水稻作為全球最重要的糧食作物之一,其種植面積約占我國糧食作物播種面積的1/4,但是在種植的時候容易發(fā)生病害,其中稻瘟病就是一種極具破壞性的真菌病害。稻瘟病廣泛分布于全球各水稻種植區(qū),能造成嚴(yán)重的產(chǎn)量損失,甚至整個植株死亡。因此,尋找有效且可持續(xù)的水稻稻瘟病防控技術(shù)顯得尤為重要。傳統(tǒng)的防控方法雖然在一定程度上能夠控制病害的蔓延,但隨著氣候變化、病原菌抗藥性增強等因素,這些方法的局限性日益凸顯。為此,科研人員需要不斷探索新的防控技術(shù)和策略,以期提高水稻的抗病能力和產(chǎn)量穩(wěn)定性。
作為水稻生產(chǎn)中的重要病害之一,稻瘟病不僅威脅著水稻的產(chǎn)量和質(zhì)量,還對整個農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系構(gòu)成了重大挑戰(zhàn)。據(jù)統(tǒng)計,我國每年由于稻瘟病造成的水稻產(chǎn)量損失高達30億公斤,此病害能在短時間內(nèi)在大田中迅速蔓延,可導(dǎo)致嚴(yán)重的產(chǎn)量損失,甚至絕收。近年來,隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展,通過應(yīng)用智能監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)和植保無人機等新興技術(shù),不僅可以增強水稻對稻瘟病的抵抗力,減少化學(xué)農(nóng)藥的使用量,還能有效提升水稻的產(chǎn)量和品質(zhì)。本文旨在探討和優(yōu)化當(dāng)前水稻稻瘟病的綜合防控技術(shù),通過集成和創(chuàng)新不同的防控手段,形成高效、可行、經(jīng)濟和環(huán)保的稻瘟病防控新模式。同時,通過在不同地區(qū)的示范應(yīng)用,評估其實際效果,為水稻稻瘟病的防控提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐。
一、水稻稻瘟病概述
1、稻瘟病病原學(xué)特征
稻瘟病,又稱火燒瘟,是一種歸類于真菌性病害的植物病理現(xiàn)象。其病原體稻瘟病菌屬于子囊菌門,能在水稻及其他禾本科植物上引發(fā)病害,形成由黑色菌絲體構(gòu)成的病斑,這些病斑通常呈眼狀或橢圓形,周圍帶有黃褐色的中毒區(qū)域。病原菌的生命周期包含無性繁殖和有性繁殖兩個階段。在無性繁殖階段,病菌通過分生孢子進行傳播,這些孢子在高溫多濕的條件下迅速萌發(fā),侵染健康植株。至于有性繁殖,則產(chǎn)生子囊殼,內(nèi)含子囊孢子,但這種情況在自然環(huán)境中較為罕見。
2、稻瘟病發(fā)生特點
稻瘟病的發(fā)生受多種因素影響,其中環(huán)境條件、種植模式和田間管理是關(guān)鍵因素。從環(huán)境條件來看,高溫多濕是稻瘟病發(fā)生和流行的主要氣象因素。病菌的生長和傳播最適溫度一般在25-28℃之間,而高濕條件,尤其是連續(xù)的降雨或霧露,為病菌的侵染和病害的發(fā)展提供了理想環(huán)境。單一種植易感品種、密集播種和連作等都會增加病害的風(fēng)險。不合理的田間管理措施,如過量施用氮肥、不合理的灌溉和田間積水,也會創(chuàng)造有利于病害發(fā)展的條件。鑒于稻瘟病菌的高度變異性,不同地區(qū)的病菌群體之間存在顯著差異,這使得即使在相同的環(huán)境條件下,不同地區(qū)間稻瘟病的發(fā)生率和嚴(yán)重程度也不同。
二、稻瘟病對水稻生產(chǎn)種植的影響
