实施小麦玉米病虫害绿色防控技术的创新优化与应用

作者: 张桂艳

随着全球农业生产的不断发展,小麦和玉米作为重要的粮食作物,其产量和质量对于粮食安全至关重要。然而,病虫害问题一直是威胁小麦和玉米产量的主要因素之一。传统的病虫害防治方法多依赖于化学药剂,这不仅可能导致农产品残留物超标,影响人类健康,还会对生态环境造成损害,如破坏土壤结构、影响生物多样性等。因此,在环保理念日益深入人心的背景下,开展小麦玉米病虫害绿色防控技术研究显得尤为重要。

一、小麦玉米病虫害绿色防控技术特点

1、强调预防和生态平衡

绿色防控技术的核心理念是预防为主,强调在病虫害发生前进行预防和控制,而不是等到病虫害大面积暴发后再进行治理。这种预防性的策略可以大幅度减少农药的使用量,从而减轻对环境和生态系统的不利影响。同时,绿色防控技术还注重生态平衡,通过保护和利用天敌昆虫、微生物等自然资源,形成自然生态的控制机制,使农业生态系统更加稳定和健康。

2、防治手段多元化

小麦玉米病虫害绿色防控技术综合运用了生物防治、农业防治、物理防治和化学防治等多种手段。这些手段相互补充,形成了一个完整的技术体系。生物防治主要利用天敌昆虫、微生物杀虫剂等进行防治,具有环保、安全、可持续等优点;农业防治则通过调整播期、合理施肥、科学灌溉等措施,提高作物的抗逆性和自我修复能力;物理防治采用光、热、电等物理手段对病虫害进行防治,具有无污染、无残留等特点。在必要时,绿色防控技术也会科学合理使用化学杀虫剂,但要求选择低毒、低残留、环境友好的杀虫剂,并严格控制使用量和频次,避免对环境和农产品造成污染。

3、注重技术创新和可持续发展

随着科学技术的进步和农业生产需求的变化,绿色防控技术也在不断地进行技术创新和改进。这些创新不仅提高了防治效果,还进一步降低了对环境和生态系统的不利影响。同时,绿色防控技术还注重可持续发展,通过合理利用农业资源、提高农业生产效率、减少农业生产对环境的压力等方式,促进农业生产和生态环境的协调发展。这种可持续发展的理念不仅符合现代农业的发展方向,也为未来的农业发展提供了重要的技术支撑。

二、小麦玉米病虫害绿色防控技术的实施原则

1、坚持环保优先,保障生态安全

在防控过程中,种植者必须充分考虑到环境的承受能力,选择对生态环境影响小、残留期短的防控方法和药剂。种植者要遵循生态平衡的规律,避免过度使用化学杀虫剂导致土壤、水源污染,保护生物多样性,确保生态系统的健康稳定。同时,种植者还应推动农业废弃物的资源化利用,减少废弃物的排放,降低对环境的负担。通过坚持环保优先的原则,种植者能够实现农业发展与环境保护的双赢,为子孙后代留下绿水青山。

2、注重生态平衡,实现综合治理

种植者要综合运用农业、生物、物理等多种防控手段,构建多元化的防控体系。通过推广抗病品种、优化种植结构、提高土壤肥力等措施,增强小麦玉米的抗病能力;通过引入天敌、利用生物杀虫剂等方式,控制病虫害的发生;同时,种植者还可以利用物理方法,如灯光诱杀、色板诱虫等,减少化学杀虫剂的使用。通过综合治理,种植者能够有效地控制病虫害的发生,提高农作物的产量和质量,同时保护生态环境,实现农业的可持续发展。

3、促进可持续发展,实现良性循环

要坚持以人为本,推动农业经济发展与生态环境保护相协调,实现经济效益、社会效益和生态效益的有机统一。为了实现这一目标,种植者要加强科技创新,研发更加高效、环保的防控技术和药剂;同时,种植者还要加强农业技术培训,提高自身的科学文化素质,推广先进的农业技术和管理经验。通过促进可持续发展,种植者能够实现农业资源的循环利用,提高农业的综合效益,为农民创造更多的经济收益,推动农村经济的繁荣发展。

三、实施小麦玉米病虫害绿色防控技术的创新策略

1、新型生物杀虫剂与生物防治技术的研发

(1)技术要点

①新型生物杀虫剂

新型生物杀虫剂的研发关键在于利用生物技术手段,筛选出具有高效杀虫活性的微生物资源,并通过发酵工程、纳米封装等技术手段,提高杀虫剂的稳定性和活性。同时,要确保新型生物杀虫剂对环境和非靶标生物的安全性。

②生物防治技术

生物防治技术的核心在于利用天敌昆虫、微生物杀虫剂等自然因素,实现对害虫的种群控制。研发重点在于天敌昆虫的规模化繁育技术、微生物杀虫剂的制备技术及其与天敌昆虫的协同作用机制。

