小麥病害早期診斷與綜合防控技術

摘要" 本文探討了小麥病害的早期診斷技術及其綜合防控技術，并提出提升小麥病害防控效果的策略。其早期診斷技術包括依靠病害癥狀圖譜、深度學習算法和遙感技術的常規病害癥狀識別技術，以及聚合酶鏈式反應及基因芯片等分子生物學技術。綜合防控技術包括建立并應用基于氣象數據的病害預測模型等病害預測與預警系統；應用合理的輪作制度、優化播種時間與密度等農業操作技術。提升小麥病害防控效果的策略包括研發與推廣納米技術、生物傳感器等新型診斷技術，集成與應用農業防治、物理防治和化學防治等綜合防控技術，以促進診斷與防控技術創新；通過現場示范、遠程教學和組織經驗交流會，以及建設示范基地等措施，加強農民教育與技術培訓。相關技術應用為提升小麥病害防控科學性和時效性提供參考。

關鍵詞" 小麥病害；早期診斷；綜合防控；病害識別；農業管理

中圖分類號" S512 """文獻標識碼" A """文章編號" 1007-7731（2025）05-0089-04

DOI號" 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2025.05.019

Early diagnosis and comprehensive prevention and control techniques of wheat disease

LI Yanli

（Rural Comprehensive Service Center of Pingwei Town， Panji District， Huainan 232000， China）

Abstract" Early diagnosis and comprehensive prevention and control techniques were explored for wheat disease， and strategies to improve the effectiveness of wheat disease prevention and control were proposed. Early diagnosis techniques include disease symptom recognition techniques that rely on disease symptom maps， deep learning algorithms， and remote sensing technology， and molecular biology techniques such as polymerase chain reaction and gene chips. Comprehensive prevention and control techniques include establishing and applying disease prediction models based on meteorological data， as well as disease prediction and warning systems; applying reasonable crop rotation systems， optimizing sowing time and density， and other agricultural operation techniques. The strategies to improve the effectiveness of wheat disease prevention and control include the research and promotion of new diagnostic technologies such as nanotechnology and biosensors， as well as the integration and application of comprehensive prevention and control technologies such as agricultural control， physical control， and chemical control， to promote the innovation of diagnosis and control technologies; the measures such as conducting on-site demonstrations， remote teaching， and organizing experience exchange meetings， and establishing demonstration bases to strengthen farmer education and technical training. The application of relevant techniques provides a reference for improving the scientific and timely prevention and control of wheat disease.

Keywords" wheat disease; early diagnosis; comprehensive prevention and control; disease identification; agricultural management

小麥是重要的糧食作物之一，其生長過程中常受多種病害威脅，嚴重時會影響產量和品質。隨著農業技術的進步，小麥病害早期診斷和綜合防控技術成為研究熱點之一。巴文靜[1]研究指出，可利用近紅外光譜方法診斷小麥早期赤霉病，為該病害的早期防治提供參考。李全凱[2]結合高光譜成像技術與深度學習方法，創制了便攜式小麥白粉病診斷儀，實現了小麥白粉病早期快速診斷。劉顯元等[3]研究指出，小麥主要病害包括根腐病、赤霉病、散黑穗病和白粉病等；結合各病害特征，提出了農業防治、物理防治和化學防治等綜合防治措施。應用先進的診斷技術和綜合防控措施能有效提升管理水平、減少損失，新型技術和策略不僅能快速識別病害，還能根據病害發展情況采取針對性防控措施，增強作物抗病能力，保障糧食穩定和可持續生產。本文探討了小麥病害的早期診斷技術和綜合防控技術，并提出提升小麥病害防控效果的策略，為保障小麥健康生長提供參考。

