科技技术在农业生产及病虫害综合防控中的应用

肖湘 王月明 徐小然 李佩毅

DOI： 10.3969/j.issn.1003-1650.2024.04.050

传统的农业生产方式不适合现代农业生产，正在逐渐被尖端技术工具所代替。这项研究的重点是无人机、大数据和物理技术在农业领域的应用。这些新技术的应用，可以提供更科学、更有效地可持续生产方法，促进我国的农业发展和农业现代化。无人机技术可以用于土地探测和正确的肥料喷洒、作物监测和管理。另外，大数据技术也越来越多地用于病虫害预防和治疗，通过分析大量数据，可以让农民识别潜在危险进而采取预防措施。最后，臭氧技术和电场效应等物理技术在农业中也有重要的应用。

现代化的农业生产已经不再依赖于传统的人力、物力，而是借助先进的技术手段来提高农业效率和生产质量。本文将着重探讨无人机技术、大数据技术以及物理技术在农业领域中的应用，这些技术正在逐步成为现代农业生产的重要工具。并且这些科技技术的应用将为农民提供更加科学、高效、可持续的生产方式，从而推动农业的现代化和发展。

一、无人机技术

1、土地勘测及农业施肥

无人机技术可以通过搭载遥感设备进行土地勘测，并利用3D建模技术将勘测到的数据生成数字地图和地形模型。这些模型和地图可以将土地的坡度、水流向等精确地展现出来，提高了人们对农田概况的了解。在农业生产中，精准地施肥也是提高产量的重要方法之一。传统的施肥方式需要大量人力，而无人机技术可以利用勘测到的土地数据，使用无人机携带喷洒农药或肥料的机器进行精准施肥，既提高了施肥效率也降低了肥料对周围生态系统的影响。

2、农作物监测技术

无人机技术已经成为现代农业的宝贵工具。特别是，无人机被用于更有效和准确地监测和管理作物。配备摄像头和传感器的无人机可以提供农田的详细卫星图像，帮助农民识别疾病、害虫和水资源压力等问题。此外，无人机可以通过编程自动飞越特定区域，让农民定期获得有关作物状况的最新信息。无人机技术还提高了农药和化肥施用的准确性。无人机可以精确和可控地喷洒化学品，降低污染风险，提高工艺效率。无人机的另一个重要优势是能够进入难以到达的地区，如陡峭的山坡或洪水泛滥的田野。这意味着农民可以获得有价值的信息，否则很难或不可能获得这些信息。无人机施肥技术是一项新兴的高科技农业技术，结合了现代遥感技术和无人机技术，这种技术的优势主要体现在以下几个方面：首先，解决了传统农业生产中的施肥效果不佳、环境污染等问题；其次，实现了农业生产的信息化和智能化，并降低了人工成本；再次，提高了精准化施肥的效益和精度，并提高了农作物的产量和质量。此外，这项技术已经在江苏连云港、兴化、如皋和安徽、江西、黑龙江等地的10余个示范区进行推广应用。应用效果表明，与正常施肥田块相比，这项技术在减少总施肥量10%—15%的前提下，表现出不同程度的增产增效。因此，结合新科技农业施肥技术和无人机施肥技术，可以进一步提高农业生产效率和精度，降低环境污染，有助于推动农业的可持续发展。简而言之，无人机技术为农民提供了一个强大的工具，以提高作物管理的效率和准确性。随着技术的不断进步，我们可能会在未来看到更多有趣的应用。

3、其他新科技农业施肥技术

水肥一体化技术是一种先进的农业技术。这种方式可以节省水资源、提高肥料利用率，并减少环境污染。①测土配方施肥：这是通过对土壤进行科学测试，根据土壤养分含量和作物需求量，制定合理的施肥方案。②微生物菌剂的应用：微生物菌剂是一种有效的有机农业生物肥料，它含有大量有益微生物。同时，它还有助于减少化肥的使用，降低环境污染。③智能化施肥技术：这是利用现代信息技术手段，如传感器、遥感技术等，对农田土壤养分状况进行实时监测，并根据监测结果自动调整施肥量和施肥时间。这种方式可以减少人工干预，提高施肥精度，从而提高肥料利用率和作物产量。

二、大数据技术预测病虫害及制定防治方案

大数据技术在农业中越来越多地用于预测和预防病虫害的暴发。这种方法使用来自各种来源的数据，如天气模式、土壤湿度水平、作物生长阶段和历史病虫害发生记录来创建预测模型。通过分析大量的数据，农民可以识别潜在的风险，并在损失造成之前采取预防措施。大数据技术在病虫害防治中最显著的优势之一是能够提供实时监测和检测。通过使用传感器和遥感技术，农民可以实时收集有关作物状况、病虫害发病率和环境状况的信息。这有助于早期发现和及时干预，从而更好地控制情况并将造成的损害降到最低。此外，大数据技术可用于为不同作物和地区制定病虫害管理计划。通过分析作物品种、种植日期和天气模式的数据，农民可以根据具体情况定制病虫害控制策略。这种有针对性的做法不仅提高了病虫害控制的有效性，而且还减少了农药和其他化学品的使用，从而实现可持续农业。

