摘 要 小麦是我国重要的粮食作物,其产量除了受水肥影响,还受病虫害的影响。为科学合理地防治小麦病虫害,提高小麦产量,以安徽省泗县为例,总结泗县小麦病虫害种类及其特点,分析病虫害防治存在的问题,提出建立和完善智能化病虫害监测预警体系;推行精准用药与交替轮换使用农药策略;强化生物防治手段,促进生态系统平衡;加强农业技术培训和推广,树立全程防控理念等对策。
关键词 小麦病虫害;智能化监测预警;精准用药;安徽省泗县
中图分类号:S435.12 文献标志码:C DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.12.010
小麦是我国重要的粮食作物之一,但在其生产过程中病虫害问题突出,严重影响了小麦的产量和品质。近年来,气候变暖导致病虫害发生的时间延长,加之化学农药长期过量使用导致病菌、害虫产生抗药性,小麦病虫害防治面临新的挑战。宿州市泗县,作为安徽省主要小麦生产基地之一,病虫害问题尤为严峻。文章在分析泗县小麦主要病虫害种类及特点的基础上,剖析当前防治工作存在的问题,并提出相应的策略,以供决策参考。
1 小麦病虫害种类及其特点
泗县位于安徽省东北部,是全省主要的小麦生产基地之一。泗县小麦生长过程中面临多种病虫害威胁,主要有条锈病、黄锈病、赤霉病、蚜虫及白粉虱等[1]。每年3—5月泗县温度波动大、雨水频繁,病原菌及害虫种群繁殖快速。例如,在泗县,蚜虫种群数量庞大,导致条锈病发生速度快、范围广;适宜的环境条件有利于病原菌大量繁殖并产生二代夏孢子,进而加剧了疫情的迅速扩散和蔓延。此外,泗县主要小麦品种对赤霉病抗性较差,抽穗开花期天气温暖多雨,镰刀菌孢子可通过风力传播迅速感染小麦穗部组织。锈病防控方面,在泗县广泛种植的小麦品种徐麦35号虽然具有一定的抗性,但长时间种植后,其抗性逐渐减弱;病原菌在进化过程中产生了新的变异类型,并能够借助气流快速扩散传播,对周边区域的小麦种植构成威胁。
2 存在的问题
2.1 监测预警系统不健全,信息收集存在滞后性
泗县小麦病虫害监测预警体系建设存在滞后,且信息化、自动化程度较低。目前,监测工作主要依赖人工定点调查和样品采集,监测范围有限,无法实时全面反映病虫害发生情况。例如,2018年,泗县蚜虫发生量普查仅设置5个样地,难以准确反映虫口密度变化,导致蚜虫大量繁殖为害时,防治措施落后于虫害发展[1]。此外,信息收集与上报主要通过文字、图片等传统方式,传输效率低,滞后严重。由于缺乏高清视频、热成像等直观手段,病情鉴定准确率也较低。同时,病虫害风险预警体系不完善,预测方法简单且存在延迟,导致农户无法提前采取有针对性的防治措施。例如,2020年,泗县赤霉病发生期,虽然气象站测得适宜镰刀菌感染的高温多雨天气,但防治部门仅提前7 d左右组织化学防治,且未充分利用生防菌、杀菌剂等手段,导致病情继续扩散蔓延[2]。
2.2 农药施用不合理,病菌、害虫抗药性增强
长期以来,泗县小麦在病虫害防治中过度依赖化学农药,导致农药使用的超量化、不合理轮换等,病菌、害虫抗药性不断增强,从而降低了防治效果。具体来看,以泗县主要品种徐麦35号为例,近5年来,农户持续大量使用三唑类化合物来防治条锈病,导致药效降低超过50%,调查发现85%以上样地的条锈病菌已对常用杀菌剂多菌灵等产生中到高度抗性[3]。同时,长期使用高毒农药导致当地蚜虫种群的抗药性增强。例如,25%茚虫威·甲氧虫酰肼悬浮剂对蚜虫的致死率下降,甚至低于60%[3]。此外,目前农户防治赤霉病主要依赖百菌清等化学杀菌剂,但由于连作系统及环境条件适宜病害发生,抗药性镰刀菌群体较多,单一使用这些杀菌剂导致药效差;同时,滥用高毒农药会破坏生态系统稳定,加剧病虫害发生。泗县化学药剂滥用、依赖性强的问题突出,有效成分种类和使用方法急需调整优化。
