農(nóng)作物種植與病蟲害綜合防治技術(shù)運(yùn)用的最新發(fā)展探討

隨著全球人口的增長和環(huán)境變化，農(nóng)作物種植與病蟲害防治技術(shù)的重要性愈加凸顯。通過綜合運(yùn)用生物、物理和化學(xué)防治手段，結(jié)合精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)和信息技術(shù)，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可以有效應(yīng)對病蟲害帶來的威脅。抗病蟲害品種的選育以及生態(tài)友好的管理策略，為可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展提供了新的方向。精準(zhǔn)監(jiān)測和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析的引入，使農(nóng)戶能夠做出科學(xué)決策，從而提高作物產(chǎn)量與質(zhì)量。本文旨在探討農(nóng)作物種植及病蟲害防治技術(shù)的最新發(fā)展，為農(nóng)業(yè)實(shí)踐提供理論支持和技術(shù)參考。

農(nóng)業(yè)作為人類生存與發(fā)展的基礎(chǔ)，其可持續(xù)性面臨著眾多挑戰(zhàn)。病蟲害的頻繁發(fā)生不僅影響作物的生長和產(chǎn)量，還對生態(tài)環(huán)境造成潛在威脅。在這樣的背景下，科學(xué)的種植技術(shù)和有效的病蟲害防治措施顯得尤為重要?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，為提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率與安全性提供了新的解決方案。通過綜合運(yùn)用多種防治策略，農(nóng)民能夠更有效地管理病蟲害，從而實(shí)現(xiàn)生態(tài)平衡與經(jīng)濟(jì)效益的雙重目標(biāo)。

一、農(nóng)作物種植技術(shù)

1、種植模式

①單作與輪作

在農(nóng)作物種植技術(shù)中，種植模式的選擇直接影響作物的產(chǎn)量與土壤健康。其中，單作與輪作是兩種重要的種植方式。單作，即在同一塊土地上連續(xù)種植同一種作物，雖然能在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)，但長期種植相同的作物會導(dǎo)致土壤養(yǎng)分的單一消耗與病蟲害的積累，從而降低土壤肥力和作物的抗逆性。數(shù)據(jù)顯示，單作會導(dǎo)致土壤有機(jī)質(zhì)減少約30%。相較之下，輪作通過更換作物種類，能夠有效打破病蟲害的生命周期，減少特定病蟲害的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，改善土壤結(jié)構(gòu)與肥力。研究表明，實(shí)施輪作的地區(qū)，其產(chǎn)量可提高20%～30%，同時(shí)土壤有機(jī)質(zhì)含量提升10%。

②間作與混作

間作與混作是提高作物產(chǎn)量與土地利用效率的重要種植模式。間作指在同一塊地塊中按照一定比例和空間安排種植兩種或多種作物，通常選擇生長周期不同或根系深淺不同的作物，以最大限度利用資源。例如，在玉米與大豆的間作中，玉米的深根系能夠有效吸收土壤深層水分，而大豆的淺根系則能利用上層土壤的養(yǎng)分。這種搭配不僅能促進(jìn)水分和養(yǎng)分的合理利用，還能提高光合作用效率，研究顯示，這種組合模式能使玉米的產(chǎn)量提高15%～20%?；熳鲃t是將不同作物在同一地塊內(nèi)隨機(jī)混合種植，進(jìn)一步增強(qiáng)了生態(tài)系統(tǒng)的多樣性，降低了病蟲害的風(fēng)險(xiǎn)。例如，玉米與南瓜混作時(shí)，南瓜的廣闊葉片能夠遮陰，減少雜草生長，從而降低人工除草成本，同時(shí)其根系的分泌物可抑制某些病菌的生長。

2、土壤管理

①土壤改良技術(shù)

土壤改良技術(shù)是提升土壤質(zhì)量和作物生產(chǎn)力的關(guān)鍵手段，主要包括物理、化學(xué)和生物3種方法。物理改良通過改善土壤結(jié)構(gòu)來增強(qiáng)土壤的透氣性和持水能力，例如，添加有機(jī)物如腐殖質(zhì)或堆肥可改善土壤顆粒間的結(jié)合性，提高土壤的通透性，從而有效降低土壤的壓實(shí)程度?；瘜W(xué)改良則著重于調(diào)整土壤的酸堿度和養(yǎng)分平衡，例如，通過施加石灰以中和酸性土壤，或利用磷肥改善土壤的有效磷含量，以促進(jìn)作物的健康生長。生物改良則涉及利用微生物或植物根系促進(jìn)土壤健康，特別是施用特定的微生物菌劑可以提高土壤的有機(jī)質(zhì)含量和生物活性，增強(qiáng)土壤的生態(tài)功能。

