花生种植中信息技术的有效融合与推广实施要点分析
作者: 王飞
作为重要的农业经济作物,花生不仅具有较高营养价值,其在工业生产领域亦具有广泛用处。经济社会的发展促使消费者对花生质量的要求不断提高,为切实满足市场消费和工业生产需求,推动花生种植规模和种植质量的提升显得十分有必要。现阶段,信息技术的快速进步带动农业现代化建设不断推进,在花生种植领域通过正确应用相关信息技术,可在显著降低生产成本的同时,推动花生增产增收。
一、花生信息化种植技术功能应用分析
1、种植检测系统
种植检测系统可以提供长期有效的农作物监督管理模式,该模式便于对花生种植过程中的具体情况进行查询、分析和相应决策等操作。种植检测系统建立在“3S”技术的基础上,随着云计算、大数据和人工智能等新兴技术的广泛应用,RDID技术、二维码技术、移动互联网技术与物联网技术等新兴技术,在花生种植领域得到了广泛实践机会,可充分发挥对花生种植资源信息的收集、统计、分析与展示等功能,能够实现对花生生长过程中各类自然因素,诸如含水量、土壤和天气等对作物产生的具体影响的分析,充分满足农业生产者的管理需求。
在我国,花生尽管有着广大的种植面积,但受各地区气候和水土等不同条件因素的影响,花生作物的生长态势和种植过程在南北方不同地区差异较为明显。通过应用诸如卫星遥感技术等,对种植区域的农业环境和作物生长状况进行充分收集,在方便进行精准作物栽培操作的同时,能够更加便利地获得花生种植的农业信息,推动农业实时信息的可视化呈现,有助于实现对作物的更好管理。借助信息技术构建起的种植检测系统,能够使用土壤监测管理设备开展土质测定,准确研判土壤盐分含量、pH值、土层湿度和土壤内部温度等重要数据指标,实现对土壤变化态势的精确把握,便于制定花生施肥管理等计划。
2、作物信息采集系统
作物信息采集系统的信息采集操作分为动态、单向和定向等诸多维度,突破了传统农业信息采集依靠人工观察记录的诸多局限性。该系统能够对种植环境区域开展量化信息采集操作,依托诸如物联网和无线传感等技术的创新应用,能够将在田间作物区域收集到的农田数据及时转换为关键信息,既方便在后方完成对智能化农业机械进行远程操控,又便于随时随地观察田地状况,实现精准农业生产控制,真正做到即便足不出户亦能对田间情况了如指掌。
近年来,部分农业生产较为发达的地区已经完成了在花生种植示范田应用信息采集系统,实现了对天气状况、土壤墒情等重要农业指标的长期化、定向化收集,为花生的育种、选种、播种、施肥和病虫害防治等提供了大量重要数据,并进一步推动了农情管控与花生种植技术的有机融合。这一系统的广泛应用,在准确指导人员节约种植成本的同时,及时防范农业灾害,确保了经济收益。
二、花生信息化育种与选种技术操作
1、分子标记技术与基因组分析技术的运用
育种与选种是决定花生整体种植效果的关键步骤。在花生的育种过程中,通过对相关农业基因技术的充分运用,技术人员能够对花生基因进行有效改良,提升其抗病虫害能力、油酸含量和生长速度等,帮助花生种植田实现增产增收。由于农业科技领域已经借助高通量的测序技术,完成了对花生基因组的全面分析,故而实现了对花生高质高产相关重要基因的测定。农业基因技术与现代信息技术之间有着较为密切的协同关系,借助信息技术的辅助,能够直截了当地观察到花生基因组的具体性状,获得通过基因编辑实现花生分子选育。
此外,诸如CRISPR/Cas9等基因编辑技术的应用,促使特定基因引入或剔除出花生的基因组,实现对高质高产优良花生品种的培育。生物信息学作为生物技术与信息技术在农业生产领域充分结合的产物,可便于对花生的基因数据开展相应分析研判,寻找到与特定种植需求相匹配的分子标记点,便于快速完成对符合特定种植需求的花生品种检定与筛选工作。
2、信息技术下的花生选种
在信息技术广泛应用前,传统选种通常凭借自身种植经验或遵循相关广告宣传内容进行,部分花生栽种经验较丰富者,会在遵循主观经验判断的基础上,依照本地区气候、光照、土壤和水文等环境条件进行选种。但由于缺乏相关技术指导,传统的选种方法仍具有一定的主观性和盲目性。现阶段,随着信息技术的有效应用,依托种植地区农业信息数据库的建立,有选种需求的农户可在农业信息网站上直接筛选出符合本地区农业环境特点的花生品种,同时了解到该类品种花生的详细信息,诸如往年种植产量、适宜种植的田地要求、抗病虫害能力、栽培要点和具体性状等。通过对各类品种的对比与分析,挑选出最符合种植条件的花生品种,有效保证经济收益。
