小麥病害早期診斷與綜合防控技術(shù)

摘要" 本文探討了小麥病害的早期診斷技術(shù)及其綜合防控技術(shù)，并提出提升小麥病害防控效果的策略。其早期診斷技術(shù)包括依靠病害癥狀圖譜、深度學(xué)習(xí)算法和遙感技術(shù)的常規(guī)病害癥狀識別技術(shù)，以及聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)及基因芯片等分子生物學(xué)技術(shù)。綜合防控技術(shù)包括建立并應(yīng)用基于氣象數(shù)據(jù)的病害預(yù)測模型等病害預(yù)測與預(yù)警系統(tǒng)；應(yīng)用合理的輪作制度、優(yōu)化播種時間與密度等農(nóng)業(yè)操作技術(shù)。提升小麥病害防控效果的策略包括研發(fā)與推廣納米技術(shù)、生物傳感器等新型診斷技術(shù)，集成與應(yīng)用農(nóng)業(yè)防治、物理防治和化學(xué)防治等綜合防控技術(shù)，以促進診斷與防控技術(shù)創(chuàng)新；通過現(xiàn)場示范、遠(yuǎn)程教學(xué)和組織經(jīng)驗交流會，以及建設(shè)示范基地等措施，加強農(nóng)民教育與技術(shù)培訓(xùn)。相關(guān)技術(shù)應(yīng)用為提升小麥病害防控科學(xué)性和時效性提供參考。

關(guān)鍵詞" 小麥病害；早期診斷；綜合防控；病害識別；農(nóng)業(yè)管理

中圖分類號" S512 """文獻標(biāo)識碼" A """文章編號" 1007-7731（2025）05-0089-04

DOI號" 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2025.05.019

Early diagnosis and comprehensive prevention and control techniques of wheat disease

LI Yanli

（Rural Comprehensive Service Center of Pingwei Town， Panji District， Huainan 232000， China）

Abstract" Early diagnosis and comprehensive prevention and control techniques were explored for wheat disease， and strategies to improve the effectiveness of wheat disease prevention and control were proposed. Early diagnosis techniques include disease symptom recognition techniques that rely on disease symptom maps， deep learning algorithms， and remote sensing technology， and molecular biology techniques such as polymerase chain reaction and gene chips. Comprehensive prevention and control techniques include establishing and applying disease prediction models based on meteorological data， as well as disease prediction and warning systems; applying reasonable crop rotation systems， optimizing sowing time and density， and other agricultural operation techniques. The strategies to improve the effectiveness of wheat disease prevention and control include the research and promotion of new diagnostic technologies such as nanotechnology and biosensors， as well as the integration and application of comprehensive prevention and control technologies such as agricultural control， physical control， and chemical control， to promote the innovation of diagnosis and control technologies; the measures such as conducting on-site demonstrations， remote teaching， and organizing experience exchange meetings， and establishing demonstration bases to strengthen farmer education and technical training. The application of relevant techniques provides a reference for improving the scientific and timely prevention and control of wheat disease.

Keywords" wheat disease; early diagnosis; comprehensive prevention and control; disease identification; agricultural management

小麥?zhǔn)侵匾募Z食作物之一，其生長過程中常受多種病害威脅，嚴(yán)重時會影響產(chǎn)量和品質(zhì)。隨著農(nóng)業(yè)技術(shù)的進步，小麥病害早期診斷和綜合防控技術(shù)成為研究熱點之一。巴文靜[1]研究指出，可利用近紅外光譜方法診斷小麥早期赤霉病，為該病害的早期防治提供參考。李全凱[2]結(jié)合高光譜成像技術(shù)與深度學(xué)習(xí)方法，創(chuàng)制了便攜式小麥白粉病診斷儀，實現(xiàn)了小麥白粉病早期快速診斷。劉顯元等[3]研究指出，小麥主要病害包括根腐病、赤霉病、散黑穗病和白粉病等；結(jié)合各病害特征，提出了農(nóng)業(yè)防治、物理防治和化學(xué)防治等綜合防治措施。應(yīng)用先進的診斷技術(shù)和綜合防控措施能有效提升管理水平、減少損失，新型技術(shù)和策略不僅能快速識別病害，還能根據(jù)病害發(fā)展情況采取針對性防控措施，增強作物抗病能力，保障糧食穩(wěn)定和可持續(xù)生產(chǎn)。本文探討了小麥病害的早期診斷技術(shù)和綜合防控技術(shù)，并提出提升小麥病害防控效果的策略，為保障小麥健康生長提供參考。

