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物聯(lián)網(wǎng)資訊
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- 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在育種中的應(yīng)用發(fā)表日期:2017-08-16 來源:托普物聯(lián)網(wǎng) 瀏覽次數(shù):5761次
? ? ??相對于育種技術(shù),農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在育種中的應(yīng)用和發(fā)展相對較晚。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)作為一個嶄新的概念,主要包括物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)技術(shù)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、傳感器技術(shù)、統(tǒng)一標(biāo)識技術(shù)、定位技術(shù)和自動識別技術(shù)等。雖然發(fā)展時間較短,但是其發(fā)展非常迅速。其應(yīng)用范圍也十分廣泛,遍及數(shù)字農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護(hù)、環(huán)境監(jiān)測、花卉栽培、食品溯源和情報(bào)搜集等多個領(lǐng)域。?
? ? ??農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在育種中的應(yīng)用
????? 一 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在水稻育種中的應(yīng)用?
? ? ??無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是指將傳感器技術(shù)、自動控制技術(shù)、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳送、儲存、處理與分析技術(shù)集成的現(xiàn)代信息技術(shù)。因其具有獲取信息量大、信息受限少,而且速度較快、周期相對較短等因素,在數(shù)字農(nóng)業(yè)中已經(jīng)得到較好應(yīng)用。育種的目的就是培育適應(yīng)不同生產(chǎn)環(huán)境的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、多抗的作物新品種。需要在一定的生理?xiàng)l件下對其有目的地篩選,如在高鹽田塊中篩選耐鹽堿品種,在有效積溫低的地區(qū)篩選耐低溫品種,在某病蟲害高發(fā)地篩選對其有抗性的新品種等。所以育種人員可以利用不同的無線傳感器對其感知監(jiān)測,從而篩選到適應(yīng)不同生長環(huán)境的水稻新品種。無線傳感技術(shù)可以在以下幾個方面給育種工作提供幫助。?
????? 1.作物生長環(huán)境監(jiān)測?
? ? ??環(huán)境條件對作物生長發(fā)育具有重要作用。在其生長過程中,不但需要適宜的溫度、光照強(qiáng)度和水分,另外土壤的酸堿度、二氧化碳濃度、空氣濕度等對作物育種也影響較大。以前,育種人員只能通過自身感受和主觀判斷,來確定作物生長環(huán)境,然而這些知識都是籠統(tǒng)的、不精確的,很難有定性、定量數(shù)據(jù)。現(xiàn)在育種人員可以利用無線傳感器技術(shù)中不同傳感器,來獲得作物生長環(huán)境中各種大量的數(shù)據(jù),而且這些數(shù)據(jù)都是精確、及時的,可供育種人員定性和定量分析應(yīng)用。例如,育種人員可以利用溫度傳感器,實(shí)時獲得作物生長的環(huán)境溫度,也可獲得作物生長過程中的有效積溫量,根據(jù)不同溫度下水稻生長態(tài)勢,來確定適宜不同溫度條件下的水稻品種,從而篩選出抗寒、抗高溫品種;,通過對不同指標(biāo)的監(jiān)控測定,獲得不同作物品種的最佳生長環(huán)境狀況,從而制定不同栽培技術(shù),指導(dǎo)農(nóng)民科學(xué)種田,實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增收。?
??????2. 作物制種面積的監(jiān)測和估計(jì)?
? ? ??作物育種中大面積雜交制種,需要有一個較為精確的制種面積數(shù)據(jù),這樣才能夠?qū)χ品N產(chǎn)量進(jìn)行正常生長狀況下的初步估算。過去人們普遍采用人工測量,這不但費(fèi)時費(fèi)力,還往往存在較大人為和由于田塊不規(guī)則等客觀原因造成的誤差,不能得到較為精確的測量結(jié)果,從而對制種產(chǎn)量不能準(zhǔn)確估計(jì),影響育種公司效益等。目前,人們可以通過獲得的水稻生長期間的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)經(jīng)過積和糾正、假彩色合成和植被指數(shù)計(jì)算,再經(jīng)由ENVI 軟件處理,就可以得到較為精確的結(jié)果。?
