农业生产中主要病虫害科学有效绿色防控方法及推进对策
作者: 高如林 胡广 石碧丽 陈承娟 覃春丽
农业是国民经济的基础产业,关系国计民生。随着现代农业的快速发展,集约化、规模化生产方式不断推广,由此带来的病虫害问题日益突出。长期以来,化学农药一直是防治病虫害的主要手段。虽然化学防治见效快,但大量使用化学农药,不仅污染环境,而且农产品农药残留超标,危害人畜健康。发展绿色防控技术,实现农业生产中病虫害的无公害治理,已成为现代农业发展的必然要求,对保障农产品质量安全、促进农业绿色发展、提高农民收入具有重要意义。
一、农业生产中病虫害绿色防控的必要性
1、 绿色防控有利于减少化学农药的使用,降低农产品农药残留风险,保障食品安全。长期过度使用化学农药不仅会对人体健康造成危害,还会破坏生态环境,导致土壤板结、地下水污染等一系列问题。
2、 绿色防控有助于保护生物多样性,维护生态平衡。化学农药的广泛使用会杀伤益虫和其他非靶标生物,破坏生态系统,而绿色防控则可最大限度地避免这一问题。
3、 绿色防控有利于提高农产品质量和附加值,满足消费者对绿色农产品日益增长的需求。随着人们环保意识的增强,对绿色、有机农产品的需求与日俱增,推广绿色防控将有助于农业可持续发展。
4、 发展绿色防控也有利于减少对进口农药的依赖,提高农业自给自足能力。
二、主要病虫害绿色防控技术
1、生物防治技术
生物防治是利用生物及其代谢产物防治病虫害的环境友好型技术,主要包括利用昆虫天敌和微生物农药两大类。昆虫天敌是指以害虫为食,并能有效抑制害虫种群数量的昆虫。常见的昆虫天敌有寄生蜂、捕食性天敌等。寄生蜂是重要的寄生性天敌,它们将卵产在害虫体内,幼虫孵化后以害虫为食;捕食性天敌如瓢虫、草蛉等则直接捕食害虫。利用昆虫天敌防治害虫,可减少化学农药施用量50%以上,对环境影响小。微生物农药则是利用细菌、真菌、病毒等微生物及其代谢产物防治病虫害。与化学农药相比,微生物农药具有专一性强、对非靶标生物安全、不易产生抗药性和污染环境等优点。目前,白僵菌、苏云金杆菌等已成为应用较为广泛的微生物杀虫剂。微生物农药不仅可用于防治害虫,还可防治植物病害,在农业生产中发挥着重要作用。生物防治技术具有环境友好、对生态系统影响小等优势,是农业病虫害绿色防控的重要手段。通过合理利用昆虫天敌和微生物农药,可以有效控制病虫害,减少化学农药使用,促进农业绿色可持续发展。
2、理化诱控技术
理化诱控是利用害虫的趋性行为,使用物理或化学手段诱杀害虫的绿色防控技术。常见的理化诱控技术包括色诱、光诱和性诱等。色诱是利用不同颜色对害虫的引诱作用,使用特定颜色的诱虫板诱杀害虫。例如,利用黄色诱虫板可以有效防治蚜虫、粉虱等害虫。光诱则是利用光源对害虫的趋性,在夜间使用频振式杀虫灯等设备诱杀害虫。这些技术不需使用化学药剂,对环境影响较小。性诱是利用性信息素引诱害虫,大量诱杀雄虫,破坏害虫交配,从而抑制虫口密度。性信息素是雌虫释放的一种化学物质,可以吸引同种雄虫。目前,科学家已经人工合成了多种害虫性信息素,在棉铃虫、桃小食心虫等重大农林害虫防治中取得了良好效果。与化学农药相比,性诱控技术更加环保、高效和经济。理化诱控技术具有操作简单、对环境影响小、成本较低等优点,是农业病虫害绿色防控的重要手段。通过合理利用色诱、光诱、性诱等技术,可以有效控制害虫种群,减少化学农药使用,促进农业可持续发展。同时,这些技术还可以与其他绿色防控措施相结合,发挥协同增效作用。
3、农业防治技术
农业防治是通过改善农业生态环境,创造不利于病虫害发生的条件,达到控制病虫害的目的。这是一种无公害、环保的绿色防控技术,主要包括以下几个方面:
①合理实施轮作套种,避免相同或相近作物连作,可以阻断病虫害在同种作物间的流行和传播。同时,间作套种利用不同作物之间的共生互惠,也有助于实现病虫害的生态调控。
②选用抗病虫品种可以提高作物自身的免疫力,增强抗病虫能力。
③科学管理肥水,培育健壮的植株,也有助于作物抵御病虫害的侵害。
④及时清理田园残枝落叶等杂物,消除病虫害的越冬场所和初次侵染源,也是预防病虫害发生的重要环节。
农业防治技术投入成本低廉,无需使用化学农药,对环境没有污染,是病虫害绿色防控的重要手段。通过合理运用上述措施,可以创造一个有利的农业生态环境,从根本上控制和预防病虫害的发生,减少化学农药的使用,促进农业可持续发展。
三、农业生产中病虫害绿色防控存在的主要技术问题