1 小麥病害早期診斷技術(shù)

1.1 病害癥狀識別技術(shù)

1.1.1 常規(guī)病害癥狀識別方法 常規(guī)病害癥狀識別方法主要依靠農(nóng)技人員的經(jīng)驗以及肉眼觀察。病害癥狀通常出現(xiàn)在小麥葉片、莖稈和穗部，表現(xiàn)為顏色變化、斑點和枯萎等。鑒于病害種類繁多且病癥復(fù)雜多樣，識別的準(zhǔn)確性易受識別者專業(yè)知識和經(jīng)驗水平的影響?，F(xiàn)場調(diào)查是病癥識別的常用手段之一，即田間定期巡查，觀察病害癥狀，并記錄病害發(fā)生情況。這種方法耗費時間和精力，且覆蓋范圍有限，識別結(jié)果具有主觀性和不穩(wěn)定性。常規(guī)的病害識別方法主要依靠病害癥狀圖譜和手冊等輔助工具，這些工具提供了常見病害的圖片和描述，以便識別者進行有效的對比和確認(rèn)，在一定程度上提升了識別效率[4]。但隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴大以及病害種類的增多，該方法較難適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的需求；在病害發(fā)生初期癥狀不明顯或與其他非病害因素導(dǎo)致的癥狀相似時，該方法的準(zhǔn)確性和及時性均受到了一定影響。

1.1.2 現(xiàn)代圖像處理技術(shù) 崔文斌[5]研究指出，現(xiàn)代圖像處理技術(shù)通過運用機器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)算法，對田間拍攝的圖像進行自動分析，在小麥病害診斷中得到廣泛應(yīng)用；該技術(shù)的高效性和準(zhǔn)確性極大提升了病害的識別水平，使病害發(fā)生區(qū)域能被迅速準(zhǔn)確地檢測出來。經(jīng)大數(shù)據(jù)訓(xùn)練，這些算法能夠精確識別不同類型的小麥病害，并對病害的嚴(yán)重程度作出評估。如遙感技術(shù)與無人機拍攝技術(shù)的有機結(jié)合，使大面積農(nóng)田的病害監(jiān)測變得更加便捷。高光譜成像技術(shù)能夠捕捉到植物葉片光譜的細(xì)微變化，進而在病害初期實現(xiàn)精準(zhǔn)識別。

1.2 分子生物學(xué)診斷方法

1.2.1 聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）技術(shù) PCR技術(shù)在小麥病害檢測中應(yīng)用較多，其通過擴增特定病原體的DNA片段，從而達(dá)成病害的快速且準(zhǔn)確診斷。黃燦等[6]研究指出，與依賴于病原體培養(yǎng)和顯微鏡觀察的傳統(tǒng)檢測方法相比，PCR技術(shù)能夠在病害早期階段（病原體數(shù)量較少時）進行靈敏檢測。實時熒光定量PCR技術(shù)能夠?qū)Σ≡w的存在量進行定量分析，為病害的監(jiān)測和防治提供科學(xué)依據(jù)。高通量PCR技術(shù)的發(fā)展使多重病原體檢測成為可能，有效提升了診斷效率。該技術(shù)與自動化設(shè)備相結(jié)合，達(dá)成了高通量、快速的病害篩查，有利于提高農(nóng)業(yè)病害管理的精細(xì)化水平。

