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数字技术在林业生产中的应用

花匠小妙招
2024-11-29 15:02

成果简介：

随着现代林业和生态林业发展需求的不断增长，传统的林业技术以及管理模式导致林业植被的生命力在逐渐消退，病虫害抵抗力在不断下降，树木繁衍周期也在不断延长，生产手段和信息智能技术相对滞后，制约了林业的增产增效，针对以上问题，项目组开展联合攻关和示范区建设，经过多年的多学科、多部门协同攻关和技术创新，以种植、管理和收获过程关键环节为主线，研发了林木自动化育苗、林木灌溉、施肥、病虫害防控及精准检测技术，开发了测控系统及配套产品，满足林业生产需求。在应用上，采用物联网技术解决大气、土壤、水等环境因素和林木健康情况监测，提供关联分析、预测、预报等服务，解决生产环节存在的管理粗放、过量施药、投入产出比高等问题。项目实施取得了系列创新成果，并进行了大规模生产应用。 1、苗木在线监测和变量控制技术。苗木叶片附近微环境空间里的温、光、气、热、水等参数是影响树木生长的主要因素，本成果是系统引入农业生产的理论和方法，集成先进的传感与信息技术，把各种传感器分布集成于一张智能叶片，既具有检测叶片表面水分蒸发系数的功能，又具有准确地检测叶片表面温度的空气温度传感器功能，还可以根据需求，接入空气温度、基质湿度、基质温度、基质EC值等传感器。使用时把它插植于最能代表离体材料微环境的苗床内，并与计算机相联，实现数据的在线检测。 2、建立了林田“养分监测一施肥决策一分区处方一变量控制”的养分精细优管理技术体系。探索出大尺度土壤养分监测新方法，提出了基于GIS和RS相结合的滴灌林田土壤肥力评价指标体系，开发了林田土壤养分信息管理与林木推荐施肥系统，研发了精量配肥施肥装置，肥料利用率提高10%。 3、实现了土壤墒情远程监测、传输、决策及灌溉自动控制关键技术。提出林田微域布点监测与卫星遥感影像大尺度土壤墒情监测相结合的新方法，构建了基于智能算法的林田蒸散量预报模型，研发低能耗阀门控制器和灌溉反馈系统，建立了基于土壤墒情监测、灌溉决策和自动控制的精准灌溉体系，比常规滴灌节约用水20-25%。 4、自主研发了区域林地病虫害信息采集和预报防控新技术。针对病虫情信息人工获取与监测具有间断性、劳动强度大、监测精度低等问题，研发基于灯光高灵敏害虫诱捕采集设备，再通过图像分类识别，实现害虫的捕获与自动计数，提高了虫情记录与判别的精度，创建了林地虫害区域分级监测预报体系；基于遥感的病害监测与防控作业技术，实现了林业病害大面积监测和有效防控。通过项目实施，建立了精准林业示范区，成果累积推广3万亩，三年间节本增效6000余万元。获国家专利21项，其他知识产权4项、论文6篇。