這種病害不僅對水稻的產(chǎn)量和質(zhì)量構(gòu)成直接威脅,還對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)性和農(nóng)民的經(jīng)濟收入產(chǎn)生重大影響。從產(chǎn)量的角度看,稻瘟病的暴發(fā)可以導(dǎo)致嚴(yán)重的產(chǎn)量損失。在病害流行年份,稻田會出現(xiàn)大量植株死亡,輕則可造成水稻減產(chǎn)10%-20%,嚴(yán)重時可減產(chǎn)40%-50%,甚至顆粒無收。對于依賴水稻種植為主要經(jīng)濟來源的地區(qū),稻瘟病的大規(guī)模發(fā)生可能會引發(fā)糧食短缺,影響當(dāng)?shù)氐募Z食安全。稻瘟病還會影響水稻的品質(zhì),受感染的稻谷會出現(xiàn)病斑和毒素積累,不僅降低稻米的市場價格,也會影響消費者的健康。稻米品質(zhì)的下降會減少農(nóng)民的收入,影響他們的經(jīng)濟利益和生活質(zhì)量。此外,稻瘟病的防控需要投入大量的人力和物力資源。為了遏制病害,農(nóng)民不得不頻繁地使用化學(xué)農(nóng)藥,這不僅提升了生產(chǎn)成本,還加劇了環(huán)境污染和生態(tài)平衡的破壞。長期依賴化學(xué)防治還可能導(dǎo)致病原菌產(chǎn)生抗藥性,使得病害控制變得更加困難。
三、水稻稻瘟病綜合防控技術(shù)現(xiàn)狀分析
1、化學(xué)防治技術(shù)
化學(xué)防治得益于其快速、高效和易于操作的特性。當(dāng)前,市場上存在多種用于稻瘟病防控的化學(xué)農(nóng)藥,包含三環(huán)唑、稻瘟靈、多菌靈等。這些農(nóng)藥按照作用機理可以分為保護劑和治療劑,前者主要用于預(yù)防病害,后者則在病害發(fā)生后使用以控制病害擴展。在使用化學(xué)藥劑時,需要正確選擇藥劑種類和施用時間,例如,多數(shù)農(nóng)藥需要在稻瘟病的高發(fā)期前進行施用,以減少病菌的初侵染和傳播。同時,合理輪用不同作用機理的藥劑可以防止病原菌產(chǎn)生抗藥性。然而,化學(xué)防治也存在一些問題,化學(xué)農(nóng)藥的長期和大量使用可導(dǎo)致環(huán)境污染和農(nóng)藥殘留問題,影響稻米的品質(zhì)和安全,病原菌的抗藥性問題日益嚴(yán)重,使得一些原本效果顯著的藥劑逐漸失效。因此,目前的研究趨勢是開發(fā)新型、高效、低毒、低殘留的農(nóng)藥,并探索化學(xué)農(nóng)藥與非化學(xué)方法(如生物控制、農(nóng)藝措施等)的綜合應(yīng)用策略,以實現(xiàn)稻瘟病的可持續(xù)管理。
2、生物防治技術(shù)
生物防治技術(shù)是利用天敵或病原體來控制病蟲害,具有選擇性強、環(huán)境友好、不易產(chǎn)生抗性等優(yōu)點。在稻瘟病的防控上,研究和應(yīng)用的生物防治方法主要包括使用拮抗微生物和誘導(dǎo)植物抗病性兩類。拮抗微生物,如芽孢桿菌、綠僵菌等,通過產(chǎn)生抗生物質(zhì)或競爭營養(yǎng)等方式抑制稻瘟病菌的生長。這些微生物可以在土壤或植株表面形成保護屏障,阻止病菌的侵入和傳播。誘導(dǎo)植物抗病性的方法涉及利用植物激素或其它激發(fā)子,如苯并噻二唑等,可激活水稻自身的防御系統(tǒng),增強其對稻瘟病的抵抗能力。這種方法通常與其它管理措施結(jié)合使用,以提高整體防效。生物防治產(chǎn)品的效果受到環(huán)境因素(如溫度、濕度)的影響較大,其穩(wěn)定性和一致性不如化學(xué)農(nóng)藥。由于生產(chǎn)規(guī)模和技術(shù)的限制,生物防治產(chǎn)品的成本較高,市場接受度有限。目前,研究者需要努力通過基因工程和微生物發(fā)酵技術(shù)等手段,提高生物防治產(chǎn)品的效力和經(jīng)濟可行性。
3、農(nóng)藝措施
①抗病品種的選育與應(yīng)用