三、物理技术农作物种植中運用

1、臭氧技术在农作物种植中的应用

物理技术越来越多地应用于农业，将臭氧技术应用于植物种植。臭氧是一种已被证明对作物质量和生产有积极影响的化合物。将物理技术应用于臭氧技术的一种方法是使用臭氧发生器。这些装置从空气中的氧气中产生臭氧，并将其释放到生长环境中。臭氧有助于消除病原体、细菌和病毒，从而减少植物疾病的发生。此外，臭氧还有助于分解土壤中的有毒化学物质，从而提高土壤质量。在臭氧技术中使用物理技术的另一种方式是使用臭氧灌溉系统。在这种情况下，臭氧被添加到灌溉水中，并喷洒在作物上。这有助于减少植物病虫害的存在，提高养分吸收能力。简而言之，物理技术在臭氧技术中的应用为农业提供了许多好处。通过减少疾病的发生和改善作物使用的土壤和水的质量，可以提高作物的产量和质量。随着这一技术的不断发展和扩展，预计将创造出更先进和有效的方法，这将导致更可持续和多产的农学。

2、电场效应在农作物种植中的应用

电场效应在农业中适用于作物栽培，使用越来越多。电场对作物的生长和生产效率产生了积极的影响。电场技术与臭氧技术一起应用的方法之一是使用电场生成器。它们从空气中的氧气中产生并重新释放臭氧。臭氧可以清除病原体、细菌、病毒等，降低作物发生疾病的可能性。臭氧还能分解土壤中有害的化学物质，提高土壤质量。另一种电场技术的应用是使用臭氧灌溉系统。在这种情况下，臭氧被添加到灌溉用水中，喷洒在作物上。这可以减少作物中害虫和疾病发生的可能性，提高营养吸收能力。总之，电场技术在农业中的应用提供了很多好处。作物可以减少发生疾病的可能性，改善土壤和水的质量，从而提高作物的生产效率和质量。随着该技术的持续开发和扩张，预计将会开发出更加先进和有效的方法，从而带动更加可持续和生产性高的农业。

四、病虫害综合防治技术

1、病虫害的发生规律

病虫害的发生规律是指病虫害在特定环境条件下的生长发育、繁殖和传播过程。了解病虫害的发生规律，有助于预测病虫害的发生程度和范围，为制定防治策略提供依据。病虫害的发生规律主要包括以下几个方面：①虫害的繁殖方式：病虫害的繁殖方式有性繁殖和无性繁殖两种。②病虫害的寄主范围：病虫害能够侵染的植物种类和部位。③病虫害的传播途径：病虫害通过风、水、土壤、昆虫等途径传播。④病虫害的环境条件：病虫害发生的适宜温度、湿度、光照等环境条件。

2、病虫害综合防治技术的应用实例（以小麦为例）

病虫害综合防治技术是指在农业生产中，通过科学的方法和技术手段，对农作物的病虫害进行综合防治的一种方法。它包括了病虫害监测、诊断、预测和预防等环节，以及采用化学、生物、物理等方法进行防治的过程。

（1）化学防治措施

对于以上列举的几种病害或虫害，可以使用相应的农药进行防治。

①小麦立枯病。小麦立枯病是一种由真菌引起的病害，主要发生在小麦的根茎位置，导致小麦出现早枯现象。植株在染病后自身会变黑，并且会在根茎的背面出现黑色菌丝。症状表现为叶片黄化、枯萎、倒伏等。该病的发生与土壤湿度、温度、光照等因素有关。可以采用烯唑醇可湿性粉12.5%，稀释1000倍溶液或麦苗返青期选用33%井冈·蜡芽可湿性粉剂300倍液或5%井冈霉素水剂500倍液进行防治。

②小麦锈病。症状表现为叶片出现黄色斑点或斑块，逐渐扩大并形成褐色或黑色的孢子囊。该病的发生与土壤湿度、温度、光照等因素有关。如果病叶率达到5%，严重度在10%以下，每亩用15%粉锈宁可湿性粉剂50g或20%粉锈宁乳油每亩40ml或25%粉锈宁可湿性粉剂每亩30g或12.5%速保利可湿性粉剂每亩用药15—30g兑水50—70kg喷雾或兑水10—15kg进行低容量喷雾。在病害流行年如果病叶率在25%以上，严重度超过10%，就要加大用药量，视病情严重程度，用以上药量的2—4倍浓度喷雾。

