基于农业物联网应用的马铃薯疫病诊断与防控

梁召坤　梁希森　张志凯

摘 要：马铃薯种植简单、管理简单、经济效益高、种植范围广，是中国的主要农作物之一，其种植面积在世界上位居首位。为给广大马铃薯种植户提供有效参考，主要分析了危害马铃薯疫病发生特点，并提出了基于农业物联网的马铃薯疫病防治系统，阐述了该系统的应用效果。

关键词：马铃薯疫病;疫病诊断;物联网

马铃薯疫病会导致马铃薯茎叶死亡、块茎腐烂、霉变等，是影响马铃薯生产的毁灭性病害，马铃薯疫病在全世界各地均有发生，在梅雨季节长、气候湿润的地区较为严重，常导致马铃薯提前枯死，无法正常收获，根据近几年的大规模调查显示，马铃薯疫病导致的作物损失可达50%左右。马铃薯作为我国的主要农作物之一，近几年，我国马铃薯的种植面积、产量逐步增长，2012年国内马铃薯种植面积503.08万公顷，马铃薯产量约1687.17万吨，到2018年国内马铃薯种植面积约490.22万公顷，产量约1804.88万吨。同时，马铃薯主粮化也在逐步推进，马铃薯加工成馒头、面条、米粉等主食成为必然发展趋势，而马铃薯疫病作为影响马铃薯产量的主要因素，必须系统对该问题的诊断、防控进行梳理，以为马铃薯种植提供可靠借鉴。

1   马铃薯疫病的发生特征

马铃薯疫病具有典型的流行性病害特征，它的发生和地区气候有直接关系，在湿润、阴雨、缺少光照的情况下，有利于马铃薯疫病的发生，既往研究证明，马铃薯疫病病菌孢子的形成，要求相对马铃薯种植环境的相对湿度在90%左右，饱和湿度是最适宜病菌孢子形成的条件。病菌在侵入马铃薯后，在马铃薯块茎、茎叶处快速蔓延，同时具有较强的“传染性”。我国亚热带季风性气候地区马铃薯种植深受马铃薯疫病所害，尤其是在5月马铃薯现蕾开花后，马铃薯生长进入到“块茎膨胀”阶段，而5月左右的气候温差较大，降雨量较大，极其容易形成马铃薯疫病[1]。多数地区的马铃薯疫病都是在平川地膜发生，然后逐步向周围蔓延，若控制不当，会出现“多次侵染”的情况。

2   马铃薯疫病的诊断

这里以马铃薯早疫病为例，发病初期，植株下部出现褐色、凹陷半点，边缘变为褐色的情況尤为明显，病斑逐步扩大为不规则形状，同时有较为明显的同心轮纹，纹样大小在3.5 mm左右，若环境湿度较大，则会形成黑褐色霉层，后期霉层逐步发展，最终出现穿孔、坏死、变黄、脱水等情况。马铃薯晚疫病的特征和马铃薯早疫病基本相同，但是植株到晚期会变为焦黑状，呈现湿腐性状，在天气干燥的情况下，病斑会干枯为褐色。

马铃薯早疫病由茄链格孢（Alternaria solani ）、大孢链格孢（alternaria macrospora）等引发，马铃薯晚疫病主要由鞭毛菌亚门中的称为致病疫霉（Phytophthora infestansde Bary）的真菌引发[2]。

3   基于农业物联网的马铃薯疫病防治

马铃薯疫病具有典型的气候性特征，病害发生和温度、湿度、降雨等因素有直接关系，物联网的应用就可以此为切入点，基于成熟、可靠、大量的调查数据，构建病害发生和环境气候因素的关系模型，组建无线传感器网络实现对气候因子的有效采集，然后进行马铃薯疫病侵染分析，得出疫病预警信息、决策预警信息，由此可见，基于农业物联网的马铃薯疫病防治需要利用由传感器、网络、GIS系统、专家决策系统构成的物联网疫病防治系统。

3.1   马铃薯疫病防治农业物联网构成

根据上述思路，参考国内外已经成熟的监测系统建设经验，结合我国物联网技术发展情况、农业技术发展情况，构建以“windows XP”为基础的马铃薯疫病防控系统。该系统的主要功能为：（1）传感器、无线通讯网络构成多点同步气象数据采集系统，数据可实现自动收集、自动解析、自动入库，实现无人自动化运作;（2）针对传感器提供的监测数据，根据当地马铃薯疫病发生规律，构建马铃薯疫病侵染分析模型，模型中涵盖昼夜温差变化、侵染过程变化等;（3）和当地气象部门以Web通信的方式共享传感器网络收集数据以及侵染分析数据，工作人员利用PC端软件，手机客户端软件，能够实现随时随地的疫病分析、气象数据浏览，以实时掌握马铃薯疫病发生情况;（4）农户利用手机客户端、PC客户端能够随时随地观察疫病发展情况，选择相应的防治药物[3]。

3.2   马铃薯疫病防治农业物联网应用

上述系统当前在重庆、宁夏、内蒙古、贵州、四川、河南等地已经得到了广泛应用并取得阶段性成果，截止2018年年底，共有三百余个马铃薯疫病监测站实装“马铃薯疫病防治农业物联网系统”，覆盖面积约20万公顷。马铃薯疫病防治农业物联网在实际应用过程中达到97%，表现出较高准确率。

4   结论

综上所述，马铃薯疫病对马铃薯生产有着极大的影响，马铃薯疫病的发生和田间环境息息相关，物联网技术可为马铃薯疫病防治提供可靠支撑，广大从业者在推进物联网技术应用过程中，务必要同步实现田间传感器大范围建设、气象数据同步共享更新，如此才能充分发挥马铃薯疫病防控系统的作用。

参考文献：

[1]徐雪亮，刘子荣，姚英娟， 等.化学药剂种薯消毒防治马铃薯主要病害防效试验[J].湖北农业科学，2019，58（16）：66-70.

[2]徐进，朱杰华，杨艳丽， 等.中国马铃薯病虫害发生情况与农药使用现状[J].中国农业科学，2019，52（16）：2800-2808.

[3]吴路芳，蒋继志，郝志伟， 等.几种活性物质引起马铃薯致病疫霉孢子囊畸变的比较研究[J].河北农业大学学报，2019，42（4）：69-73，81.