数字化农业背景下小麦高效栽培技术

摘    要：小麦作为我国主要的粮食作物之一，是目前全国种植面积最大、数量最多的谷物之一。小麦市场需求量逐步增加，加上国民生活质量水平全面提高，对小麦的产量及品质提出了更高要求。随着农业现代化快速发展，传统的人工种植模式已无法适应小麦栽培需求，有必要引入数字化技术，发挥数字化技术的优势，辅助小麦田间栽培管理，从而提高小麦的产量与品质。基于此，文章分析了应用数字化技术辅助小麦栽培管理的必要性，探究了数字化农业背景下小麦高效栽培技术及具体应用途径，以期为相关工作者提供参考。

关键词：数字化；小麦；栽培技术

文章编号：1005-2690（2023）05-0058-03       中国图书分类号：S512.1       文献标志码：B

在我国粮食生产中，小麦栽培面积及产量仅次于玉米和水稻，并且栽培需求量呈逐渐上升趋势。小麦栽培过程中会由于温度、降水等各方面因素而影响产量与品质，所以有必要对小麦高效栽培技术展开深入研究。随着农业现代化转型，将数字化技术应用在小麦栽培管理中成为一项重要课题。应当加大研究力度，探讨农业数字化技术在小麦高效栽培管理中的必要性，采取科学、适用的数字化技术，提高小麦栽培效率、产量与品质[1]。

1 小麦高效栽培管理中应用数字化技术的必要性

小麦属于禾本科植物，有着悠久的种植历史，在我国属于种植面积与种植数量最广的谷物之一。小麦成熟后可磨制成面粉，用来制作面条、馒头、面包等食物，还可用来发酵制作成酒类饮品，比如啤酒、白酒等均是用小麦作为原材料发酵而成。鉴于小麦用途广泛，并且是人类最重要的主食之一，所以其市场需求量非常稳定，种植经济效益良好。在当前传统农业向现代化农业转型升级的关键时期，我国小麦栽培正朝着集约化、规模化、产业化方向发展。在此背景下，人工栽培模式已无法满足小麦的种植栽培和田间管理工作要求，不仅会因为人工投入较大而浪费人力资源，也无法保障小麦的产量与品质[2]。将农业数字化技术应用在小麦高效栽培管理中，能够显著减轻人工劳动强度，节约人工成本。数字化农业技术有着自动化、智能化特点，能够依据小麦的实际生长需求，对土壤、田间、气候环境等因素进行智能化监测分析和自动化管理，保证各方面条件均能满足小麦生长需求。农业数字化技术有着较强的数据整合、数据分析能力，在大数据挖掘分析技术的辅助下，分析小麦栽培数据，预估小麦品质、产量、病虫害发生规律等，制订更科学合理的栽培管理决策。在小麦高效栽培管理中应用农业数字化技术尤为必要，应当在栽培实践中大力推广。

2 小麦高效栽培管理中的数字化技术

2.1 监测诊断管理技术

在小麦高效栽培过程中，必须对小麦全生育期展开密切监测与诊断，做好栽培管理，保证全生育期都能实现科学监管，从而及时有效察觉栽培风险。比如对大概率发生的病虫害问题进行跟踪监测与定位分析，提出应对与处理策略，能保证栽培效果，为提高产量和品质夯实基础。

数字化技术在小麦高效栽培管理中的应用，应选择物联网技术、定量遥感技术等，在各项技术的应用下构建契合小麦全生育周期特点的立体化监测机制，根据小麦生育阶段的差异特点，由点及面开展立体化监测。还要借助物联网技术、定量遥感技术的优势，在小麦品种选择、群体调控、营养分析等方面展开研究。依据小麦长势与实际情况中面临的各种影响因素，针对性地采购配备农情信息采集设备[3]。通过监测诊断管理数字化技术的加持，为提高小麦栽培质量夯实基础，促进小麦高产高效。

2.2 生长模拟系统

在小麦栽培管理中，可借助数字化技术在小麦的生长发育重要时期构建相應的生产模型，不仅能实现对小麦生长全程的科学监测，还能清楚显示出小麦播种过后的生长发育状况，比如分蘖、穗部发育等情况。从数字化农业技术发展现状来看，这一技术在小麦栽培中得到有效应用，而且能够结合小麦生长规律，建立对应的生长模拟系统。在这套系统中录入了小麦生长期间的各类信息，能实现对小麦生长过程的科学调控与模拟。通过有机整合生产模拟系统和计算机绘图，可以清楚描述出小麦植株的田间长势情况，实时反映在客户终端中。在生长模拟系统中还能配置控制反馈机制，依据小麦在不同生长时期的特点，优化调整灌溉施肥管理方案，制订科学的病虫害防治决策，从而优化栽培管理效果，实现高效栽培。