1 小麥病害早期診斷技術

1.1 病害癥狀識別技術

1.1.1 常規病害癥狀識別方法 常規病害癥狀識別方法主要依靠農技人員的經驗以及肉眼觀察。病害癥狀通常出現在小麥葉片、莖稈和穗部，表現為顏色變化、斑點和枯萎等。鑒于病害種類繁多且病癥復雜多樣，識別的準確性易受識別者專業知識和經驗水平的影響。現場調查是病癥識別的常用手段之一，即田間定期巡查，觀察病害癥狀，并記錄病害發生情況。這種方法耗費時間和精力，且覆蓋范圍有限，識別結果具有主觀性和不穩定性。常規的病害識別方法主要依靠病害癥狀圖譜和手冊等輔助工具，這些工具提供了常見病害的圖片和描述，以便識別者進行有效的對比和確認，在一定程度上提升了識別效率[4]。但隨著農業生產規模的擴大以及病害種類的增多，該方法較難適應現代農業的需求；在病害發生初期癥狀不明顯或與其他非病害因素導致的癥狀相似時，該方法的準確性和及時性均受到了一定影響。

1.1.2 現代圖像處理技術 崔文斌[5]研究指出，現代圖像處理技術通過運用機器學習和深度學習算法，對田間拍攝的圖像進行自動分析，在小麥病害診斷中得到廣泛應用；該技術的高效性和準確性極大提升了病害的識別水平，使病害發生區域能被迅速準確地檢測出來。經大數據訓練，這些算法能夠精確識別不同類型的小麥病害，并對病害的嚴重程度作出評估。如遙感技術與無人機拍攝技術的有機結合，使大面積農田的病害監測變得更加便捷。高光譜成像技術能夠捕捉到植物葉片光譜的細微變化，進而在病害初期實現精準識別。

1.2 分子生物學診斷方法

1.2.1 聚合酶鏈式反應（PCR）技術 PCR技術在小麥病害檢測中應用較多，其通過擴增特定病原體的DNA片段，從而達成病害的快速且準確診斷。黃燦等[6]研究指出，與依賴于病原體培養和顯微鏡觀察的傳統檢測方法相比，PCR技術能夠在病害早期階段（病原體數量較少時）進行靈敏檢測。實時熒光定量PCR技術能夠對病原體的存在量進行定量分析，為病害的監測和防治提供科學依據。高通量PCR技術的發展使多重病原體檢測成為可能，有效提升了診斷效率。該技術與自動化設備相結合，達成了高通量、快速的病害篩查，有利于提高農業病害管理的精細化水平。

1.2.2 基因芯片技術 基因芯片技術在小麥病害檢測領域彰顯出較大潛力，其發展及應用助推了農業病害診斷朝精細化與高效化方向邁進。在微小芯片上固定大量病原體特異性探針的基因芯片技術可檢測多種病原體的基因表達，能夠迅速且高通量地剖析病原體的種類與數量，達成多病原體的同步檢測目的。該技術具有靈敏性和特異性高等優勢，可在病害早期或潛伏期探測病原體，從而為病害暴發提供預警[7]。基因芯片的運用范疇并不僅僅局限于病害診斷，還能夠服務于探究病原體與宿主植物之間的相互作用機制，助力理解病害的產生及發展進程。該技術能夠篩選出抗病基因，為小麥育種提供重要的分子標記，進而推動抗病品種的培育工作。現代基因芯片技術融合了微電子學與生物學的前沿進展，致使芯片的制作與檢測成本逐步降低，進而促進其在農業生產領域廣泛運用。

2 小麥病害綜合防控技術

2.1 病害預測與預警系統

2.1.1 基于氣象數據的病害預測模型 馬慧琴[8]研究表明，溫度、濕度、降水量以及風速等氣象因素會直接影響病害的發生和傳播，因此，在小麥病害防控中，基于氣象數據的病害預測模型具有重要作用。采集與剖析此類氣象數據并構建預測模型，可為病害暴發提供預警。現代預測模型融合了統計學和機器學習算法，能夠處理規模龐大的數據，甄別出氣象因素和病害之間的復雜關系。該模型可通過實時更新氣象數據，對預測結果進行動態調整，進而提供精準無誤的病害預警信息。用戶能夠依據預警信息，適時施行預防舉措，如調整灌溉策略、施用防治藥劑以及優化種植密度等，以降低病害發生風險。將氣象數據的病害預測模型與遙感數據、地理信息系統等相結合，可達成大范圍且精準化的病害監測與管理，增進防控成效，確保小麥生產的穩定性與可持續性。

