農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化背景下新蔡縣小麥病蟲害防治措施

摘 要 小麥作為我國主要糧食作物，其種植技術(shù)與病蟲害防治對于穩(wěn)定農(nóng)糧產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)和促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化給小麥種植和病蟲害防治帶來了新機(jī)遇，創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用可以提高小麥產(chǎn)量和品質(zhì)、減少病蟲害危害。為助力小麥產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化、綠色化、可持續(xù)發(fā)展，介紹河南省新蔡縣小麥主要病蟲害種類及危害情況，提出基因編輯改良品種、病蟲害監(jiān)測預(yù)警、無人機(jī)施藥、精準(zhǔn)施藥技術(shù)及應(yīng)用微生物制劑等現(xiàn)代化防治措施。

關(guān)鍵詞 農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化；小麥；病蟲害防治；河南省新蔡縣

中圖分類號：S512.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2025.02.003

新蔡縣地處淮北平原，位于河南省東南部、駐馬店市東部邊緣，處于豫皖兩省交界處。全縣總面積

1 453 km2，地勢西北略高、東南略低，自西北向東南傾斜。新蔡縣氣候?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)濕潤性氣候，光熱資源較為充足且雨熱同季，有利于農(nóng)作物生長。近年來，新蔡縣高度重視農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)，大力推進(jìn)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)，目前已建成9.8萬hm2高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田。連片高效、生態(tài)良好的農(nóng)田為小麥豐產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)，然而病蟲害仍是制約小麥增產(chǎn)增效的主要因素。在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化背景下，創(chuàng)新小麥種植技術(shù)，優(yōu)化病蟲害防治措施，對于保護(hù)新蔡縣糧食安全和推動當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展意義重大。

1 小麥種植概況

新蔡縣位于黃淮海平原腹地，氣候條件和地理環(huán)境十分有利于小麥生產(chǎn)。近年來，新蔡縣堅(jiān)持走現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展道路，大力推進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，著力打造高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2023年新蔡縣小麥播種面積達(dá)

8.76萬hm2，占全縣耕地面積的60%以上。得益于高質(zhì)量推進(jìn)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)工作，新蔡縣已形成集中連片、旱澇保收、節(jié)水高效、穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)、生態(tài)良好的現(xiàn)代農(nóng)田，全縣小麥綜合生產(chǎn)能力顯著提升[1]。根據(jù)農(nóng)技人員的苗情調(diào)查，新蔡縣一二類優(yōu)質(zhì)小麥苗在99%以上，小麥整體苗情良好，為2024年夏糧豐產(chǎn)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。但是，病蟲害防治仍是新蔡縣小麥生產(chǎn)中的難題，創(chuàng)新防控技術(shù)和措施迫在眉睫。

2 主要小麥病蟲害種類及危害

2.1 主要病害類型及危害

2.1.1 小麥紋枯病

小麥紋枯病病原菌為喙角擔(dān)菌，主要通過土壤、病株殘?bào)w或種子傳播。發(fā)病初期，近地表葉鞘上出現(xiàn)黃褐色橢圓形或梭形病斑，隨后擴(kuò)大、顏色變深，形成云紋狀花紋。嚴(yán)重時(shí)病斑可延伸至莖稈，導(dǎo)致基部莖節(jié)腐爛，引起幼苗猝倒、死亡，還會造成小麥生長后期出現(xiàn)枯孕穗或枯白穗。小麥紋枯病的發(fā)生與氣候條件密切相關(guān)，溫暖多雨的環(huán)境有利于病原菌繁殖。新蔡縣屬亞熱帶季風(fēng)氣候，春季多雨濕熱，為小麥紋枯病的高發(fā)期。連作及留茬不徹底也會加劇小麥紋枯病的流行。

2.1.2 白粉病

白粉病是小麥生長期常見的一種真菌性病害，由麥類白粉菌引起。盡管該病原菌在河南省平原地區(qū)無法度夏，但在海拔500 m以上的山區(qū)，其子囊孢子或分生孢子可以在當(dāng)?shù)氐淖陨溍缁蛳柠溕霞纳毖?。隨后，秋季氣流將這些致病孢子帶到平原地區(qū)，感染當(dāng)?shù)氐男←溣酌?，?dǎo)致白粉病在平原地區(qū)流行。病菌可為害小麥的葉片、莖部、穗部等地上部位，在植株表面形成白色粉狀物，即分生孢子堆，不僅會直接影響小麥的光合作用、降低籽粒質(zhì)量，還會使植株?duì)I養(yǎng)流失，嚴(yán)重時(shí)會導(dǎo)致小麥完全絕收[2]。該病流行性較強(qiáng)，一旦條件適宜，會迅速蔓延擴(kuò)散，造成大面積為害。

