摘 要 蘋果病蟲害嚴重威脅著甘肅省清水縣蘋果產業的可持續發展。為加強蘋果病蟲害防治,給蘋果病蟲害綠色防治模式的創新升級提供理論參考和實踐指導,基于清水縣蘋果常見病蟲害種類及危害癥狀,分析了蘋果病蟲害防治存在的病蟲害種類診斷與識別不足、防治手段單一落后、病蟲害監測預警體系不健全及農藥使用過度等問題,并提出了利用科技實現病蟲害種類精準辨識、創新多元化防治技術體系、健全病蟲害監測預警體系及加大環保型農藥研發推廣力度等對策。
關鍵詞 蘋果;病蟲害;綠色防治;生態治理;甘肅省清水縣
中圖分類號:S436.61 文獻標志碼:C DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.16.038
甘肅省清水縣是我國蘋果主產區之一,蘋果種植面積達20 000 hm2,年產量約50萬t[1]。然而,近年來清水縣蘋果病蟲害問題日益嚴峻,已成為制約當地蘋果產業可持續發展的重要因素。科學有效地防治病蟲害是保障蘋果優質高產的關鍵。筆者在分析清水縣蘋果病蟲害發生現狀與防治難點的基礎上,探討加強蘋果病蟲害防治的策略,以期為推動清水縣乃至全國蘋果產業高質量發展提供理論參考。
1 清水縣蘋果常見病蟲害種類及危害癥狀
清水縣蘋果病蟲害種類繁多,常見的有蘋果斑點落葉病、蘋果腐爛病、蘋果銹病、桃蚜、紅蜘蛛及蘋果蠹蛾等。其中,蘋果斑點落葉病會導致蘋果葉片出現圓形或不規則褐色病斑,嚴重時可致落葉;蘋果腐爛病會導致蘋果枝干潰瘍、樹皮開裂;蘋果銹病會導致蘋果葉片出現紅褐色病斑,并向果實蔓延[1]。桃蚜、紅蜘蛛和蘋果蠹蛾等對蘋果危害嚴重,通過吸食蘋果汁液、啃食葉片等,影響樹勢,降低蘋果果實產量和品質。
清水縣蘋果園生態環境復雜多變,病蟲害發生受溫濕度、光照、土壤等因素影響,不同病蟲害之間相互作用,加劇危害。同時,病原菌侵染蘋果的過程涉及孢子萌發、菌絲侵入、毒素產生等環節,害蟲取食、繁殖、擴散等行為也呈現動態性、階段性特點。因此,揭示蘋果病蟲害發生規律,闡明不同病蟲害之間的互作機制,探究多因素交互影響,對蘋果病蟲害的精準防治至關重要。
2 蘋果病蟲害防治存在的問題
2.1 病蟲害種類診斷與識別不足
清水縣蘋果病蟲害種類具有多樣性的特點,給病蟲害種類準確識別與診斷帶來挑戰。例如,部分蘋果常見病害的危害癥狀存在相似性,而相同種類不同發育階段的害蟲在形態、取食習性等方面差異較大,鑒定存在難度。傳統病蟲害種類識別方法如癥狀觀察、形態學比對等存在主觀性強、效率低等不足。蛋白質組學、基因測序等分子生物學技術雖可提高病蟲害種類診斷與識別的準確性,但儀器設備昂貴、操作專業性強,難以在基層農技部門普及應用。雖然現代光學成像技術如高光譜、熱成像等為病蟲害種類快速無損檢測提供了可能,但影像識別算法還有待進一步優化[2]。
2.2 防治手段單一落后
當前,清水縣蘋果病蟲害防治手段相對單一,以化學防治為主,缺乏多元化防治技術體系支撐,現代植保技術應用水平有待提升。受限于傳統防治理念和較低的知識技能水平,部分果農對蘋果病蟲害種類認知不足,難以精準把握防治時機和藥劑選擇,過度依賴單一化學農藥,忽視了生態因素與病蟲害發生的關聯性。例如,在防治蘋果斑點落葉病時,多數果農青睞保護性殺菌劑,如多菌靈,而忽視了治療性藥劑吡唑醚菌酯的應用,導致藥效不佳、病害頻發;在防治紅蜘蛛時,不少果農頻繁使用阿維菌素等殺螨劑,反而增強了害蟲抗藥性[3]。同時,在蘋果病蟲害防治中,果農自配農藥現象普遍,但缺乏科學指導,藥液濃度控制不當、劑量過高或過低均影響防效,且施藥方式以人工或機械噴藥為主,需要耗費大量的人力和時間,還容易出現漏噴或重噴的現象,噴施均勻性和覆蓋度不足,無人機等智能噴藥裝備尚未普及,精準施藥水平亟待提高。
2.3 病蟲害監測預警體系不健全
