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利用数据科学预测植物病害和害虫迁徙

你期望中的未来农业是什么模样?这个问题是预测性分析的核心。在现代农业中,先进的算法被用来解码自然界的模式和行为。 预测有害生物的入侵、发现微观疾病的传播——甚至帮助农民适应气候变化。随着预测算法、分析学和其他新兴技术的发展,现代农业从某种意义上正在寻求方法来预测未来和不可见的事物。

预测病虫害“护卫队”

先进的农业分析技术能够告诉我们越来越多关于农民如何治理病虫害的信息了。作为更大规模的综合病虫害管理的一部分,农业数据分析和数字工具被开发出来,更精准、更科学地处理有害昆虫。这种措施的最近一次进展是使用各种数据来预测入侵性有害生物的迁移。

某些昆虫对农民来说非常有益,而另一些只是起到了无伤大雅的作用。但有一组特定的对农业有害的昆虫,便是俗称的“害虫”。

夜间生物

某些昆虫,如玉米夜蛾,它们只在夜间行动。由于昆虫往往很小,也易于利用周围环境伪装,因此在入侵农田时很难被发现。为了克服这一难题,现代农业正在研究害虫的行为与环境模式之间是如何相关联的。这个新兴技术的目的就是预测昆虫的活动。

预测昆虫入侵

种子公司、大学和政府机构正在开发精巧的系统来追踪有害生物。例如,美国国家气象部门正在使用雷达网络来观察玉米夜蛾的运动速度和迁移情况。过去,这项技术曾用于监测鸟类和蝙蝠;今天,它为农民创造了一个预警系统。如果风、大气压力和其他因素预示着该地区为“高风险区”,像这样的系统就可以提前几天向农民发送电子邮件警报。现代农业可以更准确地使用数据来追踪有害生物的迁移,农民就可以更精确地采取适宜的作物保护方法。像这样的技术进展可以使农民使用更少的杀虫剂,而且更有效。

气候变化正在使昆虫的行为变得更加难以预测

计算气候变化

传统上,农民能够预期有害昆虫还有几个星期的时间才会到达自家田地。随着气候变化导致温度升高,害虫的预期到达时间发生了变化。害虫出现得更早,停留的时间也更长,到达的时间也正处于植物更为脆弱的生长阶段。

拥有更实时和更准确的模型有助于农民适应不断变化的环境条件。现代农业有现场传感器、雷达、天气预报和侦察报告等强力支持,正在开发能够更准确地预测特定昆虫何时开始入侵的方法。

对植物健康来说,除了昆虫之外,还有另一个看不见的威胁

病害的活动

植物病害是沉默的破坏者。农民只能看到植物病害表现出的症状,而无法看到病原体本身。这就带来了一个具有挑战性的问题:“如何才能看清不可见的东西?”光学传感器的发展可能有助于现代农业揭示这些看不见的威胁。

给植物量体温

与夜视护目镜中使用的技术类似,热影成像可以监测某些作物的表面温度。当叶片温度达到一定的阈值时,可以可靠地认为植物处于胁迫状态,需要引起注意。

通过使用高度敏感的遥感器或卫星拍摄的图像,这些数字工具可以在传统的萎蔫、褐化或变色的迹象出现之前就发现问题。有了这些早期的警报,农民可以确切地知道哪些植物是健康的,哪些受到了伤害。

理解大自然的本质

大自然是非常复杂的。即使是在最小的生态系统中,也存在多种多样的变量,其中任何一个都可以深刻地影响栖息地的其他部分。因此,当预测自然界接下来会发生什么时,现代农业必须依赖更多本能之外的信息来了解我们的星球。

利用数据科学、预测分析、机器学习和其他新兴技术,现代农业的领导者正在对我们的生态系统的习性和模式进行更深入、更全面的了解。通过学习更多,现代农业可以继续更高效和更可持续地利用自然资源。

 

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