2.1.2 預警系統的建立與應用 鄭增海[9]研究表明，在小麥病害防控中，預警系統通過集成現代信息技術、氣象數據、遙感數據以及地面監測數據，極大地提高了病害管理的時效性和精準度，實現了對病害發生風險的實時分析。先進的傳感器網絡和物聯網技術實現了對農田環境的全天候監測，能夠及時捕捉到病害發生的初期信號。預警系統借助大數據分析和人工智能算法，預測病害的發展趨勢，并通過短信、應用程序以及農技推廣平臺等渠道，將預警信息迅速傳達給種植戶，使其在病害暴發前采取有效的預防舉措，以減少損失。該系統還具有自學習和自優化的功能，能夠依據歷史數據和實際防控效果及時調整和優化，以提升預警的準確性和可靠性。

2.2 農業操作技術

2.2.1 應用合理的輪作制度 合理輪作在小麥病害防控中發揮著重要作用，其改變了種植結構，打破了病原菌的生長循環，從而有效減少了病害發生。輪作制度借助不同作物的生長特性，將小麥與其他作物（如豆類、油菜等）進行輪換種植，不僅有助于恢復土壤肥力，還能抑制特定病原菌的繁殖。在輪作過程中，通過處理作物殘茬以及深耕、翻耕土壤，進一步降低了病害的傳播風險。現代輪作制度與土壤健康管理和生態農業理念相結合，有效提升了土壤的生物多樣性和生態平衡。劉林鋒等[10]研究表明，科學設計與合理輪作不僅能改善土壤結構，增強作物的抗病能力，還可以減少化學農藥的施用量，從而降低對環境的影響。信息技術和精準農業的發展為優化輪作制度提供了數據支持，對土壤監測和作物生長數據進行分析，能夠動態調整輪作計劃，以實現病害的高效防控。

2.2.2 優化播種時間與密度 優化播種時間與密度能夠切實有效地降低病害發生風險。播種時間的選擇應結合氣候條件以及土壤溫度，避開病害高發時段，借助適宜的生長季節來提升小麥的抗病能力。適時播種有利于小麥健康生長，減少病原菌的侵襲。優化播種密度對于改善田間環境至關重要，播種密度過高可能導致田間通風不良和濕度升高，從而滋生病原菌[10]。科學的播種密度能夠提高光合作用效率，促進植株健壯生長，強化其對病害的抵御能力。現代農業技術，如遙感技術、大數據分析技術等的應用，實現了土壤和氣候條件的實時監測，播種計劃的動態調整，達成了精準農業管理的目標。優化播種時間與密度不但能夠有效控制病害，還能提升小麥的產量和品質，增強農業生產的可持續性。這種綜合管理策略憑借科學規劃和技術應用，提高了病害防控的效率與效果，為現代農業的健康發展奠定了基礎。

3 提升小麥病害防控效果的策略

3.1 提升診斷與防控技術創新

3.1.1 新型診斷技術的研發與推廣 研發并推廣先進的診斷工具及技術，能夠增進病害識別的準確性與及時性。借助納米技術和生物傳感器開發出高靈敏度的現場快速檢測設備，能夠直接檢測病原體，大幅度縮減了診斷時間。高通量測序技術的應用使病害的基因組分析更為精確，為精準防控提供了數據支撐。智能手機應用與圖像識別算法相結合，可將拍攝的作物圖片進行分析，迅速診斷病害類型并提出防控建議。張俊梅等[11]研究表明，新技術的研發與推廣不僅提升了病害診斷的效率，還促進了病害防控向智能化和精準化發展，為種植戶提供了更便捷有效的管理工具，從而提高整體的病害管理水平。

