摘 要 大豆玉米帶狀復合種植技術能夠有效提高作物產量與品質,但同時面臨著一系列病蟲害問題。為給大豆玉米帶狀復合種植中病蟲害的綠色防控提供參考,以山東省曲阜市為例,論述曲阜市大豆玉米帶狀復合種植概況及常見病蟲害,分析病蟲害防治過程中存在的病蟲害監測預警體系不完善、綠色防控技術推廣不足、農藥減量增效技術應用率低等問題,提出構建精準化病蟲害監測預警體系、研發推廣高效低風險綠色防控產品、集成農藥減量增效技術模式等優化對策。
關鍵詞 大豆玉米帶狀復合種植;病蟲害;綠色防控;減量增效;山東省曲阜市
中圖分類號:S435.13 文獻標志碼:C DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.22.007
近年來,山東省曲阜市大力發展大豆玉米帶狀復合種植模式,在提高土地利用率、增加農民收入方面取得顯著成效。然而,隨著種植面積的擴大,病蟲害問題日益突出,成為制約該種植模式發展的瓶頸[1]。科學防治病蟲害對于保障糧食安全、促進農業增效具有重要意義。筆者重點分析曲阜市大豆玉米帶狀復合種植中病蟲害防治存在的問題,提出相應的優化對策,為當地農業可持續發展提供參考。
1 曲阜市大豆玉米帶狀復合種植概況
曲阜市地處暖溫帶半濕潤季風氣候區,光熱資源豐富,土壤肥沃,適宜大豆玉米帶狀復合種植。該種植模式因地制宜地選擇大豆和玉米品種,合理控制種植行距和播種密度,形成“玉米條帶+大豆條帶”交替布局的種植格局[2]。在此基礎上,農戶因地制宜地開展精細化管理,優化耕作制度,實現兩種作物在時間和空間上的互補。例如,玉米生長前期,大豆尚處于苗期,玉米的冠層郁閉度低,大豆能夠充分利用透射到帶間的光照;大豆進入旺盛生長期后,玉米的冠層已經基本郁閉,大豆下部的葉片逐漸黃化衰老,但上部葉片仍能接受散射光,維持正常的光合作用并促進產量形成。同時,兩種作物根系分布于不同土層,對養分和水分的競爭較小,土壤養分利用效率高[3]。在病蟲害防治方面,由于大豆玉米分屬不同科屬,病原菌及害蟲的寄主專一性導致其很難在兩種作物間遷移流行,帶狀種植也有利于農事操作和藥劑施用,從而減輕病蟲害危害。綜合來看,大豆玉米帶狀復合種植模式通過優化種植時空布局,發揮了作物間的互利共生效應,在不增加投入的情況下,實現了土地增產、勞動力節約、生態環境改善等多重效益,為現代農業發展提供了新思路和新模式。
2 大豆玉米帶狀復合種植中的常見病蟲害
大豆玉米帶狀復合種植中,由于兩種作物共生于同一塊田地,病蟲害的發生呈現出一定的復雜和綜合性。例如,在曲阜市,大豆常見病害有大豆炭疽病、大豆葉斑病、大豆銹病等。其中,大豆炭疽病主要侵染大豆葉片、莖稈及莢果,發病初期在葉面形成褐色圓形斑點,嚴重時葉片枯萎脫落;大豆葉斑病多發生于大豆生長中后期,引起葉片斑駁、枯黃,最終導致落葉。玉米病害方面,玉米小斑病、瘤黑粉病、玉米灰斑病等危害嚴重[4]。例如,瘤黑粉病的病原菌以厚垣孢子的形式在玉米植株殘體中越冬,次年通過氣流和雨水傳播至玉米葉片引發初侵染。病斑發展迅速,玉米葉面出現黃褐色或灰褐色斑點,病斑上可見黑色粉狀物,最終導致葉片干枯、秸稈腐朽。在蟲害方面,蚜蟲、玉米螟、大豆食心蟲等均有發生。蚜蟲以刺吸式口器危害作物,造成葉片變黃卷曲、植株生長不良;玉米螟幼蟲蛀食玉米莖稈,導致植株折斷或倒伏;大豆食心蟲幼蟲鉆食大豆莖髓,嚴重影響養分運輸。值得注意的是,部分病蟲害可在兩種作物間傳播流行,如大豆蚜蟲可寄生于玉米葉片,玉米螟亦可取食大豆嫩莖嫩葉。因此,在大豆玉米帶狀復合種植過程中,必須開展系統的病蟲害調查與監測預警,采取綜合防控措施,將病蟲害危害控制在經濟閾值以下,促進兩種作物健康生長,實現穩產高產。
3 病蟲害防治中存在的問題
3.1 病蟲害監測預警體系不完善
