小麦绿色栽培及智能精准管理技术分析

2024-12-31刘家伸

安徽农学通报 2024年17期

关键词：小麦

摘要" 本文总结分析了小麦绿色栽培和智能精准管理技术在促进小麦生产中的应用，为实现高效、环保和可持续的农业发展提供参考。该技术是利用传感器、遥感和物联网等现代化技术，实现对小麦生长情况和环境条件的实时监测和精准调控，通过栽植管理、水肥管理、病虫害防治和收获仓储一体化等多种手段，提高小麦生产效益及产品质量，同时减少资源浪费和环境污染。该技术的应用有助于合理规划栽培方案，精准调控作物生长全过程和环境。目的在于推广绿色栽培和智能精准管理技术，提高小麦产量和质量。

关键词" 小麦；绿色栽培；智能精准管理；精准调控

中图分类号" S512" " " "文献标识码" A" " " "文章编号" 1007-7731（2024）17-0010-04

DOI号" 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.17.003

Analysis of green cultivation and intelligent precision management technology for wheat

LIU Jiashen

（Wu’an Town People’s Government， Yuncheng 274700， China）

Abstract" The application of green cultivation and intelligent precision management technology were summarized and analyzed in promoting wheat production， providing references for achieving efficient， environmentally friendly， and sustainable agricultural development. This technology utilized modern technologies such as sensors， remote sensing， and the Internet of Things to achieve real-time monitoring and precise control of wheat growth and environmental conditions. Through various means such as planting management， water and fertilizer management， pest control， and integrated harvesting and storage， it improved wheat production efficiency and product quality， while reducing resource waste and environmental pollution. The application of this technology was helpful for the rational planning of the cultivation scheme and the precise control of the whole process of crop growth and the environment. The purpose was to promote green cultivation and intelligent precision management technology to improve the yield and quality of wheat.

Keywords" wheat; green cultivation; intelligent and precise management; precise regulation

小麦作为重要的粮食作物之一，对于保障粮食生产安全十分重要[1]。实际粮食生产中，推进绿色栽培和智能精准管理技术的应用对于提高作物产量具有重要意义。目前有关小麦高产栽培方面的研究较多，周梅荣[2]从撒直播小麦的良种选择、合理轮作、田间管理和适时收获方面总结了其高产栽培技术要点；王慧娟[3]总结了优质小麦高产栽培技术和病虫害绿色防控技术，指出要强化绿色思想，秉持优质理念。在推广和应用绿色栽培技术过程中，关注生态环境的保护和可持续发展，以实现经济效益和环境效益协调发展。小麦生产过程中可结合智能技术，陈文顺[4]研究指出，将信息技术融合应用于小麦生产，可以提高生产效率，降低生产成本，保护生态环境，对小麦智能化生产具有重要意义。本文总结分析了绿色栽培和智能精准管理技术在小麦生产中的应用，为推动小麦生产方式的转型升级，实现高效、环保和可持续的农业发展提供参考。

1 小麦栽培绿色化、智能化的推广意义分析

1.1 提高产业效益

推广有机肥料、生物防治等绿色栽培措施，可提升农作物的生产效率及品质，进而有利于产业发展[5]。应用绿色栽培技术进行生产的小麦具有安全性高、产量高和品质好等优良特性，受消费者青睐。市场上，绿色栽培生产的作物较普通生产的作物更具竞争优势，其产品销售和推广效益较好。

1.2 推动农业经济发展

绿色小麦的发展不仅促进了小麦种植业的进步，还对整个农业产业链产生积极影响。牛全根等[6]研究指出，绿色小麦种植技术借助先进的生物技术和遗传改良手段，选育出具有高产、高品质的新品种，以适应不同地区的生长环境，同时还具有较强的抗病虫害能力，在一定程度上降低了农药施用量，符合绿色环保理念。种植过程中注重科学管理、精准管理等绿色、智能化栽培技术的应用，采取合理施肥、科学浇水和病虫害综合防治等栽培措施保护小麦成长；运用现代化农业机械设备进行耕作、播种和收割[7]。随着产业结构的不断调整，绿色小麦的优质特性会带动相关农业产业链的发展，促进种子生产、农机具制造以及加工增值等环节的绿色现代化进程，推动农业经济发展。

2 小麦绿色栽培和智能精准管理技术分析

2.1 播前准备

小麦绿色栽培，一是选择优质地块。选择条件优异的种植地块，优先考虑地势较为平坦、土层深厚能储存更多肥力的区域。这些地块具有良好的土壤条件，能够提供充足的营养，有利于小麦健康生长。适宜小麦生长的土壤养分含量为速效氮超过60 mg/L，有机质超过1%，速效磷超过15 mg/L，总盐量小于0.3%。由于小麦对重茬地块较为敏感，种植时避免选择已连续多年种植小麦的土地。付静等[8]研究指出，重茬地块容易发生病虫草害，消耗土壤中的部分营养元素，可能导致土壤疲劳，出现“歇地”现象。因此，在保证小麦健康生长和高产稳产情况下，需要适当进行轮作倒茬。轮作能够有效减少土壤病害的发生，可在一定程度上降低农药施用量；与豆类、薯类和油料作物轮作可以有效改善土壤结构，提高土壤肥力和保水保肥能力，减少土壤侵蚀和养分流失，维持土壤生态平衡。

