小麥綠色栽培及智能精準(zhǔn)管理技術(shù)分析

摘要" 本文總結(jié)分析了小麥綠色栽培和智能精準(zhǔn)管理技術(shù)在促進(jìn)小麥生產(chǎn)中的應(yīng)用，為實(shí)現(xiàn)高效、環(huán)保和可持續(xù)的農(nóng)業(yè)發(fā)展提供參考。該技術(shù)是利用傳感器、遙感和物聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對小麥生長情況和環(huán)境條件的實(shí)時(shí)監(jiān)測和精準(zhǔn)調(diào)控，通過栽植管理、水肥管理、病蟲害防治和收獲倉儲一體化等多種手段，提高小麥生產(chǎn)效益及產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)減少資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。該技術(shù)的應(yīng)用有助于合理規(guī)劃栽培方案，精準(zhǔn)調(diào)控作物生長全過程和環(huán)境。目的在于推廣綠色栽培和智能精準(zhǔn)管理技術(shù)，提高小麥產(chǎn)量和質(zhì)量。

關(guān)鍵詞" 小麥；綠色栽培；智能精準(zhǔn)管理；精準(zhǔn)調(diào)控

中圖分類號" S512" " " "文獻(xiàn)標(biāo)識碼" A" " " "文章編號" 1007-7731（2024）17-0010-04

DOI號" 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.17.003

Analysis of green cultivation and intelligent precision management technology for wheat

LIU Jiashen

（Wu’an Town People’s Government， Yuncheng 274700， China）

Abstract" The application of green cultivation and intelligent precision management technology were summarized and analyzed in promoting wheat production， providing references for achieving efficient， environmentally friendly， and sustainable agricultural development. This technology utilized modern technologies such as sensors， remote sensing， and the Internet of Things to achieve real-time monitoring and precise control of wheat growth and environmental conditions. Through various means such as planting management， water and fertilizer management， pest control， and integrated harvesting and storage， it improved wheat production efficiency and product quality， while reducing resource waste and environmental pollution. The application of this technology was helpful for the rational planning of the cultivation scheme and the precise control of the whole process of crop growth and the environment. The purpose was to promote green cultivation and intelligent precision management technology to improve the yield and quality of wheat.

Keywords" wheat; green cultivation; intelligent and precise management; precise regulation

小麥作為重要的糧食作物之一，對于保障糧食生產(chǎn)安全十分重要[1]。實(shí)際糧食生產(chǎn)中，推進(jìn)綠色栽培和智能精準(zhǔn)管理技術(shù)的應(yīng)用對于提高作物產(chǎn)量具有重要意義。目前有關(guān)小麥高產(chǎn)栽培方面的研究較多，周梅榮[2]從撒直播小麥的良種選擇、合理輪作、田間管理和適時(shí)收獲方面總結(jié)了其高產(chǎn)栽培技術(shù)要點(diǎn)；王慧娟[3]總結(jié)了優(yōu)質(zhì)小麥高產(chǎn)栽培技術(shù)和病蟲害綠色防控技術(shù)，指出要強(qiáng)化綠色思想，秉持優(yōu)質(zhì)理念。在推廣和應(yīng)用綠色栽培技術(shù)過程中，關(guān)注生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益協(xié)調(diào)發(fā)展。小麥生產(chǎn)過程中可結(jié)合智能技術(shù)，陳文順[4]研究指出，將信息技術(shù)融合應(yīng)用于小麥生產(chǎn)，可以提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，對小麥智能化生產(chǎn)具有重要意義。本文總結(jié)分析了綠色栽培和智能精準(zhǔn)管理技術(shù)在小麥生產(chǎn)中的應(yīng)用，為推動小麥生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)型升級，實(shí)現(xiàn)高效、環(huán)保和可持續(xù)的農(nóng)業(yè)發(fā)展提供參考。

1 小麥栽培綠色化、智能化的推廣意義分析

1.1 提高產(chǎn)業(yè)效益

推廣有機(jī)肥料、生物防治等綠色栽培措施，可提升農(nóng)作物的生產(chǎn)效率及品質(zhì)，進(jìn)而有利于產(chǎn)業(yè)發(fā)展[5]。應(yīng)用綠色栽培技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)的小麥具有安全性高、產(chǎn)量高和品質(zhì)好等優(yōu)良特性，受消費(fèi)者青睞。市場上，綠色栽培生產(chǎn)的作物較普通生產(chǎn)的作物更具競爭優(yōu)勢，其產(chǎn)品銷售和推廣效益較好。