②施肥技術(shù)

施肥技術(shù)是優(yōu)化作物生長與提高土壤肥力的重要手段，涵蓋有機(jī)肥和化肥的合理使用。根據(jù)土壤檢測結(jié)果，施肥應(yīng)根據(jù)作物需求與土壤養(yǎng)分狀況進(jìn)行精準(zhǔn)施用。氮、磷、鉀三大營養(yǎng)元素的施用比例應(yīng)依據(jù)不同作物的生長階段進(jìn)行調(diào)整。例如，玉米在拔節(jié)期對氮素需求旺盛，推薦氮肥施用量為120～150 kg/hm2，以確保其生長旺盛;而在花期階段，磷肥的施用量應(yīng)增加至50kg/hm2，以促進(jìn)花芽分化和果實(shí)形成?；实氖┯梅椒ㄍ瑯又陵P(guān)重要，采用分次施肥技術(shù)可提高肥料的利用率，減少養(yǎng)分流失，研究表明，分次施肥可提高氮素利用率約20%～30%。有機(jī)肥的使用也不可忽視，施用腐熟的有機(jī)肥每公頃可增加土壤有機(jī)質(zhì)約2%～3%，顯著改善土壤的結(jié)構(gòu)與肥力。

3、灌溉技術(shù)

①滴灌與噴灌

滴灌與噴灌是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中高效的灌溉技術(shù)，能夠顯著提高水資源的利用率與作物產(chǎn)量。滴灌系統(tǒng)通過設(shè)置在土壤表面的滴頭，將水分直接輸送至植物根部，確保水分和養(yǎng)分的精準(zhǔn)供給。研究表明，滴灌技術(shù)能夠?qū)⑺掷寐侍岣?0%～70%，同時(shí)降低土壤水分蒸發(fā)損失。此外，滴灌還可減少病害發(fā)生，因?yàn)樗种苯邮┘佑谕寥蓝侵参锶~面，降低了葉面濕度。相比之下，噴灌技術(shù)則通過噴頭將水霧化，模擬自然降雨，適用于大面積的田地。噴灌系統(tǒng)能夠靈活調(diào)節(jié)水量，常規(guī)噴灌的水分利用率為60%～90%。在干旱地區(qū)，噴灌可以有效防止土壤干裂并促進(jìn)作物均勻生長。然而，噴灌系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用相對較高，維護(hù)也較為復(fù)雜。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)合滴灌與噴灌技術(shù)的區(qū)域可實(shí)現(xiàn)作物產(chǎn)量提升20%～40%，在水資源短缺的情況下，合理選擇和實(shí)施這兩種灌溉方式，能夠?qū)崿F(xiàn)水土資源的高效管理與可持續(xù)發(fā)展。

②雨水收集與利用

雨水收集與利用是一種高效的水資源管理技術(shù)，尤其在水資源匱乏地區(qū)具有重要意義。該技術(shù)通過設(shè)置集水系統(tǒng)，如雨水收集桶、屋頂集水裝置及地下水池，將雨水儲存起來，供灌溉、清洗等用途。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在雨季期間，某些地區(qū)的收集率可高達(dá)70%。儲存的雨水富含自然養(yǎng)分，對作物生長極為有利，同時(shí)可有效減少對地下水和市政供水的依賴。此外，雨水利用還能夠減少徑流和土壤侵蝕，維護(hù)土壤結(jié)構(gòu)，降低洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最佳運(yùn)行，需定期對收集設(shè)施進(jìn)行清潔與維護(hù)，確保雨水質(zhì)量符合農(nóng)業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)。

二、病蟲害防治技術(shù)

