科技技術在農業生產及病蟲害綜合防控中的應用

肖湘 王月明 徐小然 李佩毅

DOI： 10.3969/j.issn.1003-1650.2024.04.050

傳統的農業生產方式不適合現代農業生產，正在逐漸被尖端技術工具所代替。這項研究的重點是無人機、大數據和物理技術在農業領域的應用。這些新技術的應用，可以提供更科學、更有效地可持續生產方法，促進我國的農業發展和農業現代化。無人機技術可以用于土地探測和正確的肥料噴灑、作物監測和管理。另外，大數據技術也越來越多地用于病蟲害預防和治療，通過分析大量數據，可以讓農民識別潛在危險進而采取預防措施。最后，臭氧技術和電場效應等物理技術在農業中也有重要的應用。

現代化的農業生產已經不再依賴于傳統的人力、物力，而是借助先進的技術手段來提高農業效率和生產質量。本文將著重探討無人機技術、大數據技術以及物理技術在農業領域中的應用，這些技術正在逐步成為現代農業生產的重要工具。并且這些科技技術的應用將為農民提供更加科學、高效、可持續的生產方式，從而推動農業的現代化和發展。

一、無人機技術

1、土地勘測及農業施肥

無人機技術可以通過搭載遙感設備進行土地勘測，并利用3D建模技術將勘測到的數據生成數字地圖和地形模型。這些模型和地圖可以將土地的坡度、水流向等精確地展現出來，提高了人們對農田概況的了解。在農業生產中，精準地施肥也是提高產量的重要方法之一。傳統的施肥方式需要大量人力，而無人機技術可以利用勘測到的土地數據，使用無人機攜帶噴灑農藥或肥料的機器進行精準施肥，既提高了施肥效率也降低了肥料對周圍生態系統的影響。

2、農作物監測技術

無人機技術已經成為現代農業的寶貴工具。特別是，無人機被用于更有效和準確地監測和管理作物。配備攝像頭和傳感器的無人機可以提供農田的詳細衛星圖像，幫助農民識別疾病、害蟲和水資源壓力等問題。此外，無人機可以通過編程自動飛越特定區域，讓農民定期獲得有關作物狀況的最新信息。無人機技術還提高了農藥和化肥施用的準確性。無人機可以精確和可控地噴灑化學品，降低污染風險，提高工藝效率。無人機的另一個重要優勢是能夠進入難以到達的地區，如陡峭的山坡或洪水泛濫的田野。這意味著農民可以獲得有價值的信息，否則很難或不可能獲得這些信息。無人機施肥技術是一項新興的高科技農業技術，結合了現代遙感技術和無人機技術，這種技術的優勢主要體現在以下幾個方面：首先，解決了傳統農業生產中的施肥效果不佳、環境污染等問題；其次，實現了農業生產的信息化和智能化，并降低了人工成本；再次，提高了精準化施肥的效益和精度，并提高了農作物的產量和質量。此外，這項技術已經在江蘇連云港、興化、如皋和安徽、江西、黑龍江等地的10余個示范區進行推廣應用。應用效果表明，與正常施肥田塊相比，這項技術在減少總施肥量10%—15%的前提下，表現出不同程度的增產增效。因此，結合新科技農業施肥技術和無人機施肥技術，可以進一步提高農業生產效率和精度，降低環境污染，有助于推動農業的可持續發展。簡而言之，無人機技術為農民提供了一個強大的工具，以提高作物管理的效率和準確性。隨著技術的不斷進步，我們可能會在未來看到更多有趣的應用。

3、其他新科技農業施肥技術

水肥一體化技術是一種先進的農業技術。這種方式可以節省水資源、提高肥料利用率，并減少環境污染。①測土配方施肥：這是通過對土壤進行科學測試，根據土壤養分含量和作物需求量，制定合理的施肥方案。②微生物菌劑的應用：微生物菌劑是一種有效的有機農業生物肥料，它含有大量有益微生物。同時，它還有助于減少化肥的使用，降低環境污染。③智能化施肥技術：這是利用現代信息技術手段，如傳感器、遙感技術等，對農田土壤養分狀況進行實時監測，并根據監測結果自動調整施肥量和施肥時間。這種方式可以減少人工干預，提高施肥精度，從而提高肥料利用率和作物產量。

二、大數據技術預測病蟲害及制定防治方案

大數據技術在農業中越來越多地用于預測和預防病蟲害的暴發。這種方法使用來自各種來源的數據，如天氣模式、土壤濕度水平、作物生長階段和歷史病蟲害發生記錄來創建預測模型。通過分析大量的數據，農民可以識別潛在的風險，并在損失造成之前采取預防措施。大數據技術在病蟲害防治中最顯著的優勢之一是能夠提供實時監測和檢測。通過使用傳感器和遙感技術，農民可以實時收集有關作物狀況、病蟲害發病率和環境狀況的信息。這有助于早期發現和及時干預，從而更好地控制情況并將造成的損害降到最低。此外，大數據技術可用于為不同作物和地區制定病蟲害管理計劃。通過分析作物品種、種植日期和天氣模式的數據，農民可以根據具體情況定制病蟲害控制策略。這種有針對性的做法不僅提高了病蟲害控制的有效性，而且還減少了農藥和其他化學品的使用，從而實現可持續農業。

