五年磨一剑 打造植保传世之作——《中国农作物病虫害》第三版编辑手记

《中国农作物病虫害》第三版是国家出版基金项目及"十二五"国家重点图书项目,由郭予元、吴孔明、陈宗懋、南志标、陈剑平、朱有勇6位院士和来自200多个科研、教学及基层推广单位的700多位专家共同倾力打造,是植物保护领域的鸿篇巨制。规模之大、内容之广、作者之多都创造植物保护专著的历史。

基于渐进式生成对抗网络的农作物病虫害细粒度分类

随着深度学习应用的普及和飞速发展,基于深度学习的图像识别方法广泛应用于农作物病虫害领域,但大部分的神经网络重视识别准确率的提高,却忽略神经网络庞大的参数计算量。为解决这个问题,基于渐进式生成对抗网络判别器模型和卷积注意力模块,提出一种改进的渐进式生成对抗网络判别器CPDM网络模型对农作物病虫害进行识别。通过对渐进式生成对抗网络判别器网络结构的调整,采用均衡学习率、像素级特征向量归一化和卷积注意力模块增强CPDM网络模型的特征提取能力,提高对真实图片的识别准确率。试验在PlantVillage数据集上进行,将该模型与VGG16、VGG19和ResNet18进行比较,得到TOP-1准确率分别为99.06%、96.50%、96.65%、98.86%,分别提高2.56%、2.41%、0.2%,且参数量仅为8.2 M。试验证明提出的CPDM网络模型满足在保证分类准确率的基础上,有效控制神经网络参数计算量的目的。

计算机视觉技术在农作物病虫害检测中的运用研究

现代农业发展更趋集约化、信息化,这为计算机视觉技术的运用提供了空间。以计算机视觉技术在农作物病虫害检测中的运用优势为切入点,在此基础上分析其具体运用方法,包括建设信息作业系统、强调信息采集、运用可视化技术、重视信息复用等内容。最后就该技术在农作物病虫害检测中的未来运用进行展望,一方面客观呈现技术优势、特点,另一方面为其发挥价值提供必要参考。

农作物高产栽培与病虫害防治技术研究

针对黑龙江佳木斯地区的具体农业生态条件,本文深入研究了农作物的高产栽培技术和病虫害防治策略。通过对作物生长环境的细致分析,结合土壤特性与气候特点,提出了一系列切实可行的栽培管理措施。在病虫害防治方面,本文不仅探讨了传统防治方法的有效性,还引入了先进的生物防治和生态调控技术,旨在实现农作物的健康生长与产量的显著提升。本文的研究成果将为佳木斯地区乃至相似生态条件下的农业生产提供重要的理论依据和技术支撑,为农业可持续发展贡献力量。

自动识别技术在农作物病虫害领域应用研究

数字化农业生产依靠计算机图像处理技术和深度学习方法提高病虫害识别效率。病虫害自动识别系统应用植保大数据精准快速识别农作物病虫害类型,及时处理病虫害问题,能够降低病虫害给作物生产带来的影响。

轻量化YOLO模型在农作物微小病虫害检测中的应用研究

针对农作物病虫害检测中早期微小病虫害变化目标识别准确率不高的问题,提出一种轻量化农作物微小病虫害检测算法YOLO-MobileNet-CBAM。该算法采用MobileNetV3轻量级卷积模块替换YOLOv5s的主干提取网络来降低参数运算量,并引入CBAM注意力机制从通道和空间两个维度对重要的特征提取进行强化,有效增强小目标的聚焦准确度。卷积模块中用H-SiLU代替原模型的SiLU激活函数提高训练速度,避免梯度消失问题。通过将SIoU函数代替原模型中的GIoU函数计算预测框回归损失,将形状损失计算在内,进一步提高小目标定位精度。通过特征金字塔输出4个不同尺度的检测头识别大面积病害、微小病害及虫害目标,增加微小目标的检测精度。结果表明,YOLO-MobileNet-CBAM在微小病虫害目标检测任务中精确率达92.38%,召回率达90.24%,平均精度大于90%。实现模型轻量化,同时有效提高检测精确度,为手持式终端检测应用提供技术支持。