2.1.3 小麥赤霉病

小麥赤霉病由多種鐮刀菌引起，主要為害小麥穗部，發(fā)病初期小穗基部的穎片出現(xiàn)水漬狀病斑，后病斑擴(kuò)大，導(dǎo)致小穗枯黃并產(chǎn)生粉紅色霉層，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致枯白穗，顯著降低小麥產(chǎn)量和品質(zhì)。發(fā)生小麥赤霉病不僅會造成小麥嚴(yán)重減產(chǎn)，而且會產(chǎn)生毒素污染，如病麥粒中含有的脫氧雪腐鐮刀菌烯醇會導(dǎo)致人或動物中毒，嚴(yán)重威脅農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全。新蔡縣地處暖溫帶，春季多雨霧氣重，為小麥赤霉病的高發(fā)期。近年來，受氣候變化、連作等影響，新蔡縣小麥赤霉病發(fā)生率呈逐年上升趨勢，導(dǎo)致小麥產(chǎn)量降低。

2.2 主要蟲害類型及危害

2.2.1 蚜蟲

蚜蟲以小麥植株的汁液為食，在小麥抽穗期會大量聚集在幼穗上吸食營養(yǎng)，造成穗發(fā)育不良、粒質(zhì)量降低。蚜蟲為害嚴(yán)重時(shí)，導(dǎo)致小麥整個(gè)穗部枯萎，影響產(chǎn)量。此外，蚜蟲可將毒液注入植株，阻礙小麥正常代謝，并傳播一些病毒性疾病。蚜蟲生命周期短，但繁殖能力極強(qiáng)，在5～10 ℃的環(huán)境下即能大量繁衍。從歷史記錄看，單頭蚜蟲每天可產(chǎn)2～5頭幼蟲，在適宜條件下4～6 d即可完成一個(gè)世代，平均壽命20～30 d。因此，一旦防治不力，極易引發(fā)蚜蟲暴發(fā)性流行。

2.2.2 紅蜘蛛

紅蜘蛛主要以蟲卵或成蟲寄生小麥植株根部，或在土壤中越冬。每年2月中旬，隨著氣溫升高，紅蜘蛛開始活躍并大量繁殖，影響范圍迅速擴(kuò)大。受紅蜘蛛為害的小麥葉片上會出現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)白黃色小點(diǎn)，植株?duì)I養(yǎng)流失，生長發(fā)育受阻；嚴(yán)重時(shí)，整片麥田焦黃枯萎，小麥減產(chǎn)或絕收。紅蜘蛛通常在小麥拔節(jié)期至抽穗期集中為害，一旦錯(cuò)過最佳防治時(shí)期，將難以根治。

3 現(xiàn)代化病蟲害防治措施

3.1 基因編輯改良品種

基因編輯技術(shù)在小麥品種改良中發(fā)揮越來越重要的作用。以CRISPR/Cas9為代表的基因編輯技術(shù)，可以精準(zhǔn)編輯小麥基因組的特定位點(diǎn)，賦予小麥抗病蟲害、耐逆境等優(yōu)良性狀。在抗病性改良方面，研究人員通過編輯與抗病相關(guān)的基因，使小麥獲得對紋枯病、白粉病、赤霉病等主要病害的抗性[3]。例如，編輯Pm3基因可賦予小麥對白粉病的抗性；編輯Fhb1基因可增強(qiáng)其對赤霉病的抗性。在抗蟲性改良方面，通過編輯Bx基因等，可以使小麥產(chǎn)生針對蚜蟲、紅蜘蛛等蟲害的特殊化學(xué)物質(zhì)，發(fā)揮驅(qū)蟲作用。還可編輯與植株揮發(fā)物合成相關(guān)的基因，釋放特殊揮發(fā)分子，干擾害蟲識別寄主和取食的行為。

除了抗病蟲害性，基因編輯技術(shù)還可改良小麥的其他性狀，如耐旱、耐鹽堿、抗逆等，使其更好地適應(yīng)復(fù)雜多變的生長環(huán)境。編輯微粒蛋白基因，可提高小麥的營養(yǎng)品質(zhì)。相比傳統(tǒng)育種，基因編輯技術(shù)更加精準(zhǔn)高效，不會導(dǎo)入外源基因，有助于培育出高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的新品種。根據(jù)新蔡縣的主要病蟲害種類，通過基因編輯技術(shù)培育抗性強(qiáng)的品種，將為小麥安全豐產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

