摘 要 大豆玉米带状复合种植技术能够有效提高作物产量与品质,但同时面临着一系列病虫害问题。为给大豆玉米带状复合种植中病虫害的绿色防控提供参考,以山东省曲阜市为例,论述曲阜市大豆玉米带状复合种植概况及常见病虫害,分析病虫害防治过程中存在的病虫害监测预警体系不完善、绿色防控技术推广不足、农药减量增效技术应用率低等问题,提出构建精准化病虫害监测预警体系、研发推广高效低风险绿色防控产品、集成农药减量增效技术模式等优化对策。
关键词 大豆玉米带状复合种植;病虫害;绿色防控;减量增效;山东省曲阜市
中图分类号:S435.13 文献标志码:C DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.22.007
近年来,山东省曲阜市大力发展大豆玉米带状复合种植模式,在提高土地利用率、增加农民收入方面取得显著成效。然而,随着种植面积的扩大,病虫害问题日益突出,成为制约该种植模式发展的瓶颈[1]。科学防治病虫害对于保障粮食安全、促进农业增效具有重要意义。笔者重点分析曲阜市大豆玉米带状复合种植中病虫害防治存在的问题,提出相应的优化对策,为当地农业可持续发展提供参考。
1 曲阜市大豆玉米带状复合种植概况
曲阜市地处暖温带半湿润季风气候区,光热资源丰富,土壤肥沃,适宜大豆玉米带状复合种植。该种植模式因地制宜地选择大豆和玉米品种,合理控制种植行距和播种密度,形成“玉米条带+大豆条带”交替布局的种植格局[2]。在此基础上,农户因地制宜地开展精细化管理,优化耕作制度,实现两种作物在时间和空间上的互补。例如,玉米生长前期,大豆尚处于苗期,玉米的冠层郁闭度低,大豆能够充分利用透射到带间的光照;大豆进入旺盛生长期后,玉米的冠层已经基本郁闭,大豆下部的叶片逐渐黄化衰老,但上部叶片仍能接受散射光,维持正常的光合作用并促进产量形成。同时,两种作物根系分布于不同土层,对养分和水分的竞争较小,土壤养分利用效率高[3]。在病虫害防治方面,由于大豆玉米分属不同科属,病原菌及害虫的寄主专一性导致其很难在两种作物间迁移流行,带状种植也有利于农事操作和药剂施用,从而减轻病虫害危害。综合来看,大豆玉米带状复合种植模式通过优化种植时空布局,发挥了作物间的互利共生效应,在不增加投入的情况下,实现了土地增产、劳动力节约、生态环境改善等多重效益,为现代农业发展提供了新思路和新模式。
2 大豆玉米带状复合种植中的常见病虫害
大豆玉米带状复合种植中,由于两种作物共生于同一块田地,病虫害的发生呈现出一定的复杂和综合性。例如,在曲阜市,大豆常见病害有大豆炭疽病、大豆叶斑病、大豆锈病等。其中,大豆炭疽病主要侵染大豆叶片、茎秆及荚果,发病初期在叶面形成褐色圆形斑点,严重时叶片枯萎脱落;大豆叶斑病多发生于大豆生长中后期,引起叶片斑驳、枯黄,最终导致落叶。玉米病害方面,玉米小斑病、瘤黑粉病、玉米灰斑病等危害严重[4]。例如,瘤黑粉病的病原菌以厚垣孢子的形式在玉米植株残体中越冬,次年通过气流和雨水传播至玉米叶片引发初侵染。病斑发展迅速,玉米叶面出现黄褐色或灰褐色斑点,病斑上可见黑色粉状物,最终导致叶片干枯、秸秆腐朽。在虫害方面,蚜虫、玉米螟、大豆食心虫等均有发生。蚜虫以刺吸式口器危害作物,造成叶片变黄卷曲、植株生长不良;玉米螟幼虫蛀食玉米茎秆,导致植株折断或倒伏;大豆食心虫幼虫钻食大豆茎髓,严重影响养分运输。值得注意的是,部分病虫害可在两种作物间传播流行,如大豆蚜虫可寄生于玉米叶片,玉米螟亦可取食大豆嫩茎嫩叶。因此,在大豆玉米带状复合种植过程中,必须开展系统的病虫害调查与监测预警,采取综合防控措施,将病虫害危害控制在经济阈值以下,促进两种作物健康生长,实现稳产高产。
3 病虫害防治中存在的问题
3.1 病虫害监测预警体系不完善