本地农业信息数据库所包含的信息种类繁多、涉及内容较广泛,不仅与花生品种相关,更涵盖本地区农业环境条件与自然环境条件等诸多重要信息,诸如土壤肥效情况、土壤湿度、气候特征、降水量、年平均温度等等,可为花生栽种与培育提供更多准确参考。实时更新的农业信息数据库亦包含详细的花生种植各类技术要点,在花生选种过程中,可随时进行查阅,便于及时纠正错误。此外,诸如信息数据库等农业互联网平台,亦为有花生种植需求的农户提供了便利的咨询渠道,方便其借助该渠道向相关农业技术专家、种业公司技术人员和农机具技术人员实时咨询种植技术问题,进而获得更专业的花生种子推荐信息。
3、信息技术下的花生种子处理
农业大数据分析提供了精准、便捷的花生种子信息采集与分析处理操作,使种子的检验与处理变得更加简便。依照农作物栽培的具体流程,在完成选种后,应在正式播种前对种子进行妥善处理。在处理种子之前,在相关农业信息数据库上传待种植的花生品种具体信息,将信息进行分析对比,以求获得适宜本地农业环境条件的种子处理方式。信息数据库中包含大量病虫害相关信息,能够指导对种子作出相应处理,选用适宜的药剂浸泡种子,并对种子进行晾晒,以起到最大化杜绝病虫害侵袭的效果。
三、花生信息化种植技术运用
1、选地整地
土地的选择和翻整凸显着对花生作物日后生长发育的关键影响,因而需在作物培育过程中予以必要重视。通常而言,不应仅凭个人主观喜好或经验判断来选定种植土地,而是应遵循科学、合理和客观等基本原则,依照本地区气候与自然环境特点进行选地,以确保花生正常生长结果。
信息化技术在花生种植的选地过程中,主要体现为对Expert系统的应用。该系统所包含的专家系统便于快速搜索到本地区适宜种植的土地资源,并提供土地相关信息,包括面积、肥力、周边地形地势和土壤湿度等。通过对该系统的有效应用,信息技术在花生种植管理中的应用范围将得到进一步拓展。
借助对花生栽种过程中的生长发育需求的充分对比,可结合相应信息技术,完成对具备适宜深度、平坦度、土层通透性和肥效水平的土壤的翻整操作,为花生作物后续种植打下坚实基础。花生种植田土以砂壤土为优选,为确保作物播种后能够在生长过程中获取充足的土壤养分,对土壤进行翻耕整地操作是播种前的必要步骤。鉴于现阶段的花生种植已经实现了全面机械化,信息技术在土壤翻耕中的作用逐渐凸显。可将土壤智能规划系统与农耕机械相结合,在农耕机械中搭载智能系统。在驱动机械进行翻耕整地的过程中,智能系统即可同步完成对土壤质地、有机物含量、含水量和潜在病菌含量等关键数据的分析,判断出土地是否适宜花生播种。如土地需进行改良后方可播种,智能系统亦可根据已测得数据信息得出相应结论,为土地整改提出建议,便于后续进一步操作。
2、播种
完成翻耕整地后,土壤即达到符合种植的预期标准,此时可将先前处理完毕的花生种子播种进土地之中。借助信息技术的辅助,可利用大数据对花生播种阶段的气候条件、地理信息环境和种子状态等进行充分分析,尤其重点关注天气因素。使用大数据的好处在于可转变传统天气预测方式,借助气象信息技术与大数据的结合,更加准确地预测播种阶段的天气状况,从而选定最适宜时间进行播种,制定出最佳种植方案。
通常而言,花生种子的最佳播种时间是4月末至5月初,播种深度保持在5cm左右即可,土壤温度以17℃为最佳。如花生种子实现完成了拌种或包衣,则应先行进行晾晒,待晾干后方可进行播种。播种时,借助信息技术对田地进行观测,可较为准确计算出田地适宜承载的花生植株数量,方便确定作物植株间距,确保花生能够获得充足的生长空间。
3、水肥灌溉
传统花生种植对田间浇水施肥操作的把控和判断多依赖于旧有农业经验,尽管其具备一定程度的实效性,但效率较为一般,同时一并存在判断失误或操作失误等风险。借助信息技术的加持,可对花生栽培过程中的灌溉与施肥操作进行全方位革新,以求最大限度提升作物产量。
在浇水灌溉方面,种植花生的田地对灌溉水需求较高,除非田地临近水源,否则需专门建设引水渠进行引水。使用信息技术的测算系统或软件,可准确计算出引水各项基础数据,测定出引水距离、引水量以及水质需求标准,如条件允许,还可在专业技术人员的协助下,使用信息建模技术搭建出引水渠道模型,借助模型设计出成本最低、效率最高的引水通道,降低种植成本、提升经济收益。
