數字化農業背景下小麥高效栽培技術

摘??? 要：小麥作為我國主要的糧食作物之一，是目前全國種植面積最大、數量最多的谷物之一。小麥市場需求量逐步增加，加上國民生活質量水平全面提高，對小麥的產量及品質提出了更高要求。隨著農業現代化快速發展，傳統的人工種植模式已無法適應小麥栽培需求，有必要引入數字化技術，發揮數字化技術的優勢，輔助小麥田間栽培管理，從而提高小麥的產量與品質。基于此，文章分析了應用數字化技術輔助小麥栽培管理的必要性，探究了數字化農業背景下小麥高效栽培技術及具體應用途徑，以期為相關工作者提供參考。

關鍵詞：數字化；小麥；栽培技術

文章編號：1005-2690（2023）05-0058-03?????? 中國圖書分類號：S512.1?????? 文獻標志碼：B

在我國糧食生產中，小麥栽培面積及產量僅次于玉米和水稻，并且栽培需求量呈逐漸上升趨勢。小麥栽培過程中會由于溫度、降水等各方面因素而影響產量與品質，所以有必要對小麥高效栽培技術展開深入研究。隨著農業現代化轉型，將數字化技術應用在小麥栽培管理中成為一項重要課題。應當加大研究力度，探討農業數字化技術在小麥高效栽培管理中的必要性，采取科學、適用的數字化技術，提高小麥栽培效率、產量與品質[1]。

1 小麥高效栽培管理中應用數字化技術的必要性

小麥屬于禾本科植物，有著悠久的種植歷史，在我國屬于種植面積與種植數量最廣的谷物之一。小麥成熟后可磨制成面粉，用來制作面條、饅頭、面包等食物，還可用來發酵制作成酒類飲品，比如啤酒、白酒等均是用小麥作為原材料發酵而成。鑒于小麥用途廣泛，并且是人類最重要的主食之一，所以其市場需求量非常穩定，種植經濟效益良好。在當前傳統農業向現代化農業轉型升級的關鍵時期，我國小麥栽培正朝著集約化、規模化、產業化方向發展。在此背景下，人工栽培模式已無法滿足小麥的種植栽培和田間管理工作要求，不僅會因為人工投入較大而浪費人力資源，也無法保障小麥的產量與品質[2]。將農業數字化技術應用在小麥高效栽培管理中，能夠顯著減輕人工勞動強度，節約人工成本。數字化農業技術有著自動化、智能化特點，能夠依據小麥的實際生長需求，對土壤、田間、氣候環境等因素進行智能化監測分析和自動化管理，保證各方面條件均能滿足小麥生長需求。農業數字化技術有著較強的數據整合、數據分析能力，在大數據挖掘分析技術的輔助下，分析小麥栽培數據，預估小麥品質、產量、病蟲害發生規律等，制訂更科學合理的栽培管理決策。在小麥高效栽培管理中應用農業數字化技術尤為必要，應當在栽培實踐中大力推廣。

2 小麥高效栽培管理中的數字化技術

2.1 監測診斷管理技術

在小麥高效栽培過程中，必須對小麥全生育期展開密切監測與診斷，做好栽培管理，保證全生育期都能實現科學監管，從而及時有效察覺栽培風險。比如對大概率發生的病蟲害問題進行跟蹤監測與定位分析，提出應對與處理策略，能保證栽培效果，為提高產量和品質夯實基礎。

數字化技術在小麥高效栽培管理中的應用，應選擇物聯網技術、定量遙感技術等，在各項技術的應用下構建契合小麥全生育周期特點的立體化監測機制，根據小麥生育階段的差異特點，由點及面開展立體化監測。還要借助物聯網技術、定量遙感技術的優勢，在小麥品種選擇、群體調控、營養分析等方面展開研究。依據小麥長勢與實際情況中面臨的各種影響因素，針對性地采購配備農情信息采集設備[3]。通過監測診斷管理數字化技術的加持，為提高小麥栽培質量夯實基礎，促進小麥高產高效。

2.2 生長模擬系統

在小麥栽培管理中，可借助數字化技術在小麥的生長發育重要時期構建相應的生產模型，不僅能實現對小麥生長全程的科學監測，還能清楚顯示出小麥播種過后的生長發育狀況，比如分蘗、穗部發育等情況。從數字化農業技術發展現狀來看，這一技術在小麥栽培中得到有效應用，而且能夠結合小麥生長規律，建立對應的生長模擬系統。在這套系統中錄入了小麥生長期間的各類信息，能實現對小麥生長過程的科學調控與模擬。通過有機整合生產模擬系統和計算機繪圖，可以清楚描述出小麥植株的田間長勢情況，實時反映在客戶終端中。在生長模擬系統中還能配置控制反饋機制，依據小麥在不同生長時期的特點，優化調整灌溉施肥管理方案，制訂科學的病蟲害防治決策，從而優化栽培管理效果，實現高效栽培。

