當下,各地正值多雨的主汛期,又是全年最熱的三伏天。數以億計的遷飛性害蟲正由南向北移動,給沿途的莊稼、各地農業生產帶來嚴重威脅。浙江地處我國南北稻區交匯地帶,也是長江流域乃至華東地區害蟲預警的關鍵節點。這個主汛期,當地依托高精度昆蟲雷達和智能監測預警平臺,對遷飛性害蟲做到了精準監測、智能預警、高效防控。
在浙江蕭山的一處稻田邊,雷達監測站正在無聲運轉。只要有害蟲飛過,它的“身份信息”將被雷達捕捉。
這是由兩根釣魚線固定的稻飛虱,它非常小,體重大概只有1毫克。記者和試驗團隊要在這里做一個試驗,試驗團隊把稻飛虱用無人機吊到300多米外地方,看昆蟲雷達能不能發現它的蹤跡。
無人機飛到距離雷達300米之外,不久后,在監測室的屏幕上就可以看到稻飛虱的信息。
湘湖實驗室重大遷飛性害蟲監測預警團隊副研究員劉大眾介紹,稻飛虱一直處于雷達的探測范圍內,形成了連續性雷達觀測點,每一個點雷達都可以對它進行參數反演,包括它的體長、體寬、體重。全球領先,他們第一次做到了把毫克級的昆蟲參數做了精細化測量。
稻飛虱、稻縱卷葉螟等這些遷飛昆蟲,體重最低僅1毫克,卻能乘著季風一夜飛行上百公里,跨區域、跨境遷飛。我國《一類農作物病蟲害名錄》共計囊括11種(類)害蟲,其中,有8種(類)都具備遠距離遷飛的能力。
浙江省杭州市蕭山區農業和林業技術推廣中心研究員王國榮介紹,稻飛虱一旦進入到稻田之后,它在水稻的基部吸食汁液,如果量大的話,水稻的營養馬上就被稻飛虱給吸完了,最后水稻就會枯死,沒有產量。農民在田埂上發現不了水稻田下面很隱蔽的現象,一旦發現的時候可能就已經枯黃了,這個時候去防治已經為時過晚。
過去,基層植保員只能靠燈誘和人工下田數蟲,等發現蟲情往往已是“昨天的事”,最佳防治窗口早已錯過。現在,浙江正用一張“天網”改變這個困局。
浙江湘湖實驗室在蕭山、東陽、象山、龍游、蓮都布設了5個高分辨昆蟲雷達監測站。這些雷達能精準捕捉2公里空域內的遷飛蟲群,配合智能高空誘蟲燈和地面智能監測點,形成“天空地”一體化的立體感知網絡。數據實時匯入“浙江省重大遷飛性害蟲監測預警平臺”,經過AI模型分析,幾分鐘內就能生成遷飛軌跡和風險預警。
劉大眾表示,目前,他們能夠做到在害蟲降落之前發現,同時,預警系統能夠預測它的降落區,這樣在它剛一降落或者降落之前,就能夠對它進行精準預測。同時,把昆蟲雷達網與氣象雷達網進行一個融合,這樣通過天氣雷達能夠提前發現大的蟲群,之后用昆蟲雷達對它進行精細化數據提取,這樣就能夠把預警提前。
湘湖實驗室生物互作研究院執行院長呂要斌表示,之前的雷達重點是觀察昆蟲群體,而現在雷達可以觀察昆蟲個體,可以精確到個體的大小、體重、體寬,翅膀的振動頻率,這都是用來區分不同昆蟲的典型生物學參數,為精準預測提供基礎,這是它的最大優勢。
浙江省重大遷飛性害蟲監測預警平臺自2025年4月試運行以來,已成功精準預警多次稻飛虱爆發事件,成為全國首個省級規模化昆蟲雷達示范工程。截至目前,平臺數據庫已收錄119種昆蟲的精細特征,針對浙江建立的識別模型,能準確辨別其中54種主要害蟲,平均準確率超80%。
專家分析:昆蟲雷達如何做到“火眼金睛”
用肉眼都很難看清楚的稻飛虱,在幾百米外,我國自主研制的高精度雷達可以捕捉到它的蹤跡。這也是全世界第一次有人為探測農業害蟲而專門定制雷達。這是如何做到的?
如何將先進雷達技術應用到農業遷飛害蟲監測與防控領域?2014年,中國農業科學院與北京理工大學聯手,共同為夯實大國糧基打造“神器”——國產高精度昆蟲雷達。這也是全世界第一次有人為探測農業害蟲而專門定制雷達。
鍛造一臺真正的昆蟲雷達,最核心的挑戰就是“無上限地提高探測精度”。突破傳統雷達的探測極限,讓空中遷飛的微小害蟲清晰“顯形”。
北京理工大學教授胡程表示,在廣闊的天空里面,要找1毫米量級的稻飛虱確實很難,就跟大海里面撈針一樣。雷達一個很核心的創新點就是能同時發射多個不同波長的信號,每一個波長相當于一個不同精度的尺子,發射多個不同尺度的信號,相當于用多個不同精度的尺子去量蟲子。這樣既能測很大的蟲子,又能測毫米級非常小的蟲子。
找到目標之后,還需通過分析雷達回波,解析出目標的體長、體寬、體重、振翅頻率等關鍵生物學參數,進而完成昆蟲種類的識別與確認。
胡程表示,蟲子在飛的時候會拍翅膀,會對電磁波產生一個很微弱的調制,叫做微多普勒,就像我們人在呼吸的時候,胸腔會起伏是一樣的,通過這種方式就可以把蟲子的振翅頻率給提取出來。
從2018年下線的第一臺樣機,到如今浙江的幾臺“頂配”雷達,昆蟲雷達已在實驗室和試驗場經歷了數輪完善和迭代。在農作物害蟲遷飛的重要關隘上,昆蟲雷達讓空中遷飛的微小害蟲清晰“顯形”,用科技力量守護國家糧食安全。
胡程表示,現在雷達精度很高,能把參數都給測出來,但測出來之后,到底是什么蟲子的準確度需要他們再通過長時間積累和農業專家一起充分配合,提高識別率,這個是他們未來的目標和方向。
轉自:央視網
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