保障農業生產安全,即要促進農業生產可持續發展,提高農業產能,以滿足市場多元化、大規模需求。數據顯示,2015 年,中國化肥施用量為6 022 萬t、穩居世界第一,截止2020 年,中國化肥施用量降低到5 250 萬t。為促進農業生產可持續發展,要避免過度依賴化肥,造成土壤板結與營養失調、有益菌與生物死亡、土質與水體污染等問題。第二,即農業生產的可控制性,在傳統的病蟲害防治中,通常使用大量化學藥物控制病蟲害(農藥噴灑),但長期、大量使用化學試劑不僅會危害人體健康,還會提高農作物抗藥性,進而影響農業生產安全[1];需從技術手段出發,對現有的農業生產模式進行調整,為農作物栽培管理創造有利條件。
生態農業是中國未來農業的發展方向,也是農作物栽培管理的重大趨勢,在農作物栽培種植及病蟲害治理的過程中引入生態理念,本質上就是改良肥料結構、提高物理及生物防治能力,這樣不僅能夠避免破壞農業環境、減少農產品有害物質殘留,同時也促進了生態經濟的發展。
發展綠色農業對于改善農產品質量具有積極意義。一方面,建立綠色農產品標準化生產體系,提高中國農產品國際競爭力。另一方面,強化生態化防治手段,減少農藥使用量,同時合理利用綠肥,提高農產品品質。
在人均可耕地面積較少的前提下,傳統農作物種植技術(如自留種、農家肥、土農藥等)難以實現高產增收,極大地限制了農民收入。通過發展農作物高產栽培技術,不斷改良農作物品種、種植結構,同時使用科學途徑防治病蟲害,可以同時滿足“增產提質”的需求,實現農業人口早日富裕。
農作物種植受到地域條件的極大限制。一方面,不同地域溫度、水資源、光照時長等存在差異,所適應種植的農作物品種不同。因此,要對地域環境進行綜合考察,利用大數據分析當地歷年來的溫度走勢、降水走勢等,確保農作物在栽培種植期間盡量減少外界的影響。另外,土地質量對于農作物高產栽培也有重大影響,在栽培種植前要考慮是否存在“重茬”問題,同時要做好農作物輪作整地工作,確保土壤疏松。
種子質量會影響農作物產量。在經濟條件、地域條件、管理條件等適應的前提下,要盡可能選擇高產種子,并按照相關要求科學育種。為了保障農作物高產,就需要選擇合適的播種周期,在正常氣候條件下,要盡量避免早播早種或晚播晚種。例如,在北方地區冬小麥播種過早,容易在進入冬季前生長旺盛、分蘗不足,嚴重降低抗凍抗寒能力,若播種過晚,在萌芽期受到溫度較低的影響,更容易感染腥黑穗菌[2]。
農作物高產栽培技術重心是田間管理,涉及的影響要素也比較多,包括松土、除草、培土、壓蔓、疏苗、灌溉、追肥等,以夏玉米為例,田間管理主要涉及以下步驟:第一,控制玉米種子密度、適當密植,早熟品種為335 株/hm2、晚熟品種為234~268 株/hm2,玉米高產田種植行距為80~100 cm,中低產田種植行距為60~75cm;第二,進行化學除草,播種前可以采用都爾、乙草胺乳油、乙莠水等藥劑,苗齊后可以采用玉農樂、乙莠水等藥劑;第三,根據玉米出苗情況,及時補苗、疏苗等,期間根據旱情及時灌溉;第三,合理施肥、科學追肥,以夏玉米為例,供足底肥、種肥是實現高產的重要保障,其中底肥約占夏玉米生長周期內肥料用量的1/3 或1/2,種肥(三元復合肥)約為5~10 kg。夏玉米追肥可分為2步,第一次追肥為拔節期,追加剩余肥料量的30%~40%,第二次追肥為大喇叭口期,即玉米出現12~13 片展開葉時,追加剩余肥料的60%~70%[3];以上標準是在底肥、種肥施加基礎上的,若前期肥料供應較少,或土地肥力嚴重不足,可以將兩次追肥比例調換;追肥深度保持8~10 cm 左右,但要注意的是,不能直接將肥料施加在玉米根系附近或僅靠根部土表之上,這容易造成肥料浪費和“燒根”現象。
農作物病蟲害防治技術整體上要遵循“預防為主、綜合防治”的原則,即在農作物種植前,就要充分考慮種子、土壤、環境等方面的要素,分析可能出現的病蟲害,并提前做好預警機制。例如,引入大數據、人工智能等技術,對本地區某種農作物出現病蟲害的時間節點、主要類型等展開分析,建立病蟲害風險模型,進行提前干預。所謂“綜合防治”,就是不以化學防治技術作為唯一途徑,在減少各種農藥用量的同時,綜合物理防治手段、生物防治手段、人工防治手段等,以減少農產品化學藥劑殘留,提高農產品經濟價值與生態價值;其中,物理防治手段已經得到了廣泛應用,例如在生態大棚中安裝誘殺裝置,利用特殊光線、氣味等引誘害蟲,進入裝置后再滅殺。又如捕鼠器、粘蟲貼、覆膜等器具,能夠很好地規避蟲害對農作物的不利影響。生物防治手段雖然成本過高,但防治效果卓越,例如利用病菌、真菌等使病蟲害感染疾病,可以長效發揮作用。人工防治手段是指通過人工干預的方式,將存在病蟲害的單株部分剪切或整體移出,或通過臨時改變濕度、溫度等方法,消除病蟲害發展條件,這種防治技術需要消耗大量人力,且主要在農作物栽培種植前期進行。
以甘藍、包菜等十字花科蔬菜為例,在病蟲害防治過程中,需要根據具體品種情況,綜合運用多種病蟲害防治技術。首先,常用的農藥及調節劑包括多菌靈、甲霜靈、三銼酮、阿維菌素等。其中,針對菌核病,主要使用50%多菌靈+腐霉利80~100 g/0.067 hm2進行葉面噴灑或50%福美雙100~150 g/0.067 hm2進行葉面噴灑。針對霜霉病,可使用18.7%烯酰嗎啉+吡挫醚菌酯75~125 g/0.067 hm2進行液面噴灑。針對軟腐病,可使用25%生菌素+嘧霉胺120~150 g/0.067 hm2進行葉面噴灑。預防夜蛾,可使用9%阿維菌素+高效氯氟氰菊酯20~30 g/0.067 hm2進行葉面噴灑[4];其次,利用物理防治技術時,可使用大棚覆蓋、防蟲網、粘蟲貼等工具,在經濟條件允許的情況下,可以采購振頻式殺蟲燈進行誘殺,可有效治理夜蛾、斜紋夜蛾、金龜子等害蟲;再次,利用生物防治技術時,可選用的生物農藥種類較多,例如防治斜紋夜蛾,可噴灑白僵菌、綠僵菌等。要提高甘藍、包菜的侵染抵抗能力,可以定期噴灑香菇多糖、蕓苔素內酯等。最后,在除草、施肥、灌溉等過程中,發現葉片出現微生物侵染或有害昆蟲衍生的問題,直接剪切掉葉片或捕殺害蟲(幼蟲),此外,若發現大面積病蟲害問題,可以采用微噴、滴灌等方式,迅速降低栽培種植區域的濕度,從而抑制病菌傳播與繁衍。