虫害监测与预报
  作物病虫害是制约作物产量的重要因素。以往,育种人员都是根据育种经验来制定预防措施和治理办法,虽然在一定程度上减少了危害,但仍然不能做到实时有效的监控。利用无线传感器,对作物进行24h不间断监测,在水稻遭受病虫害时,能及时有效地作出预报,使育种人员及时防治。使用方法主要有两种: 植被指数法和红边参数法。前者是根据水稻发生病虫害时,常可以表现出来的植物外部形态和内部生理结构的变化导致的植被指数的变化,来进行检测病虫害的发生和发展;后者,主要应用红边斜率和红边位置来描述红边特征,因此,利用检测红边参数可以较好地监测水稻病虫害,提高育种效率,较快地筛选出不同抗性的水稻新品种。
农业物联网在育种中的应用
  二 RFID技术在水稻育种中的应用
  水稻育种公司要把培育出来的新品种生产出来的合格的种子销售给农民朋友,也就是把实验成果转化到实际生产应用中去,才能实现公司获益,农民获利。然而,种子产品流通过程中存在着质量难把关、来源难追溯、去向难查证、控制成本高、效能低及市场信息掌控能力与效能差等问题,同时受经营的门槛要求低、犯罪收益大,且侵害对象防范意识较差等诸多因素影响,“假种子”犯罪形势严峻,这不仅危害到育种公司的利益,打击了其培育新品种的积性,同时也损害了农民朋友的利益,严重的还会影响粮食安全,危害巨大。RFID技术的应用,很好地解决了这一难题。RFID技术即射频识别,习惯上称作电子标签,具有可快速写入、长期跟踪管理的特点。与传统的条码技术相比,其具有信息储量大、环境适应性强、识别精度高、操作快捷等主要特点,其识别过程不需要人的直接干预,并可同时识别多个标签。这样,育种公司就可以在生产出来的水稻种子包装袋上贴上电子标签,对其流通过程定点监控,实现其智能溯源,降低流通成本,提高流通效率和效能,从而保护自身的合法权益,农民朋友也可买到放心的种子。后,种子公司还可以了解到自己的种子流通去向和数量,为来年的市场规划提供可靠依据,促进公司的发展。

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