能与植物“对话”？来看更智能的设施农业

?扫描二维码看原文

?江苏大学毛罕平团队研发的作物生长信息和病虫害无损探测装备。

和植物“对话”，知道它们的温饱冷暖，植物们不再被动地接受“照顾”，而是主动讲述它的需求……在江苏大学的一座玻璃温室里，农业工程学院教授毛罕平的研究团队似乎获得了一项“特殊能力”。

近日，毛罕平主持的江苏大学农业装备学部项目“基于与植物对话的设施环境智慧管控机理”顺利通过验收，并获得优秀等级，标志着该团队在温室环境控制研究方面获得重大进展。

现代设施农业以有效调节作物生长环境的功能见长，毛罕平认为，调控的首要任务应该是了解作物需求。

毛罕平解释说，“如果不按照植物真实的动态需求信息进行反馈控制，比如传统的大水大肥灌溉模式下，作物产量潜力没有被充分挖掘，不仅不能高产，而且会增加生产成本、能耗，甚至带来环境风险。”

让植物“开口说话”，通俗地讲，为的就是真实感知植物什么时候饿了、渴了，胖了还是瘦了，之后根据其生长的实际需要进行精准控制。

团队中从事多源光信息的作物长势监测研究的农业工程学院副研究员张晓东告诉笔者，听懂植物“语言”，奥秘就在于植物生命信息感知技术。要想实现和植物“对话”，首先必须精准有效地采集影响植物生长的土壤养分、气象环境以及植物营养、长势数据等。水分或各类营养元素胁迫下，不同叶片的结构、纹理甚至表面温度等是发生变化的。依据此特性进行植物信息检测是实验室里的常见方法。

“但在温室环境中，即便是头顶飘来的一片云，都会导致整个检测信息的变化。”张晓东说，受光照、温湿度、地面蒸腾以及获取主体信息时的其他背景因素的影响，如何克服影响建立相应的修正模型才是关键。

为此，团队采用视觉、光谱、偏振等多源信息融合技术，突破对温室作物氮磷钾营养、水分、植株形态、品质和病虫害信息的感知，实现对作物生长信息的全面、实时、全程动态监测。

经国家法定检测机构检测，该技术对作物氮含量检测精度达98.3％，磷钾水平的检测相关系数为0.9，显著高于国外先进技术水平；作物冠幅、株高、茎粗和果实直径检测误差分别为1.3％、1.6％、4.2％、4.7％，国内外无同类技术。

经过不懈努力，团队创新研发设施作物营养和长势信息的在线检测装备、水肥精确管理装备、屋顶全开启型自适应遮阳温室、半封闭正压温室等7种装备，构成的大型绿色温室和环境智慧管控装备，经用户使用，相较于传统温室，能耗降低20％，节药30％，提高产量25％以上。

团队多年来积极推进成果转化工作，目前研究成果已进行了大规模推广应用，在全国31个省市都有推广应用和示范点。近两年新增销售额21.08亿元，新增利润、税收和节支总额6.46亿元。

“通过长期攻关，温室环境控制技术取得了长足进步，但要想加快科技成果普及推广，取得更高水平的成果，依然需要久久为功。”毛罕平的设想是，未来的智能化温室能够帮助更多农业生产者实现“傻瓜式”种植管理，只需一个按键即可完成从种子到产品的生产全过程，使之成为真正高效率、高产出、高质量、劳动强度低的智能化生产。 （颜旭）

新闻推荐

起底美国情报部门的黑历史

“我们撒谎、我们欺骗、我们偷窃”起底美国情报部门的黑历史新冠肺炎疫情发生以来，美国政府从一己政治私利出发，从隔岸...