基于提高农产品质量安全的农作物病虫害监控技术分析

2022-11-23俞晓

智慧农业导刊 2022年14期

俞晓

（乌鲁木齐市农产品质量安全检测中心，新疆乌鲁木齐 830002）

随着经济社会的发展、人口的不断增长和环境压力的逐步加大，人们对健康绿色农产品的市场需求也不断扩大。此时，一些农民试图通过不合理使用化肥和农药的方式来实现高产，这最终导致了一系列农产品质量安全问题。农作物病虫害的防治离不开农业科技的有力支持。对农作物病虫害进行安全、绿色、科学的监测和控制，对提高农产品质量安全具有重要意义。因此，科学的病虫害监测、防治策略和技术措施在农业生产过程中尤为重要，因此病虫害防治的重点应放在监测和控制上。

1 科学防治病害虫的重要性

（1）提高作物产量和质量。果蔬病虫害将极大地影响农产品的产量和质量，使农产品市场供不应求，进而导致蔬菜价格上涨等民生问题。

（2）促进农村经济发展。病虫害防治技术的不断进步有助于提高农产品产量和质量，进而增加农民的经济收入，促进农村经济发展。

（3）促进农产品质量安全。农药和化肥的滥用不仅会破坏土壤和农业环境，更重要的是会危及农产品的质量和安全。为了确保食品安全，首当其冲的是从源头上确保初级农产品的质量和安全，同时也要确保每个生产环节的安全。因此，必须加强病虫害的科学防治，搞好源头管理。只有贯彻“预防为主、综合防治”的植保方针和“绿色植保、公共植保”的新理念，才能提高人民群众的农产品消费安全，确保人民群众食用安全放心的农产品。

2 现代农业技术与病虫害防治的总体战略

2.1 成立植保技术指导小组，扩大宣传范围

在各乡镇建立植保工作站（点），成立专项技术指导小组，在农业关键期提供技术指导，对农民进行系统的农业技术培训和果蔬病虫害科学防治，以防止农民因缺乏专业知识而滥用农药和化肥，从而使大面积果蔬作物农药残留超标，避免农民可能面临的重大经济损失和严重的农产品安全问题。

2.2 引进先进设备，加强技术创新

引进国外先进设备，加强国内自主研发。相关专业在本专业领域发挥着重要作用，如一些农业院校的农业机械化和自动化专业。通过高效的植保机械和设备，实现减少药物和控制害虫的目标，进一步提高农业生产力，稳步迈向绿色种植。

2.3 提高病虫害监测水平，建立技术服务体系

现阶段，农民在农业生产中往往对病虫害情况把握不清楚、不及时，这不仅会延误最佳治理时机，造成经济损失，还会带来水土污染、生态平衡失调等环境问题[1]。因此要按照“预防为主”的病虫害防治策略，在实践研究中不断总结经验，不断完善、创新防治策略和措施，做到防病虫于未然。

对于农作物病虫害，如果症状明显，往往会出现区域性病害。总体研究方向为单一作物病害识别和区域病害检测与预警。对于害虫监测，由于田间害虫的迁移和隐蔽性，很难直接检测到单个害虫。因此，研究方向通常是在采集害虫样本后进行田间采样、检测和鉴定，以获取田间害虫信息[2]。

2.4 准确监测作物病虫害的发生动态是作出防治决策的重要依据

根据当地病虫害特点，对全年发生的重大病虫害进行定期定点调查，及时准确掌握发生动态；对于次生病虫害，应定期进行普查，了解其发生情况。及时了解和掌握乡镇、农场病虫害发生情况，为准确预测当地病虫害发生动态提供科学依据。及时发布病虫害信息和防治技术意见，指导农业生产。

3 病虫害监测与绿色防治中存在的问题

3.1 病虫害监控存在问题

有的农民对病虫害防治认识不清，不科学地使用农药；相关部门对生产线缺乏重视，基层缺乏专业技术人员；农药市场监管力度不强；基层农作物病虫害监测体系不完善。

3.2 推进农作物病虫害绿色防治存在的问题

（1）农作物病虫害绿色防治基础薄弱。农作物病虫害绿色防控基础差，主要体现在农作物病虫害绿色防控是在近年来人们对农产品质量安全的要求不断提高的基础上发展起来的。绿色防控没有大的发展空间，农产品的保护和生产处于小规模状态。

（2）农民对农作物病虫害绿色防治的接受程度有限。对绿色防治的接受度有限，是农作物病虫害绿色防治具体操作的体现。与农民通常使用的农药操作方法相比，绿色害虫控制是困难的。由于不同作物品种的绿色病虫害防治标准和操作方法不同，增加了农民绿色病虫害防治技术操作的难度，也降低了农产品的质量安全水平。

（3）农作物病虫害绿色防治的技术保障有限。人们更多地关注农产品的质量和安全，但很少有人关注农作物病虫害的绿色防治技术，而这却是保证农产品质量和安全水平的核心技术。农作物病虫害绿色防治技术的发展受到限制，农产品质量安全水平的保障也降低了。