二是智能深松整地。前茬作物收获后，将土壤中的地膜、石块和作物残根等杂物彻底清除干净，确保土壤清洁，方便后续作业。随后开展整地工作，采用智能深松整地机械进行工作，耕作深度一般控制在25～35 cm，整体的整地深度一般超过8 cm。整地完成后，确保田块平整，整个土壤表层质地均匀、细腻。为了提高土壤墒情，建议采用镇压机对土壤进行压实处理，郭延涛[9]研究指出，适度压实土壤，可以提高其密实度，有助于保持土壤的湿润度，提高其保水保肥能力。

三是智能施肥。整地后，利用全自动智能施肥机进行施肥，结合翻耕将肥料翻入土体。根据小麦栽培营养需求，施用30 000 kg/hm2腐熟有机肥、120 kg/hm2尿素、375 kg/hm2磷酸二铵和75 kg/hm2硫酸钾，确保肥料与土壤充分混合，保证作物生长时养分可以输送到植物根系附近，为其供应养分。施肥后进行地块整理，地块宽度通常设置为150 cm；根据地形和水利条件，可以将地块分为80 cm宽的低畦或70 cm宽的高畦。

2.2 栽植管理

选择合适的小麦良种，考虑籽粒品质、生长特性和抗逆性等多个因素。选择大小一致饱满、表皮有光泽，同时具备耐高温水淹、抗逆性强、适应性广且丰产等特点的小麦种子。为减少病虫害对小麦的影响，建议采用药剂拌种，一般可用23%戊唑·福美双悬浮种衣剂进行拌种处理，以降低小麦生长过程中黑穗病、白粉病和锈病等病害的发生概率。为了提高播种效率和作物产量，可使用小麦智能施肥播种机进行播种，凭借红外传感器和卫星定位系统，实现自动化操作。播种深度以3～4 cm为宜，根据播种密度和质量要求，采用不同的播种方式。此外，还可以利用5G通信技术、光谱遥感和数据采集等装备技术，对小麦栽培数据进行一体化全方位采集，5G通信技术可实现设备之间数据的即时传输和互联互通；光谱遥感能够提供高分辨率的地面信息；数据采集装备可实时收集农田环境、土壤和气象等相关数据，构建全面的生长环境模型。黄尚[10]研究指出，基于大数据技术的农田信息采集与分析方法能够实现对农田环境的全面检测与评估。技术人员借助这些装备技术全面监测小麦生长数据，及时发现问题并进行调整，有助于保障其生长稳定性和产量。

2.3 水肥管理

播种后3 d可使用智能喷灌水肥一体化机械灌溉系统进行灌溉，保证土壤含水量在75%～80%，以有效促进小麦种子的发芽和吸水。机械灌溉系统运行前保证喷水、施肥的流量均匀，并根据不同土壤质地进行喷灌头间距和喷水量的调整，以确保每块土地都能得到充足的水分和营养。一般土壤的喷灌头间距在20～25 cm，喷灌量在2.6～3.0 L/h；砂质土的喷灌头间距20 cm，喷灌量多于一般土壤；而黏土的喷灌头间距在25～30 cm，喷灌头的喷灌量最小，一般不高于2.6 L/h。实际小麦生产过程中，灌溉所需的水量由喷灌子系统感知其生长情况以及土壤湿度情况，经实时数据的收集和分析计算得出；并在适当的时间作业，以满足小麦生长需水量，同时避免过度灌溉造成的水资源浪费和对土壤质地的损害。杨晶[11]研究介绍了AquaCrop模型，该模型结合大兴试验基地的田间数据，制订了冬小麦的优化灌溉方案，确定了灌溉定额240 mm，分3次灌溉，每次80 mm，确保满足各生育阶段的水量需求，此灌溉制度可有效提高水分利用率和小麦产量。

2.4 病虫害防治

根据小麦品种特性，采用智能悬浮式植保设备进行病虫害预防工作。在小麦植株起身阶段，施用40%矮壮素5 250～6 750 g/hm2；对于生长势旺盛的地块，在种植后7～10 d再次施用等量矮壮素，可确保根系正常发育，防止倒伏现象发生。付静等[12]研究指出智能悬浮式植保设备配备了先进的飞行控制系统，能够携带10 kg左右的农药，飞行速度可以稳定调节（0～15 m/s），喷射宽度2～4 m；同时该设备还具备智能调节高度和速度的功能，能够在适时短进间内完成喷防作业，极大地提升了作业效率。

2.5 收获仓储一体化

小麦成熟前，将智能滴灌施肥设备和智能悬浮式植保机械收回，并利用智能传感器对小麦的成熟度进行检测，确定达到蜡熟后期即可使用农用小麦收获脱皮烘干仓储机进行籽粒收获、脱皮、烘干和仓储等工作。运用该机械设备能够确保在小麦收获过程中总损失低于5％，脱净率超过97％，破碎率低于1.5％。此外，该设备还具备自动收获、精准脱皮、高效烘干和安全仓储等功能，具有灵活性强和便携性高等特点，能够适应不同规模和场地的需要。该设备有效提高了小麦的收获作业效率，减少了损失。

