背景:
與育種技術相比較,農業物聯網技術在農作物育種中的應用和發展相對較晚。農業物聯網作為一個嶄新的概念,主要包括物聯網架構技術、無線傳感器網絡、傳感器技術、統一標識技術、定位技術和自動識別技術等。雖然發展時長較短,但是發展速度非常快。其應用范圍也十分廣泛,涉及到數字農業、環境保護、環境監測、花卉栽培、食品溯源和情報搜集等多個領域。
無線傳感器網絡技術在水稻育種中的應用:
無線傳感器網絡技術是指將傳感器技術、自動控制技術、數據網絡傳送、儲存、處理與分析技術結合在一起的一種現代信息技術。因其具有獲取信息量大、信息受限少,而且速度較快、周期相對較短等因素,在數字農業中已經得到較好應用。育種的目的就是培育適應不同生產環境的優質、產、多抗的作物新品種。需要在一定的生理條件下對其有目的地篩選,如在高鹽田塊中篩選耐鹽堿品種,在有效積溫低的地區篩選耐低溫品種,在某病蟲害高發地篩選對其有抗性的新品種等。所以育種人員可以利用不同的農業傳感器對其感知監測,從而篩選到適應不同生長環境的水稻新品種。無線傳感技術可以在以下幾個方面給育種工作提供幫助。

作用:
1、作物生長環境監測
環境條件對作物生長發育具有重要作用。在其生長過程中,不但需要適宜的溫度、光照強度和水分,另外土壤的酸堿度、二氧化碳濃度、空氣濕度等對作物育種也影響較大。以前,育種人員只能通過自身感受和主觀判斷,來確定作物生長環境,然而這些知識都是籠統的、不精確的,很難有定性、定量數據?,F在育種人員可以利用無線傳感器技術中不同的農業傳感器,來獲得作物生長環境中各種大量的數據,而且這些數據都是精確、及時的,可供育種人員定性和定量分析應用。例如,育種人員可以利用溫濕度傳感器,實時獲得作物生長的環境溫度,也可獲得作物生長過程中的有效積溫量,根據不同溫度下水稻生長態勢,來確定適直不同溫度條件下的水稻品種,從而篩選出抗寒、抗高溫品種, 通過對不同指標的監控測定,獲得不同作物品種的最佳生長環境狀況,從而制定不同栽培技術,指導農民科學種田,實現增產增收。
2、作物制種面積的監測和估計
作物育種中大面積雜交制種,需要有一個較為精確的制種面積數據, 這樣才能夠對制種產量進行正常生長狀況下的初步估算。過去人們普遍采用人工測量,這不但費時費力,還往往存在較大人為和由于田塊不規則等客觀原因造成的誤差,不能得到較為精確的測量結果,從而對制種產量不能準確估計,影響育種公司效益等。目前,人們可以通過獲得的水稻生長期間的衛星遙感數據經過積和糾正、假彩色合成和植被指數計算,再經由ENVI軟件處理,就可以得到較為精確的結果。
3、作物生長態勢與產量檢測與估計
作物的生長態勢是對作物生長狀況進行總體評價的綜合參考系數。以往育種人員往往通過自身經驗來判定其生長態勢的好與壞,所以只能給出大概的產量估算結果,也就不能利用該結果準確地計算出其產量水平。利用無線傳感網絡技術估產,具有快速、經濟、客觀、準確等特點,同時還可以對水稻生長進行動態監測,排除人為因素的局限性,有較好的發展前景。它可為育種公司制定正確種糧分配、供應等提供科學依據。
4、作物病蟲害監測與預報
作物病蟲害是制約作物產量的重要因素。以往,育種人員都是根據育種經驗來制定預防措施和治理辦法,雖然在一定程度上減少了危害,但仍然不能做到實時有效的監控。利用農業傳感器,對作物進行24h不間斷監測,在水稻遭受病蟲害時,能及時有效地作出預報,使育種人員及時防治。使用方法主要有兩種:植被指數法和紅邊參數法。前者是根據水稻發生病蟲害時,??梢员憩F出來的植物外部形態和內部生理結構的變化導致的植被指數的變化,來進行檢測病蟲害的發生和發展;后者,主要應用紅邊斜率和紅邊位置來描述紅邊特征,因此,利用檢測紅邊參數可以較好地監測水稻病蟲害,提高育種效率,較快地篩選出不同抗性的水稻新品種。