2.3 生物多样性保护不足与天敌利用缺陷
泗县小麦田生物多样性较低,天敌种类单一,综合利用及科学驯化不足,这在一定程度上制约了生物防治效果的进一步提升。具体来看,长期连作及化学农药滥用使小麦生态系统中多种天敌种群数量减少或功能弱化。例如,蜘蛛、寄生蜂等对蚜虫的控制作用下降,红隼、麻雀等对害虫的控制效果也不明显。同时,天敌的科学驯化管理不当限制了防治潜力的发挥。例如,2016年,从美国引入的小麦害虫天敌群体虽可有效控制蚜虫密度,但在泗县,部分个体出现繁殖力下降、寄生率不稳定等问题。此外,泗县小麦种植区普遍存在轮作制度不完善的问题。例如,2019年调查发现,23%的连作土壤镰刀菌菌核密度过高,增加了赤霉病的初侵染量,而奇球菌、草菌等拮抗微生物利用率低,未能有效抑制病原菌泛滥[4]。因此,泗县需要加强生物多样性调控,促进功能性种群繁衍,发挥生物链协同效应,降低对化学农药的依赖。
2.4 预防为主理念落实和技术普及不到位
在泗县小麦生产中,农户的病虫害防治理念较为不科学,预防和科学管理措施执行不到位,直接影响了防治效果。具体而言,目前,泗县80%以上的小麦种植户注重化学农药防治,而对于种质优选、科学施肥等农业基础措施的重要性认识不足[5]。以褐飞虱、飞蛾的防治为例,多数农户往往是在害虫出现后才进行药剂防治,缺乏基于虫情监测的预防性用药。同时,泗县在先进防治技术的推广方面力度弱,病虫害绿色防控的系统解决方案不完善。例如,利用Bt生物农药、性诱剂扰乱害虫生殖等防治手段,因操作复杂和产品价格偏高等,其推广率低于20%[5]。此外,泗县小麦连作土壤养分状态欠佳,缺硼、缺锌问题普遍,不仅不利于小麦抗病性强化,还限制了叶面施肥增效等技术的进一步推广。还需注意的是,部分农户的防治理念简单化,忽视病原体生物学特性与小麦抗病性的匹配关系,仅凭经验使用农药,导致防治存在盲点,这与科学精准防控的理念相违背。因此,泗县急需更新防治理念,强化病虫害防控和科学管理。
3 对策
3.1 建立和完善智能化病虫害监测预警体系
构建集成式信息化监测预警网络,实现实时、精准、智能化的病虫情监测与科学防控。具体来说,1)建议利用无人机、卫星遥感等高新技术设备,对泗县主要小麦产区的关键生育阶段的病虫害情况进行空中监测,获取不同病虫害分布信息,建立实时更新的病虫危害范围数据集,为后续防治行动提供基础参考。2)完善基于物联网技术的智能监测终端网络,将传统的人工监测点改造升级为环境参数智能识别装置,实现气温、湿度、光照等因子的无人值守采集,再输入病虫害发生模型,科学预判流行高峰,提前25~30 d制订防治方案,以避免灾情响应滞后问题。3)同步建立第五代移动通信技术(5th Generation Mobile Communication Technology,5G)无线专网的病虫害数字化报告系统,现场检测人员可通过移动端APP直接提交文字、图像、视频等多维病情信息,利用数据挖掘与机器学习技术,实现病虫害自动识别与病害级别判定,防治站后台可远程监督诊断,大幅提升信息传递时效性。4)完善智能预警模块,深度融合长短时记忆网络(Long Short Term Memory,LSTM)、循环神经网络(Recurrent Neural Network,RNN)等深度学习模型,基于多年病虫害生物学和气候数据,对病虫害流行趋势、发生规模做出更准确预测,使防治措施更加精确化,这是构建泗县智慧农业和实现精细化防控的基石。
3.2 推行精准用药与交替轮换使用农药策略