1.2.2 基因芯片技術(shù) 基因芯片技術(shù)在小麥病害檢測領(lǐng)域彰顯出較大潛力，其發(fā)展及應(yīng)用助推了農(nóng)業(yè)病害診斷朝精細(xì)化與高效化方向邁進。在微小芯片上固定大量病原體特異性探針的基因芯片技術(shù)可檢測多種病原體的基因表達(dá)，能夠迅速且高通量地剖析病原體的種類與數(shù)量，達(dá)成多病原體的同步檢測目的。該技術(shù)具有靈敏性和特異性高等優(yōu)勢，可在病害早期或潛伏期探測病原體，從而為病害暴發(fā)提供預(yù)警[7]?；蛐酒倪\用范疇并不僅僅局限于病害診斷，還能夠服務(wù)于探究病原體與宿主植物之間的相互作用機制，助力理解病害的產(chǎn)生及發(fā)展進程。該技術(shù)能夠篩選出抗病基因，為小麥育種提供重要的分子標(biāo)記，進而推動抗病品種的培育工作。現(xiàn)代基因芯片技術(shù)融合了微電子學(xué)與生物學(xué)的前沿進展，致使芯片的制作與檢測成本逐步降低，進而促進其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域廣泛運用。

2 小麥病害綜合防控技術(shù)

2.1 病害預(yù)測與預(yù)警系統(tǒng)

2.1.1 基于氣象數(shù)據(jù)的病害預(yù)測模型 馬慧琴[8]研究表明，溫度、濕度、降水量以及風(fēng)速等氣象因素會直接影響病害的發(fā)生和傳播，因此，在小麥病害防控中，基于氣象數(shù)據(jù)的病害預(yù)測模型具有重要作用。采集與剖析此類氣象數(shù)據(jù)并構(gòu)建預(yù)測模型，可為病害暴發(fā)提供預(yù)警?，F(xiàn)代預(yù)測模型融合了統(tǒng)計學(xué)和機器學(xué)習(xí)算法，能夠處理規(guī)模龐大的數(shù)據(jù)，甄別出氣象因素和病害之間的復(fù)雜關(guān)系。該模型可通過實時更新氣象數(shù)據(jù)，對預(yù)測結(jié)果進行動態(tài)調(diào)整，進而提供精準(zhǔn)無誤的病害預(yù)警信息。用戶能夠依據(jù)預(yù)警信息，適時施行預(yù)防舉措，如調(diào)整灌溉策略、施用防治藥劑以及優(yōu)化種植密度等，以降低病害發(fā)生風(fēng)險。將氣象數(shù)據(jù)的病害預(yù)測模型與遙感數(shù)據(jù)、地理信息系統(tǒng)等相結(jié)合，可達(dá)成大范圍且精準(zhǔn)化的病害監(jiān)測與管理，增進防控成效，確保小麥生產(chǎn)的穩(wěn)定性與可持續(xù)性。

2.1.2 預(yù)警系統(tǒng)的建立與應(yīng)用 鄭增海[9]研究表明，在小麥病害防控中，預(yù)警系統(tǒng)通過集成現(xiàn)代信息技術(shù)、氣象數(shù)據(jù)、遙感數(shù)據(jù)以及地面監(jiān)測數(shù)據(jù)，極大地提高了病害管理的時效性和精準(zhǔn)度，實現(xiàn)了對病害發(fā)生風(fēng)險的實時分析。先進的傳感器網(wǎng)絡(luò)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)了對農(nóng)田環(huán)境的全天候監(jiān)測，能夠及時捕捉到病害發(fā)生的初期信號。預(yù)警系統(tǒng)借助大數(shù)據(jù)分析和人工智能算法，預(yù)測病害的發(fā)展趨勢，并通過短信、應(yīng)用程序以及農(nóng)技推廣平臺等渠道，將預(yù)警信息迅速傳達(dá)給種植戶，使其在病害暴發(fā)前采取有效的預(yù)防舉措，以減少損失。該系統(tǒng)還具有自學(xué)習(xí)和自優(yōu)化的功能，能夠依據(jù)歷史數(shù)據(jù)和實際防控效果及時調(diào)整和優(yōu)化，以提升預(yù)警的準(zhǔn)確性和可靠性。

2.2 農(nóng)業(yè)操作技術(shù)