1.2 推動農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展

綠色小麥的發(fā)展不僅促進(jìn)了小麥種植業(yè)的進(jìn)步，還對整個農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)生積極影響。牛全根等[6]研究指出，綠色小麥種植技術(shù)借助先進(jìn)的生物技術(shù)和遺傳改良手段，選育出具有高產(chǎn)、高品質(zhì)的新品種，以適應(yīng)不同地區(qū)的生長環(huán)境，同時(shí)還具有較強(qiáng)的抗病蟲害能力，在一定程度上降低了農(nóng)藥施用量，符合綠色環(huán)保理念。種植過程中注重科學(xué)管理、精準(zhǔn)管理等綠色、智能化栽培技術(shù)的應(yīng)用，采取合理施肥、科學(xué)澆水和病蟲害綜合防治等栽培措施保護(hù)小麥成長；運(yùn)用現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行耕作、播種和收割[7]。隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整，綠色小麥的優(yōu)質(zhì)特性會帶動相關(guān)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，促進(jìn)種子生產(chǎn)、農(nóng)機(jī)具制造以及加工增值等環(huán)節(jié)的綠色現(xiàn)代化進(jìn)程，推動農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

2 小麥綠色栽培和智能精準(zhǔn)管理技術(shù)分析

2.1 播前準(zhǔn)備

小麥綠色栽培，一是選擇優(yōu)質(zhì)地塊。選擇條件優(yōu)異的種植地塊，優(yōu)先考慮地勢較為平坦、土層深厚能儲存更多肥力的區(qū)域。這些地塊具有良好的土壤條件，能夠提供充足的營養(yǎng)，有利于小麥健康生長。適宜小麥生長的土壤養(yǎng)分含量為速效氮超過60 mg/L，有機(jī)質(zhì)超過1%，速效磷超過15 mg/L，總鹽量小于0.3%。由于小麥對重茬地塊較為敏感，種植時(shí)避免選擇已連續(xù)多年種植小麥的土地。付靜等[8]研究指出，重茬地塊容易發(fā)生病蟲草害，消耗土壤中的部分營養(yǎng)元素，可能導(dǎo)致土壤疲勞，出現(xiàn)“歇地”現(xiàn)象。因此，在保證小麥健康生長和高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)情況下，需要適當(dāng)進(jìn)行輪作倒茬。輪作能夠有效減少土壤病害的發(fā)生，可在一定程度上降低農(nóng)藥施用量；與豆類、薯類和油料作物輪作可以有效改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力和保水保肥能力，減少土壤侵蝕和養(yǎng)分流失，維持土壤生態(tài)平衡。

二是智能深松整地。前茬作物收獲后，將土壤中的地膜、石塊和作物殘根等雜物徹底清除干凈，確保土壤清潔，方便后續(xù)作業(yè)。隨后開展整地工作，采用智能深松整地機(jī)械進(jìn)行工作，耕作深度一般控制在25～35 cm，整體的整地深度一般超過8 cm。整地完成后，確保田塊平整，整個土壤表層質(zhì)地均勻、細(xì)膩。為了提高土壤墑情，建議采用鎮(zhèn)壓機(jī)對土壤進(jìn)行壓實(shí)處理，郭延濤[9]研究指出，適度壓實(shí)土壤，可以提高其密實(shí)度，有助于保持土壤的濕潤度，提高其保水保肥能力。

三是智能施肥。整地后，利用全自動智能施肥機(jī)進(jìn)行施肥，結(jié)合翻耕將肥料翻入土體。根據(jù)小麥栽培營養(yǎng)需求，施用30 000 kg/hm2腐熟有機(jī)肥、120 kg/hm2尿素、375 kg/hm2磷酸二銨和75 kg/hm2硫酸鉀，確保肥料與土壤充分混合，保證作物生長時(shí)養(yǎng)分可以輸送到植物根系附近，為其供應(yīng)養(yǎng)分。施肥后進(jìn)行地塊整理，地塊寬度通常設(shè)置為150 cm；根據(jù)地形和水利條件，可以將地塊分為80 cm寬的低畦或70 cm寬的高畦。