3 应用优势分析

3.1 栽培方案规划

规划小麦生产方案时，利用大数据技术，借助气象数据和土壤信息，选择适宜的种植地点，并结合作物的生长特性和需求，合理选种。张春鑫[13]在大豆栽培和智能化精准栽培技术研究中指出，智能管理平台可利用智能分析算法，综合考虑气象、土壤和作物生长特性等多方面因素，对栽培方案进行深入评估和优化，及时发现栽培方案中的不足并提出相应的调整建议，从播种方式、作物种植密度等方面全方位提示；种植者可以根据这些建议及时进行调整栽培方案，实现栽培过程的动态优化，有效提高作物的产量和品质。

3.2 栽培管理调节

智能技术在小麦栽培实际运用中，涵盖了田间管理中的施肥、浇水和用药等各个环节。首先，通过智能管理系统和物联网技术，可以实现对田间环境和作物生长情况的实时监测和数据收集，有效了解土壤养分状况、水分含量以及作物生长情况等，为精准施肥、浇水和用药提供依据。夏于[14]设计了一种小麦苗情诊断系统，可以根据作物的生理生态参数进行诊断；以越冬期正常土壤湿度条件下的冬性小麦为例，输入特定的生长数据后，系统判断苗情，并提出根据主茎叶龄的不同阶段适当进行生长控制等建议。其次，智能管理系统结合无人机设备，可以对田间作物展开高精度监测，如在施肥过程中，该系统可以实时监测土壤养分状况和作物需求，进而精确计算较佳施肥量和施肥时机，并通过无人机设备进行精准投放，确保每一块土地均能得到适量的养分供应。最后，该系统在防治病虫害方面也发挥重要作用，高正杰[15]研究指出，智能管理系统可以实时监测病虫害发生情况，进而调整用药量和用药时机，在一定程度上减少了农药施用量，提高了防治效果，降低了对环境的影响。

3.3 种植环境调节

种植环境会在一定程度上影响小麦的生长。在麦田中布置监测器和传感器，与智能系统和调节设备相连接的智能精准管理系统，可实现24 h实时监测；系统再根据这些数据调节麦田内的环境条件，缺水时启动喷灌设备进行浇水，或喷洒特定的土壤改良剂，使环境条件始终保持在适宜小麦生长的条件下。罗家俊等[16]研究指出，智能化管理系统还可以通过控制温度、土壤含水量等因素来减少冻害、鼠害等威胁。樊铭京等[17]在作物智能化精准灌溉监测控制技术应用研究中指出，在寒冷的天气里，该系统可以自动启动加热设备或覆盖物，保护作物免受冻害；在鼠害发生季节，该系统可以通过智能陷阱或声波驱赶装置来减少其侵害。

综上，小麦的生长受多方面因素影响，种植过程中需结合现代科技，完善其绿色栽培和智能精准管理技术。小麦绿色栽培和智能精准管理技术有利于实现对小麦生长情况和环境条件的实时监测和精准调控，包括播前准备、栽植管理、水肥管理、病虫害防治和收获仓储一体化等方面。该技术的应用有助于合理规划栽培方案，精准调控作物生长全过程和环境，对提高生产效率和产品质量具有重要意义。

参考文献

[1] 赵扬扬. 小麦绿色高产高效栽培技术探讨[J]. 种子科技，2023，41（6）：75-77.

[2] 周梅荣. 宣州区撒直播小麦高产栽培技术[J]. 安徽农学通报，2024，30（2）：9-12.

[3] 王慧娟. 优质小麦高产栽培及病虫害绿色防控[J]. 种子科技，2023，41（22）：57-59.

[4] 陈文顺. 信息技术助力小麦生产智能化[J]. 农业工程技术，2024，44（8）：79-80.

[5] 吴小娟，廖建东，朱志成，等. 优质强筋小麦绿色高产高效栽培技术要点研究[J]. 种子科技，2023，41（1）：39-41.

[6] 牛全根，金广彦. 绿色小麦营养平衡栽培技术模式探究[J]. 河南农业，2022（22）：46-47.

[7] 林娟. 小麦智能喷灌水肥一体化种植技术[J]. 农业工程技术，2022，42（24）：40-41.

[8] 付静，邢静. 小麦绿色栽培及智能精准管理技术[J]. 农业工程技术，2022，42（36）：40-41.

[9] 郭延涛. 绿色小麦种植技术推广探析[J]. 农民致富之友，2021（20）：28.

[10] 黄尚. 基于大数据技术的农田信息采集与分析方法[J]. 农业工程技术，2024，44（2）：17-18.

[11] 杨晶. 基于AquaCrop模型的华北地区冬小麦和夏玉米灌溉制度研究[D]. 太谷：山西农业大学，2022.