曲阜市大豆玉米带状复合种植在病虫害监测警方面存在明显短板,尚未建立起一套科学完善的监测预警体系。传统的病虫害监测方法,如目测调查、诱捕诊断等人工手段,效率低下且精准度不足,难以实现区域性、网格化的系统监测。大豆稻纵卷叶螟在曲阜市呈现出越冬代和年发生2~3代的发生规律,而现有的监测手段缺乏时序动态性和连续性,难以准确获取虫情发展动向[5]。大豆炭疽病的病原菌孢子在土壤及病残体中越冬,一旦气象、土壤等环境因子达到适宜条件即可萌发侵染,然而,这一过程往往未能引起足够的重视,难以做到早发现、早预警。同时,病虫害远程实时监测和数字化管理水平亟待提高。基于物联网的自动监测装置布设不足,缺乏田间小气候监测、病虫图像智能识别、数据无线传输等功能,难以实现远程实时管控。此外,区域性监测数据的分析利用不充分,尚未形成“监测-预警-防控”的闭环操作模式。
3.2 绿色防控技术推广不足
目前,曲阜市大豆玉米带状复合种植中病虫害防控仍以化学防治为主,而生物防治、物理防治等绿色防控技术推广应用不足。在防治玉米螟的过程中,许多农户过度依赖氯虫苯甲酰胺、溴氰虫酰胺等化学农药,忽略了对玉米螟赤眼蜂等天敌昆虫的保护利用,导致玉米螟环境友好型防控缺乏持续性。针对大豆根腐病的防控,大部分种植户过分依赖药剂拌种和土壤消毒,对太阳能热力消毒、生物有机肥施用等防治措施重视不够,一定程度上增加了病原菌的抗性风险。此外,在带状复合种植田块周边,往往缺乏“天敌昆虫银行”和农药污染的缓冲隔离带,不利于天敌种群的保护与回迁,削弱了生物防治的效果。同时,利用性诱剂、食诱剂、色诱板等技术手段防控病虫害的技术方案不完善,难以精准防控病虫害。
3.3 农药减量增效技术应用率低
曲阜市大豆玉米带状复合种植中,农药减量增效技术的应用尚未得到充分重视和普及,传统的农药使用方式依然占据主导地位。例如,在大豆炭疽病的防治过程中,许多种植户仍习惯于通过增加喷药次数和农药用量来控制病情,而忽视了喷雾技术的优化升级。据调查,大豆炭疽病防治期间,田间喷雾压力普遍偏低,雾滴直径大、覆盖度差,农药防治效果不佳。同时,对于玉米螟等重要害虫,许多农户对农药施用的最佳时机把握不准,盲目采取“见虫就打”的策略,导致农药利用率不高。在大豆玉米带状种植田块内,精量施药机具的配备水平较低,电动喷雾无人机、自走式喷杆喷雾机等先进施药装备的应用比例不高,难以实现定量喷雾、定向喷雾和高效喷雾。此外,农药减量增效技术创新不足,缺乏“农药+助剂”“药肥混喷”“药械融合”等复合增效技术方案,难以从源头上实现农药使用量的减少和利用率的提高。
4 对策
4.1 构建精准化病虫害监测预警体系
针对大豆玉米带状复合种植病虫害监测预警体系不完善的问题,曲阜市急需制订一套精准化的监测预警技术方案。1)充分利用物联网技术,在田间合理布设自动监测节点,实时采集小气候环境参数、病虫害图像数据等,并通过无线传输模块上传至云端数据中心。例如,可利用红外感应器实时监测玉米螟卵块数量;通过温湿度传感器获取土壤水分状况;利用高清摄像头拍摄大豆炭疽病叶片病斑面积,通过图像识别算法自动诊断病情严重程度。2)开发基于地理信息系统(Geographic Information System,GIS)的区域性监测预警平台,将不同监测节点的数据进行汇总分析,生成病虫害发生发展的时空分布图,并结合气象预报、作物生长模型等,对病虫害暴发风险进行评估预警,及时确定最佳防治时间和区域。3)强化移动互联网病虫害信息服务,开发面向种植户的病虫害识别与防控APP,实现远程诊断、实时答疑、预警推送等。种植户可利用手机拍摄上传病虫害照片,获得专家在线诊断建议,同时通过订阅预警信息,及时掌握区域性病虫害发生动态,从而采取针对性的防控措施。4)定期开展区域性专项调查,利用无人机巡查、地面踏查相结合的方式,分析不同生态区的病虫害发生规律,完善监测预警模型,提升预警的精准性和实效性。
4.2 研发推广高效低风险绿色防控产品
