玉米栽培技术优化创新与高效病虫害防治策略分析
作者: 张桂艳
玉米作为全球最重要的粮食作物之一,也是我国重要的粮食作物,其产量和品质直接关系到农民的经济收入和国家的农业发展水平,其栽培技术及病虫害防治策略对于保障粮食安全、促进农业可持续发展具有重要意义。随着气候变化和种植环境的不断演变,玉米栽培面临着诸多挑战,如资源短缺、病虫害频发等。因此,深入研究玉米栽培技术及病虫害防治策略,不仅有助于提高玉米产量和品质,还有助于推动农业科技进步和绿色农业发展,具有十分重要的现实意义和应用意义。
一、玉米栽培技术和病虫害防治的概述
玉米栽培技术是指通过科学的方法和技术手段,对玉米的生长过程进行全面的管理和调控,以达到提高玉米产量、改善品质、增强抗逆性和经济效益的目的。这一技术涵盖了从品种选择、播前准备、播种与密度、田间管理、施肥技术、灌溉与排水、病虫害防治、收获与贮存等多个环节。
玉米病虫害防治是农业生产中一项至关重要的工作,它涉及对玉米生长过程中可能遇到的各类病虫害的识别、预防和控制。其定义可概括为:在玉米生长发育的过程中,通过一系列科学的方法和技术手段,对玉米的病虫害进行监测、预警、预防和治疗,以保证玉米健康生长,提高产量和质量,同时保护生态环境和确保农业生产的可持续性。
二、开展玉米栽培技术研究及病虫害防治工作的重要意义
1、提高玉米产量和品质
(1)优化种植技术,提升玉米产量
通过深入研究玉米的生长发育规律、营养需求以及土壤、气候等环境因素对玉米生长的影响,可以制定出更加科学合理的种植技术方案。例如,通过合理的密植、施肥、灌溉等措施,可以提高玉米的光合作用效率和养分利用效率,从而有效增加玉米的产量。同时,针对不同地区、不同品种的玉米,开展有针对性地栽培技术研究,可以进一步提高玉米的适应性和抗逆性,增强玉米的产量稳定。
(2)改善玉米品质,满足市场需求
随着人们生活水平的提高,对玉米品质的要求也越来越高。通过开展玉米栽培技术研究,可以优化玉米的品种结构,提高玉米的营养成分含量和口感品质,满足不同消费群体的需求。例如,通过选育高产、优质、多抗的玉米新品种,可以提高玉米的蛋白质含量和氨基酸含量,增强玉米的营养价值。同时,通过改进种植技术和管理措施,可以提高玉米的粒形、色泽和口感等外观品质,增强玉米的市场竞争力。
2、促进农业可持续发展
(1)保护土地资源,实现农业生态平衡
不合理的种植方式和过度的农药使用会对土地资源造成严重的破坏和污染。通过开展玉米栽培技术研究,可以推广先进的种植技术和管理模式,如轮作制度、有机肥料使用等,减少对土地资源的破坏和污染。同时,通过加强病虫害防治工作,可以减少对化学农药的依赖,降低农药残留对土地和环境的污染风险,保护土地资源的可持续利用能力。
(2)提高资源利用效率,推动农业绿色发展
玉米栽培技术研究注重提高资源的利用效率,包括水资源、肥料资源、光能资源等。通过优化种植技术和管理措施,可以提高玉米对资源的利用效率,减少资源的浪费和损失。同时,通过推广节水灌溉、精准施肥等绿色生产技术,可以降低农业生产对环境的影响,推动农业的绿色发展。
3、减少环境污染和农药残留
(1)降低农药使用量,减少环境污染
病虫害防治工作是玉米栽培过程中的重要环节。传统的病虫害防治方法往往依赖于大量的化学农药,这不仅会对环境造成污染,还会对人类健康产生潜在威胁。通过开展病虫害防治工作研究,可以推广生物防治、物理防治等环保型防治方法,减少化学农药的使用量。同时,通过提高病虫害防治效果,可以降低玉米的病虫害发生率,进一步减少农药的使用和环境污染。
(2)减少农药残留,保障食品安全
农药残留问题是影响玉米品质和安全的重要因素之一。通过开展病虫害防治工作研究,可以推广低毒、低残留的新型农药和生物农药,减少农药在玉米中的残留量。同时,通过制定合理的农药使用规范和安全间隔期等措施,可以确保玉米中的农药残留量符合国家标准和安全要求,保障人们的食品安全和健康。
三、玉米栽培技术创新与高效病虫害防治策略
1、创新玉米栽培技术
(1)种子改良与基因编辑技术的应用
种子是玉米栽培的起点,其质量直接关系到后续的生长和产量。基因编辑技术,如CRISPR-Cas9,为种子改良提供了新的途径。通过精确编辑玉米的基因组,研究人员能够针对性地改良其遗传特性。
