近日,佛山大学“百千万工程”突击队“莓丽乡村”实践团奔赴广东省河源市龙川县赤光镇开展“三下乡”社会实践活动。“莓丽乡村”实践团围绕赤光镇当地农业发展问题,基于人工智能技术,提出草莓、葡萄病虫害创新解决方案,搭建了一款病虫害防治系统。该系统旨在以科技赋能乡村,帮助当地草莓、葡萄种植者及时识别和监测植株上的病虫害问题,并提供个性化的防治建议,实现农业可持续发展。

为了深入了解龙川县赤光镇草莓和葡萄种植业产业概况,更好将病虫害防治系统应用于园区种植业,“莓丽乡村”实践团前往龙川绿油农业发展有限公司进行实地调研,并走访参观了葡萄园区。

图为“莓丽乡村”实践团成员入园考察

“莓丽乡村”实践团通过采访了解到,龙川绿油农业发展有限公司目前以发展观光旅游业、采摘业为核心业务,而土壤板结与病虫害问题是阻碍园区发展的两大痛点。

在应对园区土壤板结问题上,绿油公司采取物理、生物、化学等多种方法相结合的方式进行改善,例如轮作、滴灌、使用土壤改良剂或阿司匹林以及增施有机肥等措施,但成本也会相应增加。绿油公司表示,雨水充足和较高的空气湿度不仅容易引起葡萄病虫害的发生,严重影响葡萄的生长发育和产量,还导致肥料难以吸收,且由于技术成熟度不足与标准缺失,智慧农业精细标准问题尚存。

基于以上问题,实践团近距离地观察葡萄的生长环境、栽培技术,深入了解园区的实际问题。经过调研,莓丽乡村实践团采取土壤改良、筛选适合的葡萄品种、搭建病虫害识别系统实时监测葡萄生长情况、制定严格的葡萄种植管理文件来帮助农民种植,以图推动当地农业可持续发展。

其中,独具特色的病虫害识别系统是由团队成员通过发挥大数据、人工智能、自动化、园艺等专业特长,利用先进的机器学习算法和图像识别技术,共同训练出的基于SE-ResNext50的病虫害识别模型,并由此开发出搭载该模型的小程序、网站和硬件设施。

图为“莓丽乡村”实践团成员自主研发的病虫害识别系统

该系统通过对10万多张草莓、葡萄病虫害图像进行学习和训练,使其具备高达93.2%的识别精度,很大程度上满足了种植户对病虫害识别与防治的需求,同时,可以为农药研发者对药效测试提供更便捷的服务,推动农业发展。

在模型的搭建上,实践团成员采用了残差架构与注意力机制,与常用模型相比,模型泛化能力强,准确率高达93.2%,还采用了K210芯片,功耗降低了70%,可供用户长时间使用,能够快速、准确地识别多种常见的草莓、葡萄病虫害,如灰病、蚜虫、白粉病等。

经过现场调试与实物测试后,“莓丽乡村”实践团队长向当地农民展示了病虫害识别系统的各项功能,并向农民讲解如何操作该系统,以及如何在实际种植中应用。农民只需要拍摄图片上传系统,系统便能自动分析病虫害类别,提出治疗方案,做到对症下药。

图为“莓丽乡村”实践团成员向农民展示病虫害系统的实际应用

此外,为了更好将上述的病虫害防治系统落实到园区应用中,“莓丽乡村”实践团还与龙川当地的中国电信公司达成合作,携手将病虫害检测模型与电信摄像头融合部署,共同评估性能和覆盖范围,以应对好园内检测需求,更加高效准确地识别病虫害。

电信公司工作人员表示,实践团自主研发的病虫害识别系统可以提升葡萄种植的生产效率,为农业发展带来益处。

图为中国电信工作人员与实践团交谈

在目睹“莓丽乡村”实践团成员的一系列行动后,葡萄园区叶惠丽经理表示:“佛山大学的同学给我们园区带来了一套完整的病虫害检测方案,让我们能比较有针对性的防治病虫害,提高葡萄的质量。”

图为叶惠丽经理接受采访

据悉,实践团成员将以草莓、葡萄病虫害标识库为基础,在当地农业博士研究院的指导下建立通用的农作物病虫害标识库,为之后其他岭南农作物的病虫害识别提供支持。

本次莓丽乡村实践团以“科技+农业”的创新形式到广东省河源市龙川县赤光镇开展“百千万工程”突击队行动,助力乡村现代化发展,建设现代化葡萄产业园,为葡萄的生长打造一个安全、高效、可持续发展的环境。(通讯员 王盼)