在施肥方面,使用智能化传感器和种植监测系统,可实现对土壤中各种微量元素和水分含量动态变化信息的实时收集。将此类动态数据与花生生长阶段、具体天气因素等的有机融合,不难得出符合作物生长需求的施肥方案。在土地肥力较为一般的地区种植花生,智能系统将提出增加肥料用量或施肥频率的建议,提供肥料选用方案和额外有机微量元素的施加方案,精确计算出维持作物正常生长发育所需肥料、氮磷钾、磷酸二铵和氧化钾等用量,协助做好施肥工作。在土地肥力充沛的地区种植花生,智能系统将根据土壤实际状况,对商品有机肥、腐熟充分农家肥等肥料用量进行精准调控,在确保作物健康生长的前提下,实现对肥料的合理利用,使其效用最大化。此外,采用信息化的肥料管理,便于动态把握花生各个不同生长阶段肥料利用状况,不断实现对肥料施加的管理操作,推动植株茁壮生长。
4、无人机遥感技术的应用
前文提到,遥感传感设备、同步监测设备等可对花生种植起到至关重要的作用,是信息技术在花生种植应用中的重要体现。在实际种植实践过程中,遥感传感设备和同步监测设备等高精度信息技术设备可借助无人机遥感技术,实现进一步应用。
无人机遥感技术通过后方移动操作端的控制,实现对无人机在田间的操控,通过将高精度信息设备装载在无人机设备上,再通过人员后方操控,无人机将被驱使到花生田间的各个角落,借助航拍技术获取花生田地中的高分辨率遥感图像。通过对图像进行颜色、形状和纹理等主要特征的充分分析,能够准确而又迅速地完成信息提取操作,识别出田地中的杂草生长状况和可能的病虫害分布状况,及时解决以降低损失。
无人机遥感技术对于高精度和多维度信息的获取,能够协助完成对农田多种类信息的动态监测。动态监测的目标主要为农田空间作物分布信息。其中,作物长势阶段识别有助于判断花生生长阶段,以便采取相应种植方式,不错过关键时期。农田定位识别有助于精准定位某一行、列甚至某一株作物,对于寻找和定位患病植株有较大辅助作用。农田面积估算可帮助计算出农田面积,方便其选定种子数量、确定植株间距。田间基础设施信息有助于了解与农田配套的相关农业设施,例如引水渠、灌溉机械和农药喷洒设备等的运转情况。在无线移动数据终端的应用下,无需亲赴农田,使用智能设备即可实现对农业设施的操控。
四、信息化技术对花生病虫害防治的运用
1、使用信息技术检测与诊断病害
威胁花生正常生长发育的常见病害包括花生锈病和花生枯萎病。此类病害易于大规模传播,如未能及时发现,则会对花生整体产量和果实品质造成不可逆的严重损害。以往的花生栽培种植单纯依靠主观经验进行病害研判,在部分特殊情况下,无法针对病害发生状况作出及时判断,进而延误防治病害的关键时机,造成损失进一步扩大。
现在,借助信息技术,可应用花生常见病害的检测预警机制实现病害的发现与防治。预警机制的主要作用为及时发现病害,并对病害严重程度进行精确判断,进而为实施防治措施提供参考依据。预警机制所主要应用的技术为荧光成像和红外成像,此两项技术可对花生作物的叶片反应进行检测,并将检测结果传输到大数据云平台,由云平台通过对数据的分析得出花生染病状况。同时,预警机制使用的网格遥感图像能够呈现出田地间患病植株的分布状态图,帮助更好实现病害防控。
2、信息技术与害虫防治手段的结合
蚜虫、蓟马和蛴螬等是危害花生生长的主要害虫。当害虫数量较少、扩散范围并不广泛时,使用引入天敌等生物防治手段可显著遏制其繁殖。但当害虫数量达到可以威胁作物整体的阶段时,需使用化学手段进行防治。通常情况下,借助无人机遥感技术可实现诸如三唑类、噻嗪酮类杀虫药剂的均匀喷洒。通过建立起数字孪生系统,可使用大数据精确把控当前害虫危害态势,将无人机、传感网络和数据系统合并在统一的环境监管系统中,通过借助数据的反馈,实现对田间生态形势的充分模拟,进而在精确分析的基础上,得到最佳防治措施。
综上所述,信息技术的正确运用可对降低花生栽种成本、提升种植效率和促进作物生长起到重要作用,并在长远层面对推动粮食安全、实现农业可持续发展有着深远意义。基于此,各相关培育人员和技术人员应充分认识到信息技术在花生种植中的重要作用,加大其应用和推广力度,推动农业现代化进程迈上新台阶。
(作者单位:125200 辽宁省绥中县农业事务服务中心)
DOI: 10.3969/j.issn.1003-1650.2024.28.016