农作物病虫害防治与绿色防控技术研究

随着农业生产的发展,农作物病虫害对农业生产造成了严重的威胁。为了减少化学农药的使用,提高农产品的质量和安全性,本研究通过调查、分析和试验,探讨了农作物病虫害防治与绿色防控技术的应用现状,实地调查了农作物病虫害的发生和防治情况,详细分析了生物防治技术、化学防控替代品技术、物理防治技术等绿色防控技术在农业生产中的实际应用。结果表明,绿色防控技术极大地降低了农作物的化学残留,提高了农作物的产量和质量,对农作物病虫害的防治效果非常明显。

气候变暖对中国农作物病虫害的影响

基于已有研究成果,检测农作物病虫害发生危害时空变化对气候变暖时空变化响应的已有观测事实及其变化规律性,汇总气候变暖对农作物病虫害未来发生趋势的已有预估结果,提出其影响的最新认知,并对今后的发展方向进行了展望。气候变暖可使大部病虫害发育历期缩短、危害期延长,害虫种群增长力增加、繁殖世代数可比常年增加1个代次,发生界限北移、海拔界限高度增加,危害地理范围扩大,危害程度呈明显加重趋势。但也使一些对高温敏感的病虫害呈减弱趋势,致使小麦条锈病、蚜虫等病虫由低海拔地区向高海拔地区迁移危害。未来气候变暖将使中国大部农作物病虫害发生呈扩大、加重趋势。气候变暖对农作物病虫害的影响诊断、发生与灾变的影响预估、风险评估及适应对策将是未来需要重点解决的关键问题。

基于卷积神经网络的农作物病虫害检测研究进展

农作物病虫害是全球农业生产的严重威胁之一,易造成巨大的经济损失。引入机器视觉和机器学习方法进行农作物病虫害检测,不仅可以提高病虫害检测的效率,而且有助于及时采取防治措施,降低损失。卷积神经网络(CNN)作为深度学习的代表技术之一,在计算机视觉领域的图像识别、物体识别等方面应用广泛,在农作物病虫害检测方面也取得了一些成果。本文概述了基于CNN检测农作物病虫害的技术要点、发展历程,综述了该技术的主要研究方向与进展,总结了目前研究中存在的主要问题并提出相应的解决策略,旨在为CNN在农业上的应用提供理论依据,并为农业生产管理的智能化提供技术支撑。

降水变化对中国农作物病虫害的影响

基于已有研究成果,采用农作物病虫害发生危害时空变化对降水时空变化响应事实检测的方法,系统分析降水变化对农作物病虫害影响的已有观测事实及其变化规律性,提出其影响的最新认知,并对今后的发展方向进行了展望。已有影响事实检测表明:一定区域、时段的降水偏少、高温干旱有利于部分害虫的繁殖加快、种群数量增长,降水、雨日偏多有利于部分病害发生程度和害虫迁入数量的明显增加,病虫危害损失加重;暴雨洪涝可使部分病害发生突增,危害显著加重;暴雨可使部分迁入成虫数量突增、田间幼虫数量锐减;降水强度大,可使部分田间害虫的死亡率明显增加、虫口密度显著降低。高温干旱年可使部分病虫害大发生、飞蝗可比常年多发生1代,持续多雨年可使部分病虫害发生界限北移。梅雨期长且梅雨量多的年份有利于江淮地区稻飞虱、稻纵卷叶螟的迁入危害,稻纵卷叶螟迁入早的年份可比常年多繁殖1代。西太平洋副热带高压偏强年份有利于害虫迁入始见期提早、数量增加、范围扩大、危害加重。台风暴雨可使部分病害突发流行、田间虫口密度显著降低,台风多雨有利于害虫的迁入危害。厄尔尼诺年的当年、次年易暴发农作物病虫害。降水变化对农作物病虫害影响的时空变化及其规律性、发生与灾变的影响预估、风险评估及适应对策将是未来需要重点解决的关键问题。