3.2 病蟲害監(jiān)測預(yù)警

3.2.1 物聯(lián)網(wǎng)田間監(jiān)測

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在新蔡縣小麥病蟲害監(jiān)測預(yù)警中發(fā)揮重要作用。在田間部署各類物聯(lián)網(wǎng)傳感器，可以實(shí)時(shí)采集小麥生長環(huán)境的多維數(shù)據(jù)，包括溫濕度、光照、土壤濕度、病蟲害發(fā)生情況等，并將數(shù)據(jù)無線傳輸至數(shù)據(jù)中心。在數(shù)據(jù)中心，先進(jìn)的大數(shù)據(jù)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)算法可對采集到的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度融合挖掘，結(jié)合小麥生長模型、病蟲害發(fā)生規(guī)律等知識庫，對病蟲害的發(fā)生趨勢進(jìn)行智能預(yù)測，并基于數(shù)據(jù)分析結(jié)果，及時(shí)向農(nóng)戶推送精準(zhǔn)的病蟲害預(yù)警信息，提醒防治關(guān)鍵期和重點(diǎn)區(qū)域，為精準(zhǔn)統(tǒng)防提供決策依據(jù)。同時(shí)，通過5G遠(yuǎn)程視頻診斷，專家可對重點(diǎn)區(qū)域的病蟲害種類和危害程度進(jìn)行準(zhǔn)確鑒定，極大地提高了防治效率。新蔡縣綜合利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)手段，構(gòu)建智能化的小麥病蟲害監(jiān)測預(yù)警體系，實(shí)現(xiàn)從“被動防御”向“主動防御”的轉(zhuǎn)變，為小麥豐產(chǎn)和綠色生產(chǎn)提供有力支撐。

3.2.2 病蟲害預(yù)測模型

構(gòu)建精確的病蟲害預(yù)測模型是新蔡縣實(shí)現(xiàn)小麥病蟲害智能化監(jiān)測預(yù)警的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。該模型需要綜合考慮氣象條件、土壤環(huán)境、小麥生育期等多維信息，并融合多源異構(gòu)數(shù)據(jù)[4]。收集新蔡縣歷史上有關(guān)病蟲害發(fā)生的數(shù)據(jù)，包括時(shí)空分布、發(fā)生規(guī)律等，作為訓(xùn)練集輸入；然后整合實(shí)時(shí)采集的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測數(shù)據(jù)，如溫濕度、降水量、作物長勢、蟲體數(shù)量等，作為預(yù)測輸入變量；在此基礎(chǔ)上，通過機(jī)器學(xué)習(xí)和深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，建立映射輸入變量與病蟲害發(fā)生發(fā)展之間的高精度預(yù)測模型。該模型不僅能對單一病蟲害種類進(jìn)行預(yù)測，還能模擬多種病蟲害的復(fù)合影響效應(yīng)。例如，模型可分析小麥拔節(jié)期的溫濕度與歷史數(shù)據(jù)的相似程度，結(jié)合監(jiān)測到的小麥紋枯病病原菌孢子負(fù)荷量，預(yù)測未來7 d小麥紋枯病的發(fā)展趨勢。對于白粉病、小麥赤霉病，以及蚜蟲、紅蜘蛛等，模型也可預(yù)測發(fā)生的概率。新蔡縣正在聯(lián)合高校、科研院所等單位共同攻關(guān)，針對當(dāng)?shù)貙?shí)際情況構(gòu)建高精準(zhǔn)度的病蟲害預(yù)測模型，提升預(yù)警的時(shí)效性和可靠性，為制訂科學(xué)統(tǒng)防決策提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支撐。

3.3 無人機(jī)施藥

相較于傳統(tǒng)人工施藥，無人機(jī)施藥具有機(jī)械化程度高、作業(yè)效率高、覆蓋范圍廣等優(yōu)勢。新蔡縣普遍采用固定翼和多旋翼兩種類型的無人機(jī)執(zhí)行任務(wù)。固定翼無人機(jī)有效作業(yè)面積大、航程遠(yuǎn)，適合大面積連片作業(yè)；而多旋翼無人機(jī)機(jī)動靈活，特別適合復(fù)雜地形或小面積田塊作業(yè)。無人機(jī)攜帶的是新型低毒環(huán)保農(nóng)藥，通過噴嘴將藥液微霧化，使其均勻分布于作物表面。微小液滴能高效覆蓋病蟲害隱蔽部位，殺蟲殺菌效果顯著。同時(shí)，使用無人機(jī)施藥可避免作物被踩傷，保障了小麥安全豐產(chǎn)。無人機(jī)作業(yè)前，需要對田間實(shí)時(shí)環(huán)境及作物長勢信息進(jìn)行三維建模，并結(jié)合病蟲害監(jiān)測預(yù)警信息，規(guī)劃飛行航線和噴灑量。飛控系統(tǒng)將按規(guī)劃路線執(zhí)行變量施藥，確保藥量精準(zhǔn)可控。另外，新蔡縣正在推進(jìn)無人機(jī)低空遙感技術(shù)，通過對田間病蟲害災(zāi)情進(jìn)行遙感監(jiān)測，對重點(diǎn)區(qū)域?qū)嵤┚珳?zhǔn)作業(yè)，提高防治效能。這些先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用大幅減少了農(nóng)藥用量，減輕了環(huán)境壓力，助力綠色高效防控。