曲阜市大豆玉米帶狀復合種植在病蟲害監測警方面存在明顯短板,尚未建立起一套科學完善的監測預警體系。傳統的病蟲害監測方法,如目測調查、誘捕診斷等人工手段,效率低下且精準度不足,難以實現區域性、網格化的系統監測。大豆稻縱卷葉螟在曲阜市呈現出越冬代和年發生2~3代的發生規律,而現有的監測手段缺乏時序動態性和連續性,難以準確獲取蟲情發展動向[5]。大豆炭疽病的病原菌孢子在土壤及病殘體中越冬,一旦氣象、土壤等環境因子達到適宜條件即可萌發侵染,然而,這一過程往往未能引起足夠的重視,難以做到早發現、早預警。同時,病蟲害遠程實時監測和數字化管理水平亟待提高。基于物聯網的自動監測裝置布設不足,缺乏田間小氣候監測、病蟲圖像智能識別、數據無線傳輸等功能,難以實現遠程實時管控。此外,區域性監測數據的分析利用不充分,尚未形成“監測-預警-防控”的閉環操作模式。
3.2 綠色防控技術推廣不足
目前,曲阜市大豆玉米帶狀復合種植中病蟲害防控仍以化學防治為主,而生物防治、物理防治等綠色防控技術推廣應用不足。在防治玉米螟的過程中,許多農戶過度依賴氯蟲苯甲酰胺、溴氰蟲酰胺等化學農藥,忽略了對玉米螟赤眼蜂等天敵昆蟲的保護利用,導致玉米螟環境友好型防控缺乏持續性。針對大豆根腐病的防控,大部分種植戶過分依賴藥劑拌種和土壤消毒,對太陽能熱力消毒、生物有機肥施用等防治措施重視不夠,一定程度上增加了病原菌的抗性風險。此外,在帶狀復合種植田塊周邊,往往缺乏“天敵昆蟲銀行”和農藥污染的緩沖隔離帶,不利于天敵種群的保護與回遷,削弱了生物防治的效果。同時,利用性誘劑、食誘劑、色誘板等技術手段防控病蟲害的技術方案不完善,難以精準防控病蟲害。
3.3 農藥減量增效技術應用率低
曲阜市大豆玉米帶狀復合種植中,農藥減量增效技術的應用尚未得到充分重視和普及,傳統的農藥使用方式依然占據主導地位。例如,在大豆炭疽病的防治過程中,許多種植戶仍習慣于通過增加噴藥次數和農藥用量來控制病情,而忽視了噴霧技術的優化升級。據調查,大豆炭疽病防治期間,田間噴霧壓力普遍偏低,霧滴直徑大、覆蓋度差,農藥防治效果不佳。同時,對于玉米螟等重要害蟲,許多農戶對農藥施用的最佳時機把握不準,盲目采取“見蟲就打”的策略,導致農藥利用率不高。在大豆玉米帶狀種植田塊內,精量施藥機具的配備水平較低,電動噴霧無人機、自走式噴桿噴霧機等先進施藥裝備的應用比例不高,難以實現定量噴霧、定向噴霧和高效噴霧。此外,農藥減量增效技術創新不足,缺乏“農藥+助劑”“藥肥混噴”“藥械融合”等復合增效技術方案,難以從源頭上實現農藥使用量的減少和利用率的提高。
4 對策
4.1 構建精準化病蟲害監測預警體系
針對大豆玉米帶狀復合種植病蟲害監測預警體系不完善的問題,曲阜市急需制訂一套精準化的監測預警技術方案。1)充分利用物聯網技術,在田間合理布設自動監測節點,實時采集小氣候環境參數、病蟲害圖像數據等,并通過無線傳輸模塊上傳至云端數據中心。例如,可利用紅外感應器實時監測玉米螟卵塊數量;通過溫濕度傳感器獲取土壤水分狀況;利用高清攝像頭拍攝大豆炭疽病葉片病斑面積,通過圖像識別算法自動診斷病情嚴重程度。2)開發基于地理信息系統(Geographic Information System,GIS)的區域性監測預警平臺,將不同監測節點的數據進行匯總分析,生成病蟲害發生發展的時空分布圖,并結合氣象預報、作物生長模型等,對病蟲害暴發風險進行評估預警,及時確定最佳防治時間和區域。3)強化移動互聯網病蟲害信息服務,開發面向種植戶的病蟲害識別與防控APP,實現遠程診斷、實時答疑、預警推送等。種植戶可利用手機拍攝上傳病蟲害照片,獲得專家在線診斷建議,同時通過訂閱預警信息,及時掌握區域性病蟲害發生動態,從而采取針對性的防控措施。4)定期開展區域性專項調查,利用無人機巡查、地面踏查相結合的方式,分析不同生態區的病蟲害發生規律,完善監測預警模型,提升預警的精準性和實效性。
4.2 研發推廣高效低風險綠色防控產品