季节性变暖对中国农作物病虫害的影响

基于已有研究成果,采用农作物病虫害发生危害时空变化对季节性变暖时空变化响应事实检测的方法,系统分析和汇总季节性变暖对农作物病虫害影响的已有观测事实及其变化规律性,提出其影响的最新认知,并对今后的发展方向进行展望。已有影响事实检测表明:暖冬可使病虫进入越冬阶段推迟,延长病菌冬前侵染、冬中繁殖时间,降低害虫越冬死亡率,增加冬后菌源和虫源基数;病虫害发生期、迁入期、危害期提前;越冬北界北移、海拔上限高度升高;持续暖冬可使冬后虫源基数显著增加。与常年相比,全国性暖冬年冬中病菌繁殖侵染率可比冬前增加50%以上、冬中害虫存活率可达常年的1—2倍,冬后菌源、虫源基数增加1倍以上;持续暖冬冬后虫源基数可达常年的5倍以上;病害始见期、虫害发生期提前5 d以上,最早可分别提前20、30 d以上;稻飞虱越冬北界北移2—4个纬度,小麦条锈病越冬海拔上限高度升高100—300 m。暖春有利于病虫害危害期提前、扩展速度加快、发生程度加重。炎夏可使一些病菌越夏的海拔下限高度增加、面积和菌量减少,一些害虫发育历期延长、死亡率增加。暖秋有利于害虫滞留危害,发生代数可比常年增加1个代次。季节性变暖对农作物病虫害影响的时空变化及其规律性、发生与灾变的影响预估、风险评估及适应对策将是未来需要重点解决的关键问题。

试论开展中国农作物病虫害危害流行的长期气象预测研究

从开展中国农作物病虫害危害流行的长期气象预测研究的必要性出发，结合国内外的研究现 状，提出提高农作物病虫害长期预测的准确性、时效性是农作物病虫病综合防治的首要措施，并建 议围绕中国农作物病虫害宏观气候可预测性的机理、流行的前兆性气候指标、流行气候区划、影响 的关键气象因子、预报模式的气象信息技术改造等方面开展中国农作物病虫害危害流行的长期气象 预测研究。

中国农作物病虫害发生演替趋势与未来的农药工业

中国是一个农业大国,农作物病、虫、草害不仅种类繁多,分布广泛,而且成灾条件复杂.据记载,中国农业病、虫、草、鼠害达2284种,其中病害742种,害虫(螨)838种,杂草704种,农田害鼠20种.在众多的有害生物中,构成农作物灾害的在100种以上.近几年来经过大力防治,年均挽回粮食、棉花、油料损失分别达到3150、115、150万吨,但每年仍因病、虫等生物灾害损失粮食1600万吨、棉花30万吨、油料140万吨以上.这直接影响到农业的持续稳定发展和农村经济的增长.

中国农作物病虫害防控科技的发展方向

中国是世界上农作物病虫害发生最严重的国家之一,常年发生1700余种。近年来,受全球气候变化、经济一体化和农业产业结构调整等诸多因素的影响,中国农作物病虫害问题趋于严重。化学农药是目前中国防治农作物病虫害的最主要手段,农药的大量使用在控制有害生物的同时,也带来了农药残留超标、环境污染、害虫抗药性与再猖獗等一系列问题。因此,发展绿色防控科技,大幅度降低化学农药的用量是中国植物保护科研工作的核心任务,其重点发展方向包括:产业结构调整、全球经济一体化和气候变化等因素对重大病虫害种群演替规律的影响,基于现代生物技术、信息技术、新材料与先进制造的植保新理论、新方法与新产品,绿色防治关键技术与产品,化学农药精准施药和残留检测追溯技术,智能化植物保护装备,以及区域性病虫害绿色可持续控制模式等。

基于农机自动化技术的农作物病虫害防控策略研究

为了有效应对农作物病虫害,本研究采用典型案例分析方法,研究了基于农机自动化技术的农作物病虫害防控策略;分析了农作物病虫害的危害和传播方式,强调了传统防控方法的局限性;探讨了农机自动化技术的潜力和应用,包括监测、智能喷洒和施药,以及数据分析与决策支持系统的关键作用。通过具体案例分析来证实农机自动化技术的优势,特别是智能喷雾机在棉花病虫害防治中的成功实践。研究结果表明,农机自动化技术能够提高农产品产量质量,减少资源浪费和环境风险;农机自动化技术有助于农业现代化和可持续发展,应加强智能农机和无人机等自动化装备的研发力度,以构建信息化和智能化的农作物病虫害防控技术体系。