3.4 精準(zhǔn)施藥技術(shù)

在新蔡縣小麥病蟲害防治過程中，精準(zhǔn)施藥技術(shù)正日益普及。這項(xiàng)技術(shù)利用智能化系統(tǒng)，根據(jù)田間實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)和預(yù)測模型，對病蟲害發(fā)生的時(shí)空分布情況進(jìn)行動態(tài)描繪，為施藥作業(yè)提供精準(zhǔn)決策支持。采用變量率施藥技術(shù)，使用裝配有實(shí)時(shí)檢測系統(tǒng)和變量噴嘴的高智能化施藥機(jī)，能夠根據(jù)實(shí)時(shí)作物情況智能調(diào)節(jié)藥液用量和噴霧粒徑，既減少了藥量浪費(fèi)，又提高了藥效。同時(shí)，依托病蟲害時(shí)空分布數(shù)據(jù)，可進(jìn)行精細(xì)旋耕施藥作業(yè)[5]。將不同品種藥劑精準(zhǔn)分區(qū)施用于不同病蟲害發(fā)生區(qū)域，避免全面鋪藥，大幅減少了藥物使用量。在防治關(guān)鍵時(shí)期，新蔡縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)充分利用無人機(jī)低空偵查和智能識別技術(shù)，對田間病蟲害發(fā)生情況實(shí)施動態(tài)監(jiān)控，根據(jù)實(shí)時(shí)災(zāi)情對重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行及時(shí)精準(zhǔn)防治。此外，新蔡縣探索利用生物農(nóng)藥、生物制劑等無公害農(nóng)資產(chǎn)品，構(gòu)建對生態(tài)環(huán)境友好的病蟲害防控體系，切實(shí)減輕了農(nóng)藥對環(huán)境和人體健康的不利影響。這些精準(zhǔn)化施藥措施的實(shí)施，提高了防治效能，保障了小麥安全豐產(chǎn)。

3.5 應(yīng)用微生物制劑

微生物制劑利用有益微生物的拮抗和競爭作用，對病蟲害起到直接或間接抑制作用。新蔡縣常用的微生物制劑有芽孢桿菌、干擾素菌、白僵菌等。在小麥拔節(jié)期使用108 CFU·g-1的芽孢懸浮液400倍液進(jìn)行噴霧，可有效抑制小麥紋枯病、白粉病等真菌病害；在小麥灌漿期使用108 CFU·g-1干擾素菌懸浮液

500倍液，可抑制小麥赤霉病的蔓延。針對小麥害蟲如蚜蟲、紅蜘蛛等，可在小麥返青期噴施107 CFU·g-1白僵菌懸浮液500倍液，連續(xù)2～3次，可有效降低蟲口密度。復(fù)合型微生物制劑集多種益生菌于一體，發(fā)揮協(xié)同增效作用，如枯草芽孢桿菌與內(nèi)毒素菌復(fù)合制劑，可同時(shí)防治多種病蟲害。微生物制劑對環(huán)境友好，已成為新蔡縣小麥病蟲害綠色防控的重要技術(shù)手段。科學(xué)施用并不斷優(yōu)化制劑種類和使用方式，有助于提高小麥產(chǎn)量和品質(zhì)。

4 結(jié)語

新蔡縣正通過一系列現(xiàn)代化技術(shù)手段，從基因編輯、監(jiān)測預(yù)警、精準(zhǔn)作業(yè)等多個(gè)環(huán)節(jié)著手，全方位提升小麥病蟲害防控的科技含量和綠色水平?；蚓庉嬇嘤剐云贩N，可從源頭上增強(qiáng)小麥的免疫力；利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等信息技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)對病蟲害的智能化監(jiān)測預(yù)警，為精準(zhǔn)防控提供決策支持；無人機(jī)精準(zhǔn)變量施藥、生物制劑防治等新技術(shù)的應(yīng)用，則大幅減少了農(nóng)藥使用量，減輕了環(huán)境壓力。未來，新蔡縣應(yīng)繼續(xù)加大現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技投入力度，深化先進(jìn)適用技術(shù)的推廣應(yīng)用，完善病蟲害監(jiān)測預(yù)警體系，優(yōu)化綠色防控模式，持續(xù)提高小麥產(chǎn)量和抗風(fēng)險(xiǎn)能力。通過現(xiàn)代科技在病蟲害防控領(lǐng)域的深度融合應(yīng)用，必將有力提升新蔡縣小麥產(chǎn)量和品質(zhì)，幫助當(dāng)?shù)剞r(nóng)民實(shí)現(xiàn)增收，助力鄉(xiāng)村全面振興，為建設(shè)農(nóng)業(yè)強(qiáng)縣貢獻(xiàn)力量。

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（責(zé)任編輯：張春雨）