1、绿色防控关键技术创新能力不足
我国在生物农药、天敌昆虫利用、理化诱控等绿色防控关键技术领域与发达国家相比还存在较大差距,关键核心技术的自主创新能力不足。在生物农药方面,我国生物农药种类较少,主要集中在几种细菌和真菌制剂,活性成分单一,与化学农药相比防效不稳定。同时,我国在新型高效生物农药创制方面长期依赖进口,自主创新能力较弱。在昆虫信息素利用方面,我国始终未能实现信息素的人工合成,主要依赖进口,大大增加了绿色防控的成本。在天敌昆虫利用方面,我国天敌昆虫产业化水平不高,大规模工厂化繁育技术有待突破,导致天敌产品质量不稳定,供给能力有限。此外,我国现有的绿色防控技术大多是单项技术,缺乏有效的技术集成,难以形成系统的综合防控能力。单一技术在大规模推广应用中往往效果不佳,难以适应不同作物、不同地区的多样化需求。
2、绿色防控产品技术水平较低
由于关键技术创新能力不足,我国绿色防控产品的整体技术水平较低,产品质量参差不齐。在生物农药方面,由于活性成分单一、制剂工艺落后,我国生物农药产品普遍存在活性低、持效期短、使用条件苛刻等问题,防效不稳定,使用要求较为严格。在理化诱控产品方面,我国产品的专一性差、环境适应性弱,难以满足不同作物、不同地区的差异化需求。在天敌昆虫产品方面,由于大规模工厂化繁育技术不成熟,我国天敌昆虫产品活力普遍较低,保存运输过程中存活率低,制约了其大规模应用。我国绿色防控产品技术水平较低,产品质量良莠不齐,性能指标与国外先进产品存在一定差距,难以完全满足农业生产的实际需求,亟需通过技术创新来提升产品质量和性能。
3、绿色防控技术集成与智能化水平不高
目前,我国现有的绿色防控技术大多是单项技术,缺乏有效的技术集成,难以发挥协同增效作用。单一技术在应对复杂多变的病虫害形势时往往力有未逮,需要将生物防治、理化诱控、农业防治等多种技术手段有机结合,才能达到综合防控的效果。但我国在这方面的研究还较为滞后,缺乏系统的技术集成方案。同时,我国绿色防控技术与现代信息技术的融合程度不高,智能化、精准化水平较低。传统的绿色防控技术主要依赖人工监测、人工施药,效率低下,难以满足精准农业的发展需求。如何利用物联网、大数据、人工智能等现代信息技术,实现病虫害智能监测、精准防控,提高绿色防控的精准性和效率,是我国亟需解决的一大技术难题。我国绿色防控技术集成化和智能化水平不高,制约了其在大规模推广应用中的效果,需要加大技术创新力度,构建系统的综合防控技术体系,促进绿色防控与现代信息技术的深度融合。
四、加快推进农业病虫害绿色防控的技术对策建议
1、加大绿色防控关键技术攻关力度
加快推进农业病虫害绿色防控,关键在于加大关键技术攻关力度,提升自主创新能力。当前,我国在生物农药创制、天敌昆虫利用、理化诱控等绿色防控关键技术领域与发达国家相比还存在较大差距,亟需集中力量实现关键核心技术的突破。在生物农药方面,应围绕新型高效生物农药创制开展攻关,加强活性成分筛选和新型制剂工艺研究,不断拓展生物农药的种类和适用范围,提高其活性和持效性能,增强与化学农药的替代能力。在天敌昆虫利用方面,要重点攻克天敌昆虫工厂化规模繁育技术,解决大规模生产中的技术难题,提高天敌产品的质量稳定性和供给能力。在理化诱控方面,要加强信息素人工合成及制剂研究,开发出更多高效、专一的理化诱控产品,提高其环境适应性。同时,还需加强绿色防控技术的系统集成,构建综合防控技术体系。要在生物防治、理化诱控、农业防治等技术领域开展交叉融合研究,探索不同技术的协同增效机制,形成多种技术手段的有机组合,实现病虫害的综合防控。此外,必须紧跟时代发展趋势,促进绿色防控技术与现代信息技术的深度融合,提升绿色防控的智能化、精准化水平。要大力推进病虫害智能监测预警、精准施药等关键技术研发,集成应用物联网、大数据、人工智能等先进技术,构建基于大数据的病虫害绿色防控决策支持系统,实现精准高效的病虫害智能防控。
2、提升绿色防控产品技术水平
