物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在育種中的應用

相對于育種技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和應用相對較晚。它作為一個(gè)嶄新的概念，它主要包括物聯(lián)網(wǎng)架構技術(shù)、無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )、傳感器技術(shù)、統一標識技術(shù)、定位技術(shù)和自動(dòng)識別技術(shù)等。雖然發(fā)展時(shí)間較短，但是其發(fā)展非常迅速。其應用范圍也十分廣泛，遍及數字農業(yè)、環(huán)境保護、環(huán)境監測、花卉栽培、食品溯源和情報搜集等多個(gè)領(lǐng)域。
一 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )技術(shù)在水稻育種中的應用
無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )技術(shù)是指將傳感器技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、數據網(wǎng)絡(luò )傳送、儲存、處理與分析技術(shù)集成的現代信息技術(shù)。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(yè)中已經(jīng)得到較好應用。育種的目的就是培育適應不同生產(chǎn)環(huán)境 的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、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(chóng)害高發(fā)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無(wú)線(xiàn)傳感器對其感知監測，從而篩選 到適應不同生長(cháng)環(huán)境的水稻新品種。無(wú)線(xiàn)傳感技術(shù)可以在以下幾個(gè)方面給育種工作提供幫助。
1．作物生長(cháng)環(huán)境監測
環(huán)境條件對作物生長(cháng)發(fā)育具有重要作用。在其生長(cháng)過(guò)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(guò)自身感受和主觀(guān)判斷，來(lái)確定作物生長(cháng)環(huán)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(wú)線(xiàn)傳感器技術(shù)中不同傳感器，來(lái)獲得作物生長(cháng)環(huán)境中各種大量的數據，而且這些數據都是精確、及時(shí)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度傳感器，實(shí)時(shí)獲得作物生長(cháng)的環(huán)境溫度，也可獲得作物生長(cháng)過(guò)程中的有效積溫量，根據不同溫度下水稻生長(cháng)態(tài)勢，來(lái)確定適宜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(guò)對不同指標的監控測定，獲得不同作物品種的最佳生長(cháng)環(huán)境狀況，從而制定不同栽培技術(shù)，指導農民科學(xué)種 田，實(shí)現增產(chǎn)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(gè)較為精確的制種面積數據，這樣才能夠對制種產(chǎn)量進(jìn)行正常生長(cháng)狀況下的初步估算。過(guò)去人們 普遍采用人工測量，這不但費時(shí)費力，還往往存在較大人為和由于田塊不規則等客觀(guān)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(chǎn)量不能準確估計，影響育種公司效益等。目前，人們可以通過(guò)獲得的水稻生長(cháng)期間的衛星遙感數據經(jīng)過(guò)積和糾正、假彩色合成和植被指數計算，再經(jīng)由ENVI 軟件處理，就可以得到較為精確的結果。
3. 作物生長(cháng)態(tài)勢與產(chǎn)量檢測與估計
作物的生長(cháng)態(tài)勢是對作物生長(cháng)狀況進(jìn)行總體評價(jià)的綜合參考系數。以往育種人員往往通過(guò)自身經(jīng)驗來(lái)判定其生長(cháng)態(tài)勢的好與壞，所以只 能給出大概的產(chǎn)量估算結果，也就不能利用該結果準確地計算出其產(chǎn)量水平。利用無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )技術(shù)估產(chǎn)，具有快速、經(jīng)濟、客觀(guān)、準確等特點(diǎn)，同時(shí)還可以對水稻生長(cháng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監測，排除人為因素的局限性，有較好的發(fā)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(xué)依據。
4. 作物病蟲(chóng)害監測與預報
作物病蟲(chóng)害是制約作物產(chǎn)量的重要因素。以往，育種人員都是根據育種經(jīng)驗來(lái)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(shí)時(shí)有效的監控。利用無(wú)線(xiàn)傳感器，對作物進(jìn)行24h不間斷監測，在水稻遭受病蟲(chóng)害時(shí)，能及時(shí)有效地作出預報，使 育種人員及時(shí)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(fā)生病蟲(chóng)害時(shí)，?？梢员憩F出來(lái)的植物外部形態(tài) 和內部生理結構的變化導致的植被指數的變化，來(lái)進(jìn)行檢測病蟲(chóng)害的發(fā)生和發(fā)展; 后者，主要應用紅邊斜率和紅邊位置來(lái)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(chóng)害，提高育種效率，較快地篩選出不同抗性的水稻新品種。
二 RFID技術(shù)在水稻育種中的應用
水稻育種公司要把培育出來(lái)的新品種生產(chǎn)出來(lái)的合格的種子銷(xiāo)售給農民朋友，也就是把實(shí)驗成果轉化到實(shí)際生產(chǎn)應用中去，才能實(shí)現公司獲益，農民獲利。然而，種子產(chǎn)品流通過(guò)程中存在著(zhù)質(zhì)量難把關(guān)、來(lái)源難追溯、去向難查證、控制成本高、效能低及市場(chǎng)信息掌控能力與效能差等問(wèn)題，同時(shí)受經(jīng)營(yíng)的門(mén)檻要求低、犯罪收益大，且侵害對象防范意識較差等諸多因素影響，“假種子”犯罪形勢嚴峻，這不僅危害到育種公司的利益，打擊了其培育新品種的積極性，同時(shí)也損害了農民朋友的利益，嚴重的還會(huì )影響國家糧食安全，危害巨大。RFID 技術(shù)的應用，很好地解決了這一難題。RFID 技術(shù)即射頻識別，習慣上稱(chēng)作電子標簽，具有可快速寫(xiě)入、長(cháng)期跟蹤管理的特點(diǎn)。與傳統的條碼技術(shù)相比，其具有信息儲量大、環(huán)境適應性強、識別精度高、操作快捷等主要特點(diǎn)，其識別過(guò)程不需要人的直接干預，并可同時(shí)識別多個(gè)標簽。這樣，育種公司就可以在生產(chǎn)出來(lái)的水稻種子包裝袋上貼上電子標簽，對其流通過(guò)程定點(diǎn)監控，實(shí)現其智能溯源，降低流通成本，提高流通效率和效能，從而保護自身的合法權益，農民朋友也可買(mǎi)到放心的種子。最后，種子公司還可以了解到自己的種子流通去向和數量，為來(lái)年的市場(chǎng)規劃提供可靠依據，促進(jìn)公司的發(fā)展。