??????3. 作物生長態(tài)勢與產(chǎn)量檢測與估計(jì)?
? ? ??作物的生長態(tài)勢是對作物生長狀況進(jìn)行總體評價的綜合參考系數(shù)。以往育種人員往往通過自身經(jīng)驗(yàn)來判定其生長態(tài)勢的好與壞,所以只能給出大概的產(chǎn)量估算結(jié)果,也就不能利用該結(jié)果準(zhǔn)確地計(jì)算出其產(chǎn)量水平。利用無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)估產(chǎn),具有快速、經(jīng)濟(jì)、客觀、準(zhǔn)確等特點(diǎn),同時還可以對水稻生長進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測,排除人為因素的局限性,有較好的發(fā)展前景。它可為育種公司制定正確種糧分配、供應(yīng)等提供科學(xué)依據(jù)。?
??????4. 作物病蟲害監(jiān)測與預(yù)報(bào)?
? ? ??作物病蟲害是制約作物產(chǎn)量的重要因素。以往,育種人員都是根據(jù)育種經(jīng)驗(yàn)來制定預(yù)防措施和治理辦法,雖然在一定程度上減少了危害,但仍然不能做到實(shí)時有效的監(jiān)控。利用無線傳感器,對作物進(jìn)行24h不間斷監(jiān)測,在水稻遭受病蟲害時,能及時有效地作出預(yù)報(bào),使育種人員及時防治。使用方法主要有兩種: 植被指數(shù)法和紅邊參數(shù)法。前者是根據(jù)水稻發(fā)生病蟲害時,??梢员憩F(xiàn)出來的植物外部形態(tài)和內(nèi)部生理結(jié)構(gòu)的變化導(dǎo)致的植被指數(shù)的變化,來進(jìn)行檢測病蟲害的發(fā)生和發(fā)展; 后者,主要應(yīng)用紅邊斜率和紅邊位置來描述紅邊特征,因此,利用檢測紅邊參數(shù)可以較好地監(jiān)測水稻病蟲害,提高育種效率,較快地篩選出不同抗性的水稻新品種。?
??????二 RFID技術(shù)在水稻育種中的應(yīng)用?
? ? ??水稻育種公司要把培育出來的新品種生產(chǎn)出來的合格的種子銷售給農(nóng)民朋友,也就是把實(shí)驗(yàn)成果轉(zhuǎn)化到實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中去,才能實(shí)現(xiàn)公司獲益,農(nóng)民獲利。然而,種子產(chǎn)品流通過程中存在著質(zhì)量難把關(guān)、來源難追溯、去向難查證、控制成本高、效能低及市場信息掌控能力與效能差等問題,同時受經(jīng)營的門檻要求低、犯罪收益大,且侵害對象防范意識較差等諸多因素影響,“假種子”犯罪形勢嚴(yán)峻,這不僅危害到育種公司的利益,打擊了其培育新品種的積極性,同時也損害了農(nóng)民朋友的利益,嚴(yán)重的還會影響國家糧食安全,危害巨大。RFID 技術(shù)的應(yīng)用,很好地解決了這一難題。RFID 技術(shù)即射頻識別,習(xí)慣上稱作電子標(biāo)簽,具有可快速寫入、長期跟蹤管理的特點(diǎn)。與傳統(tǒng)的條碼技術(shù)相比,其具有信息儲量大、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、識別精度高、操作快捷等主要特點(diǎn),其識別過程不需要人的直接干預(yù),并可同時識別多個標(biāo)簽。這樣,育種公司就可以在生產(chǎn)出來的水稻種子包裝袋上貼上電子標(biāo)簽,對其流通過程定點(diǎn)監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)其智能溯源,降低流通成本,提高流通效率和效能,從而保護(hù)自身的合法權(quán)益,農(nóng)民朋友也可買到放心的種子。最后,種子公司還可以了解到自己的種子流通去向和數(shù)量,為來年的市場規(guī)劃提供可靠依據(jù),促進(jìn)公司的發(fā)展。
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