本文收录于《农业工程技术-农业信息化》2024年第4期，目次36
摘要：玉米是中国重要的粮食作物之一，病虫害是影响玉米产量和品质的主要因素。传统的病害识别方法通常依赖于人工观察和经验判断，效率低下且易受主观因素的影响。近年来，通信树、计算机视觉和图像处理技术、模式识别等先进技术应用到玉米病虫害识别诊断领域，为玉米病虫害的快速、准确识别提供了新的解决方案。基于此，该文以呼伦贝尔市为例，详细分析了智能化识别、测报和防控技术在玉米病虫害监测和防治方面的应用，以期为相关人员提供参考。
关键词：玉米；病虫害；智能化识别；测报；防控
呼伦贝尔市处于高纬度地区，属于中温带大陆性半湿润气候区，无霜期为100～130天，年平均气温为1.7℃、最高和最低气温分别达到38.5℃、-39.8℃，年平均日照时数为1550～1650 h，适宜种植玉米。当前呼伦贝尔市超额完成春播任务，全市大面积春播于4月末开始，6月中旬完成，2023年呼伦贝尔市农作物总播种面积为2829.21万亩，其中玉米播种725.82万亩。因此，玉米病虫害智能化识别、测报和防控技术的研究对呼伦贝尔市玉米高产具有十分重要的作用。本文研究玉米病虫害智能化识别技术的应用，以灯下监测、田间调查获得图片数据库为基础，合理应用深度学习法创建玉米病虫害智能化识别系统，创新玉米病虫害识别模式，代替部分人工识别，提高玉米病虫害识别的准确性，为后续玉米病虫害测报和防控工作提供有效支持。
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玉米病虫害智能化识别技术
当前，通信树、计算机视觉和图像处理技术、模式识别等先进技术应用到玉米病虫害识别诊断领域，助力开创玉米病虫害监测识别的新型模型与方法。随着互联网、物联网、智能终端等现代化技术的迅猛发展，大数据逐渐在众多行业领域崭露头角，成为推动农业现代化的重要生产要素。针对农田环境下玉米病虫害大数据标识，识别、测报和防控技术的研究尚处于起步阶段，亟待在理论和算法上进一步完善。另外，相关单位还专门构建了玉米病虫害知识库，详细列举了各类病害的名称、发病症状、病原物、成因及防控措施；针对玉米虫害则提供了分类地位、为害病症、形态特点、生活习性和虫害因素、防控手段等信息，从而大幅提升玉米病虫害智能化识别的成效。例如：呼伦贝尔市农牧技术推广中心，在2023年4月3日，联合海拉尔区农牧技术推广中心植保技术人员，开展虫情监测设备安装调试工作，并合理安装4台小型温湿度监测仪，有效提高全市病虫监测预警能力，提高农业科技化和现代化水平，为作物病虫害防治提供科学依据。
玉米病虫害智能化测报技术的应用
2.1 合理应用3S技术
3S技术主要集合了RS、GPS、GIS技术，能够进行数据采集、处理和通信等各项操作。其中，RS能够借助各类传感器采集、处理玉米病虫害辐射、反射的电磁波，形成图像，并监测、识别玉米病虫害，监测玉米病虫害发生和发展情况；GIS的地理空间信息处理能力较强，在多个区域的玉米病虫害防治中被广泛应用，有效收集环境因素、气象和玉米病虫害类型、玉米生长信息，同时能够准确预测玉米病虫害的传播趋势，以更加直观清晰的图形展示出玉米病虫害的实际情况，在病虫害信息管理和预警功能程序中应用较为普遍。GIS借助RS采集的图像进行处理、数据分析，专家系统预测，详细分析病虫害发生程度和具体区域，之后应用GPS准确定位地理位置，明确玉米病虫害发生的具体地点[1]。
2.2 利用人工神经网络技术
玉米病虫害的影响因素主要包含物理、环境因素，对有害生物影响的互相作用不是线性的。所以，以往的数学统计、分析方法难以训练适用模型，而人工神经网络能够模拟人类大脑的思维结构，自学习、自适应、自组织和容错能力较强，在非线性问题处理过程中具有较强的适用性，从而在玉米病虫害测报中具有良好的应用效果，逐渐被人员广泛应用。
2.3 应用物联网技术
物联网在农业大数据相关的互联网中提供在线监视、定位、跟踪、调度、安全预防、决策支持等各项服务。在玉米病虫害测报方面，传感器应用于持续性监测玉米生长温湿度、光照强度等环境，实现玉米监测和病虫害防治。另外，物联网技术的应用能够采集大量信息数据，同时在信息采集维度上实现了质的飞跃，全面提高玉米病虫害测报的精准性。
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玉米病虫害智能化防控技术