通過利用傳統(tǒng)育種技術(shù)或現(xiàn)代生物技術(shù),例如基因編輯、轉(zhuǎn)基因等,持續(xù)培育出具備強大抗病能力的水稻品種。這些品種能夠在一定程度上阻止或減緩稻瘟病菌的侵入和擴展,從而降低病害的發(fā)生率和嚴(yán)重程度。
②栽培管理措施
栽培管理包括適時播種、合理密植、科學(xué)施肥、合理灌溉等。在病害高發(fā)季節(jié)避免播種,可有助于減少病原菌的初次侵染;適度減少播種密度,能夠優(yōu)化田間的通風(fēng)和光照條件,降低濕度,從而不利于病原菌的生長和擴散;合理施用氮、磷、鉀肥,避免氮肥過量,能夠降低植株的易感性。采用淺水勤灌、干濕交替等灌溉方法,可有助于降低田間濕度,減少病原菌的繁殖和傳播。此外,及時清理田邊雜草和病殘體,減少病原菌的越冬基數(shù)和初次侵染源,同樣是防控稻瘟病的關(guān)鍵措施。
4、物理防治技術(shù)
物理防治技術(shù)主要利用物理因素(如溫度、光照、濕度等)來抑制病菌的生長和繁殖,或采用物理障礙來阻止病菌的傳播。在稻瘟病的防控中,常用的物理防治方法包括太陽能消毒、地膜覆蓋等。其中,太陽能消毒技術(shù)是利用太陽能對土壤進行加熱,可有效殺滅其中的病原微生物。該技術(shù)通過在夏季高溫季節(jié),將土壤翻耕后覆蓋透明塑料薄膜,利用太陽輻射產(chǎn)生的高溫(可達50-60℃)處理土壤2-3周,可有效減少土壤中的稻瘟病菌數(shù)量。這種方法既經(jīng)濟又環(huán)保,然而它對天氣條件的依賴性較強。地膜覆蓋則是在水稻生長期間,使用塑料薄膜覆蓋畦面,以改善土壤溫度和濕度條件,促進植株生長,同時減少病菌的侵染機會。另外,地膜覆蓋還可以減少土壤表面的水分蒸發(fā),降低田間濕度,不利于病菌的繁殖和傳播。
四、水稻稻瘟病綜合防控技術(shù)的優(yōu)化
1、病害監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)的智能化
該系統(tǒng)的核心在于利用先進的傳感器、衛(wèi)星圖像、人工智能和大數(shù)據(jù)分析等技術(shù),實現(xiàn)對稻瘟病的實時監(jiān)控和有效預(yù)警。通過安裝在稻田不同位置的傳感器,如溫度傳感器、濕度傳感器和雨量計等,可以實時收集稻田的氣象數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街醒霐?shù)據(jù)處理系統(tǒng),與稻瘟病發(fā)生的歷史數(shù)據(jù)進行比對分析,從而精準(zhǔn)預(yù)測病害的潛在風(fēng)險。同時,利用高分辨率的衛(wèi)星圖像或無人機拍攝的田間圖像,結(jié)合圖像處理軟件,可以監(jiān)控大面積稻田的健康狀況,及時發(fā)現(xiàn)病害跡象。當(dāng)監(jiān)測系統(tǒng)檢測到病害風(fēng)險時,預(yù)警信息將通過移動網(wǎng)絡(luò)及時發(fā)送至農(nóng)民的手機,提供防控措施的建議。這個系統(tǒng)還能根據(jù)天氣預(yù)報數(shù)據(jù),給出未來一段時間內(nèi)稻瘟病可能發(fā)生的風(fēng)險等級,幫助農(nóng)民提前做好防治準(zhǔn)備。通過這種手段,智能型病害監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)增強了對稻瘟病管理的時效性和精確度。
2、精準(zhǔn)施藥技術(shù)
精準(zhǔn)施藥技術(shù)主要指應(yīng)用現(xiàn)代科技手段,如微灌施肥系統(tǒng)、智能噴霧器等工具,實現(xiàn)農(nóng)藥的精確投放,以減少農(nóng)藥用量、提高施藥效率并最小化環(huán)境影響。微灌施肥系統(tǒng)通過滴灌系統(tǒng)可將水和溶解的農(nóng)藥直接輸送到植物根部,這種方法能保證農(nóng)藥直接作用于根部,從而提高效果,減少作物上部的農(nóng)藥殘留。特別是對于稻瘟病這類土傳性病害,微灌施肥可以有效地阻斷病害循環(huán)。同時,現(xiàn)代智能噴霧器通過集成GPS和GIS技術(shù),能夠精確調(diào)整噴嘴的開閉,實現(xiàn)變量噴灑,即根據(jù)稻田不同位置的實際需求來調(diào)整藥量。這不僅避免了過度施藥造成的資源浪費,還有助于減輕環(huán)境污染。除此之外,智能噴霧器還可以根據(jù)稻田的生長階段和病情發(fā)展,混合不同類型的藥劑,實現(xiàn)針對性的病害防治。
