科创中国

行业领域

电子信息技术,软件

需求背景

当前传统考种弊端主要包括：

1.人员多：由于传统考种工作都是人工完成的，玉米材料众多，特别是近几年的玉米单倍体育种技术应用，各家都有上万个组合需要考种，需要大量科研人员参与考种，有时需要临时招聘些当地农民工。

2.粗放作业：通常考种工作，将收获玉米果穗晾晒好，从纱网袋选择几个好的没有虫害霉变的果穗，用手一掰，看玉米籽粒的整齐度，穗行数等，用眼看玉米穗轴粗细，挑选后人工脱200粒左右，装到纸袋留作南繁用。

3.误差大：通常考种工作，用一把尺子，一杆秤去考种，尺子量，用眼瞪，每个人看的都不一样，加上这几年临时聘请的当地农民工已达60岁，多数已花眼，造成误差更大，精度更差。

4.考种指标少：传统考种只能测量穗轴，穗长等简单指标，穗投影面积、凸尖长、凸尖比例、粒宽、粒厚、粒长、籽粒面积等指标难以测定。

5.效率低：8 个人，8 个环节，一坐 8 个小时，一天只能完成 300 份样品。

需解决的主要技术难题

需要基于机器视觉和人工智能技术对玉米整穗、截面和籽粒进行考种的系统，能够自动测量穗数、穗长、穗宽、穗周长、穗投影面积、秃尖长、秃尖比例、行数、行粒数、穗粒数、粒宽、粒厚、粒长、籽粒面积、籽粒数等指标。要可以实现扫码、拍照、分析的流程化作业，并允许客户人工输入一些无法自动化考种的指标，所有数据一块并入报表，方便育种家后续分析。

期望实现的主要技术目标

1、同时具备整穗、截面和籽粒考种功能；

2、整穗考种指标：穗数、穗长、穗宽、穗周长、穗投影面积、行数、行粒数、粒宽、粒厚、穗粒数、秃尖长、秃尖比例，允许人工输入穗型；

3、截面考种指标：截面数、穗粗、轴粗、粒宽、粒长，允许人工输入轴色；

4、资料考种指标：籽粒数、粒长、粒宽、籽粒面积，允许人工输入籽粒类型、籽粒颜色；

5、扫码、拍照、分析的流程化作业；

6、带尺寸标定功能，允许用户定期标定；

7、数据文件包括单张图片的平均数据，也包括每张图片中的单个果穗、截面和籽粒的详细数据。

需求解析

解析单位：“科创中国”蔬菜数字种植产业科技服务团（中国园艺学会） 解析时间：2023-10-31

杨坤

中国农业科学院蔬菜花卉研究所

课题组长、常务副主任/正高级农艺师

综合评价

根据对基于数字化的玉米考种系统所提需求的分析，当前的需求困境是能够通过现代玉米种业信息化技术解决的，从技术可行性的角度是能够通过的。通过数字化玉米系统能够快速、高效、准确、低成本的完成玉米果穗考种工作，也是满足当前的用户需求的。

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