1、生態(tài)防治

①生物防治

生物防治是一種通過引入或促進(jìn)自然敵害來控制農(nóng)作物病蟲害的方法，具有可持續(xù)性和生態(tài)友好性。該技術(shù)通常利用捕食性昆蟲、寄生蟲或微生物來抑制害蟲種群。例如，釋放捕食性瓢蟲（如七星瓢蟲）可以有效控制蚜蟲，研究表明，實(shí)施這種防治措施后，蚜蟲數(shù)量可在1周內(nèi)減少60%～80%。另一種常見的生物防治方式是使用細(xì)菌或真菌，如白僵菌，能夠感染多種害蟲并導(dǎo)致其死亡，實(shí)驗(yàn)顯示，噴灑白僵菌后，特定害蟲的死亡率可高達(dá)90%。此外，利用農(nóng)作物與有益昆蟲的合理搭配，如種植花卉作物吸引授粉昆蟲和捕食性昆蟲，也能形成良好的生態(tài)平衡，進(jìn)一步提高作物的抗蟲能力。

②物理防治

物理防治是一種通過物理手段直接控制病蟲害的方法，具有快速見效和環(huán)境友好的特點(diǎn)。常用的物理防治技術(shù)包括機(jī)械捕捉、障礙物設(shè)置和溫度調(diào)控等。機(jī)械捕捉技術(shù)利用粘蟲板、誘捕器等工具，可以有效捕獲特定害蟲。例如，在稻田中使用黃板誘捕稻飛虱，研究顯示，使用黃板后稻飛虱的捕獲率可達(dá)70%以上。此外，設(shè)置防蟲網(wǎng)或塑料薄膜等障礙物，可有效阻擋害蟲進(jìn)入作物生長區(qū)域，減少危害。溫度調(diào)控則是通過改變生長環(huán)境來抑制病蟲害的生長，溫室栽培中可以利用加熱或冷卻系統(tǒng)調(diào)節(jié)溫度，抑制某些害蟲的繁殖。試驗(yàn)表明，溫度高于35℃低于15℃時(shí)，許多害蟲的生長速率會顯著下降，從而有效控制蟲害的發(fā)生。物理防治方法不僅能減少農(nóng)藥的使用，還能保護(hù)生態(tài)環(huán)境，維護(hù)生物多樣性。

2、化學(xué)防治

①農(nóng)藥的分類與使用

農(nóng)藥的分類與使用在病蟲害防治中扮演著至關(guān)重要的角色，主要分為殺蟲劑、殺菌劑、除草劑和殺螨劑四大類。殺蟲劑主要用于控制害蟲，其機(jī)制包括神經(jīng)毒性和生長調(diào)節(jié)等，常見的有擬除蟲菊酯類和有機(jī)磷，使用時(shí)需根據(jù)作物種類和害蟲種類選擇合適的劑量。例如，針對稻飛虱，推薦施用含有氯吡脲的殺蟲劑，施用濃度通常為50～100mL/hm2，可實(shí)現(xiàn)超過80%的控制效果。殺菌劑則用于防治植物病害，主要通過抑制病原菌的生長，常用的包括多菌靈和氟硅唑，使用濃度通常在0.1%～0.5%之間。此外，除草劑用于抑制雜草生長，選擇性除草劑如草甘膦可有效控制多年生雜草，施用濃度為2～4L/hm2，效果顯著。殺螨劑主要針對植物害螨，如噻蟲嗪，施用后可在3～7天內(nèi)控制螨蟲數(shù)量。為確保農(nóng)藥的有效性與安全性，應(yīng)遵循“少量多次”的施用原則，并進(jìn)行田間監(jiān)測，以防止抗藥性的產(chǎn)生和環(huán)境污染。