2.2.1 應(yīng)用合理的輪作制度 合理輪作在小麥病害防控中發(fā)揮著重要作用，其改變了種植結(jié)構(gòu)，打破了病原菌的生長循環(huán)，從而有效減少了病害發(fā)生。輪作制度借助不同作物的生長特性，將小麥與其他作物（如豆類、油菜等）進行輪換種植，不僅有助于恢復(fù)土壤肥力，還能抑制特定病原菌的繁殖。在輪作過程中，通過處理作物殘茬以及深耕、翻耕土壤，進一步降低了病害的傳播風(fēng)險?，F(xiàn)代輪作制度與土壤健康管理和生態(tài)農(nóng)業(yè)理念相結(jié)合，有效提升了土壤的生物多樣性和生態(tài)平衡。劉林鋒等[10]研究表明，科學(xué)設(shè)計與合理輪作不僅能改善土壤結(jié)構(gòu)，增強作物的抗病能力，還可以減少化學(xué)農(nóng)藥的施用量，從而降低對環(huán)境的影響。信息技術(shù)和精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展為優(yōu)化輪作制度提供了數(shù)據(jù)支持，對土壤監(jiān)測和作物生長數(shù)據(jù)進行分析，能夠動態(tài)調(diào)整輪作計劃，以實現(xiàn)病害的高效防控。

2.2.2 優(yōu)化播種時間與密度 優(yōu)化播種時間與密度能夠切實有效地降低病害發(fā)生風(fēng)險。播種時間的選擇應(yīng)結(jié)合氣候條件以及土壤溫度，避開病害高發(fā)時段，借助適宜的生長季節(jié)來提升小麥的抗病能力。適時播種有利于小麥健康生長，減少病原菌的侵襲。優(yōu)化播種密度對于改善田間環(huán)境至關(guān)重要，播種密度過高可能導(dǎo)致田間通風(fēng)不良和濕度升高，從而滋生病原菌[10]?？茖W(xué)的播種密度能夠提高光合作用效率，促進植株健壯生長，強化其對病害的抵御能力?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)，如遙感技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)等的應(yīng)用，實現(xiàn)了土壤和氣候條件的實時監(jiān)測，播種計劃的動態(tài)調(diào)整，達(dá)成了精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)管理的目標(biāo)。優(yōu)化播種時間與密度不但能夠有效控制病害，還能提升小麥的產(chǎn)量和品質(zhì)，增強農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)性。這種綜合管理策略憑借科學(xué)規(guī)劃和技術(shù)應(yīng)用，提高了病害防控的效率與效果，為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的健康發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

3 提升小麥病害防控效果的策略

3.1 提升診斷與防控技術(shù)創(chuàng)新

3.1.1 新型診斷技術(shù)的研發(fā)與推廣 研發(fā)并推廣先進的診斷工具及技術(shù)，能夠增進病害識別的準(zhǔn)確性與及時性。借助納米技術(shù)和生物傳感器開發(fā)出高靈敏度的現(xiàn)場快速檢測設(shè)備，能夠直接檢測病原體，大幅度縮減了診斷時間。高通量測序技術(shù)的應(yīng)用使病害的基因組分析更為精確，為精準(zhǔn)防控提供了數(shù)據(jù)支撐。智能手機應(yīng)用與圖像識別算法相結(jié)合，可將拍攝的作物圖片進行分析，迅速診斷病害類型并提出防控建議。張俊梅等[11]研究表明，新技術(shù)的研發(fā)與推廣不僅提升了病害診斷的效率，還促進了病害防控向智能化和精準(zhǔn)化發(fā)展，為種植戶提供了更便捷有效的管理工具，從而提高整體的病害管理水平。

3.1.2 綜合防控技術(shù)的集成與應(yīng)用 綜合防控技術(shù)的集成是將多種防控策略結(jié)合，達(dá)成高效的病害管理。生物防治、化學(xué)防治與物理防治相互配合，能夠有效降低病害發(fā)生概率。運用生物防治技術(shù)引入有益微生物或天敵，可抑制病原菌的生長，減少化學(xué)農(nóng)藥的施用。物理防治技術(shù)如覆蓋薄膜和懸掛誘捕器等，能夠阻止病原體的傳播。信息技術(shù)的應(yīng)用進一步增強了綜合防控成效。借助遙感數(shù)據(jù)、地理信息系統(tǒng)以及大數(shù)據(jù)分析，對病害發(fā)生動態(tài)進行實時監(jiān)測，優(yōu)化防控方案。綜合防控技術(shù)的集成應(yīng)用，不僅提高了病害防治的效果，還推動了農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，確保了小麥的健康生長和高產(chǎn)。