2.3 大數據集成技術

在數字化農業背景下，小麥的高效栽培管理要想凸顯出數字化技術優勢，要在管理過程中依據小麥品種、土壤條件、氣候特點等因素，展開全維度的深度探究，收集與整理各項數據指標，以此構建相應的大數據系統，體現出數字化技術的支持作用。要在全面明確各種影響因素的基礎上展開協同處理，為提高小麥栽培產量與質量奠定基礎[4]。

2.4 地理遙感技術

地理遙感技術是一種借助間接手段獲取目標物狀態信息的技術方法，利用遙感終端設備從空中探測地面物體的性質，依據不同類型物體對波普產生的折射差異，進而識別各種地物。遙感技術在探知事物中發揮著重要作用，同時衛星遙感技術能夠與地面接收站協作進行信息傳遞，在全球定位系統的輔助下還能對遙感資料與影像展開網格化規劃、處理和收集資料，以此進行信息的記錄、傳送、分析與判定。在小麥栽培過程中，地理遙感技術能實時監測小麥長勢、小麥栽培面積及小麥產量[5]。

3 數字化農業背景下小麥高效栽培技術的應用途徑

3.1 栽培選地

為了進行規模化、集約化的小麥高效栽培，需要科學選擇栽培地，確保栽培區域的地理環境、地貌特點、土壤條件契合小麥的生長需求。具體來講，地勢要平坦、地形開闊、光照充足，周邊不能有污染源，同時要有充足水源對麥田進行灌溉。此外，土層盡量深厚，土質要富含有機營養成分，并且具備良好的保溫保濕能力。必須保證小麥栽培過程有充足光照，才能有助于小麥生長中基于陽光生成葉綠素，實現小麥茁壯生長，提高小麥籽粒質量。過去完全憑借經驗進行人工選地，不僅耗費大量時間和精力，而且不能保證選出最適合小麥高效栽培的地塊，原因在于人工選地存在主觀性局限。在農業數字化技術的加持下，能高效、便捷、快速地從大范圍內選出最適合小麥高效栽培的地塊。比如可應用地理信息系統、無人機遙感技術、北斗衛星導航系統等技術，用三維視圖的方式呈現出區域內的地理、地貌信息，方便了解土地情況，選出最適合小麥栽培的土地[6]。此外，還可應用相應的檢測設備，精準測定土壤信息，指明土壤的改良方向。

3.2 科學選種與確定播種量

在選擇小麥品種時，可充分應用地理信息技術與大數據技術，全方位監測栽培區域內的自然條件、生產情況、土壤表現等，把握生產能力、耕作方式、病蟲害發生規律和各類小麥品種的表現等，構建區域規劃栽培圖、土壤肥力剖析圖，結合生產條件的差異來指導農民科學選擇小麥品種。要向農民推廣適應能力強、品質優良、產量大的新型小麥品種，滿足小麥的市場需求量，提高小麥栽培效益。

農業數字化技術還能通過分析氣候、地理、土壤等監測數據，確定單位面積內的播種量，依據科學推算的播種量結果比人工經驗更加精準，有助于實現小麥栽培的高產與高質量。

3.3 育種與播種

應用自動化技術與傳感器技術全面收集與整理種子質量數據，保證各項數據的精準性。在種子發育過程中要展開全程信息化監控，為小麥育種帶來必要支持。此外，在種子生長過程中要借助數字化技術進行數據化管理，育種工作人員要應用計算機技術實時收集與整理小麥的生長數據，分析育種數據，并根據小麥品種的差異性科學評價育種材料[7]。

育種完成后要下田播種。過去小麥播種基本靠人工進行，不僅工作量大，而且難以精準把控播種量和播種密度。在數字化技術的輔助下，通過應用各類先進農機，提前輸入相應的播種參數，如播種量、播種密度、播種路線等，農機便會根據預設參數進行自動化播種，高效完成播種工作。

3.4 合理灌溉

在田間管理期間加強數字化技術應用，能保證小麥高質量生長。小麥生長要密切關注灌溉工作，尤其是灌水量和灌溉方法，保證灌溉的有效性和合理性。從灌溉量來看，如果灌水過多，會造成小麥洪澇；如果灌水太少，會造成小麥枯萎而死。從灌溉方法來看，包含噴灌、滴灌、管道輸水等方法，不同方法各有優點，應選擇最適合的灌溉方法。在數字化技術的加持下，可在小麥栽培土壤中設置傳感器，連接計算機。當小麥栽培地塊有缺水跡象，傳感器能實時感知，將輸水指令傳送至計算機，計算機啟動輸水程序，通過地下管道進行灌溉，保證小麥及時吸收水分。如果小麥生長中極度缺水，還可用噴灌+管道輸水的方式進行灌溉，確保小麥健康生長。