面對大豆玉米帶狀復合種植中綠色防控技術推廣不足的問題,曲阜市迫切需要加強高效低風險綠色防控產品的研發與推廣應用。1)加大對天敵昆蟲的利用力度,充分發揮其生物防治功能。例如,通過田間調查和實驗室飼養,篩選出玉米螟赤眼蜂、大豆蚜繭蜂等在當地氣候條件下適宜生存且防治效果顯著的優勢天敵種群,建立天敵昆蟲繁育基地,實現規模化供應。在大豆玉米帶狀種植田塊及周邊區域投放這些天敵昆蟲,可有效控制玉米螟、大豆蚜蟲等害蟲種群數量,減輕危害程度。2)加強對植物源農藥、微生物農藥等新型綠色防控產品的研制開發。例如,防治大豆炭疽病時,可從當地植物中篩選出對炭疽菌具有抑制活性的天然產物,如青蒿素類化合物,經提取純化制成可濕性粉劑、水乳劑等,替代化學農藥噴施使用。同時,從土壤、植株根部分離篩選出拮抗炭疽菌的非病原性微生物菌株,如枯草芽孢桿菌,通過固體發酵工藝制備成生防制劑,用于大豆種子包衣和苗期拌種處理,既可保護根系健康生長,又能誘導植株產生系統抗性,減輕炭疽病危害。3)在新型綠色防控產品研發成功后,應制訂科學合理的推廣方案,采取“政府引導、企業參與、農戶受益”的運作模式,建立產品示范基地,開展統防統治和綠色防控專業化服務,提高產品的應用覆蓋率。同時,加強技術培訓指導,提高種植戶對綠色防控產品的認知度和接受度,營造良好的推廣應用氛圍,促進帶狀復合種植病蟲害綠色防控水平的整體提高。
4.3 集成農藥減量增效技術模式
針對大豆玉米帶狀復合種植中農藥減量增效技術應用率低的問題,曲阜市急需集成關鍵技術模式,促進農藥減量化、精準化施用。1)加快先進植保機械的引進與推廣,提高農藥施用效率。例如,可引進多旋翼電動植保無人機,配備高精度全球定位系統(Global Positioning System,GPS)和流量可調噴頭,實現農藥的精準變量施用。根據不同區域病蟲害發生程度,利用遙感和GIS繪制藥量需求圖譜,自動生成飛行作業路徑,通過機載作業系統控制不同區域的噴灑量,既可減少農藥用量,又能提高防治效果。2)深入開展農藥助劑研究,優選增效保護型助劑產品。例如,防治大豆炭疽病時,可選用鹽酸吡硫醇等新型助劑與戊唑醇進行復配,提高藥液在大豆葉片表面的鋪展性和附著量,延長藥效持續時間,在減少施藥次數的同時提高防治效果。3)加強科學用藥技術創新,確定最佳施藥時間和劑量。例如,可基于玉米螟發生規律和累積日溫模型,確定最佳施藥時間窗口期,在若蟲孵化盛期和老熟幼蟲期進行重點防治,以相對較低的用藥量獲得較好的控制效果。同時,建立不同玉米螟蟲口密度下的最小藥量施用指標,避免過量用藥。4)加強農藥減量增效技術的培訓推廣,提高科學用藥的社會化服務水平。通過舉辦現場觀摩會、發放技術手冊等方式,規范農戶用藥行為;組建統防統治專業隊伍,采取農戶點單、植保隊伍上門服務的方式,切實將減量增效技術落實到位,破解基層農技推廣“最后一公里”的難題。
5 結語
曲阜市大豆玉米帶狀復合種植是當地乃至魯西南地區農業可持續發展的重要種植模式,科學防治病蟲害對保障該種植模式下大豆和玉米高產穩產至關重要。通過構建精準化的病蟲害監測預警體系,及時、準確地掌握病蟲害發生動態,為防治決策提供依據。研發推廣高效、低風險的綠色防控產品,既可有效控制病蟲害危害,又能減少化學農藥的使用量,實現經濟效益與生態效益的統一。集成組裝農藥減量增效技術模式,從施藥機具、配方助劑、施用機械等方面形成優化組合,進一步提升防治效果,降低環境負荷。未來,在推廣上述病蟲害防控新技術、新模式的基礎上,還應進一步對農戶加大技術培訓力度,完善綠色防控的社會化服務體系,促進曲阜市乃至魯西南地區帶狀復合種植產業的轉型升級和高質量發展。
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(責任編輯:張春雨)
作者簡介:趙新生(1969—),本科,高級農藝師,主要從事農業種植。E-mail:a4266242021@163.com。