3、植保機器人的應(yīng)用
植保機器人通常裝備有自動化導(dǎo)航系統(tǒng)、病害識別系統(tǒng)和施藥裝置,能夠在稻田中自主運行。通過機器視覺和人工智能技術(shù),植保機器人可以對稻田進行實時監(jiān)控,識別出受到稻瘟病感染的植株。其工作原理主要是利用高清攝像頭捕捉稻田圖像,通過算法分析這些圖像,識別出病害特有的顏色和形狀變化。一旦檢測到病害植株,植保機器人會根據(jù)GPS定位將具體位置記錄下來,并自動調(diào)整路線前往相關(guān)區(qū)域進行針對性的農(nóng)藥噴灑。植保機器人還可以根據(jù)稻田的大小和形狀,以及風(fēng)向和天氣條件,自動計算最佳的噴藥路線和用藥量,實現(xiàn)最優(yōu)化的噴藥效果。使用植保機器人不僅可以減輕農(nóng)民的勞動強度,還可以提高噴藥的精確度和效率,減少農(nóng)藥的浪費,同時降低化學(xué)農(nóng)藥對環(huán)境的不利影響。
五、水稻稻瘟病綜合防控技術(shù)的示范與推廣
1、示范區(qū)建立
通過在選定地區(qū)創(chuàng)建示范點,展示新技術(shù)的實際效果,引導(dǎo)和促進技術(shù)的廣泛應(yīng)用。示范區(qū)的選擇通常會綜合考慮病害發(fā)生的頻率、稻田的面積以及當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶的接受能力等多個因素。選擇具有代表性的稻田作為示范區(qū),這些稻田應(yīng)該能夠充分展示綜合防控技術(shù)的效果。在示范區(qū)內(nèi),采用一系列集成的技術(shù)措施,如使用抗病品種、調(diào)整種植時間、合理灌溉和施肥,以及應(yīng)用生物和化學(xué)防治手段。特別是引入智能化技術(shù),如病害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)、精準(zhǔn)施藥設(shè)備和植保機器人等,這些高科技工具可以提高防控的效率和精確性。示范區(qū)的建立不僅需要技術(shù)支撐,還需要地方政府和農(nóng)業(yè)部門的支持,包括政策宣傳、資金投入和技術(shù)指導(dǎo)。組織專業(yè)的技術(shù)團隊定期對示范區(qū)進行管理和維護,確保技術(shù)措施的正確執(zhí)行。通過示范區(qū)的成功案例,可以吸引更多的農(nóng)戶參觀學(xué)習(xí),增加他們采納新技術(shù)的信心和意愿。同時,收集示范區(qū)的防病效果和經(jīng)濟收益數(shù)據(jù),為未來的推廣提供科學(xué)依據(jù)。
2、現(xiàn)場觀摩與培訓(xùn)
組織農(nóng)戶到示范區(qū)進行實地觀摩,讓他們親眼看到新技術(shù)的應(yīng)用效果,感受新技術(shù)帶來的實際變化。觀摩活動中,農(nóng)戶可以直接與技術(shù)人員交流,了解各項技術(shù)的具體操作方法和注意事項。觀摩結(jié)束后,應(yīng)組織培訓(xùn)班或講座,由專家詳細(xì)講解稻瘟病的生物學(xué)特性、綜合防控技術(shù)的原理和實施步驟。培訓(xùn)內(nèi)容應(yīng)涵蓋如何識別和監(jiān)測稻瘟病、如何使用智能化設(shè)備進行精準(zhǔn)施藥以及如何利用生物技術(shù)和農(nóng)藝措施進行病害管理。