2.2 栽植管理

選擇合適的小麥良種，考慮籽粒品質(zhì)、生長特性和抗逆性等多個因素。選擇大小一致飽滿、表皮有光澤，同時(shí)具備耐高溫水淹、抗逆性強(qiáng)、適應(yīng)性廣且豐產(chǎn)等特點(diǎn)的小麥種子。為減少病蟲害對小麥的影響，建議采用藥劑拌種，一般可用23%戊唑·福美雙懸浮種衣劑進(jìn)行拌種處理，以降低小麥生長過程中黑穗病、白粉病和銹病等病害的發(fā)生概率。為了提高播種效率和作物產(chǎn)量，可使用小麥智能施肥播種機(jī)進(jìn)行播種，憑借紅外傳感器和衛(wèi)星定位系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動化操作。播種深度以3～4 cm為宜，根據(jù)播種密度和質(zhì)量要求，采用不同的播種方式。此外，還可以利用5G通信技術(shù)、光譜遙感和數(shù)據(jù)采集等裝備技術(shù)，對小麥栽培數(shù)據(jù)進(jìn)行一體化全方位采集，5G通信技術(shù)可實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間數(shù)據(jù)的即時(shí)傳輸和互聯(lián)互通；光譜遙感能夠提供高分辨率的地面信息；數(shù)據(jù)采集裝備可實(shí)時(shí)收集農(nóng)田環(huán)境、土壤和氣象等相關(guān)數(shù)據(jù)，構(gòu)建全面的生長環(huán)境模型。黃尚[10]研究指出，基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的農(nóng)田信息采集與分析方法能夠?qū)崿F(xiàn)對農(nóng)田環(huán)境的全面檢測與評估。技術(shù)人員借助這些裝備技術(shù)全面監(jiān)測小麥生長數(shù)據(jù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行調(diào)整，有助于保障其生長穩(wěn)定性和產(chǎn)量。

2.3 水肥管理

播種后3 d可使用智能噴灌水肥一體化機(jī)械灌溉系統(tǒng)進(jìn)行灌溉，保證土壤含水量在75%～80%，以有效促進(jìn)小麥種子的發(fā)芽和吸水。機(jī)械灌溉系統(tǒng)運(yùn)行前保證噴水、施肥的流量均勻，并根據(jù)不同土壤質(zhì)地進(jìn)行噴灌頭間距和噴水量的調(diào)整，以確保每塊土地都能得到充足的水分和營養(yǎng)。一般土壤的噴灌頭間距在20～25 cm，噴灌量在2.6～3.0 L/h；砂質(zhì)土的噴灌頭間距20 cm，噴灌量多于一般土壤；而黏土的噴灌頭間距在25～30 cm，噴灌頭的噴灌量最小，一般不高于2.6 L/h。實(shí)際小麥生產(chǎn)過程中，灌溉所需的水量由噴灌子系統(tǒng)感知其生長情況以及土壤濕度情況，經(jīng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的收集和分析計(jì)算得出；并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間作業(yè)，以滿足小麥生長需水量，同時(shí)避免過度灌溉造成的水資源浪費(fèi)和對土壤質(zhì)地的損害。楊晶[11]研究介紹了AquaCrop模型，該模型結(jié)合大興試驗(yàn)基地的田間數(shù)據(jù)，制訂了冬小麥的優(yōu)化灌溉方案，確定了灌溉定額240 mm，分3次灌溉，每次80 mm，確保滿足各生育階段的水量需求，此灌溉制度可有效提高水分利用率和小麥產(chǎn)量。

2.4 病蟲害防治

根據(jù)小麥品種特性，采用智能懸浮式植保設(shè)備進(jìn)行病蟲害預(yù)防工作。在小麥植株起身階段，施用40%矮壯素5 250～6 750 g/hm2；對于生長勢旺盛的地塊，在種植后7～10 d再次施用等量矮壯素，可確保根系正常發(fā)育，防止倒伏現(xiàn)象發(fā)生。付靜等[12]研究指出智能懸浮式植保設(shè)備配備了先進(jìn)的飛行控制系統(tǒng)，能夠攜帶10 kg左右的農(nóng)藥，飛行速度可以穩(wěn)定調(diào)節(jié)（0～15 m/s），噴射寬度2～4 m；同時(shí)該設(shè)備還具備智能調(diào)節(jié)高度和速度的功能，能夠在適時(shí)短進(jìn)間內(nèi)完成噴防作業(yè)，極大地提升了作業(yè)效率。

2.5 收獲倉儲一體化

小麥成熟前，將智能滴灌施肥設(shè)備和智能懸浮式植保機(jī)械收回，并利用智能傳感器對小麥的成熟度進(jìn)行檢測，確定達(dá)到蠟熟后期即可使用農(nóng)用小麥?zhǔn)斋@脫皮烘干倉儲機(jī)進(jìn)行籽粒收獲、脫皮、烘干和倉儲等工作。運(yùn)用該機(jī)械設(shè)備能夠確保在小麥?zhǔn)斋@過程中總損失低于5％，脫凈率超過97％，破碎率低于1.5％。此外，該設(shè)備還具備自動收獲、精準(zhǔn)脫皮、高效烘干和安全倉儲等功能，具有靈活性強(qiáng)和便攜性高等特點(diǎn)，能夠適應(yīng)不同規(guī)模和場地的需要。該設(shè)備有效提高了小麥的收獲作業(yè)效率，減少了損失。