(2)操作步骤

①新型生物杀虫剂的研发操作步骤

微生物资源筛选:从土壤、水体等自然环境中收集微生物样本,通过初步的杀虫活性筛选,挑选出具有潜力的微生物资源。

发酵工艺优化:对筛选出的微生物进行发酵条件优化,包括培养基成分、温度、pH值等,以获得最大的活性物质产量。

活性物质提取与纯化:利用化学或生物方法,从发酵液中提取并纯化出具有杀虫活性的物质。

制剂研制:将纯化后的活性物质与载体、助剂等混合,制成稳定的杀虫剂制剂。

田间试验与效果评估:在田间条件下进行新型生物杀虫剂的喷雾试验,评估其对目标害虫的防效和安全性。

②生物防治技术的研发操作步骤

天敌昆虫筛选与繁育:根据目标害虫的特性,筛选出具有高效捕食或寄生作用的天敌昆虫,并建立其规模化繁育体系。

微生物杀虫剂研发:研发具有杀虫、防病作用的微生物杀虫剂,包括细菌、真菌、病毒等微生物制剂。

田间释放与监测:在害虫发生初期,将天敌昆虫释放到田间,并定期监测其种群数量和分布,以确保其对害虫的有效控制。

微生物杀虫剂的应用:根据害虫发生规律,选择合适的时机,使用微生物杀虫剂进行喷雾处理,达到防治目的。

(3)技术措施实例

以Bt生物杀虫剂为例,种植者在田间试验中观察到,该杀虫剂对玉米螟的防效达到了85%以上,且持效期长达1个月以上。与传统的化学杀虫剂相比,Bt生物杀虫剂不仅具有更高的防效,而且对环境的影响较小,非靶标生物如鸟类、蜜蜂等也未受到明显影响。此外,在生物防治技术方面,种植者成功筛选出了一种对玉米蚜虫具有高效寄生作用的天敌昆虫——蚜茧蜂。在田间释放蚜茧蜂后,玉米蚜虫的种群数量明显减少,且玉米植株的生长状况明显改善。

2、开发智能监测与精准施药技术

(1)具体技术要点

①智能监测系统的构建

智能监测系统是整个策略的核心,它通过部署在农田中的传感器网络,实时监测农田环境数据。这些传感器包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器等,它们能够精确测量农田中的温度、湿度、光照强度等关键参数。同时,系统还配备了高清摄像头,用于捕捉农田图像,实时监测作物生长情况和病虫害发生情况。例如,在某一小麦玉米种植区,当温度持续高于30℃,且湿度超过80%时,系统就会发出警报,提示可能发生某种病虫害。这时,种植者可以及时采取措施进行防治。

②精准施药技术的实现

通过分析智能监测系统提供的数据,系统能够精准确定病虫害的分布和程度,从而指导农民进行精准施药。精准施药技术主要包括两个方面:一是施药时机的选择,二是施药量的控制。通过分析农田环境数据和病虫害发生数据,系统可以预测病虫害的发生趋势和高峰期。种植者可以根据这些预测结果,选择合适的施药时机,避免在病虫害尚未发生或已经严重扩散时盲目施药。精准施药技术通过控制施药机械的喷洒参数,实现施药量的精确控制。这不仅可以减少杀虫剂的浪费,还可以避免对环境和作物的污染。例如,在某些病虫害严重的区域,系统可能会建议增加施药量;而在病虫害较轻的区域,则可以减少施药量或者采用低毒高效的杀虫剂。

③数据驱动的决策支持

对收集到的环境数据、病虫害数据以及施药数据进行深度分析,种植者可以了解病虫害的发生规律、施药效果以及环境因素对病虫害的影响。这些分析结果可以为种植者提供数据驱动的决策支持,帮助他们制定更加科学合理的防治策略。例如,通过分析历史数据,种植者可以发现某种病虫害在特定温度下容易发生。那么,在未来的种植过程中,种植者就可以提前采取预防措施,避免这种病虫害的发生。

(2)具体的操作步骤

①部署智能监测系统

首先,在农田中合理部署传感器网络和高清摄像头,确保能够全面覆盖农田区域。这些设备需要被安置在关键位置,以便能够准确测量农田环境数据和捕捉农田图像。同时,这些设备还需要与数据中心进行连接,确保数据能够实时传输到数据中心进行处理和分析。

②数据收集与处理

智能监测系统开始工作后,不断收集环境数据和农田图像。这些数据经过预处理后,被传输到数据中心。在数据中心,利用大数据分析和人工智能技术对这些数据进行深度挖掘和分析。通过对比分析不同时间、不同地点的数据变化,系统能够识别和预测病虫害的发生趋势和高峰期。

③制定防治策略

根据智能监测系统的分析结果,结合农田实际情况和病虫害的特点,制定针对性的防治策略。这些策略包括选择合适的施药时机、控制施药量、选择合适的农药种类等。这些策略的制定需要综合考虑多种因素,如病虫害的严重程度、作物的生长阶段、天气条件等。