在使用基因技术进行玉米栽培作业时,首先要选择目标基因,确定需要编辑的基因,如抗旱基因或抗虫基因。利用CRISPR-Cas9等基因编辑工具,设计针对目标基因的编辑序列。将编辑工具导入玉米细胞,进行基因编辑。从编辑后的玉米中筛选出具有优良性状的个体,并进行田间验证。通过基因编辑技术,玉米的抗旱性可以提高30%,抗虫性提高20%。在相同条件下,基因编辑后的玉米品种产量比传统品种提高15%。
(2)引入精准农业智能化管理
为了实现精准农业智能化管理,首先需要部署一套完善的传感器网络。在玉米田中,我们按照每50米一个的间距,精心布置了土壤湿度传感器。这些传感器能够实时监测土壤湿度,并将其数据传输到云端服务器进行分析。每天上午9点和下午3点,系统会自动进行数据采集。这两个时间段分别是光照充足和温度较高的时刻,可以反映出玉米生长过程中最需要水分的时刻。在采集过程中,系统确保了数据的准确性,避免了误差的产生。
采集到的数据通过4G网络迅速传输到云服务器。在云端,强大的分析计算根据历史数据和预设阈值进行比对。例如,当土壤湿度低于55%时,系统就会自动标记为“需要灌溉”。这样的阈值设定,既避免了水分过多导致玉米根系发育不良,又确保了玉米在干旱时期得到及时的水分补充。当种植者接收到系统的灌溉建议后,他们可以立即采取行动。通过使用滴灌系统,种植者可以确保每棵玉米都得到适量的水分,既节约了水资源,又提高了灌溉效率。除了湿度外,精准农业智能化管理系统还会持续监测其他重要参数,如温度、光照等。这些参数的综合分析,可以为种植者提供更加全面的玉米生长环境数据,帮助他们做出更加科学的种植决策。
(3)开发智慧农业、物联网技术
①物联网基础设施的规划与部署
对目标农田进行调研,了解土壤、气候、灌溉条件等基本情况。根据农田特点,选择适合的传感器(如温湿度传感器、土壤养分传感器等)、无人机等设备,并进行采购。在农田中部署传感器,安装无人机和探测器等设备,并进行调试,确保设备正常运行和数据准确采集。
②数据采集与传输
利用传感器实时采集农田环境数据(如温湿度、土壤养分等)和玉米生长数据(如株高、叶面积等)。通过探测器将采集的数据上传至云端数据中心,确保数据的实时性和准确性。
③数据分析与应用
对上传的数据进行清晰、去噪等预处理操作,提高数据质量。利用大数据和人工智能技术,训练玉米生长模型和病虫害预测模型,并不断优化模型性能。根据模型分析结果,为玉米栽培提供智能决策支持,如精准施肥、灌溉、病虫害防治等。
④智慧农业应用的推广与实施
组织农民参加智慧农业技术培训,提高他们的技术水平和应用能力。选取具有代表性的农田作为示范田,应用智慧农业技术进行玉米栽培,展示技术效果。根据示范田的效果,逐步推广智慧农业技术在更大范围的玉米栽培中应用,提高生产效率和资源利用效率。
⑤持续监测与优化
对应用智慧农业技术的玉米田进行定期监测,了解玉米生长情况和病虫害发生情况。将监测数据反馈至数据中心,用于优化模型和决策支持。根据技术进步和应用需求,不断更新和优化智慧农业技术,提高其在玉米栽培中的应用效果。
2、玉米病虫害的高效防治策略
(1)传统农业防治措施
①轮作制度
实施轮作制度是预防玉米病虫害的有效措施。建议每3年轮作1次,即每3年种植1次玉米后,换种其他作物,如小麦、大豆或花生等。这种轮作方式可以降低土壤中病原菌和害虫的积累,从而降低玉米病虫害的发生率。
②品种选择
选择抗病虫性强的玉米品种。例如,选择经过国家农业部门认证的抗病抗虫性强的玉米新品种,比如京科999、农大778、兴辉908、中玉303等,这些品种对常见的玉米螟、玉米叶斑病等病虫害具有较强的抗性。
③种植管理
合理密植,建议每亩种植玉米3500-4000株,行距60厘米,株距25厘米。在播种前,深松土壤,深度达到25-30厘米,以增强土壤的通气性和保水性。同时,适时施肥,每亩施用有机肥2000-2500公斤,复合肥50-60公斤。
④田间管理
生长期间,定期巡查田间,一旦发现病虫害迹象,立即采取措施。对于玉米螟,当田间玉米螟幼虫孵化率达到80%以上时,及时进行药剂防治。对于玉米叶斑病,当病斑率达到10%以上时,也应立即进行药剂防治。
(2)生物防治措施
①利用天敌昆虫进行生物控制
