4.2.4. Фитосанитарная диагностика

Фитосанитарная диагностика (ФД) является заключительным этапом фитосанитарного мониторинга. Она включает диагностику объектов фитосанитарного мониторинга (фитопатогенов, фитофагов, сорных растений) и диагностику складывающейся фитосанитарной ситуации в агроэкосистемах, севооборотах и агроландшафтах.

Диагностика объектов является составным элементом ситуационной диагностики. Последняя предполагает анализ всего комплекса биотических, агроэкологических, хозяйственно-экономических факторов, влияющих на развитие болезней, вредителей и сорных растений, и определяющих необходимость разработки и проведения систем ИЗР. Иными словами, диагностика ситуации – это диагностика продовольственной безопасности региона, страны, которая возникает вследствие фитосанитарных стрессовых ситуаций биогенного характера.

Сложность задачи делает необходимым привлечение современной компьютерной техники и достижений в области информационных технологий, основными элементами которых являются электронные коммуникации, экспертные модели, электронные хранилища информации, программные средства для анализа. Это направление в фитосанитарной диагностике только начало развиваться.

В последние годы для решения диагностических задач начали широко использовать мультимедийные, гипертекстовые системы на лазерных дисках или в сети Интернет.

Во Франции Институтом сельскохозяйственных исследований разработана специализированная компьютерная система, содержащая обширную информацию о бактериальных, грибных, микоплазменных и вирусных болезнях сельскохозяйственных культур Европы. Представлены описание болезней, их биология, эпидемиология и вредоносность. Имеются изображения пораженных растений. Данная система доступна в сети Интернет (ьwww.inra.fr/HYP3).

В Англии на лазерный диск занесена информация о 1000 вредных организмов, 150 основных сельскохозяйственных культурах в 150 странах мира. Для каждого вредного вида имеются сведения по таксономии и номенклатуре, географии распространения, биологии, симптомам, методам обнаружения, диагностики и контроля, экономическому значению и вредоносности. Имеются фотографии и рисунки пораженных растений или их органов, патогенов и сорняков, а также карт их распространения.

Созданы лазерные диски по отдельным сорнякам и вредителям с разделами, посвященными диагностике. Используемые в таких системах гипертекстовые технологии позволяют осуществлять диагностику по ключевым описаниям и изображениям, как при работе с традиционными определителями.

Для сбора, хранения и последующей обработки огромного количества информации необходимо создавать уже не базы, а электронные хранилища данных, где бы они накапливались в разном виде (числовые данные, тексты, изображения и т.д.). Для извлечения знаний из таких хранилищ и использования в целях ФД в настоящее время предлагается новая технология интеллектуального анализа, называемая data mining – добыча данных. Эта технология стремительно развивается в таких отраслях, как медицина, биология, банковское дело, страхование, социальная сфера. Основными ее элементами являются нахождение ассоциативных связей, скрытых закономерностей по наборам данных, оценка влияния параметров на события и ситуации, многомерное распознавание, кластеризация и т.д. Широко используются многомерные цветные изображения, что способствует более глубокому, в том числе интуитивному, пониманию ситуации или явления.

Одним из направлений фитосанитарной информатики, интенсивно разрабатываемых за рубежом, является автоматизация получения, обработки и передачи данных, необходимых для осуществления комплексного мониторинга и прогноза. Разработаны технические и программные средства, позволяющие непосредственно в поле проводить сбор метеорологической, фитосанитарной и иной агроэкологической информации, ее автоматическую обработку, передачу и представление потребителю соответствующих рекомендаций по защите растений. Такие станции эксплуатируются в Германии, Швейцарии, Австрии, США, Новой Зеландии, Австралии и других странах. Например, в Германии в системах ФД и поддержки принятия решений по защите растений используется метеорологическая информация со 110 станций службы погоды и 220 метеостанций службы защиты

В последнее время стали на практике применять так называемые технологии геостационарного позицирования на основе радионавигационных глобальных поисковых систем. Они автоматически формируют базы данных о состоянии, как отдельных полей, так и их фрагментов (до нескольких квадратных метров). Выдаваемое решение – адресная агротехника на каждом поле и каждом фрагменте. Датчики получения информации устанавливаются на комбайнах, опрыскивателях, туковых сеялках и т.д. Технологическая информация представляется в виде топотехнологических карт: почвенных, урожайности, внесения семян, удобрений, гербицидов, состояния посевов, в том числе очагов заболевания, зон, пораженных вредителями, и т.д. Иностранные фирмы продают оборудование для точного ведения земледелия.

Есть и более простые, доступные технологии, например адресное применение гербицидов в пределах поля, которое осуществляется с помощью специальных датчиков плотности сорняков, устанавливаемых непосредственно на опрыскивающей аппаратуре. Такие системы разработаны и широко используются в США, Англии, Германии, Японии, они находят все более широкое применение и в России.