清水縣蘋果病蟲害監測預警體系不健全,依然存在一些技術難點有待攻克。目前,清水縣部分蘋果園雖已開展常規的病蟲害測報工作,但在病蟲害危害程度分級、空間動態跟蹤等方面還缺乏量化指標體系,難以精確分析病蟲害發生過程的動態性和空間異質性特征。例如,蘋果斑點落葉病在發生早期,受害葉片出現褐色病斑,但該時期葉片病斑覆蓋率較低,若僅以受害葉片數來評價病害危害程度,則易低估病害實際危害風險,需要針對性地建立病斑覆蓋度分級標準,以更加精準地評估病害發展態勢。同時,不同病蟲害在蘋果樹體內部呈現不均勻分布,但目前缺乏精細化的取樣技術方案來準確獲取病蟲害空間位置信息,簡單的隨機取樣很難全面反映病蟲害在蘋果樹體不同部位的實際發生狀況。此外,不同病原菌和害蟲在蘋果園土壤和空氣中的擴散途徑各異,但受限于微氣象監測和土壤理化性質調查手段的缺乏,微環境因子與病蟲害時空動態的內在關聯尚未得到深入揭示。
2.4 農藥使用過度
清水縣蘋果病蟲害防治長期過度依賴化學農藥,引發了化學農藥使用與農業可持續發展的矛盾沖突。在蘋果生產中,頻繁使用化學農藥雖在短期內控制了病蟲害,但忽視了對農業生態系統平衡的影響[4]。例如,廣譜性殺蟲劑吡蟲啉濫用導致天敵昆蟲草蛉等種群數量銳減,削弱了生物防治潛力;多菌靈等殺菌劑不合理使用誘導了蘋果輪紋病病原菌對藥劑的抗性,降低了防治效果[5]。同時,化學農藥的長期殘留會污染土壤和水體,生物富集和代謝過程致使毒性物質在食物鏈中傳遞和累積,危及動植物生長發育和人體健康。化學農藥使用不當還破壞了土壤微生物區系,抑制了土壤中有益菌的活性,導致土壤生態功能退化。此外,化學農藥使用量大,成本投入高,增加了果農經濟負擔,而農殘超標又導致果品質量安全難以達標、市場競爭力難以提升,阻礙了產業升級和果農增收致富。
3 對策
3.1 利用科技實現病蟲害種類精準辨識
針對清水縣蘋果病蟲害種類診斷與識別存在的問題,可借助現代信息技術手段,實現病蟲害種類精準辨識。
1)高光譜遙感技術可為蘋果病蟲害種類早期診斷提供有力支撐。通過搭載高光譜傳感器的無人機,獲取蘋果樹冠不同波段的反射光譜數據,結合地面病蟲害實測信息,構建光譜特征與病蟲害種類、嚴重程度間的定量關系模型,實現對蘋果樹體健康狀況的快速無損檢測。利用高光譜遙感技術還可有效識別蘋果斑點落葉病的早期病斑,通過提取病斑區域560~715 nm和720~860 nm波段的光譜反射率差異特征,構建判別模型,實現病害的早期診斷和等級評估。
2)深度學習方法在蘋果病蟲害種類智能識別中也具有廣闊應用前景。利用卷積神經網絡等深度學習算法,對蘋果不同病蟲害的圖像數據進行特征提取和分類訓練,建立性能穩定的識別模型,可有效克服人工識別的主觀性和不確定性。以蘋果蠹蛾為例,通過收集蘋果蠹蛾不同蟲態的大量圖像樣本,優化網絡模型參數,可實現對蘋果蠹蛾卵、幼蟲、蛹和成蟲的快速準確識別,為害蟲的精準防治提供決策依據。
3.2 創新多元化防治技術體系
針對清水縣蘋果病蟲害防治手段單一、技術升級需求迫切的問題,急需創新防治理念,構建多元化的綠色防治技術體系。
1)生物防治是實現蘋果病蟲害可持續治理的關鍵。在蘋果園內釋放赤眼蜂、草蛉等天敵昆蟲,可有效控制害蟲種群數量,減輕危害程度。同時,利用平腹小蜂等寄生性天敵可控制蘋果蠹蛾,釋放狼蛛、食蚜蠅等捕食性天敵可防治蚜蟲和紅蜘蛛,顯著降低害蟲密度,維持蘋果園生態系統平衡。此外,利用蘋果樹枝干深層注射技術,將枯草芽孢桿菌等拮抗微生物引入蘋果樹體內,有效防治蘋果腐爛病、蘋果輪紋病等,達到內源性防病的目的。
2)理化誘控技術在蘋果病蟲害防治中也具有廣闊應用前景。性誘劑誘殺技術通過模擬雌蟲性信息素,誘捕雄蟲,阻斷害蟲交配,從而控制蟲口密度。以蘋果蠹蛾為例,利用性誘劑,結合殺蟲劑處理,每公頃布設20~30個誘捕器,可有效降低蘋果蠹蛾蟲口基數,減輕后代幼蟲危害。此外,通過懸掛黃板、藍板等色誘板,利用害蟲趨光性實現物理誘殺;利用頻振式殺蟲燈誘殺夜蛾類害蟲;在果園懸掛餌料誘殺器,引誘果蠅取食毒餌料而死亡等,都是行之有效的理化誘控技術。