②農(nóng)藥使用的安全性與環(huán)境影響

農(nóng)藥使用的安全性與環(huán)境影響是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)不可忽視的重要議題。盡管農(nóng)藥在提高作物產(chǎn)量和質(zhì)量方面具有顯著效果，但其潛在風(fēng)險(xiǎn)同樣不容小覷。首先，農(nóng)藥殘留問題嚴(yán)重影響食品安全，研究表明，超過40%的農(nóng)產(chǎn)品樣本中存在農(nóng)藥殘留，部分樣本超標(biāo)，會對消費(fèi)者健康造成危害。其次，農(nóng)藥的應(yīng)用還會對非目標(biāo)生物產(chǎn)生負(fù)面影響，導(dǎo)致生物多樣性的減少。此外，農(nóng)藥的過量使用會導(dǎo)致水土污染，研究表明，施用的農(nóng)藥約30%通過徑流進(jìn)入水體，導(dǎo)致水源污染，對生態(tài)系統(tǒng)造成破壞。因此，為確保農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)性，應(yīng)加強(qiáng)對農(nóng)藥使用的監(jiān)管，推廣精準(zhǔn)施藥技術(shù)，并鼓勵(lì)使用生物防治、物理防治等綠色防控措施，減少農(nóng)藥依賴，降低其對環(huán)境的負(fù)面影響，確保生態(tài)平衡與食品安全。

3、綜合防治

①綜合蟲害管理

綜合蟲害管理是一種生態(tài)友好的病蟲害管理策略，旨在通過綜合利用多種控制手段來降低害蟲對作物的影響。該策略結(jié)合了生物防治、物理防治、化學(xué)防治及農(nóng)業(yè)管理措施，以實(shí)現(xiàn)病蟲害的有效控制。首先，進(jìn)行害蟲監(jiān)測與識別，使用閾值模型來判斷是否需要采取防治措施。例如，當(dāng)特定害蟲數(shù)量超過閾值時(shí)，才啟動相應(yīng)的控制措施，從而減少不必要的農(nóng)藥使用。其次，采用生物防治引入自然天敵，例如釋放寄生蜂控制蚜蟲，其控制效率可達(dá)到70%以上。物理防治如設(shè)置誘捕器、障礙物等，也能顯著降低蟲害風(fēng)險(xiǎn)。此外，化學(xué)防治則被限制在必要的情況下，施用具有低毒性的農(nóng)藥，以減少對環(huán)境的影響。根據(jù)研究，實(shí)施綜合蟲害管理的農(nóng)田相比傳統(tǒng)防治方法，作物產(chǎn)量可提高15%～30%，同時(shí)減少農(nóng)藥使用量約30%～50%。

②抗病蟲害品種的選育

抗病蟲害品種的選育是提高作物生產(chǎn)力和可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要手段，涉及通過基因改良與傳統(tǒng)育種技術(shù)相結(jié)合的方法，培育對特定病害和蟲害具有抵抗力的作物品種。在選育過程中，首先通過表型選擇和基因組學(xué)方法，識別與抗性相關(guān)的性狀，例如，抗病基因的篩選與定位，這些基因可通過基因編輯技術(shù)（如CRISPR-Cas9）進(jìn)行定向改良。研究顯示，利用這種方法，特定水稻品種的稻瘟病抗性可提高至90%以上。其次，選育過程中需進(jìn)行多代雜交和選擇，以確?？剐曰虻姆€(wěn)定表達(dá)，增強(qiáng)作物在不同環(huán)境條件下的適應(yīng)能力。例如，抗蟲棉花的選育，使其對棉鈴蟲的抗性提高50%以上，能顯著降低農(nóng)藥施用量。

三、現(xiàn)代技術(shù)在病蟲害防治中的應(yīng)用

1、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)通過高科技手段優(yōu)化資源利用，增強(qiáng)作物的抗病蟲能力，并提高整體生產(chǎn)效率。該技術(shù)依賴于地理信息系統(tǒng)（GIS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）和遙感技術(shù)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測田間環(huán)境及作物生長狀況，從而實(shí)施針對性的管理措施。通過遙感影像分析，可以準(zhǔn)確評估土壤水分、溫度和養(yǎng)分分布情況，從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)灌溉和施肥。研究表明，應(yīng)用精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)后，水分和肥料的使用效率提高了30%～50%。在病蟲害管理方面，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)可以實(shí)現(xiàn)害蟲監(jiān)測和預(yù)測，利用傳感器和智能監(jiān)控系統(tǒng)，自動檢測病蟲害的發(fā)生。當(dāng)蟲害達(dá)到閾值時(shí)，系統(tǒng)會發(fā)出警報(bào)，提示農(nóng)戶采取防治措施。