另外，在數字化技術的應用下，還能合理設定小麥灌溉間隔時間，一般來講，小麥灌溉的間隔時間在30 d左右。小麥灌溉會受到降水、氣溫、風速等因素影響，所以要結合實際情況調整小麥灌溉方案，保證最大程度發揮灌溉作用。在播種之前，要對土壤提前灌溉，維持土壤濕潤度，優化土壤營養結構和改善土壤性質。小麥過冬要有一定水源作為保障，所以在冬季時要適量澆灌，同樣應當采取地下管道輸水的方式，避免小麥發生凍害。冬季灌溉期間要確保氣溫在3 ℃以上，合理控制灌溉量，避免土壤凍結，有效維持水分。春季要適當減少澆灌次數，此時小麥進入快速生長發育期，要做好灌溉管理，保證田間含水量維持在合理范圍內，最佳含水量為70%～80%。含水量不可低于50%，否則會嚴重影響小麥生長發育質量，甚至會出現大面積缺水死亡的情況[8]。應用數字化技術，借助埋設在土層內的傳感器，能實時監控小麥的缺水情況。

3.5 科學施肥

在小麥栽培過程中，往往會因為自身或氣候原因而出現發育遲緩甚至萎縮死亡的情況，所以有必要通過科學施肥，補充小麥生長養分，保證小麥健康生長。在小麥栽培過程中，要密切關注植株情況，做好科學計劃，保證肥料種類、施肥頻次的科學性。一般來講，常用底肥有磷肥、鉀肥等。需要根據實際情況制訂施肥方案，不得盲目使用肥料和分配肥料用量。結合小麥吸收情況設定其吸收閾值，若肥料施加過多，會造成麥苗萎靡情況。科學施肥能保證小麥茁壯生長，改善小麥發育期間營養不良的情況，增施磷肥、鉀肥能提高小麥單位面積產量與優化生長品質。如果小麥發生倒伏現象，可用水稀釋磷酸二氫鉀對小麥葉面進行噴施，密切關注小麥長勢，防止小麥中的營養流失。

在農業數字化技術的應用下，可建立小麥田間物聯網，無論是灌溉還是施肥，均可由物聯網完成各項工作內容。可通過增設田間探測器與傳感器，冬季測定土壤含水量、溫度、肥力等參數，隨后依據所處季節分析和確定是否需要灌溉、施肥，并確定灌溉量、肥料種類、施肥量。借助物聯網先進設備，自動化開展灌溉、施肥等工作，不僅效率高、精度高，而且能減少人工投入，負責人只需做好監管工作。

3.6 病蟲害防治

為了保證小麥健康生長，要在小麥田間栽培管理中做好病蟲害防治工作，保障小麥栽培產量與品質。針對小麥病蟲害防治，要注重綜合治理，采取農業防治、物理防治及生物防治等方式。可通過合理深耕、灌溉等方式進行農業防治，利用誘蟲燈等物理手段滅殺害蟲，引入害蟲天敵進行生物防治等。

數字化技術同樣能在小麥病蟲害防治中體現出重大作用。比如可匯總當年氣候等大量參數指標資料，并且參考往年的病蟲害、產量、品質等信息，通過大數據挖掘分析，技術預測發生特定病蟲害的可能性，進而做好預防工作。依托田間物聯網系統，在前端的攝像頭、傳感器、無人機遙測等設備的加持下，能及時發現病蟲害，進而依據病蟲害發生情況自動啟動色板、燈光等蟲害誘殺裝置，或者通過計算機程序下達噴灑藥劑的指令，精準把控噴灑量，既能有效防治病蟲害，也能避免生態污染。

4 結束語

在數字化農業背景下，小麥栽培技術需要進一步創新與升級，才能凸顯出數字化技術的優勢，降低人工栽培的勞動強度，提高栽培管理工作效率，進而提升小麥產量與品質。在小麥栽培過程中的選地、育種、播種、肥水管理、病蟲害防治等工作環節中應用數字化技術，能促使小麥栽培獲取更高的經濟效益，夯實小麥栽培產量與品質基礎，推動我國農業產業現代化進程。

參考文獻：

［1］劉光宗，曹成茂，張金炎，等.小麥品質分級數字化無損檢測方法研究［J］.安徽農業大學學報，2020，47（4）：655-663.

［2］侯亮，王新棟，齊浩，等.小麥數字化育種系統的開發與實現［J］.河北農業科學，2021，25（6）：93-98.

［3］史巍，步磊.優質小麥高產栽培技術及病蟲草害綠色防治探究［J］.智慧農業導刊，2022，2（17）：85-87.

［4］王維東.高產穩產小麥新品種栽培技術研究［J］.中國農業文摘-農業工程，2022，34（5）：91-94.

［5］劉光宗.小麥含水率、容重、雜余數字化檢測方法研究［D］.合肥：安徽農業大學，2020.

［6］韓成祥.優質小麥高產栽培及病蟲草害綠色防控［J］.農業開發與裝備，2022（8）：224-226.

［7］韓西紅.小麥高產栽培及病蟲害綠色防控技術研究［J］.農家參謀，2022（22）：45-47.

［8］徐田璽.小麥高產栽培及土壤肥料管理技術探究［J］.新農業，2022（21）：10-11.

作者簡介：王芳輝（1977—），女，漢族，山東博興人，專科，助理農藝師，研究方向為作物栽培技術。