推行精准施药与合理轮换使用农药的策略,以提高防治效果和降低耐药风险。1)严格遵循精准用药原则,根据监测预警系统对病虫害种类、发生量和抗药性情况的判断,选择针对性强的农药。同时,精准确定最佳防治时期和使用剂量,避免预防性大面积滥用高毒农药。此外,建立完善的抗性监测网络,及时跟踪病菌、害虫对各类农药敏感性变化情况,为药剂筛选提供依据。2)严格执行药剂轮换制度,每3~5年更换1次常用药剂,并定期补充新型农药。同时,针对不同发展阶段的病虫害设计化学药剂组合,实现多目标控制。例如,小麦返青期同时防治蚜虫和粉虱时,可交替使用吡蚜酮和咪鲜胺。3)建立科学合理的施药次数控制机制,严格限制单季度内使用某类杀虫剂或杀菌剂的次数,以降低抗性风险。
3.3 强化生物防治手段,促进生态系统平衡
从多层面系统化强化生物防治措施,重建种植生态系统的平衡。1)扩大引进种类丰富的天敌资源,构建防治生物种群库。针对泗县主要病虫害种类,引入寄生蜂、食蚜螨、捕食性蜘蛛等不同生物防治种群,丰富天敌物种构成。同时,有针对性地选育优势种,筛选气候适应性强、寄生效率高的优质种系,增强防效。为确保关键防治期天敌种群数量达到调控需求,还需做好功能性种群的数量扩增。例如,在蚜虫一代发生前,促进蜘蛛、食蚜蝇等种群数量的提前增长,为后续释放天敌奠定基础。2)重点加强泗县适宜功能性天敌的选育与定向增殖,因地制宜培育天敌种群。例如,规模化选育品种中的优良自然种。此外,加大经济价值高的昆虫如蜂类的工厂化养殖供应力度。3)积极探索开发新型生物农药,丰富防治手段,有力促进泗县小麦种植生态系统平衡恢复与重建。
3.4 加强农业技术培训和推广,树立全程防控理念
从强化培训入手,加大科普力度,树立种植全程科学防控理念。1)泗县农业技术推广中心应成立病虫害防治的专门培训基地,开设病虫害生物学、监测识别、药剂使用、生防种养等方面的培训课程,对种植大户、专业合作社等的骨干力量进行轮训,充分利用在线直播、录播等方式扩大受众面。同时,充分发挥“土专家”的积极作用,建立防治知识、技能经验传递机制,带动周边更多小农户主动学习相关知识。2)局部试点示范智慧防控新模式,在示范基地充分应用无人机监测、信息化制度平台等新科技手段,构建科学完备的防控体系,以点带面促进技术在全县范围内的推广应用。加强科普宣教,提高泗县种植户对防治技术的采纳率,树立精准防控理念。例如,制作病虫害科普读本,向农户详细普及相关知识;在村镇范围内设置信息板,发布防治技术指南、气象预警等信息。3)积极开展丰富多彩的科普宣传活动。例如,结合当地文艺节目,积极引导农民主动学习和采用科学预防治理技术,为实现泗县小麦种植全程科学化防控奠定基础。
4 结语
泗县是安徽省重要的商品粮生产基地,小麦种植面积广、产量高,但长期以来,病虫害防治体系相对薄弱。在新形势下,应构建智慧化、信息化的监测与预警网络,科学制订药剂合理化使用策略,并大力发展绿色防治技术,以实现泗县小麦安全高效生产。文章在总结泗县小麦病虫害种类及危害动态变化规律的基础上,分析当前防治过程存在的问题,相应地提出建立智能化监测预警网络、实施精准和轮换用药、丰富生物种群库等防控策略,以实现泗县小麦种植产业的绿色可持续发展。
参考文献:
[1] 姚杰,孔婧毓.泗县粮食产业高质量发展转型升级对策[J].现代农业科技,2023(17):213-216.
[2] 李庆文.2019—2020年度泗县小麦生产情况分析与建议[J].现代农业科技,2021(14):40-41.
[3] 胡现清.泗县小麦优质高产栽培技术及病虫害防治[J].农业技术与装备,2023(7):162-164.
[4] 王绍坤.2021—2022年泗县小麦品种比较试验[J].南方农业,2023,17(5):72-74.
[5] 丰越.安徽省沿淮淮北小麦赤霉病发生规律及综合防治技术研究[D].合肥:安徽农业大学,2020.
(责任编辑:张春雨)