科创中国

农、林、牧、渔业,畜牧业

苜蓿（Medicago sativa. L）作为一种多年生豆科牧草，因具有品质优良、产草量高等特点而被广泛种植。近年来，我国畜牧业尤其奶业发展迅速，对苜蓿饲草的需求量整体呈增加趋势。在苜蓿饲草供需关系不平衡的背景下，规模化、集约化、机械化、专业化的苜蓿饲草生产是重要的解决途径之一。在大面积苜蓿饲草生产管理时，及时、准确地获取苜蓿生长动态和产草量在生产中具有重要意义。 传统的植被产量监测通常采用人工调查的方法，该方法费时、费力，且在时空动态监测具有较大难度。遥感技术具有大面积同步观测、时效性强、非直接接触等特点，可实现植物生长的无损伤、高效、客观的动态监测。本技术针对规模化苜蓿生产过程中监测问题，通过开展不同茬次苜蓿田间调查，分析遥感数据不同波段反射率、植被指数与监测指标的相关性，筛选适宜用于苜蓿产草量遥感监测的波段与植被指数，构建规模化苜蓿产草量遥感监测技术，研究可为规模化苜蓿精细化、智能化生产管理提供技术支撑。

本技术主要创新点在于将苜蓿低地上生物量数据融入苜蓿产草量遥感监测模型，将遥感技术应用到规模化苜蓿生长监测。遥感技术已在农业生产管理中发挥了重要作用，主要围绕作物分布与面积、长势、产量、灾害等方面。目前，利用遥感技术进行植被产量估算主要以小麦、玉米、水稻等作物为主，在苜蓿产草量估算中相对较少。苜蓿产草量常规测量方法以收获法为主，无法实现大面积监测，而目前遥感监测是多以某一时刻的地上生物量为监测目的，由于苜蓿实际生产时刈割存在差异性，某一时刻的地上生物量可能并非产草量。本研究将苜蓿低地上生物量数据融入产草量遥感监测模型，构建基于水分相关较高的植被指数的单参数反演模型，结果表现出较高的模拟精度；而以植被指数、波段反射率作为多参数变量的苜蓿产草量反演模型，随机森林和支持向量机模拟精度高于基于单参数的苜蓿产草量反演模型。

中国农业科学院农业资源与农业区划研究所主要开展遥感、地理信息系统和全球定位系统技术在农业、草地上的综合应用，以及相关资源调查、监测、评价、信息化管理和可持续利用等研究工作。研究所拥有农业农村部草地资源监测评价与创新利用重点实验室、农业农村部农业遥感重点实验室等农业农村部重点实验室6个；3个国家级野外科学观测研究站，4个部级野外观测台站，也是国家遥感中心农业应用部、农业农村部遥感应用中心研究部的挂靠单位。中国农业科学院农业资源与农业区划研究所草地生态遥感创新团队组建于2013年，是首批进入中国农业科学院农业科技创新工程的创新团队，先后主持“草原生态系统立体监测评估技术研究及应用”（2013BAC03B02，2013-2016）、“北方退化草甸草地治理技术与示范”（2016YFC0500600，2016-2021）等项目，项目绩效考评均获优秀。研究成果“数字牧场技术”2019年入选农业农村部主推技术、中国农业农村十大新技术，“草原生态修复与智慧牧场管理技术”作为典型代表性重大创新成果，被推荐参加“十三五”科技创新成就展。

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