④实施精准施药

根据防治策略,使用先进的施药机械和导航系统进行精准施药。施药机械需要配备精确的喷洒装置和控制系统,确保农药能够准确喷洒到目标区域。同时,导航系统需要确保施药机械在农田中的精确移动,避免重复或遗漏施药区域。在施药过程中,还需要对施药效果进行实时监测和调整,确保防治效果的最佳化。

⑤持续监测与优化

在施药过程中和施药后,持续监测农田环境和病虫害情况。如果发现新的病虫害或防治效果不佳的情况,及时调整防治策略并进行优化。同时,收集反馈数据用于改进智能监测系统和精准施药技术。通过不断优化和完善技术,种植者可以提高病虫害的防治效果、降低使用量、保护环境和促进农业可持续发展。

(3)技术措施的实例

种植者在小麦锈病的农田中部署了温度传感器、湿度传感器和高清摄像头等设备,构建了一个智能监测系统。这些设备实时监测农田中的温度、湿度和作物生长情况,并通过云计算平台进行分析。通过分析结果,发现小麦锈病的发生与温度和湿度密切相关。当温度持续高于25℃,且湿度超过70%时,小麦锈病的发生率会显著增加。基于这一发现,制定针对性地防治策略。在小麦锈病高发期前,提前进行了施药处理。同时,利用精准施药技术,种植者精确控制了施药量和施药区域,确保农药能够准确喷洒到目标区域,避免了农药的浪费和对环境的污染。在实施精准施药后,对农田进行了持续监测。通过对比施药前后的数据变化,种植者发现小麦锈病的发生率明显降低,且作物生长情况良好。这一结果证明了智能监测与精准施药技术在小麦锈病防治中的有效性。

3、实现农业生态工程技术的优化与应用

(1)农业生态工程技术的操作步骤

①生物多样性利用

选择适应当地生态环境的小麦玉米品种,提高品种的抗病虫害能力。同时,合理搭配不同科属的作物,如豆类、薯类等,以增加农田生物的多样性。在农田周边养殖适量的畜禽,如鸡、鸭、猪等,通过畜禽粪便的施用,改善土壤结构,提高土壤肥力。同时,畜禽的活动有助于疏松土壤,减少土壤板结。

②生态环境调控

通过调整作物种植密度、灌溉方式等措施,改善农田小气候环境。例如,在小麦玉米生长期间,采用滴灌、喷灌等节水灌溉方式,降低田间湿度,减少病虫害的发生。通过增施有机肥、秸秆还田等措施,改善土壤结构,提高土壤肥力。同时,合理轮作、间作等农业措施,有助于减少土壤中有害生物和病原物的积累。根据小麦玉米生长阶段的需水需肥特点,合理安排灌溉和施肥。在施肥过程中,注重氮、磷、钾等营养元素的平衡,避免过量施肥导致土壤污染和作物生长不良。

③绿色防控技术集成

利用天敌昆虫、微生物杀虫剂等生物防治手段,控制病虫害的发生。例如,在小麦玉米田间释放天敌昆虫,如赤眼蜂、瓢虫等,以捕食害虫;使用微生物消杀剂,如苏云金杆菌、白僵菌等,防治病虫害。通过选用抗病虫品种、合理密植、清洁田园等农业措施,减少病虫害的发生。例如,在播种前对种子进行药剂拌种或包衣处理,以提高种子的抗病虫害能力;在收获后及时清除田间残株败叶,减少病原物的越冬场所。利用光、热、电等物理手段防治病虫害。例如,在小麦玉米生长期间,利用太阳能杀虫灯诱杀害虫;在冬季采用地膜覆盖技术,提高土壤温度,杀灭越冬病原物。

(2)技术分析

通过合理配置作物品种和搭配不同科属的作物,农田生物多样性得到明显提高。据研究数据显示,与单一作物种植相比,多元化种植模式下病虫害发生率降低了20%~30%。通过调控农田小气候、土壤环境和水肥管理等措施,农田生态环境得到显著改善。例如,在节水灌溉条件下,田间湿度降低10%~15%,有效减少了病虫害的发生。同时,增施有机肥和秸秆还田等措施,提高了土壤肥力,促进了作物健康生长。通过集成应用生物防治、农业防治和物理防治等绿色防控技术,病虫害防控效果得到显著提升。据田间试验数据显示,综合防控体系下病虫害发生率降低了40%~50%,且对环境和农产品质量安全无不良影响。

综上所述,实施小麦玉米病虫害绿色防控技术的创新策略需要从多个方面入手,包括新型生物杀虫剂与生物防治技术的研发、智能监测与精准施药技术的开发、农业生态工程技术的优化与应用。这些创新策略将有助于提高小麦玉米病虫害防控的效率和效果,减少对环境的污染和生态的破坏,推动小麦玉米产业的绿色可持续发展。

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