三、物理技術農作物種植中運用

1、臭氧技術在農作物種植中的應用

物理技術越來越多地應用于農業，將臭氧技術應用于植物種植。臭氧是一種已被證明對作物質量和生產有積極影響的化合物。將物理技術應用于臭氧技術的一種方法是使用臭氧發生器。這些裝置從空氣中的氧氣中產生臭氧，并將其釋放到生長環境中。臭氧有助于消除病原體、細菌和病毒，從而減少植物疾病的發生。此外，臭氧還有助于分解土壤中的有毒化學物質，從而提高土壤質量。在臭氧技術中使用物理技術的另一種方式是使用臭氧灌溉系統。在這種情況下，臭氧被添加到灌溉水中，并噴灑在作物上。這有助于減少植物病蟲害的存在，提高養分吸收能力。簡而言之，物理技術在臭氧技術中的應用為農業提供了許多好處。通過減少疾病的發生和改善作物使用的土壤和水的質量，可以提高作物的產量和質量。隨著這一技術的不斷發展和擴展，預計將創造出更先進和有效的方法，這將導致更可持續和多產的農學。

2、電場效應在農作物種植中的應用

電場效應在農業中適用于作物栽培，使用越來越多。電場對作物的生長和生產效率產生了積極的影響。電場技術與臭氧技術一起應用的方法之一是使用電場生成器。它們從空氣中的氧氣中產生并重新釋放臭氧。臭氧可以清除病原體、細菌、病毒等，降低作物發生疾病的可能性。臭氧還能分解土壤中有害的化學物質，提高土壤質量。另一種電場技術的應用是使用臭氧灌溉系統。在這種情況下，臭氧被添加到灌溉用水中，噴灑在作物上。這可以減少作物中害蟲和疾病發生的可能性，提高營養吸收能力。總之，電場技術在農業中的應用提供了很多好處。作物可以減少發生疾病的可能性，改善土壤和水的質量，從而提高作物的生產效率和質量。隨著該技術的持續開發和擴張，預計將會開發出更加先進和有效的方法，從而帶動更加可持續和生產性高的農業。

四、病蟲害綜合防治技術

1、病蟲害的發生規律

病蟲害的發生規律是指病蟲害在特定環境條件下的生長發育、繁殖和傳播過程。了解病蟲害的發生規律，有助于預測病蟲害的發生程度和范圍，為制定防治策略提供依據。病蟲害的發生規律主要包括以下幾個方面：①蟲害的繁殖方式：病蟲害的繁殖方式有性繁殖和無性繁殖兩種。②病蟲害的寄主范圍：病蟲害能夠侵染的植物種類和部位。③病蟲害的傳播途徑：病蟲害通過風、水、土壤、昆蟲等途徑傳播。④病蟲害的環境條件：病蟲害發生的適宜溫度、濕度、光照等環境條件。

2、病蟲害綜合防治技術的應用實例（以小麥為例）

病蟲害綜合防治技術是指在農業生產中，通過科學的方法和技術手段，對農作物的病蟲害進行綜合防治的一種方法。它包括了病蟲害監測、診斷、預測和預防等環節，以及采用化學、生物、物理等方法進行防治的過程。

（1）化學防治措施

對于以上列舉的幾種病害或蟲害，可以使用相應的農藥進行防治。

①小麥立枯病。小麥立枯病是一種由真菌引起的病害，主要發生在小麥的根莖位置，導致小麥出現早枯現象。植株在染病后自身會變黑，并且會在根莖的背面出現黑色菌絲。癥狀表現為葉片黃化、枯萎、倒伏等。該病的發生與土壤濕度、溫度、光照等因素有關。可以采用烯唑醇可濕性粉12.5%，稀釋1000倍溶液或麥苗返青期選用33%井岡·蠟芽可濕性粉劑300倍液或5%井岡霉素水劑500倍液進行防治。

②小麥銹病。癥狀表現為葉片出現黃色斑點或斑塊，逐漸擴大并形成褐色或黑色的孢子囊。該病的發生與土壤濕度、溫度、光照等因素有關。如果病葉率達到5%，嚴重度在10%以下，每畝用15%粉銹寧可濕性粉劑50g或20%粉銹寧乳油每畝40ml或25%粉銹寧可濕性粉劑每畝30g或12.5%速保利可濕性粉劑每畝用藥15—30g兌水50—70kg噴霧或兌水10—15kg進行低容量噴霧。在病害流行年如果病葉率在25%以上，嚴重度超過10%，就要加大用藥量，視病情嚴重程度，用以上藥量的2—4倍濃度噴霧。