③小麦白粉病。田间相对湿度超过70%，小麦极有可能发生白粉病，但当田间相对湿度超过80%—85%以上时，就会导致小麦白粉病大范围的爆发流行。这一点在正常年份降雨少、但当年春季多雨的小麦种植区，白粉病危害较为严重。在小麦病发初期时或在小麦孕穗、抽穗、灌浆三个时期时，可以按照每亩80—100g15%三唑酮或20—30g12.5%烯唑醇或40—50g50%托布津或80—100g25%多菌灵兑水50kg水均匀喷施2—3次，每隔7—10天喷施1次，不仅能够起到防病抗旱、增强小麦植株抗性，而且还能起到预防小麦干热风危害的效果。在用药时要注意交替用药，以防抗性，而且用药越早、越足，防治效果就越好。病发严重、防治困难的地块，可以使用三唑酮+烯唑醇复配的方法用药，可以提高防治效果。

④吸浆虫与红蜘蛛防治。吸浆虫和红蜘蛛是两种常见的小麦病虫害。吸浆虫对小麦的生长危害极大，在各小麦产区均可见到。其在小麦的花朵与颖壳区域附着，对小麦的枝叶进行吸取，致使小麦的生长极为缓慢，并且在成熟后空壳率也极高，导致小麦出现减产现象。可用2.0％天达阿维菌素或15％哒螨灵乳油20ml/亩或15％扫螨净乳油15—20ml/亩，任选一种兑水30—45kg常规喷雾。

⑤小麦蚜虫。小麦蚜虫是一种常见的害虫，它主要以植物汁液为食，对小麦造成一定的损害。症状表现为叶片出现白色斑点或者小疙瘩，严重时会导致叶片枯萎。该病的发生与温湿度、光照等因素有关。使用25%大功牛噻虫嗪颗粒剂和5%瑞功微乳剂混配或单独使用。

（2）物理防治方法

物理防治是指通过机械、热力、光学等手段来控制病虫害的发生和发展。例如，对于吸浆虫与红蜘蛛可以通过田间轮作的方式来避免其长期潜伏的现象出现；对于小麦锈病可以通过喷洒灭菌剂来杀死此类害虫；对于小麦蚜虫可以通过机械捕捉的方式来降低田地间的负泥虫数量；对于小麦白粉病可以通过机械除草的方式来减少杂草的数量。

（3） 农业防治手段

农业措施是指通过合理的耕作制度、施肥方式、灌溉管理等手段来提高农作物的抗逆性和抗病能力。例如，对于吸浆虫与红蜘蛛可以通过合理施肥来增强作物的抗逆性；对于小麦锈病可以通过合理灌溉来提高作物的抗逆性；对于小麦蚜虫可以通过合理施肥来增强作物的抗逆性；对于小麦白粉病可以通过合理施肥来增强作物的抗逆性。因此，对小麦生长过程中各类常见的病虫害进行预防十分重要。通过科学的方法和技术手段，可以有效地控制和预防各种病害的发生和发展，从而保证农作物的高产和优质生产。

3、病虫害综合防治技术的实施步骤

病虫害综合防治技术的实施步骤主要包括以下几个环节：一是病虫害监测。定期对田间病虫害进行监测，了解病虫害的发生情况，为防治提供依据。二是病虫害诊断。根据病虫害的发生规律和癥状，判断病虫害的种类和危害程度。三是防治策略制定。根据病虫害的种类、危害程度和环境条件，制定合理的防治策略。四是药物选择和比例确定。根据防治策略，选择合适的药物和合理的用药比例。五是药物施用。按照药物的使用说明，正确施用药物，确保防治效果。总之，病虫害综合防治技术是一种科学的、系统的综合防治方法，通过对病虫害的发生规律、防治方法和药物的选择与比例等方面的研究，实现对病虫害的有效防治，提高农业生产效益和农产品质量。

4、病虫害综合防治技术的发展趋势

随着农业生产的发展和环境保护意识的提高，病虫害综合防治技术将朝着以下几个方向发展：一是绿色化。在防治过程中，尽量减少化学农药的使用，提倡使用生物农药、微生物农药等绿色农药，降低农药残留和环境污染。二是精细化。通过现代信息技术、遥感技术等手段，实现对病虫害的精确监测和精细管理，提高防治效果。三是生态化。充分利用生态系统的自我调节能力，通过调整种植结构、改善土壤肥力等措施，提高作物抗病虫能力，减少病虫害的发生。四是区域化。根据不同地区的气候、土壤、作物等特点，制定针对性的防治策略，提高防治效果。

综上所述，本文主要介绍了无人机技术、大数据技术和物理技术在农业中的应用，包括土地勘测、施肥、作物监测、病虫害预测等方面。这些新兴技术的应用不仅提高了农业生产的效率和质量，而且也有助于实现可持续发展和资源优化利用。尽管这些技术在农业中的应用还有很多挑战和限制，但相信随着科技的不断进步，它们将为农业带来更多的发展机遇和创新成果。由于我国农业生产的体量比较大，并且人们缺乏这些高新科技的使用知识，所以这些高新科技在我国的广泛应用仍然存在着比较大的挑战，未来将对如何将高新科技技术在我国农业生产中进行推广进行研究。

（作者单位：163319黑龙江省科学院大庆分院）