天敌昆虫,如寄生蜂和捕食性昆虫,是玉米害虫的有效自然控制者。例如,寄生蜂可以在玉米螟的幼虫阶段将其寄生,从而阻止其继续危害玉米。利用这种生物防治措施需要繁殖与饲养天敌昆虫。首先,需要建立天敌昆虫的繁殖基地。对于寄生蜂,可以通过提供玉米螟幼虫作为寄主进行繁殖。通常,寄生蜂的繁殖周期为7-10天,每只寄生蜂可以寄生多个玉米螟幼虫。当田间玉米螟幼虫的数量达到一定阈值,例如每亩达到500头以上时,可以进行天敌昆虫的释放。释放的数量根据田间玉米螟幼虫的密度而定,一般情况下,每亩可以释放1000-2000头寄生蜂。
②使用微生物杀虫剂
微生物杀虫剂如苏云金杆菌(Bt),对玉米螟等害虫具有特效。这种微生物杀虫剂可以破坏害虫的肠道,使其无法进食而死亡。可以按照厂家提供的配方和方法,将苏云金杆菌与适量的水混合,制成悬浮液。通常,每升水中可以加入50-100克的苏云金杆菌制剂。当玉米螟幼虫孵化率达到80%以上时,使用喷雾器将微生物杀虫剂均匀喷洒在玉米植株上。每亩的用药量根据害虫的密度和浓度而定,一般每亩可以使用2-3升微生物杀虫剂。
③植物源杀虫剂
植物源杀虫剂,如苦楝素,是从植物中提取的有效成分,对玉米叶斑病等病害有良好的防治效果。根据厂家提供的配方和方法,将苦楝素与适量的水或有机溶剂混合,制成药液。通常,每升水中可以加入50-100克的苦楝素制剂。在玉米叶斑病初发期,使用喷雾器将植物源杀虫剂均匀喷洒在玉米叶片上。每亩的用药量根据病害的严重程度和杀虫剂的浓度而定,一般每亩可以使用2-4升植物源。
(3)物理和化学防治措施
物理和化学防治措施是玉米病虫害防治中常用的手段,它们具有快速、高效的特点,能够在短时间内控制病虫害的蔓延。
①物理防治措施
物理防治措施中最有效的就是灯光诱捕,灯光诱捕是利用害虫的趋光性,通过特定的光源吸引并捕杀害虫。选择傍晚时分,在玉米田的边缘位置设置诱虫灯。确保灯光能够照亮足够的范围,同时避免对周围环境造成光污染。在夜间开启诱虫灯,持续工作6-8小时。诱虫灯会吸引大量害虫前来。早晨关闭灯光,收集灯上的害虫并进行处理。可以采用深埋、焚烧或制作肥料等方式处理害虫。
第二种物理防治措施是黄板诱捕,黄板诱捕是利用害虫对黄色的趋性,在黄板上涂抹黏性物质捕捉害虫。选择黄色塑料板或纸板,尺寸一般为30厘米×40厘米。在板上涂抹一层黏性物质,如黄油或特制的黏性胶。将黄板固定在玉米植株的上方,确保黄板与植株保持一定的距离,便于害虫飞行时接触。定期检查黄板上的害虫数量,当害虫数量较多时,及时更换新的黄板,以保证诱捕效果。
②化学防治措施
药剂喷雾是玉米病虫害防治中使用最广泛、效果最直接的方式。首先要根据玉米病虫害的种类和发生程度,选择合适的杀虫剂。例如,对于玉米螟,可以选择含有氯虫苯甲酰胺等成分的杀虫剂。按照杀虫剂的使用说明,将杀虫剂与适量的水混合,制成药液。确保药液浓度符合推荐值,避免浓度过高或过低影响防治效果。使用喷雾器将药液均匀喷洒在玉米植株上,确保药液能够覆盖到所有叶片和茎秆。喷雾时要注意风向和风速,避免药液漂移到其他作物或环境中。在喷雾处理后的一定时间内,避免采摘和食用玉米,以确保杀虫剂残留不会对人体健康造成影响。
土壤处理是通过在土壤中施加杀虫剂来防治土传病虫害的方法。根据土壤病虫害的种类和发生程度,选择合适的杀虫剂。例如,对于土壤中的玉米根腐病,可以选择含有福美双等成分的杀虫剂。按照杀虫剂的使用说明,将杀虫剂与适量的水或土壤混合,制成药液或药土。在玉米种植前或生长期间,将药液或药土均匀施入土壤中。施药时要注意保护周围环境和水源,避免残留对环境和生态造成不良影响。
需要注意的是,由于化学防治过程中不可避免的要使用化学制剂,虽然当前技术发展已经能够将化学制剂对农田和农作物的不利影响降低到可控程度,但是终究会造成一定程度的生态影响,所以在实施这些措施时要注意安全操作、环境保护和法律法规的遵守,确保防治工作的高效性和可持续性。
综上所述,玉米栽培技术及病虫害防治策略的研究对于提高玉米产量和质量具有至关重要的作用。通过不断的技术创新和策略优化,我们可以更有效地应对玉米生长过程中遇到的各种挑战,确保玉米的健康生长和高产。同时,高效的病虫害防治策略不仅能够减少农药的使用,降低环境污染,还能为种植者带来更为可观的经济效益。因此,我们应当加强对玉米栽培技术和病虫害防治策略的研究,不断推动农业技术的创新与发展,为实现农业可持续发展和粮食安全作出更大的贡献。
(作者单位:122400辽宁省建平县万寿街道综合事务服务中心)