3.2 加強農(nóng)民教育與技術(shù)培訓(xùn)

3.2.1 農(nóng)民培訓(xùn) 加強農(nóng)民教育與技術(shù)培訓(xùn)在小麥病害防控中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。農(nóng)民是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的直接參與者，擁有科學(xué)的病害識別和防控知識以及操作技能能使其及時發(fā)現(xiàn)并處理病害。李春喜[12]研究表明，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)的迅猛發(fā)展要求農(nóng)民不斷更新并掌握新的防控技術(shù)，以提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。農(nóng)民培訓(xùn)方法多種多樣，現(xiàn)場示范和實地教學(xué)能讓農(nóng)民直觀地了解和掌握技術(shù)操作，增強實踐能力。利用遠(yuǎn)程教育平臺和智能手機應(yīng)用，可隨時隨地進行學(xué)習(xí)和咨詢，打破時間和空間的限制。組織經(jīng)驗交流會和技術(shù)研討會，鼓勵農(nóng)民分享成功經(jīng)驗和實用技巧，營造良好的學(xué)習(xí)氛圍。通過多層次、多形式的培訓(xùn)，全面提高農(nóng)民的技術(shù)水平，為小麥病害的有效防控提供了有力保障。

3.2.2 示范基地建設(shè) 借由示范基地展示先進技術(shù)和成功案例，能夠提升農(nóng)民對綜合防控技術(shù)的接受度以及應(yīng)用水平。示范基地作為技術(shù)推廣的前沿平臺，匯聚了最新的農(nóng)作物管理技術(shù)和防控措施，提供了直觀的學(xué)習(xí)與參考樣本。基地的建立需要進行科學(xué)規(guī)劃，選取病害多發(fā)區(qū)和技術(shù)需求高的區(qū)域展開重點建設(shè)，以便實現(xiàn)推廣效果最大化。技術(shù)推廣應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶嶋H狀況，因地制宜進行調(diào)整和優(yōu)化。通過專家指導(dǎo)、田間講解以及技術(shù)手冊發(fā)放等方式，保證農(nóng)民掌握并應(yīng)用新技術(shù)。利用現(xiàn)代信息技術(shù)，構(gòu)建線上線下相結(jié)合的推廣模式，應(yīng)用社交媒體和農(nóng)業(yè)服務(wù)平臺，廣泛傳播技術(shù)信息；定期舉辦現(xiàn)場觀摩活動，邀請農(nóng)民參觀示范基地先進技術(shù)的實際操作和應(yīng)用效果，增強技術(shù)推廣的說服力與實用性。這種推廣模式提升了病害防控的效果，推動了農(nóng)業(yè)技術(shù)的全面升級，為實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化提供有力支持。

綜上，本文探討了小麥病害的早期診斷技術(shù)和綜合防控技術(shù)，并提出提升小麥病害防控效果的策略。融合常規(guī)病害癥狀識別方法與現(xiàn)代圖像處理技術(shù)，能提高病害識別的準(zhǔn)確性和效率。分子生物學(xué)診斷方法，如PCR技術(shù)和基因芯片技術(shù)的發(fā)展為精確診斷提供先進工具。遙感技術(shù)應(yīng)用，如基于氣象數(shù)據(jù)的病害預(yù)測模型和預(yù)警系統(tǒng)使大面積農(nóng)田病害監(jiān)測更精準(zhǔn)高效；農(nóng)業(yè)操作優(yōu)化技術(shù)包括合理輪作、優(yōu)化播種時間與密度，可增強防控效果。促進診斷與防控技術(shù)創(chuàng)新及綜合防控技術(shù)集成應(yīng)用為病害管理提供了技術(shù)支撐。本文為提升小麥病害防控的科學(xué)性和時效性提供參考。

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（責(zé)任編輯：李媛）