2015年度,我省共有39项通用项目获国家科学技术奖,获奖数继续保持全国各省市第二位。本期开始,我们将选择部分获奖项目进行连续报道,希望藉此展示我省科技创新活力与科技综合实力,并激发出科研院所、高校、企业广大科技工作者更大的科技创新潜力。
传感器一“转”,就能监测农田肥水情况;无人机一“瞄”,就能判断作物生长走势;农民和种植大户们手机在手,就能实时获得量化的施肥建议,再也不必苦等农技人员下田看苗……南京农业大学的稻麦生长指标光谱监测与定量诊断技术,以水稻和小麦为主要研究对象开展深入系统研究,集成建立了基于反射光谱的作物生长光谱监测与定量诊断技术体系,获得2015年度国家科技进步奖二等奖。
现代看苗诊断:人眼变成机械眼
“水稻、小麦等粮食作物在生长过程中需要监测肥水、病虫害等情况,传统的‘看苗诊断’依托的是农技人员人眼看、下田看,大部分都是拍脑袋、凭经验,不能定量化,而且受人力所限,一天只能看一两块田,耗时长、效率低。”南京农业大学田永超教授向记者介绍,项目组研发的现代看苗诊断技术针对这些缺点逐一突破。
该技术的原理是作物吸收太阳光的情况不同,叶绿素含量高的作物,吸收的相关可见光多,反射的光谱就少,据此制作出“反射光谱库”,构建“光谱”与作物生长关系模型;同时研制便携式和机载式的监测诊断设备,通过在农田传感器、无人机上安装“机械眼”,实现从点到面的数据传输和监测覆盖。
田永超表示,革新后的技术优势明显,从人眼看变成传感器看,能够消除大量的经验性误差,更加客观、精确;实时监测让农户只需手机下载相关软件,足不出户就可以查收作物监测情况以及量化的施肥建议,更加快速;未来农业必将走适度规模的发展道路,无人机等领先技术的应用将为规模化、机械化、大面积农田的作物监测提供精确的分类指导。
作物生长“营养师”:软件建模动态设计生产
光谱监测我们似乎弄懂了,那定量诊断又是如何体现的呢?田永超进行了形象的比喻,“这就像专业的营养师,会根据不同年龄阶段的人群,定制相应的体格指数、体质标准,我们做的就是针对作物不同生长阶段特定的水肥需求情况,通过软件建模,
动态设计其生产轨迹。”
“我们的项目历时16年,之前是做‘基肥’的精确定量研究,即在作物下田之前,给出合适的水肥使用量指导。近年来,主要针对‘追肥’,即作物生长过程中的实时监测。”田永超告诉记者,项目组借助自主研发的作物生长监测诊断系统、生长监测诊断仪、农田感知与智慧管理平台等软硬件产品,以作物长势分布图、肥水处方图、产量品质分布图等为主要应用形式,为农户绘制出简便实用的作物生长“营养图”。自2009年开始,该技术在江苏、河南、江西、安徽、浙江、河北、湖南等我国主要稻麦生产区进行了示范应用,节氮约7.5%,增产约5%。据不完全统计,近5年累计推广有效面积4920.21万亩,新增效益24.28亿元。
跨专业团队:既懂农学也懂工程既然项目组做的是“互联网+农业”的工作,自然少不了“计算机+农学”的复合型人才加盟。
“从软件到硬件,从实时诊断到定量调控,核心技术都是由团队成员自主设计完成。”田永超介绍,团队现有核心成员11人,专业背景涉及计算机、遥感、地理信息系统、农业工程等不同学科门类,在人才培养上,通过与本校植物保护学院、信息科技学院的合作,实现交叉型复合型人才的自主培养。
田永超表示,智慧农业是未来的发展方向,属于应用研究型学科,从基础理论到应用推广,横跨农业的上、中、下游,研究既强调攀登理论前沿,又强调对接产业需求、提升团队成员的实践创新能力;既要能发表具有理论突破的论文,又要能有发明专利,推出实用创新型产品。
原文链接:www.jskjb.com/html/dv_453230801.aspx
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传感器一“转”,就能监测农田肥水情况?无人机一“瞄”,就能判断作物生长走势?手机一点,就能实时获得量化的施肥建议?南京农业大学…

传感器一转,就能监测农田肥水情况?无人机一瞄,就能判断作物生长走势?手机一点,就能实时获得量化的施肥建议?南京农业大学一项最新的互联网
农业科技稻麦生长指标光谱监测与定量诊断技术,实现了为农田实时开处方,并在1月8日获得国家科技进步奖二等奖。

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水稻、小麦等粮食作物在生长过程中需要监测肥水、病虫害等情况,传统的是农技人员拍脑袋凭经验,常常错过诊疗期。

南京农业大学田永超教授向记者介绍,项目组研发的现代看苗诊断技术就是针对这些缺点逐一突破。其原理是根据作物吸收太阳光的情况,叶绿素含量高的作物,吸收的相关可见光多,反射的光谱就少,从而制作出反射光谱库,构建光谱与作物生长关系模型;同时研制便携式和机载式的监测诊断设备,通过在农田传感器、无人机上安装机械眼,实现从点到面的数据传输和监测覆盖。

革新后的技术优势明显,一是更加客观、精确,从人眼看变成传感器看,能够消除大量的经验性误差;二是更加快速,以往通过对化验叶绿素,最起码要10天的周期,等化验结果出来,最佳施肥施药期已过,现在是实时监测,农户只需手机下载相关软件,足不出户就可以实时查收作物监测情况以及量化的施肥建议;三是适应规模化农业的发展趋势,未来农业必将走适度规模的发展道路,规模就带来需求,无人机等领先技术的应用将为规模化、机械化、大面积农田的作物监测提供精确的分类指导。

动态设计生产轨迹:作物生长的营养师

说到此项技术的创新点,田永超为记者打了一个形象的比喻,就像专业的营养师,会根据人的不同年龄阶段,定制相应的体格指数、体质标准,我们做的则是针对作物不同生长阶段特定的水肥需求情况,通过软件建模,动态设计其生产轨迹。