Весьма перспективным представляется применение геоинформационных систем (ГИС). Фитосанитарные ГИС – это сочетание баз фитосанитарных данных с электронными картами, то есть компьютерное (электронное) фитосанитарное картирование территорий разного масштаба – хозяйство, район, область, федерация. Представление информации на электронных картах обеспечивает наглядность, содержательность информации и возможность ее оперативного анализа. Они позволяют более обоснованно и точно определять масштабность и интенсивность той или иной фитосанитарной ситуации, площади, подлежащие защите, потребности в химических и биологических средствах защиты; выявлять факторы, способствовавшие массовой вспышке биообъекта или ее депрессии, разрабатывать предложения по профилактике опасных фитосанитарных ситуаций.

И, наконец, интенсивно развивающимися и широко применяемыми в защите растений, как и во всех других областях производства, науки, социальной сферы и т.д., являются Интернет-технологии:

дистанционная Интернет-диагностика. В Японии система дистанционной диагностики основана на анализе изображений, сделанных наземными телевизионными камерами, которые по сети Интернет передаются в лабораторию диагностики, где анализируются специальными средствами. Результаты анализа также по сети Интернет доводятся до потребителя;

получение необходимой для ФД информации. В ряде стран (США, Дания, Великобритания и т.д.) разработана и функционирует система сбора фитосанитарной информации через сеть Интернет. На специальных ее страницах помещены фактические данные о развитии вредителей, болезней и сорняков на различных культурах, представлены карты их распространения.

Для решения этих и других задач Интернет технологии позволяют производить поиск необходимой библиографии.

Обычно для поиска интересующей информации заходят на специализированные информационные узлы, называемые поисковиками, такими как Yahoo! (ьhttp://www.yahoo.com/), Altavista (ьhttp://www.altavista.com/), Google (ьhttp://www.google.com/) и другими. В России широко известны Рамблер (ьwww.rambler.ru), Яndeх (ьhttp://www.yandex.ru/), менее известны Пунто (ьhttp://www.punto.ru/) или Теоmа (ьhttp://www.teoma.com/).

Для обеспечения большей полноты поиска используют и более интеллектуальные системы, так называемые метамашины. Наиболее известным ее представителем является программа Copernic 2001 Pro (ьhttp://www.copernic.com/). Поиск русскоязычных ресурсов лучше осуществляют отечественные программы.

В научной сфере существуют традиционные правила: принято ссылаться на информацию, опубликованную в специализированных научных изданиях. Как правило, все серьезные научные издания имеют свои сайты в Интернете, а краткие библиографические описания публикаций и их полнотекстовые электронные версии помещены в те или иные базы данных.

Библиографические ресурсы глобальной сети обширны и разнообразны. Ее главной составляющей являются электронные каталоги библиотек, включающие как крупнейшие книгохранилища мира, так и городские публичные библиотеки. Некий перечень библиотечных ресурсов по сельскому хозяйству можно получить с помощью поисковиков типа Yahoo!, выбирая в меню Science -> Agriculture, подпункт Libraries («Библиотеки»). Отличным источником научной информации, активности публикаций по отдельным направлениям является отечественная система «elibrary» (ьhttps://elibrary.ru/), в которой можно размещать тематические запросы по отдельным темам защиты растений и получать готовые подборки публикаций как отечественных, так и зарубежных журналов.

Среди прочих следует отметить Библиотеку Конгресса США (ьhttp://lcweb.loc.gov/) – одну из крупнейших в мире, со свободным доступом в электронные каталоги.

Среди крупнейших сельскохозяйственных библиотек необходимо отметить Национальную сельскохозяйственную библиотеку Департамента сельского хозяйства США Agricola (ьhttp://www.nal.usda.gov/).

Рейтинг электронных библиотек по их популярности можно увидеть на сайте 100 Top Library Sites (ьhttp:/www.100.com/Top/Library).

Во многих странах это стало фактически главным способом консультационного обслуживания сельскохозяйственных товаропроизводителей. На Интернет-страницах представлены результаты анализа фитосанитарной ситуации в виде графиков, картосхем развития и распространения патогенов, вредителей, сорняков. Даны рекомендации по проведению защитных мероприятий.

Один из способов реализации Центра прецизионных (от фран. precision – точность) анализов – создание Интернет-лаборатории – группы высококвалифицированных специалистов, общение с которыми идет с использованием средств электронной коммуникации. Например, в ведущем сельскохозяйственном университете США Purdue (штат Индиана) работает такая лаборатория по диагностике болезней и вредителей. Она обслуживает широкий круг специалистов, бизнесменов, товаропроизводителей. На Интернет-странице этой лаборатории представлены информация по сбору и пересылке образцов пораженных растений и сопутствующая информация. В зависимости от вида анализа стоимость экспертизы составляет 11–25 долл. США. Результаты анализа оперативно, как правило, по электронной почте доводятся до заказчика.

Отделением защиты растений РАСХН и Минсельхозом РФ предусматривается совершенствование и разработка новых методов фитосанитарной диагностики, как для научно-исследовательских целей, так и для нужд практической службы защиты растений.