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智能化诊断系统在温室黄瓜病虫害防治上的应用论文

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2024-06-01 11:55:40    来源:    作者:xujingjing

摘要:在介绍智能化诊断系统的基础上,分析了智能化诊断在温室黄瓜病虫害识别、病虫害预测预报和病虫害防治决策中的应用。智能化诊断系统能显著提高病虫害防治效果,降低农药使用量,对保护生态环境和提高黄瓜产量具有重要意义。

  摘要:在介绍智能化诊断系统的基础上,分析了智能化诊断在温室黄瓜病虫害识别、病虫害预测预报和病虫害防治决策中的应用。智能化诊断系统能显著提高病虫害防治效果,降低农药使用量,对保护生态环境和提高黄瓜产量具有重要意义。

  关键词:智能化诊断;温室;黄瓜生产;病虫害,防治

  1.引言

  作为常见的蔬菜作物之一,黄瓜因其营养丰富、口感脆嫩而深受消费者喜爱。在温室环境中种植黄瓜,能够实现对生长环境的精准调控,有效延长黄瓜的生长期和供应期,满足市场对新鲜黄瓜的全年需求。随着温室黄瓜的种植面积和产量逐年增长,病虫害问题也日益突出。传统的病虫害防治方法往往依赖于农民的经验和肉眼识别,存在识别不准确、防治不及时等问题。因此,如何利用现代科技手段提高病虫害防治的准确性和效率,成为当前研究的热点。近年来,智能化诊断技术以其高效、准确的特点,在农业领域得到了广泛应用,通过图像识别、大数据分析等技术手段,可以实现对病虫害的精准识别和预测预报,为农民提供科学的防治决策。探讨智能化诊断在温室黄瓜病虫害防治中的应用效果,对温室黄瓜生产具有重要意义。

  2.智能化诊断系统介绍

  2.1系统概述

  智能化诊断系统是集成人工智能、机器学习、图像识别以及大数据分析等技术的综合性辅助决策系统。智能化诊断系统通过部署在温室内的传感器和摄像头,实时采集黄瓜生长环境数据(如温度、湿度、光照等)以及黄瓜叶片和果实的图像信息,数据随后被传输到系统的数据中心,通过机器学习和图像识别算法进行分析和处理,进而识别病虫害、预测病虫害、提供病虫害防治决策[1]。

  2.2功能分析

  2.2.1病虫害信息浏览

  在病害信息浏览中,用户可以详细查看每一种黄瓜病害的信息,包括以下几个方面:①症状。详细描述了病害在黄瓜不同部位(如叶片、茎干、果实等)上的表现以及症状的发展过程;②传播途径。说明了病害的传播方式和途径;③发病条件。列举了导致病害发生的因素,如温度、湿度、种植密度、施肥情况等;④防治方法。为每种病害提供了针对性的防治策略,包括农业管理(如合理施肥、控制水分等)和化学防治(如药剂使用建议)。

  在虫害信息浏览中,用户可以查询到黄瓜虫害的相关信息,包括:①学名。虫害的学名、分类信息;②寄主。虫害主要寄生于哪些植物,以及在全国的分布情况;③为害特点。害虫在黄瓜的不同生长阶段造成的危害;④形态特征。详细描述害虫的卵、幼虫、蛹和成虫的特征;⑤生活习性;⑥防治方法。提供害虫的预测预报、农业防治(如调整种植时间、增加天敌等)和化学防治等策略。

  2.2.2病虫害诊断

  病害诊断部分主要依据黄瓜的症状进行,包括不同部位(如叶片、茎干、果实等)的症状以及整体植株的症状。用户可以根据观察到的症状选择相应的选

  项,系统根据这些条件进行推理,给出可能的病害诊断结果。虫害诊断则主要依据害虫的形态特征以及其为害特点。用户需要描述观察到的害虫特征(如体长、体色、翅型等)以及害虫对黄瓜植株造成的具体危害,系统根据这些信息给出虫害诊断结果。系统功能如图1所示。

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  3.智能化诊断系统在温室黄瓜病虫害防治的应用

  3.1智能化诊断在病虫害识别中的应用

  在温室黄瓜的病虫害识别中,图像识别技术发挥了关键作用,通过部署在温室内的高清摄像头,系统能够实时捕获黄瓜叶片、茎干和果实的图像信息,图像随后被传输到智能诊断系统,利用深度学习算法对图像进行特征提取和分类,精准识别病虫害。

