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基于精准农业理念的农作物病虫害精准防治策略与实践
摘要:在现代农业中,病虫害是影响作物产量和质量的重要因素之一。传统的病虫害防治方法大多依赖于化学农药,不仅成本高,而且容易对环境造成污染,影响生态平衡。精准农业理念的提出,为农作物病虫害的防治提供了新的思路和方法。通过信息化、智能化手段,实现对农田环境的精准监测和数据分析,制定针对性的防治措施,减少化学农药的使用,提高防治效果。对此,本文针对农作物病虫害精准防治的关键技术、农作物病虫害精准防治策略、精准防治策略的实践案例分析进行研究。
关键词:精准农业;农作物病虫害;精准防治
农业在国民经济中占据着重要地位,但农作物病虫害一直是制约农业生产的关键因素之一。传统的病虫害防治方法往往依赖于经验判断和大面积化学农药的使用,存在防治效果不稳定、农药残留超标、环境污染等诸多问题。精准农业理念的出现为农作物病虫害防治带来了新的思路与方法,通过精准监测、精准诊断和精准防治,能够有效提高病虫害防治的效率和质量,减少对环境的负面影响,促进农业的可持续发展。
一、农作物病虫害精准防治的关键技术
(一)传感器技术在病虫害监测中的应用
生物传感器利用生物活性物质与病虫害相关生物标志物的特异性反应来检测。例如昆虫性信息素传感器,通过检测性信息素浓度监测害虫种群动态,为早期预警助力。物理传感器则借监测环境物理参数间接反映病虫害。温湿度传感器可依温湿度变化预测病虫害发生风险,因特定病虫害滋生需特定温湿度条件。光谱传感器分析作物叶片反射光谱特征,病虫害致叶片生理状态改,光谱特征变,从而实现早期诊断,为精准防治争得先机,使病虫害防治更具针对性与时效性。
(二)无人机监测技术
无人机配备多种相机,可对农田高效监测。光学相机、多光谱相机与热成像相机等,依预设航线获取农田高清图像或光谱数据。经图像数据处理分析,直观呈现作物生长与病虫害状况。如小麦锈病监测,多光谱图像清晰定位病叶分布,对比不同时期图像可析病害趋势。热成像相机检测病健作物温度差异辅助诊断定位,让大面积农田病虫害监测更精准、高效,极大提升病虫害监测范围与精度,为精准防治提供有力支持。
(三)大数据分析与人工智能诊断技术
大数据分析整合多源数据构建农业数据库,挖掘其中病虫害与环境、作物生长指标关系。分析多年气象、土壤、种植及病虫害数据,构建预测模型,预测不同条件下病虫害发生概率与时间,助力防治策略制定。人工智能诊断运用算法对病虫害图像或数据自动识别诊断。以CNN、RNN等算法训练模型,学习病虫害特征模式后,快速准确诊断新数据。如番茄病虫害图像分类,精准判断种类与严重程度,为精准施药精确制导,使病虫害防治决策更科学合理。
二、农作物病虫害精准防治策略
(一)精准施药技术
精准施药技术以精准投药为核心目标,全力应对病虫害问题并降低农药的负面效应。其关键在于变量施药系统,该系统紧密依靠先进的病虫害监测手段与全面的农田信息采集。通过对各类数据的深度分析与整合,能够在施药瞬间依据喷头周边病虫害态势以及作物分布密度,智能且精准地调整农药的施用量与浓度。以基于GPS和多种高精度传感器构建的变量喷雾器为例,在作业进程中,传感器持续捕捉细微变化,将喷头处病虫害的活跃程度、作物疏密状况等数据实时传输给控制系统。控制系统迅速运算,即刻对喷雾流量与压力进行精准调节,从而确保农药精准地作用于目标区域,杜绝过度与不足施药现象。靶向施药技术进一步提升精准度,如静电喷雾技术,使雾滴带电后,在电场牵引下,精准附着于作物叶片与害虫体表,增强了农药与靶点的结合能力。而纳米载药技术则更具创新性,将农药封装于纳米粒子内部,利用特殊修饰使其具备精准定位病虫害部位的能力,到达后释放农药,高效防治病虫害的同时,有效减少了对环境的不良扰动,为农业绿色发展筑牢根基。
(二)生物防治与生态调控
生物防治作为一种绿色环保的病虫害防控策略,主要借助有益生物或其代谢产物展开。在释放害虫天敌方面,赤眼蜂可精准地将卵产在玉米螟卵内,凭借其独特的寄生方式,使玉米螟卵无法正常孵化,从而有效削减玉米螟的繁殖基数,控制其种群规模。瓢虫则以蚜虫为食,在农田中大量瓢虫的存在能持续捕食蚜虫,将蚜虫数量维持在较低水平,保障作物免受蚜虫严重侵害。微生物农药应用广泛,苏云金芽孢杆菌在生长期间产生特定毒素,害虫一旦接触或摄取,体内生理机能被破坏,引发疾病并死亡。白僵菌能够在害虫群体中自行传播扩散,感染众多害虫,导致其死亡,从而抑制害虫种群爆发。植物源农药如印楝素、除虫菊素等,源于天然植物,具有显著的杀虫杀菌活性,并且能在自然环境中快速分解,不易残留。生态调控聚焦于优化农田生态系统。合理轮作如大豆与玉米轮作,改变土壤环境,使土传病害因缺乏适宜寄主而难以生存,减少病害积累。间作套种模式下,玉米间作豆类,豆类分泌化学物质吸引害虫天敌,玉米植株为天敌营造栖息场所,二者协同增强生态系统自然控害能力,推动农业生态的稳定与可持续发展。
三、精准防治策略的实践案例分析
以某大型水稻种植基地为例,该基地采用了基于精准农业理念的病虫害精准防治策略。在稻田中部署了温湿度传感器、光照传感器、土壤肥力传感器以及昆虫性信息素传感器等多种传感器设备,实时采集稻田的环境信息和病虫害信息。利用无人机定期对稻田进行航拍,获取高分辨率的水稻生长图像和光谱数据。将这些数据传输到数据中心后,通过大数据分析平台进行数据处理和分析,构建了水稻病虫害预测模型。根据预测结果,当发现稻瘟病有发生风险时,采用变量施药无人机进行精准施药,根据病叶分布情况和病情严重程度,调整施药量和施药浓度。同时,在稻田周边种植了一些蜜源植物,吸引害虫天敌如寄生蜂等,利用生物防治手段辅助控制害虫种群。通过实施精准防治策略,该基地的水稻病虫害防治效果显著提高,农药使用量减少了约30%,水稻产量较传统防治方法提高了10%以上,并且有效保障了稻米的质量安全,减少了对周边环境的污染。
结语
综上所述,基于精准农业理念的农作物病虫害精准防治策略是农业现代化发展的必然趋势。通过传感器技术、无人机监测、大数据分析与人工智能诊断等关键技术的应用,可以实现对病虫害的精准监测、精准诊断和精准防治。精准施药技术、生物防治与生态调控等防治策略能够有效提高防治效果,减少农药使用量,降低环境污染,保障农产品质量安全和农业可持续发展。
参考文献:
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[2]马玉芹.绿色植保理念在农作物病虫害防治中的实践作用[J].新农民,2021,000(003):P.81-81.
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