2.3 大数据集成技术

在数字化农业背景下，小麦的高效栽培管理要想凸显出数字化技术优势，要在管理过程中依据小麦品种、土壤条件、气候特点等因素，展开全维度的深度探究，收集与整理各项数据指标，以此构建相应的大数据系统，体现出数字化技术的支持作用。要在全面明确各种影响因素的基础上展开协同处理，为提高小麦栽培产量与质量奠定基础[4]。

2.4 地理遥感技术

地理遥感技术是一种借助间接手段获取目标物状态信息的技术方法，利用遥感终端设备从空中探测地面物体的性质，依据不同类型物体对波普产生的折射差异，进而识别各种地物。遥感技术在探知事物中发挥着重要作用，同时卫星遥感技术能够与地面接收站协作进行信息传递，在全球定位系统的辅助下还能对遥感资料与影像展开网格化规划、处理和收集资料，以此进行信息的记录、传送、分析与判定。在小麦栽培过程中，地理遥感技术能实时监测小麦长势、小麦栽培面积及小麦产量[5]。

3 数字化农业背景下小麦高效栽培技术的应用途径

3.1 栽培选地

为了进行规模化、集约化的小麦高效栽培，需要科学选择栽培地，确保栽培区域的地理环境、地貌特点、土壤条件契合小麦的生长需求。具体来讲，地势要平坦、地形开阔、光照充足，周边不能有污染源，同时要有充足水源对麦田进行灌溉。此外，土层尽量深厚，土质要富含有机营养成分，并且具备良好的保温保湿能力。必须保证小麦栽培过程有充足光照，才能有助于小麦生长中基于阳光生成叶绿素，实现小麦茁壮生长，提高小麦籽粒质量。过去完全凭借经验进行人工选地，不仅耗费大量时间和精力，而且不能保证选出最适合小麦高效栽培的地块，原因在于人工选地存在主观性局限。在农业数字化技术的加持下，能高效、便捷、快速地从大范围内选出最适合小麦高效栽培的地块。比如可应用地理信息系统、无人机遥感技术、北斗卫星导航系统等技术，用三维视图的方式呈现出区域内的地理、地貌信息，方便了解土地情况，选出最适合小麦栽培的土地[6]。此外，还可应用相应的检测设备，精准测定土壤信息，指明土壤的改良方向。

3.2 科学选种与确定播种量

在选择小麦品种时，可充分应用地理信息技术与大数据技术，全方位监测栽培区域内的自然条件、生产情况、土壤表现等，把握生产能力、耕作方式、病虫害发生规律和各类小麦品种的表现等，构建区域规划栽培图、土壤肥力剖析图，结合生产条件的差异来指导农民科学选择小麦品种。要向农民推广适应能力强、品质优良、产量大的新型小麦品种，满足小麦的市场需求量，提高小麦栽培效益。

农业数字化技术还能通过分析气候、地理、土壤等监测数据，确定单位面积内的播种量，依据科学推算的播种量结果比人工经验更加精准，有助于实现小麦栽培的高产与高质量。

3.3 育种与播种

应用自动化技术与传感器技术全面收集与整理种子质量数据，保证各项数据的精准性。在种子发育过程中要展开全程信息化监控，为小麦育种带来必要支持。此外，在种子生长过程中要借助数字化技术进行数据化管理，育种工作人员要应用计算机技术实时收集与整理小麦的生长数据，分析育种数据，并根据小麦品种的差异性科学评价育种材料[7]。

育种完成后要下田播种。过去小麦播种基本靠人工进行，不仅工作量大，而且难以精准把控播种量和播种密度。在数字化技术的辅助下，通过应用各类先进农机，提前输入相应的播种参数，如播种量、播种密度、播种路线等，农机便会根据预设参数进行自动化播种，高效完成播种工作。

3.4 合理灌溉

在田间管理期间加强数字化技术应用，能保證小麦高质量生长。小麦生长要密切关注灌溉工作，尤其是灌水量和灌溉方法，保证灌溉的有效性和合理性。从灌溉量来看，如果灌水过多，会造成小麦洪涝；如果灌水太少，会造成小麦枯萎而死。从灌溉方法来看，包含喷灌、滴灌、管道输水等方法，不同方法各有优点，应选择最适合的灌溉方法。在数字化技术的加持下，可在小麦栽培土壤中设置传感器，连接计算机。当小麦栽培地块有缺水迹象，传感器能实时感知，将输水指令传送至计算机，计算机启动输水程序，通过地下管道进行灌溉，保证小麦及时吸收水分。如果小麦生长中极度缺水，还可用喷灌+管道输水的方式进行灌溉，确保小麦健康生长。