面对大豆玉米带状复合种植中绿色防控技术推广不足的问题,曲阜市迫切需要加强高效低风险绿色防控产品的研发与推广应用。1)加大对天敌昆虫的利用力度,充分发挥其生物防治功能。例如,通过田间调查和实验室饲养,筛选出玉米螟赤眼蜂、大豆蚜茧蜂等在当地气候条件下适宜生存且防治效果显著的优势天敌种群,建立天敌昆虫繁育基地,实现规模化供应。在大豆玉米带状种植田块及周边区域投放这些天敌昆虫,可有效控制玉米螟、大豆蚜虫等害虫种群数量,减轻危害程度。2)加强对植物源农药、微生物农药等新型绿色防控产品的研制开发。例如,防治大豆炭疽病时,可从当地植物中筛选出对炭疽菌具有抑制活性的天然产物,如青蒿素类化合物,经提取纯化制成可湿性粉剂、水乳剂等,替代化学农药喷施使用。同时,从土壤、植株根部分离筛选出拮抗炭疽菌的非病原性微生物菌株,如枯草芽孢杆菌,通过固体发酵工艺制备成生防制剂,用于大豆种子包衣和苗期拌种处理,既可保护根系健康生长,又能诱导植株产生系统抗性,减轻炭疽病危害。3)在新型绿色防控产品研发成功后,应制订科学合理的推广方案,采取“政府引导、企业参与、农户受益”的运作模式,建立产品示范基地,开展统防统治和绿色防控专业化服务,提高产品的应用覆盖率。同时,加强技术培训指导,提高种植户对绿色防控产品的认知度和接受度,营造良好的推广应用氛围,促进带状复合种植病虫害绿色防控水平的整体提高。
4.3 集成农药减量增效技术模式
针对大豆玉米带状复合种植中农药减量增效技术应用率低的问题,曲阜市急需集成关键技术模式,促进农药减量化、精准化施用。1)加快先进植保机械的引进与推广,提高农药施用效率。例如,可引进多旋翼电动植保无人机,配备高精度全球定位系统(Global Positioning System,GPS)和流量可调喷头,实现农药的精准变量施用。根据不同区域病虫害发生程度,利用遥感和GIS绘制药量需求图谱,自动生成飞行作业路径,通过机载作业系统控制不同区域的喷洒量,既可减少农药用量,又能提高防治效果。2)深入开展农药助剂研究,优选增效保护型助剂产品。例如,防治大豆炭疽病时,可选用盐酸吡硫醇等新型助剂与戊唑醇进行复配,提高药液在大豆叶片表面的铺展性和附着量,延长药效持续时间,在减少施药次数的同时提高防治效果。3)加强科学用药技术创新,确定最佳施药时间和剂量。例如,可基于玉米螟发生规律和累积日温模型,确定最佳施药时间窗口期,在若虫孵化盛期和老熟幼虫期进行重点防治,以相对较低的用药量获得较好的控制效果。同时,建立不同玉米螟虫口密度下的最小药量施用指标,避免过量用药。4)加强农药减量增效技术的培训推广,提高科学用药的社会化服务水平。通过举办现场观摩会、发放技术手册等方式,规范农户用药行为;组建统防统治专业队伍,采取农户点单、植保队伍上门服务的方式,切实将减量增效技术落实到位,破解基层农技推广“最后一公里”的难题。
5 结语
曲阜市大豆玉米带状复合种植是当地乃至鲁西南地区农业可持续发展的重要种植模式,科学防治病虫害对保障该种植模式下大豆和玉米高产稳产至关重要。通过构建精准化的病虫害监测预警体系,及时、准确地掌握病虫害发生动态,为防治决策提供依据。研发推广高效、低风险的绿色防控产品,既可有效控制病虫害危害,又能减少化学农药的使用量,实现经济效益与生态效益的统一。集成组装农药减量增效技术模式,从施药机具、配方助剂、施用机械等方面形成优化组合,进一步提升防治效果,降低环境负荷。未来,在推广上述病虫害防控新技术、新模式的基础上,还应进一步对农户加大技术培训力度,完善绿色防控的社会化服务体系,促进曲阜市乃至鲁西南地区带状复合种植产业的转型升级和高质量发展。
参考文献:
[1] 孔淑兰,董文献.山东曲阜市大豆种植与病虫草害防控技术[J].农业工程技术,2023,43(34):82-83.
[2] 李玉娟.曲阜市大豆种植技术和病虫害防治技术[J].种子科技,2023,41(5):46-48.
[3] 王丽.山东曲阜市玉米锈病的发生与防治[J].农业工程技术,2024,44(4):54-55.
[4] 顾建革,刘艳慧,王姗姗.曲阜市2022年玉米螟发生概况及原因分析[J].基层农技推广,2023,11(7):115-118.
[5] 王芝民,闫洪伟,顾建革,等.曲阜市玉米“一防双减”技术实践与成效[J].东北农业科学,2017,42(5):40-42.
(责任编辑:张春雨)
作者简介:赵新生(1969—),本科,高级农艺师,主要从事农业种植。E-mail:a4266242021@163.com。