  蚜虫作为一种常见害虫,在大棚黄瓜生长全周期可能出现,主要以成虫或幼虫的形式群聚在黄瓜的叶片背面、嫩茎和嫩梢上,刺吸汁液。在大棚适宜的温度(16~20℃)下,4~5天能繁殖一代,每头雌蚜虫能产下60头以上的幼蚜,这使得蚜虫的数量在短时间内就能迅速增长,因此早期识别并处理蚜虫对黄瓜生长尤为重要。可利用智能化诊断系统,着重利用图像识别技术分析黄瓜叶片、嫩茎和嫩梢,精准识别蚜虫,尽早采取针对性防治措施[2]。黄瓜病害最直观的体现便是叶片的异常,针对叶片异常,常见病害有细菌性角斑病、靶斑病、炭疽病等,这些病害在初期可能相似,但随着时间的推移,它们的病斑形态、颜色和分布会有所不同。然而,对于缺乏经验的农户来说,准确区分这些病害较为困难。智能化诊断系统则依据大数据算法,实时动态监测,能更加精准识别具体病害,减少症状相似导致的病害误判。

  3.2智能化诊断在病虫害预测预报中的应用

  智能化诊断系统通过实时监测功能,不断收集温室内的实时数据,当系统监测到环境数据出现异常时,如温度超过30℃或湿度低于40%,系统会立即触发预警机制。智能化诊断系统还通过收集病虫害历史数据,构建精准的病虫害预测模型。例如,霜霉病是温室黄瓜栽培中最为普遍且危害严重的病害之一,该病主要发生在黄瓜生长的中后期,尤其是在低温高湿的环境下,其发病尤为严重,当温度在15-28℃,湿度在83%以上时,霜霉病极易爆发。系统收集过去五年内温室黄瓜霜霉病的发生数据,发现当温度持续在15-25℃之间,且相对湿度超过85%时,霜霉病的发生率会显著上升,达到70%以上,基于系统数据分析,系统能够预测在未来一周内的霜霉病发生概率;针对黄瓜白粉病,在系统连续三天监测到温室内的湿度低于50%,可判断该病爆发风险增加,系统及时向农民发送预警信息,提醒农户采取措施增加温室湿度,从而避免白粉病的爆发。

  
       3.3智能化诊断在病虫害防治决策中的应用

  智能化诊断系统通过集成病虫害识别与预测功能,为黄瓜病虫害防治提供了精准施药策略。当系统检测到黄瓜叶片上的霜霉病病斑覆盖面积超过15%时,它会根据黄瓜当前处于的开花期或结果期,推荐使用特定类型的杀菌剂,使用25%嘧菌酯悬浮剂,按1:800的比例稀释后进行叶面喷雾。通过提前识别,提前精准施药的方法,系统可确保农药使用量减少20%,防治效果可提升95%以上。农户可按照系统提供的精准指导进行施药,即可在减少环境污染的同时,确保黄瓜的产量和质量。

  除常见施药防治外,智能诊断系统结合最新技术,可推荐多种方法结合的防治模式。例如,针对黄瓜常见的蚜虫害,系统建议农民使用生物控制、诱捕、药物等方法,①天敌昆虫如瓢虫,②悬挂黄色粘虫板,③选择70%吡虫啉可湿性粉剂,按照每667平方米(约1亩)使用2-3克的剂量进行配比。通过综合应用3种方法,农民在黄瓜生长期内成功地将蚜虫数量控制在5%以下。这不仅保护了黄瓜的生长环境,还提升了黄瓜的有机品质,满足市场对绿色、健康食品的需求[3]。

  4.总结

  智能化诊断在温室黄瓜病虫害防治中发挥着重要作用,通过精准识别病虫害、构建预测模型以及提供科学的防治决策,智能化诊断系统显著提高了防治效果,降低了农药使用量,对保护生态环境和提高黄瓜产量具有重要意义。未来,随着技术的不断进步和应用范围的扩大,智能化诊断在农业领域的应用将更加广泛,为现代农业的可持续发展提供有力支撑。

  参考文献
  [1]魏书琴.人参病害分子诊断及其绿色防控技术[J].中国农业资源与区划,2023,44(05):58+69.

  [2]王登亮,马创举,曹锦萍等.柑桔生产数字技术研究及应用进展[J].中国南方果树,2023,52(03):228-235.

  [3]杜盼,孙道宗,李震等.基于故障树分析法的柑橘病虫害诊断专家系统[J].华南农业大学学报,2022,43(04):106-112.Application of Intelligent Diagnosis System in Pest and Disease Control of Cucumber in Greenhouse