另外，在数字化技术的应用下，还能合理设定小麦灌溉间隔时间，一般来讲，小麦灌溉的间隔时间在30 d左右。小麦灌溉会受到降水、气温、风速等因素影响，所以要结合实际情况调整小麦灌溉方案，保证最大程度发挥灌溉作用。在播种之前，要对土壤提前灌溉，维持土壤湿润度，优化土壤营养结构和改善土壤性质。小麦过冬要有一定水源作为保障，所以在冬季时要适量浇灌，同样应当采取地下管道输水的方式，避免小麦发生冻害。冬季灌溉期间要确保气温在3 ℃以上，合理控制灌溉量，避免土壤冻结，有效维持水分。春季要适当减少浇灌次数，此时小麦进入快速生长发育期，要做好灌溉管理，保证田间含水量维持在合理范围内，最佳含水量为70%～80%。含水量不可低于50%，否则会严重影响小麦生长发育质量，甚至会出现大面积缺水死亡的情况[8]。应用数字化技术，借助埋设在土层内的传感器，能实时监控小麦的缺水情况。

3.5 科学施肥

在小麦栽培过程中，往往会因为自身或气候原因而出现发育迟缓甚至萎缩死亡的情况，所以有必要通过科学施肥，补充小麦生长养分，保证小麦健康生长。在小麦栽培过程中，要密切关注植株情况，做好科学计划，保证肥料种类、施肥频次的科学性。一般来讲，常用底肥有磷肥、钾肥等。需要根据实际情况制订施肥方案，不得盲目使用肥料和分配肥料用量。结合小麦吸收情况设定其吸收阈值，若肥料施加过多，会造成麦苗萎靡情况。科学施肥能保证小麦茁壮生长，改善小麦发育期间营养不良的情况，增施磷肥、钾肥能提高小麦单位面积产量与优化生长品质。如果小麦发生倒伏现象，可用水稀释磷酸二氢钾对小麦叶面进行喷施，密切关注小麦长势，防止小麦中的营养流失。

在农业数字化技术的应用下，可建立小麦田间物联网，无论是灌溉还是施肥，均可由物联网完成各项工作内容。可通过增设田间探测器与传感器，冬季测定土壤含水量、温度、肥力等参数，随后依据所处季节分析和确定是否需要灌溉、施肥，并确定灌溉量、肥料种类、施肥量。借助物联网先进设备，自动化开展灌溉、施肥等工作，不仅效率高、精度高，而且能减少人工投入，负责人只需做好监管工作。

3.6 病虫害防治

为了保证小麦健康生长，要在小麦田间栽培管理中做好病虫害防治工作，保障小麦栽培产量与品质。针对小麦病虫害防治，要注重综合治理，采取农业防治、物理防治及生物防治等方式。可通过合理深耕、灌溉等方式进行农业防治，利用诱虫灯等物理手段灭杀害虫，引入害虫天敌进行生物防治等。

数字化技术同样能在小麦病虫害防治中体现出重大作用。比如可汇总当年气候等大量参数指标资料，并且参考往年的病虫害、产量、品质等信息，通过大数据挖掘分析，技术预测发生特定病虫害的可能性，进而做好预防工作。依托田间物联网系统，在前端的摄像头、传感器、无人机遥测等设备的加持下，能及时发现病虫害，进而依据病虫害发生情况自动启动色板、灯光等虫害诱杀装置，或者通过计算机程序下达喷洒药剂的指令，精准把控喷洒量，既能有效防治病虫害，也能避免生态污染。

4 结束语

在数字化农业背景下，小麦栽培技术需要进一步创新与升级，才能凸显出数字化技术的优势，降低人工栽培的劳动强度，提高栽培管理工作效率，进而提升小麦产量与品质。在小麦栽培过程中的选地、育种、播种、肥水管理、病虫害防治等工作环节中应用数字化技术，能促使小麦栽培获取更高的经济效益，夯实小麦栽培产量与品质基础，推动我国农业产业现代化进程。

参考文献：

［1］刘光宗，曹成茂，张金炎，等.小麦品质分级数字化无损检测方法研究［J］.安徽农业大学学报，2020，47（4）：655-663.

［2］侯亮，王新栋，齐浩，等.小麦数字化育种系统的开发与实现［J］.河北农业科学，2021，25（6）：93-98.

［3］史巍，步磊.优质小麦高产栽培技术及病虫草害绿色防治探究［J］.智慧农业导刊，2022，2（17）：85-87.

［4］王维东.高产稳产小麦新品种栽培技术研究［J］.中国农业文摘-农业工程，2022，34（5）：91-94.

［5］刘光宗.小麦含水率、容重、杂余数字化检测方法研究［D］.合肥：安徽农业大学，2020.

［6］韩成祥.优质小麦高产栽培及病虫草害绿色防控［J］.农业开发与装备，2022（8）：224-226.

［7］韩西红.小麦高产栽培及病虫害绿色防控技术研究［J］.农家参谋，2022（22）：45-47.

［8］徐田玺.小麦高产栽培及土壤肥料管理技术探究［J］.新农业，2022（21）：10-11.

作者简介：王芳辉（1977—），女，汉族，山东博兴人，专科，助理农艺师，研究方向为作物栽培技术。