3)植保機械和施藥技術的革新也是推進蘋果病蟲害防治升級的重要途徑。采用機電融合、液壓傳動、自動導航等技術,研發智能化植保無人機,可實現農藥噴灑的精準定位和高效覆蓋。同時,利用靜電噴霧、熱噴霧、超低容量噴霧等先進施藥技術,優化農藥劑型,提高農藥利用率,減少環境污染。
3.3 健全病蟲害監測預警體系
針對清水縣蘋果病蟲害監測預警體系存在的問題,有必要采取一系列具體措施健全病蟲害監測預警體系,以實現病蟲害的精準監測與預警。
1)可利用現代傳感技術和物聯網設備,在蘋果園內建立一個由多個監測點組成的網絡,實時采集病蟲害發生情況的相關數據,如溫度、濕度、光照強度等環境參數,以及害蟲數量、病害發生程度等。例如,通過安裝帶有圖像識別功能的智能監測裝置,能夠自動捕捉并識別蘋果園中的特定病蟲害,及時發現蘋果斑點落葉病等的初期特征或是紅蜘蛛等害蟲的活動跡象。
2)為了克服現有監測手段的局限性,可以引入先進的取樣技術,如利用全球定位系統和地理信息系統,實現對蘋果園內不同區域的精準取樣,確保樣本的代表性和全面性。通過這種方式,不僅能準確獲取病蟲害在蘋果樹體上的分布情況,還能結合土壤和微氣候條件的變化,分析病蟲害發生的規律和趨勢。例如,通過設置不同高度的監測點,能夠更準確地掌握紅蜘蛛等害蟲在蘋果樹冠各層的分布密度,進而為制訂合理的防治措施提供科學依據。
3)加強數據分析能力,運用統計學和機器學習方法,構建病蟲害預測模型。這些模型可以根據歷史數據和當前監測信息,預測未來一段時間內病蟲害的發生概率和嚴重程度,為果農提供及時的預警信息。例如,通過分析蘋果斑點落葉病往年的發展模式與環境條件的關系,建立預測模型,可以預測病害暴發的時間和范圍,幫助果農做好預防準備。
4)考慮病蟲害的發生往往受到多種因素的綜合影響,需要建立一個多學科交叉的合作平臺,整合氣象、土壤、生物等多個領域的專家資源和技術力量,共同攻關病蟲害監測預警中的關鍵技術難題。例如,通過與氣象部門合作,利用氣象預報數據調整病蟲害預測模型的參數,使預測結果更加準確可靠;與土壤學家合作,研究土壤理化性質變化對病蟲害發生的影響,以便更好地指導果園管理。
3.4 加大環保型農藥研發推廣力度
面對清水縣蘋果病蟲害防治中化學農藥過度使用與農業可持續發展之間的矛盾,急需創新化學農藥使用理念,加快推進環保農藥的研發應用,實現農藥合理使用與可持續農業的深度融合。
1)加快研發生物農藥是替代化學農藥、實現蘋果病蟲害綠色防治的重要途徑。例如,通過篩選蘋果樹葉內生放線菌,定向發酵制備放線菌農藥,可有效抑制蘋果腐爛病、蘋果輪紋病等病害的發生,降低化學農藥使用量;利用蘇云金桿菌提取物制備生物殺蟲劑,可特異性控制鱗翅目害蟲,對蘋果蠹蛾防治效果顯著,且對非靶標生物安全性高。此外,采用仿生制劑技術,模擬昆蟲信息素結構,開發高效安全的生物誘控制劑,可顯著提高害蟲防治的精準度和環境友好性。
2)加快植物源農藥的研發應用步伐,充分挖掘苦參堿、除蟲菊酯等植物源農藥的開發潛力,利用其對靶標害蟲的特異性作用機制和環境兼容性,替代高毒高殘留化學農藥,是推進蘋果病蟲害防治中農藥使用模式革新的重要方向。
3)農藥劑型與施藥技術的優化創新,也是破解農藥使用負效應,促進可持續農業發展的關鍵舉措。采用緩釋制劑、懸浮劑等先進劑型,可顯著提高農藥利用率,延長藥效持續時間,減少農藥淋失和揮發。同時,利用靶向傳輸介質,研發靶向釋放農藥制劑,可精準將農藥運載到病蟲害發生部位,減少農藥無效損失,降低環境污染風險。
4 結語
清水縣蘋果病蟲害防治形勢嚴峻,急需從利用科技實現病蟲害種類精準辨識、創新多元化防治技術體系、健全病蟲害監測預警體系及加大環保農藥研發推廣力度等方面入手,深化基礎研究,創新模式機制,加快構建多元化、信息化、生態化的現代化病蟲害防治體系,破解蘋果產業可持續發展的瓶頸,推動蘋果病蟲害綠色防治水平整體躍升,為區域農業高質量發展注入新動能。
參考文獻:
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(責任編輯:劉寧寧)