酸甜多汁的草莓素有“水果皇后”的美称,深受大众喜爱。很多人不知道,我们吃到的温室草莓,生长在高温高湿、通风有限的大棚环境里。这种适合草莓快速生长的小环境,同时也是病菌、害虫繁衍的“温床”。从开花坐果到果实成熟,白粉病、灰霉病、炭疽病、蚜虫、红蜘蛛、蓟马轮番侵袭。一旦防控不及时,轻则果实品相受损、产量下降,严重时整棚草莓绝收。
在智慧农业技术普及之前,莓农的防控手段十分有限:弯腰蹲在垄间一株株肉眼排查病虫,再背负药箱整棚“地毯式”打药。人工视力存在局限,微小的早期病斑、微型害虫很容易被漏掉;等到肉眼能明显看见烂果、大片病叶时,病虫害已经扩散。大范围无差别喷药,不仅农药消耗大,长期使用还会让病虫产生抗药性,后续防治会变得越来越难。如今江苏、山东多地的草莓温室,迎来了一批不知疲倦的“植物医生”——AI机器人,让草莓病虫害防治,从“靠经验”走向“靠数据”。
1 威胁草莓的六大主要病虫害
设施大棚湿度大、空气流通弱,是草莓病虫害高发的核心诱因。很多病害的孢子、虫卵藏在叶片背面、茎秆缝隙,人工视线很难覆盖全部位置,这也是早期病害总被漏掉的重要原因。例如白粉,症状表现为叶片、果实表面覆盖一层白色粉状物,如同撒上干面粉,病害加重后叶缘卷曲、焦枯,果实发育畸形,口感变差。但白粉病菌十分狡猾,0.2 mm的微小病斑就已经具备传播能力,但人眼很难分辨。传统人工喷雾,还常常出现漏喷、重复喷洒的情况。灰霉病是会传染的“烂果杀手”。灰霉病属于高传染性真菌病害,1颗染病果实释放的孢子,在高湿大棚内几天就能传染一大片植株。等到种植户肉眼发现烂果,棚内往往已经大面积染病,治理成本极高。炭疽病是草莓植株的“黑脚丫”,主要攻击草莓匍匐茎与茎基部。炭疽病病斑多藏在植株靠近地面的茎基部,人工弯腰查看非常耗费体力,细小褐斑极易被忽略。
蚜虫是传播病毒的“信使”,不仅会吸食汁液,还是草莓多种病毒病的传播媒介。传统“看见虫子就打药”的粗放模式,反复用药会加速蚜虫抗药性进化,越打药越难除虫。红蜘蛛是隐匿叶背的“吸血小虫”。受害叶片先出现灰白色小点,严重时整片叶片变为锈红色。高温干燥环境下红蜘蛛繁殖速度极快,短短7天就可以完成一代繁殖,等叶片大面积发红,虫害已经大规模爆发。蓟马则是会让草莓毁容的“小黑豆”,蓟马虫体仅有0.5 mm,体型微小,人眼很难察觉。它啃食草莓的花瓣和幼果,造成花瓣长褐斑、幼果顶端长出锈色疤痕,好好的草莓变成“花脸果”,直接失去商品售卖价值。蓟马喜欢昼伏夜出,白天大多躲藏在花内,白天人工巡查很难发现虫情。

图1 白粉病

图2 灰霉病
2 AI机器人“看病”四步流程
AI机器人给草莓“看病”,完整分为自主巡诊、AI诊断、精准处方、变量防治四个环节,形成从发现病虫到落地防控的完整闭环。
2.1 自主巡诊
自主巡诊是依靠激光雷达与RTK厘米级定位,机器人按照弓字形路线自主在垄间行进,遇到枝叶、杂物等障碍物自动绕行。单次巡检可覆盖2亩温室,续航时长4 h。RTK定位技术,可以让机器人在大棚内定位精度达到厘米级别,保证每一株草莓都不会被漏检,不会重复扫描同一区域。
2.2 AI诊断
机器人行进途中持续拍摄作物高清图像,数据实时传输至边缘计算盒。深度学习模型仅需200 ms就完成病斑检测、害虫计数,自动生成病虫害热力图。热力图可以直观展示大棚哪里病虫多、哪里植株健康,就如同大棚病虫害的“病情地图”。
2.3 精准处方
系统结合病虫害种类、虫口密度、发病位置,自动输出绿色防控方案。方案会写明适配的生物农药、药剂稀释倍数、最佳施药时段、天敌昆虫释放数量。不同病虫害最佳防治时间不一样,比如蓟马适合夜间清晨施药,部分真菌病害需要选择晴天傍晚用药,AI系统会根据病虫习性匹配方案,改变过去不分时机盲目打药的习惯。

图3 AI诊断识别作物病害
2.4 变量防治
机器人搭载微型变量喷杆接收系统指令:病虫害严重的红色预警区域,适度加大药剂用量;健康的绿色安全区域,喷洒清水或者完全不施药。平均节省农药30%以上,真正做到“哪里生病治哪里,健康植株不打药”。
3 智慧温室,走向“未病先防”
江苏句容的试验温室,已经打造出初具规模的“无人草莓病房”。大棚垄间很少见到来回忙碌的工人,白色的AI机器人不停穿梭。头顶的多光谱相机相当于给草莓做“全身CT扫描”,把每一株草莓的健康档案实时上传云端。种植户不用常驻大棚,打开手机小程序,就能收到植株异常推送提醒:“第3垄第15株叶片发现2 mm白粉斑,已自动标记,建议2 h内执行靶向喷药”。从前莓农要靠经验猜:今天要不要打药?打多少药量?现在一切都由监测数据说了算。当地种植户介绍,用上这套智能巡检系统,全年可以减少6次打药作业,草莓果品品质提升,每年能多获得3万元左右收益。
4 科普小结
传统农业大多属于“发病之后再补救”;而AI机器人实现的是预防式植保,在病虫害小规模萌芽阶段就干预处置,这也是现代绿色植保的核心理念。从“见病才治”升级为“未病先防”,从全棚无差别喷洒药剂,转变为局部点位精准处置。AI巡检机器人把草莓温室,改造成为一座绿色高效的“植物医院”。未来,当我们咬下一口香甜的草莓,这份美味的背后,或许就藏着一位AI“小医生”默默守护的功劳。
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