培訓(xùn)還應(yīng)包括如何使用智能平臺獲取病害信息和氣象數(shù)據(jù),以及如何根據(jù)預(yù)警系統(tǒng)采取及時的防控措施。培訓(xùn)還可以通過演示實驗和現(xiàn)場操作,使農(nóng)戶更加直觀地掌握技術(shù)要領(lǐng)。鼓勵農(nóng)戶之間進行經(jīng)驗交流,建立農(nóng)戶互助小組,促進技術(shù)的深入推廣和應(yīng)用。通過這樣的現(xiàn)場觀摩和培訓(xùn)活動,可以提高農(nóng)戶對水稻稻瘟病綜合防控技術(shù)的理解和接受度,促進技術(shù)的普及和應(yīng)用。
3、媒體宣傳與信息傳播
利用電視、廣播和網(wǎng)絡(luò)平臺,定期發(fā)布稻瘟病防治的科普節(jié)目和教育短片。這些節(jié)目介紹病害的癥狀、發(fā)生規(guī)律和防治方法,特別是突出綜合防控技術(shù)的優(yōu)勢和操作要點。同時,在農(nóng)村地區(qū)安裝公告板,定期更新稻瘟病相關(guān)信息,提供簡單明了的操作指導(dǎo)和防控建議。隨著社交媒體的普及,可以通過微信公眾號、微博、抖音等平臺,發(fā)布稻瘟病防控的動態(tài)信息和技術(shù)視頻,增加與農(nóng)戶的互動和問答環(huán)節(jié),使信息的傳遞更加及時和有效。為了確保信息的準(zhǔn)確性和權(quán)威性,應(yīng)與農(nóng)業(yè)科研機構(gòu)和高等院校合作,邀請領(lǐng)域?qū)<覅⑴c內(nèi)容的制作和審核。還可以舉辦在線研討會和講座,讓農(nóng)戶能夠直接從專家那里獲得最新的研究成果和防控策略。
4、農(nóng)技推廣人員培訓(xùn)
農(nóng)技推廣人員是連接科研機構(gòu)和農(nóng)戶的橋梁,他們的知識水平和技能直接影響到水稻稻瘟病綜合防控技術(shù)的推廣效果。對農(nóng)技推廣人員進行培訓(xùn)的內(nèi)容應(yīng)包括稻瘟病的生物學(xué)知識、綜合防控技術(shù)的科學(xué)原理、智能化防控工具的操作使用等。組織集中培訓(xùn),邀請農(nóng)業(yè)專家和技術(shù)人員進行面對面的授課,確保農(nóng)技推廣人員掌握最新、最準(zhǔn)確的技術(shù)信息。在培訓(xùn)中,不僅要講解理論知識,還要演示實際操作,比如如何使用智能監(jiān)測設(shè)備、無人機施藥等先進技術(shù)。建立長期的遠程教育和咨詢服務(wù),利用網(wǎng)絡(luò)平臺為農(nóng)技推廣人員提供持續(xù)的學(xué)習(xí)資源和技術(shù)支持。這可以通過建立專門的在線學(xué)習(xí)系統(tǒng),提供視頻教程、在線答疑和虛擬操作模擬等方式實現(xiàn)。
綜上所述,本研究詳細(xì)介紹了水稻稻瘟病綜合防控技術(shù)的改進方案。通過執(zhí)行綜合管理策略,能夠減少對化學(xué)農(nóng)藥的依賴,降低環(huán)境污染,并且提升水稻生產(chǎn)的可持續(xù)性。未來的工作應(yīng)進一步探索和優(yōu)化防控策略在不同地區(qū)和不同環(huán)境條件下的適應(yīng)性和可行性,以更好地服務(wù)于全球水稻生產(chǎn)。此外,加強對農(nóng)民的教育和培訓(xùn),提高他們對病害管理理念的認(rèn)識和接受度,也是推動技術(shù)廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵。通過持續(xù)的研究和技術(shù)創(chuàng)新,有望更好地控制稻瘟病,保護糧食安全和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
(作者單位:112200遼寧省西豐縣農(nóng)業(yè)綜合行政執(zhí)法隊)