③小麥白粉病。田間相對濕度超過70%，小麥極有可能發生白粉病，但當田間相對濕度超過80%—85%以上時，就會導致小麥白粉病大范圍的爆發流行。這一點在正常年份降雨少、但當年春季多雨的小麥種植區，白粉病危害較為嚴重。在小麥病發初期時或在小麥孕穗、抽穗、灌漿三個時期時，可以按照每畝80—100g15%三唑酮或20—30g12.5%烯唑醇或40—50g50%托布津或80—100g25%多菌靈兌水50kg水均勻噴施2—3次，每隔7—10天噴施1次，不僅能夠起到防病抗旱、增強小麥植株抗性，而且還能起到預防小麥干熱風危害的效果。在用藥時要注意交替用藥，以防抗性，而且用藥越早、越足，防治效果就越好。病發嚴重、防治困難的地塊，可以使用三唑酮+烯唑醇復配的方法用藥，可以提高防治效果。

④吸漿蟲與紅蜘蛛防治。吸漿蟲和紅蜘蛛是兩種常見的小麥病蟲害。吸漿蟲對小麥的生長危害極大，在各小麥產區均可見到。其在小麥的花朵與穎殼區域附著，對小麥的枝葉進行吸取，致使小麥的生長極為緩慢，并且在成熟后空殼率也極高，導致小麥出現減產現象。可用2.0％天達阿維菌素或15％噠螨靈乳油20ml/畝或15％掃螨凈乳油15—20ml/畝，任選一種兌水30—45kg常規噴霧。

⑤小麥蚜蟲。小麥蚜蟲是一種常見的害蟲，它主要以植物汁液為食，對小麥造成一定的損害。癥狀表現為葉片出現白色斑點或者小疙瘩，嚴重時會導致葉片枯萎。該病的發生與溫濕度、光照等因素有關。使用25%大功牛噻蟲嗪顆粒劑和5%瑞功微乳劑混配或單獨使用。

（2）物理防治方法

物理防治是指通過機械、熱力、光學等手段來控制病蟲害的發生和發展。例如，對于吸漿蟲與紅蜘蛛可以通過田間輪作的方式來避免其長期潛伏的現象出現；對于小麥銹病可以通過噴灑滅菌劑來殺死此類害蟲；對于小麥蚜蟲可以通過機械捕捉的方式來降低田地間的負泥蟲數量；對于小麥白粉病可以通過機械除草的方式來減少雜草的數量。

（3） 農業防治手段

農業措施是指通過合理的耕作制度、施肥方式、灌溉管理等手段來提高農作物的抗逆性和抗病能力。例如，對于吸漿蟲與紅蜘蛛可以通過合理施肥來增強作物的抗逆性；對于小麥銹病可以通過合理灌溉來提高作物的抗逆性；對于小麥蚜蟲可以通過合理施肥來增強作物的抗逆性；對于小麥白粉病可以通過合理施肥來增強作物的抗逆性。因此，對小麥生長過程中各類常見的病蟲害進行預防十分重要。通過科學的方法和技術手段，可以有效地控制和預防各種病害的發生和發展，從而保證農作物的高產和優質生產。

3、病蟲害綜合防治技術的實施步驟

病蟲害綜合防治技術的實施步驟主要包括以下幾個環節：一是病蟲害監測。定期對田間病蟲害進行監測，了解病蟲害的發生情況，為防治提供依據。二是病蟲害診斷。根據病蟲害的發生規律和癥狀，判斷病蟲害的種類和危害程度。三是防治策略制定。根據病蟲害的種類、危害程度和環境條件，制定合理的防治策略。四是藥物選擇和比例確定。根據防治策略，選擇合適的藥物和合理的用藥比例。五是藥物施用。按照藥物的使用說明，正確施用藥物，確保防治效果。總之，病蟲害綜合防治技術是一種科學的、系統的綜合防治方法，通過對病蟲害的發生規律、防治方法和藥物的選擇與比例等方面的研究，實現對病蟲害的有效防治，提高農業生產效益和農產品質量。

4、病蟲害綜合防治技術的發展趨勢

隨著農業生產的發展和環境保護意識的提高，病蟲害綜合防治技術將朝著以下幾個方向發展：一是綠色化。在防治過程中，盡量減少化學農藥的使用，提倡使用生物農藥、微生物農藥等綠色農藥，降低農藥殘留和環境污染。二是精細化。通過現代信息技術、遙感技術等手段，實現對病蟲害的精確監測和精細管理，提高防治效果。三是生態化。充分利用生態系統的自我調節能力，通過調整種植結構、改善土壤肥力等措施，提高作物抗病蟲能力，減少病蟲害的發生。四是區域化。根據不同地區的氣候、土壤、作物等特點，制定針對性的防治策略，提高防治效果。

綜上所述，本文主要介紹了無人機技術、大數據技術和物理技術在農業中的應用，包括土地勘測、施肥、作物監測、病蟲害預測等方面。這些新興技術的應用不僅提高了農業生產的效率和質量，而且也有助于實現可持續發展和資源優化利用。盡管這些技術在農業中的應用還有很多挑戰和限制，但相信隨著科技的不斷進步，它們將為農業帶來更多的發展機遇和創新成果。由于我國農業生產的體量比較大，并且人們缺乏這些高新科技的使用知識，所以這些高新科技在我國的廣泛應用仍然存在著比較大的挑戰，未來將對如何將高新科技技術在我國農業生產中進行推廣進行研究。

（作者單位：163319黑龍江省科學院大慶分院）