3 應(yīng)用優(yōu)勢分析

3.1 栽培方案規(guī)劃

規(guī)劃小麥生產(chǎn)方案時(shí)，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，借助氣象數(shù)據(jù)和土壤信息，選擇適宜的種植地點(diǎn)，并結(jié)合作物的生長特性和需求，合理選種。張春鑫[13]在大豆栽培和智能化精準(zhǔn)栽培技術(shù)研究中指出，智能管理平臺可利用智能分析算法，綜合考慮氣象、土壤和作物生長特性等多方面因素，對栽培方案進(jìn)行深入評估和優(yōu)化，及時(shí)發(fā)現(xiàn)栽培方案中的不足并提出相應(yīng)的調(diào)整建議，從播種方式、作物種植密度等方面全方位提示；種植者可以根據(jù)這些建議及時(shí)進(jìn)行調(diào)整栽培方案，實(shí)現(xiàn)栽培過程的動態(tài)優(yōu)化，有效提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。

3.2 栽培管理調(diào)節(jié)

智能技術(shù)在小麥栽培實(shí)際運(yùn)用中，涵蓋了田間管理中的施肥、澆水和用藥等各個環(huán)節(jié)。首先，通過智能管理系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對田間環(huán)境和作物生長情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測和數(shù)據(jù)收集，有效了解土壤養(yǎng)分狀況、水分含量以及作物生長情況等，為精準(zhǔn)施肥、澆水和用藥提供依據(jù)。夏于[14]設(shè)計(jì)了一種小麥苗情診斷系統(tǒng)，可以根據(jù)作物的生理生態(tài)參數(shù)進(jìn)行診斷；以越冬期正常土壤濕度條件下的冬性小麥為例，輸入特定的生長數(shù)據(jù)后，系統(tǒng)判斷苗情，并提出根據(jù)主莖葉齡的不同階段適當(dāng)進(jìn)行生長控制等建議。其次，智能管理系統(tǒng)結(jié)合無人機(jī)設(shè)備，可以對田間作物展開高精度監(jiān)測，如在施肥過程中，該系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測土壤養(yǎng)分狀況和作物需求，進(jìn)而精確計(jì)算較佳施肥量和施肥時(shí)機(jī)，并通過無人機(jī)設(shè)備進(jìn)行精準(zhǔn)投放，確保每一塊土地均能得到適量的養(yǎng)分供應(yīng)。最后，該系統(tǒng)在防治病蟲害方面也發(fā)揮重要作用，高正杰[15]研究指出，智能管理系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測病蟲害發(fā)生情況，進(jìn)而調(diào)整用藥量和用藥時(shí)機(jī)，在一定程度上減少了農(nóng)藥施用量，提高了防治效果，降低了對環(huán)境的影響。

3.3 種植環(huán)境調(diào)節(jié)

種植環(huán)境會在一定程度上影響小麥的生長。在麥田中布置監(jiān)測器和傳感器，與智能系統(tǒng)和調(diào)節(jié)設(shè)備相連接的智能精準(zhǔn)管理系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)24 h實(shí)時(shí)監(jiān)測；系統(tǒng)再根據(jù)這些數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)麥田內(nèi)的環(huán)境條件，缺水時(shí)啟動噴灌設(shè)備進(jìn)行澆水，或噴灑特定的土壤改良劑，使環(huán)境條件始終保持在適宜小麥生長的條件下。羅家俊等[16]研究指出，智能化管理系統(tǒng)還可以通過控制溫度、土壤含水量等因素來減少凍害、鼠害等威脅。樊銘京等[17]在作物智能化精準(zhǔn)灌溉監(jiān)測控制技術(shù)應(yīng)用研究中指出，在寒冷的天氣里，該系統(tǒng)可以自動啟動加熱設(shè)備或覆蓋物，保護(hù)作物免受凍害；在鼠害發(fā)生季節(jié)，該系統(tǒng)可以通過智能陷阱或聲波驅(qū)趕裝置來減少其侵害。

綜上，小麥的生長受多方面因素影響，種植過程中需結(jié)合現(xiàn)代科技，完善其綠色栽培和智能精準(zhǔn)管理技術(shù)。小麥綠色栽培和智能精準(zhǔn)管理技術(shù)有利于實(shí)現(xiàn)對小麥生長情況和環(huán)境條件的實(shí)時(shí)監(jiān)測和精準(zhǔn)調(diào)控，包括播前準(zhǔn)備、栽植管理、水肥管理、病蟲害防治和收獲倉儲一體化等方面。該技術(shù)的應(yīng)用有助于合理規(guī)劃栽培方案，精準(zhǔn)調(diào)控作物生長全過程和環(huán)境，對提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量具有重要意義。

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（責(zé)任編輯：李" 媛）