3.1 借助太阳能杀虫灯、物理控制虫害
50亩玉米，布置1台太阳能杀虫灯，白天借助太阳能板吸收太阳能，同时在夜晚转化为电能，驱动杀虫灯运行。针对玉米螟、金龟子、蚜虫等多种害虫成虫进行物理诱杀，有效减少各类玉米害虫基数，降低化学农药应用频率，保护各类害虫的自然天敌，如蜘蛛、瓢虫等，有效维持玉米田间生态系统内部的稳定性，提高示范区生态效应[2]。
3.2 应用智能虫情测报灯
智能虫情测报灯集害虫诱捕、拍照、环境信息采集、数据传输和分析于一体，有效实现玉米害虫分类统计、实时报传、远程监测、虫害预警、防治指导的自动化、智能化，同时应用现代光、电和数控技术、无线传输技术、物联网技术，创建完善的玉米害虫生态监测和预警系统。另外，智能虫情测报灯可以借助太阳能、交流电作为能源，在玉米病虫害测报工作中应用仪器设备自动捕杀、烘干诱集的害虫，存储虫体标本，便于工作人员回收和分类统计，进而更加准确预测出当地玉米虫情。例如：呼伦贝尔市远程监控玉米螟的监测仪器设备，主要包含诱芯安置器和支架，害虫诱杀装置等附件，将玉米螟诱芯放入到支架内，借助信息管理系统接收玉米螟的发生信息，同时便于工作人员借助电脑和智能手机登录网站，随时随地观察玉米螟发生数量和危害情况，为玉米螟防治提供参考。
智能虫情测报设备能够无公害诱捕杀虫，绿色环保，并且可以应用GPRS/4G移动无线网络，定时采集现场图像，自动上传到远端的物联网监控服务平台，便于工作人员随时远程掌握玉米田间虫情状况和变化，结合虫害、草害最佳防治时期，实现智能化、专业化统防统治。工作人员在系统设置、远程设置后自动拍照，向监测平台传送现场拍摄图片。平台自动记录每天采集信息数据，形成玉米虫害数据库，以图表、列表等多种形式为农业专家展示各项信息，便于其进行远程诊断，制定相适应的防控措施。例如：呼伦贝尔市在玉米病虫害防治过程中，合理引进智能虫情测报设备，投入5台集诱虫、识别、计数等各项功能于一体的智能虫情测报系统，在玉米病虫害防治中应用人工智能技术，总投资223万元，同时进行系统升级，采用物联网技术，全自动诱捕害虫，获得玉米各类虫害的图片，并向智慧农业云平台上传虫情，便于工作人员在移动终端上随时查看虫情信息。另外，呼伦贝尔在2023年植保无人机达到1207台，在玉米病虫害防治中合理应用植保无人机，出动140台植保无人机，喷施玉米病虫害防治合剂75吨，完成39.4万亩作业面积，为玉米稳产提供保障。另外，应用植保无人机在玉米3～5叶期时，亩用22%烟嘧•莠去津可分散油悬浮剂100 mL、亩用5%高效氯氟氰菊酯水乳剂50 mL，兑40斤水后，对玉米田间均匀喷洒，防治玉米病虫害，减少农药残留。亩用80 g的70亿芽孢/g苏云金杆菌乳剂制成药剂后均匀喷雾，对玉米螟、棉铃虫等害虫具有良好的防治效果[3]。
3.3 智能病虫害防治系统
智能病虫害防治系统主要包含虫情信息自动采集分析系统、孢子信息自动捕捉培养系统、病虫害远程监控设备、远程小气候信息采集系统等多个部门组成，能够结合病虫害信息，自动化获取图像和信息，传输到云服务器，便于工作人员借助电脑、收集远程观察玉米生长状况，并提供智能决策有效防治玉米病虫害。另外，该系统支持外接太阳能转换板、害虫捕获装置、病虫害防治液，在病虫害防控过程中，安装外部设备，自动开启害虫捕获装置、定期喷洒病虫害防治液，提高玉米优质高产。
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结语
中国对玉米病虫害智能化识别、测报和防控技术的研究是非常有必要的，能够提高玉米种植产量和品质，高效完成病虫害防治工作，还能推动各个地区玉米产业的持续发展。
参考文献：
[1]韩利芳. 玉米病虫害绿色防控技术探析[J]. 农家致富顾问,2021(4): 91.
[2]苏运华. 农作物病虫测报及防治对策[J]. 新农民,2021(21):91.
[3]郭红莲. 玉米病虫害识别与防治技术[J]. 农家科技（下旬刊）, 2021(5):98.
作者单位：呼伦贝尔市农牧技术推广中心
http://www.nygcjs.cn/cn/article/doi/10.16815/j.cnki.11-5446/s.2024.11.036
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