2、信息技術(shù)與病蟲害監(jiān)測

信息技術(shù)在病蟲害監(jiān)測中的應(yīng)用為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。通過大數(shù)據(jù)分析、云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）技術(shù)，農(nóng)戶可以實(shí)時(shí)獲取田間的環(huán)境信息，及時(shí)監(jiān)測和識別病蟲害的發(fā)生。傳感器網(wǎng)絡(luò)的部署使得溫度、濕度、土壤水分等數(shù)據(jù)能夠高頻率采集，這些數(shù)據(jù)經(jīng)過云平臺的處理與分析，形成易于理解的可視化報(bào)告，幫助農(nóng)戶做出科學(xué)決策。研究表明，通過信息技術(shù)的應(yīng)用，病蟲害的檢測準(zhǔn)確率可提高至90%以上，響應(yīng)時(shí)間縮短至24h內(nèi)。此外，移動應(yīng)用程序的普及，使得農(nóng)民可以隨時(shí)隨地獲取病蟲害的監(jiān)測信息和防治建議。集成化的信息平臺還提供了病蟲害流行趨勢的預(yù)測模型，使農(nóng)民能夠提前預(yù)防，從而減少病蟲害對作物的危害。

3、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)（IoT）技術(shù)在病蟲害防治中的應(yīng)用能極大地提高農(nóng)業(yè)管理的智能化水平。通過在田間部署各種傳感器和設(shè)備，物聯(lián)網(wǎng)可以實(shí)時(shí)采集溫度、濕度、光照、土壤水分以及病蟲害數(shù)據(jù)。這些傳感器包括多功能環(huán)境監(jiān)測設(shè)備、病蟲害誘捕器與智能圖像識別設(shè)備，能夠自動識別害蟲種類及其密度。數(shù)據(jù)通過無線傳輸技術(shù)傳遞至云端平臺，經(jīng)過人工智能（AI）算法的分析與處理后，形成精確的病蟲害防治建議。在智能溫室中，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)能夠自動調(diào)節(jié)環(huán)境參數(shù)，如溫度和濕度，從而抑制某些病原菌的繁殖。例如，智能灌溉系統(tǒng)可以根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)控制水量，避免因過度灌溉導(dǎo)致的土壤濕度過高，從而降低病害的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。研究表明，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的應(yīng)用可減少農(nóng)藥使用量，并將病蟲害的控制效率提升20%以上。

4、遙感技術(shù)與無人機(jī)

遙感技術(shù)與無人機(jī)的結(jié)合，為病蟲害防治提供了高效、精準(zhǔn)的解決方案。遙感技術(shù)通過衛(wèi)星或無人機(jī)攜帶的多光譜和高光譜傳感器，獲取農(nóng)田大范圍的影像數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以用于監(jiān)測作物健康狀況、識別病蟲害的發(fā)生區(qū)域和程度。不同波段的光譜數(shù)據(jù)能夠反映植物的葉綠素含量和光合作用強(qiáng)度，當(dāng)作物受到病蟲害侵襲時(shí)，其光譜特征會發(fā)生變化。通過數(shù)據(jù)處理與分析，可迅速定位病蟲害的發(fā)生區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)針對性的防治措施。無人機(jī)則具有靈活、快速的特點(diǎn)，能夠低空飛行，近距離拍攝農(nóng)田的高分辨率圖像，并噴灑農(nóng)藥或生物制劑，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)施藥，減少藥劑的浪費(fèi)與環(huán)境污染。研究表明，使用無人機(jī)進(jìn)行精準(zhǔn)噴灑農(nóng)藥，可減少農(nóng)藥使用量約25%～30%，同時(shí)提高藥劑施用的均勻性。此外，遙感技術(shù)和無人機(jī)還可以實(shí)時(shí)監(jiān)測防治效果，及時(shí)調(diào)整施藥策略，確保病蟲害防治的高效性與精確性。

總而言之，農(nóng)作物種植及病蟲害防治技術(shù)的分析顯示，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)面臨著多重挑戰(zhàn)與機(jī)遇。通過采用綜合管理策略，結(jié)合精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)和信息技術(shù)，能夠有效提高作物產(chǎn)量與質(zhì)量，同時(shí)減少環(huán)境影響?？共∠x害品種的選育與生物防治等措施，為可持續(xù)發(fā)展提供了強(qiáng)有力的支持。

（作者單位：063300河北省唐山市豐南區(qū)職業(yè)技術(shù)教育中心）