提升绿色防控产品技术水平是加快推进农业病虫害绿色防控的重中之重。当前,我国绿色防控产品的整体技术水平较低,产品质量参差不齐,性能指标与国外先进产品存在一定差距,亟需通过技术创新来全面提升产品质量和性能。在生物农药方面,我国应加强活性成分筛选研究,不断挖掘新型高效活性成分,拓展生物农药的种类和适用范围。同时,要加强制剂工艺优化,提高生物农药的活性、持效性和环境适应性,增强与化学农药的替代能力。在理化诱控产品方面,要加大研发力度,开发出更多高效、专一的理化诱控产品,提高其对特定害虫的专一性,并增强产品的环境适应性,满足不同作物、不同地区的差异化需求。在天敌昆虫产品方面,要重点攻关天敌昆虫活力保存和长途运输技术,解决大规模工厂化生产中的技术难题,提高天敌产品的质量稳定性和供给能力。与此同时,还需建立健全绿色防控产品质量标准和评价体系。要制定统一的产品质量标准,明确各项技术指标和检测方法,为产品质量评价提供依据。要建立严格的产品质量监管机制,加强事中事后监管,严厉打击制售假冒伪劣产品行为,规范市场秩序。同时,要建立完善的产品质量评价体系,引入第三方检测认证,提高产品质量的公信力。只有持续提升绿色防控产品的技术水平,不断优化产品质量和性能,才能满足农业生产的实际需求,为绿色防控产品的大规模推广应用奠定坚实基础。
3、加快绿色防控装备与智能化技术研发
加快绿色防控装备与智能化技术研发,是推进农业病虫害绿色防控现代化的重要举措。随着信息技术的不断发展,将绿色防控技术与物联网、大数据、人工智能等现代信息技术深度融合,可以极大提升绿色防控的智能化、精准化水平,提高防控效率和效果。在智能监测预警方面,我们需要研发基于物联网的病虫害智能监测预警系统。利用传感器、视频监控等技术手段,实时采集田间病虫害发生动态数据,结合气象大数据、作物长势数据等,运用人工智能算法模型,实现对主要病虫害的智能监测和预警,为精准防控提供决策依据。在精准施药方面,需要开发一体化的高效精准绿色防控施药装备。集成应用无人机、无人地面作业机器人等先进装备,实现对病虫害的精准识别和变量实时调控施药,避免过量施药和漏施区,提高药剂利用率,减少对环境的污染。同时,还需要构建基于大数据的病虫害绿色防控决策支持系统。整合病虫害发生数据、气象数据、作物长势数据等多源异构大数据,运用人工智能建模分析技术,为病虫害绿色防控提供智能化决策支持,实现精准高效的综合防控。加快绿色防控装备与智能化技术研发,是提升我国绿色防控现代化水平的关键所在。
4、加快发展智慧绿控关键技术
加快发展智慧绿控关键技术是提升病虫害绿色防控科学化、精准化水平的重要举措。当前,现代信息技术与农业生产加速融合,智慧农业发展如火如荼。将物联网、大数据、人工智能等现代信息技术与绿色防控技术深度融合,有助于提升绿色防控的智能化水平,实现病虫害精准预警与防控。一方面,要加快构建天空地一体化的农业病虫害监测预警体系。充分利用遥感、航空和地面监测手段,构建覆盖农业重点区域的监测网络,实现对重大病虫害的动态监测、趋势预测和预警。要建立农业病虫害大数据平台,利用云计算、大数据分析等技术,对监测数据进行分析挖掘,准确掌握病虫害发生规律,为绿色防控决策提供数据支撑。另一方面,要大力发展智能绿控装备,提高防控效率和精准度。要加快发展植保无人机等智能施药装备,利用航空遥感、卫星定位等技术,实现精准变量施药,提高农药利用率,降低环境污染风险。要研发推广智能测报灯、太阳能杀虫灯等新型绿色防控装备,利用物联网、人工智能技术,实现对害虫的自动识别和诱杀。要加强农机农艺融合,发展适应绿色防控需求的专用农机装备,提高绿色防控作业的机械化水平。此外,还要建立病虫害防控专家智能决策系统。充分利用人工智能技术,将病虫害防治专家的经验知识进行抽取、表征和建模,开发基于知识的智能决策系统,为农户提供精准、高效的远程诊断和防控指导服务。同时,要促进基于手机应用的移动服务,为农户提供随时随地的病虫害诊断、预警、防控等服务,让绿色防控触手可及。
综上所述,病虫害绿色防控是破解当前农业病虫害问题的根本出路,是推进农业供给侧结构性改革、促进农业绿色发展的重要举措。加快病虫害绿色防控关键技术研发,强化绿色防控产品供给,健全绿色防控推广体系,营造绿色防控良好氛围,是破解当前制约因素,推动病虫害绿色防控的关键所在。未来,随着现代农业科技的不断进步,物联网、大数据、人工智能等现代信息技术与绿色防控技术的深度融合,将进一步提升病虫害绿色防控的智能化水平。同时,随着农民生态环保意识的不断增强,绿色防控将成为农业生产的主流方式,为实现农业高质量发展提供有力支撑。让我们携手并进,加快推进农业病虫害绿色防控,为促进农业绿色发展、保障国家粮食安全作出新的更大贡献。
(作者单位:1.535300广西壮族自治区钦州市浦北县农业科学研究所;2.535300广西壮族自治区钦州市浦北县农业发展中心)