4 农作物病虫害监测相关问题的对策

采取农艺、物理和化学控制措施，尽量减少农药残留。

（1）田间和设施农业管理。例如，及时除草，以确保作物吸收养分并生长良好。及时清除病虫害枝条，防止疾病传播。采用合理的种植方式，如间作，不仅可以充分利用环境资源，而且可以防止病虫害的肆意传播。加强农田卫生管理，防止害虫恶性繁殖。

（2）一系列物理措施。例如，高温杀菌和长期紫外线灯消毒。加强修剪、通风、透光，及时清除病株、死株，彻底消除虫源。

（3）化学控制。用噻虫嗪、锌肥、咯菌腈等拌种，浸泡，然后在阴凉处晾晒，以降低种传病毒危害。

（4）利用多种现代技术实现对作物的实时监测是最重要的预防措施。最先发现并诊断病虫害，并用生物农药进行防治。

（5）宣传和培训农民科学用药。向农民介绍更多高效、低毒、低残留农药及安全使用方法，宣传农药的危害性，注意用药安全间隔期，提高农民素质，减少化学农药的使用，确保所有上市农产品健康安全。

5 采取绿色防控和综合防控措施，确保农产品质量安全

在果蔬病虫害防治方面，贯彻绿色植保政策和“源头控制、预防为主、综合防治”的理念，采取灭虫灯、生物防治等一系列措施，可以有效降低病虫害的危害程度，对保障农产品质量安全、农业生产安全和农田环境安全具有积极意义。利用昆虫的趋光性杀死害虫和其他控制措施。从生产源头控制农业投入品，采取绿色防治天敌产品和综合防治措施，可以有效降低病虫害危害程度，生物防治高效环保，蔬菜不施用化学农药或少施农药，从源头上控制农业投入品，有效提高农产品质量安全水平。

6 各种现代农业技术在病虫害防治中的推广应用

6.1 光谱技术在病虫害防治中的应用

作物的病害会引起作物生理条件的变化，例如叶片的营养成分和水分含量。患病作物的光谱反射特性与健康作物的光谱反射特性截然不同。光谱技术通过获取不同波段的光谱反射信息，对田间作物病害进行监测，实现病害的检测。田有文等人创新性地将支持向量机应用于番茄植株病斑的形状识别上[3]。

吴达科等人测定了斑潜蝇害虫叶片的可见光反射光谱，初步研究了番茄和黄瓜感染斑潜蝇害虫的叶片光谱信息[4]。

目前，频谱技术在农业生产中的推广还比较少，因为频谱相关设备相对昂贵，普通农民个人难以承受。然而，目前无人机采集光谱分析在农业条件检测中的应用已经相对成熟。例如，无人机检测玉米抽穗期、作物倒伏检测、种植面积识别等一系列研究都取得了令人满意的结果。当前，使用无人机的成本越来越低，操作也越来越简单。计算机、地理信息、农学和其他相关专业的人们需要共同努力，进一步推动这项技术的应用。

6.2 计算机视觉技术在病虫害防治中的应用

计算机视觉技术利用作物的病害图像来识别病害。通过在昆虫捕捉装置中安装光源、摄像头、昆虫接收板等设备，定期拍摄捕捉到的害虫，并通过图像处理技术识别捕捉到的害虫。

贾建楠等人采集了黄瓜细菌性角斑病和黄瓜霜霉病叶片的图像，用最大类间方差法提取了10个病斑形状特征，并对其进行了识别研究。黄瓜细菌角斑病和霜霉病的鉴定准确率达100%[5]。

2014年，韩瑞珍博士以典型农田害虫为研究对象，实现了农田害虫的快速识别和诊断。目前，机器视觉技术在农业生产中的普及程度也相对较小，因为识别在很大程度上受到各种环境因素的影响，其算法需要进一步改进和创新。

6.3 深度学习技术在病害控制中的应用

深度学习技术利用卷积神经网络自动提取图像中的疾病特征。深度学习弥补了手工设计和提取的不足。它允许计算机根据观测数据不断学习和改进算法。深度学习技术已被广泛应用于许多领域。目前，深度学习在图形识别、语音识别和自然语言处理方面得到了越来越广泛的应用，因为神经网络不需要我们告诉计算机如何处理问题，而是不断地学习和计算自己的解决方案。因此，对于所有与图形和语音识别相关的问题，深度学习可能是最好的解决方案。

例如，黄双萍等人提出了一种基于深度卷积神经网络GoogLeNet的稻瘟病检测方法，实现了稻瘟病的识别[6]。孙俊等人在后来的研究中采用了全局均值池化方法，取代了卷积神经网络的整体连接层，提高了对不同作物病害的识别准确率[7]。

6.4 光电传感器技术在害虫防治中的应用

光电传感器计数主要利用害虫通过传感器时切断光路产生的电脉冲。文韬等人设计了一种由遮光罩、昆虫入口、昆虫入口监测区和昆虫贮藏瓶组成的装置，实现了柑橘果蝇的自动计数和成虫密度的动态监测。与传统的人工计数方法相比，该装置具有实时、自动监测的优点，能够满足现有柑橘果蝇成虫长期数据动态监测的需要。该方法适用于果园柑橘果蝇成虫动态监测的推广应用[8]。