基于知识图谱的农作物病虫害问答系统研究

在大数据时代的推动下,智能问答系统在各个领域得到广泛应用,为用户提供高效的答案,相比传统的文本知识收集和网络搜索引擎检索,具有明显优势。随着知识图谱技术的快速发展,智能问答系统迎来了新的发展阶段。本研究响应了智慧农业的需求,构建了一个基于知识图谱的农作物病虫害智能问答系统,旨在为用户提供与农作物病虫害相关的问答服务。主要工作包括:(1)农作物病虫害数据获取:利用分布式爬虫框架爬取农作物病虫害相关网页数据,并进行数据清理、分析、结构化等预处理操作。(2)知识图谱构建:对数据进行分析后,定义知识本体的实体类别与关系类别,完成知识图谱的模式层构建。利用基于规则的三元组模板对半结构化文本进行实体提取,构建数据层,并将三元组存储至Neo4j图数据库。(3)问答算法设计:利用BERT-BiLSTM-CRF模型进行问句实体识别,BERT-RNN模型进行问题分类。匹配模板后通过Cypher语句进行查询,将答案处理为自然语言形式并返回。(4)问答系统实现与可视化:结合农作物病虫害知识图谱与问答算法,使用Flask框架和多种web技术实现用户提问、实体识别、知识检索和答案返回等功能。试验结果表明,实体识别与问题分类模型的准确率(Precision)、召回率(Recall)和F1分别达到了93.22%、92.69%、92.21%和94.37%、93.92%、92.66%。与其他搜索途径相比,问答系统展现出了较高的准确性和稳定性。这项研究为农业信息化提供了一种智能化的解决方案,为用户获取农作物病虫害知识提供了新途径。

新时期农作物病虫害现状分析与防治技术

农作物病虫害是农业生产中面临的重大问题之一,随着全球气候变化和农业产业的不断发展,病虫害的发生和危害也呈现日益严重的趋势。病虫害的发生不仅直接影响农作物的产量和品质,还对农业生态系统的稳定性和可持续发展造成威胁。基于此,本文对农作物种植病虫害的现状进行分析,并探讨有效的防治技术,致力于保障农业生产的稳定与可持续发展。

农作物病虫害防治策略与技术研究

有效控制农作物病虫害是农业可持续发展中至关重要的问题。基于此,系统论述了生物防治、化学防治、物理防治以及农业管理措施这四种主要病虫害防治策略,分析了其应用前景及对环境的影响,研究了基因工程、信息技术、纳米技术及农业机械化等病虫害防治技术的应用情况,并指出了其在提高防治效率、减轻环境负担等方面的潜在作用,为农业病虫害防治提供全面的策略与先进的技术支持,促进农作物生产朝着更加高效及环保的方向迈进。

农作物种植及病虫害防治技术探究

农业的稳定发展离不开农作物的良好生态,优化农作物种植技术、防治病虫害,是提高农作物产量、保护国家粮食安全的必经之路。聚焦于我国主要农作物种植及病虫害防治的方式方法进行深究,就是对土壤管理和种植技术的科学实施,其中包含深耕、合理施肥、适宜播种和密度的调控等措施,有助于农作物健康生长。对多种病虫害的生物特性进行分析,制定预警机制,实施综合防治手段,大幅缓解其对农作物造成的伤害。配套措施包括种质的筛选、病虫害预警系统的建设、生物防治技术的运用,以及化学药品的适度使用等。

农作物种植及病虫害防治技术分析

我国自古以来就是一个农业大国,农业既可以说是我国生存的根基,也可以说是我国发展的保障。本文主要从科学种植农作物与科学防治病虫害这两个视角出发,对科学种植农作物的关键要点与科学防治病虫害的基础技术进行了介绍,期望能够为保障农作物的品质与产量提供助力,推动农业经济持续且稳定的发展。