3.1.2 綜合防控技術的集成與應用 綜合防控技術的集成是將多種防控策略結合，達成高效的病害管理。生物防治、化學防治與物理防治相互配合，能夠有效降低病害發生概率。運用生物防治技術引入有益微生物或天敵，可抑制病原菌的生長，減少化學農藥的施用。物理防治技術如覆蓋薄膜和懸掛誘捕器等，能夠阻止病原體的傳播。信息技術的應用進一步增強了綜合防控成效。借助遙感數據、地理信息系統以及大數據分析，對病害發生動態進行實時監測，優化防控方案。綜合防控技術的集成應用，不僅提高了病害防治的效果，還推動了農業的可持續發展，確保了小麥的健康生長和高產。

3.2 加強農民教育與技術培訓

3.2.1 農民培訓 加強農民教育與技術培訓在小麥病害防控中發揮著關鍵作用。農民是農業生產的直接參與者，擁有科學的病害識別和防控知識以及操作技能能使其及時發現并處理病害。李春喜[12]研究表明，現代農業技術的迅猛發展要求農民不斷更新并掌握新的防控技術，以提高生產效率和經濟效益。農民培訓方法多種多樣，現場示范和實地教學能讓農民直觀地了解和掌握技術操作，增強實踐能力。利用遠程教育平臺和智能手機應用，可隨時隨地進行學習和咨詢，打破時間和空間的限制。組織經驗交流會和技術研討會，鼓勵農民分享成功經驗和實用技巧，營造良好的學習氛圍。通過多層次、多形式的培訓，全面提高農民的技術水平，為小麥病害的有效防控提供了有力保障。

3.2.2 示范基地建設 借由示范基地展示先進技術和成功案例，能夠提升農民對綜合防控技術的接受度以及應用水平。示范基地作為技術推廣的前沿平臺，匯聚了最新的農作物管理技術和防控措施，提供了直觀的學習與參考樣本。基地的建立需要進行科學規劃，選取病害多發區和技術需求高的區域展開重點建設，以便實現推廣效果最大化。技術推廣應結合當地的實際狀況，因地制宜進行調整和優化。通過專家指導、田間講解以及技術手冊發放等方式，保證農民掌握并應用新技術。利用現代信息技術，構建線上線下相結合的推廣模式，應用社交媒體和農業服務平臺，廣泛傳播技術信息；定期舉辦現場觀摩活動，邀請農民參觀示范基地先進技術的實際操作和應用效果，增強技術推廣的說服力與實用性。這種推廣模式提升了病害防控的效果，推動了農業技術的全面升級，為實現農業現代化提供有力支持。

綜上，本文探討了小麥病害的早期診斷技術和綜合防控技術，并提出提升小麥病害防控效果的策略。融合常規病害癥狀識別方法與現代圖像處理技術，能提高病害識別的準確性和效率。分子生物學診斷方法，如PCR技術和基因芯片技術的發展為精確診斷提供先進工具。遙感技術應用，如基于氣象數據的病害預測模型和預警系統使大面積農田病害監測更精準高效；農業操作優化技術包括合理輪作、優化播種時間與密度，可增強防控效果。促進診斷與防控技術創新及綜合防控技術集成應用為病害管理提供了技術支撐。本文為提升小麥病害防控的科學性和時效性提供參考。

參考文獻

[1] 巴文靜. 小麥早期赤霉病的近紅外光譜診斷方法研究[D]. 合肥：安徽農業大學，2023.

[2] 李全凱. 小麥白粉病早期快速診斷及病情監測方法研究[D]. 泰安：山東農業大學，2022.

[3] 劉顯元，李馨宇. 小麥主要病害及其綜合防控技術[J]. 農業災害研究，2022，12（11）：149-151.

[4] 尹勛. 綜合圖譜特征信息的小麥赤霉病識別方法研究[D]. 合肥：安徽大學，2020.

[5] 崔文斌. 小麥病害圖像的存儲與識別技術的研究[D]. 泰安：山東農業大學，2016.

[6] 黃燦，陳沁. 現代生物技術在植物病原菌檢測中的應用[J]. 食品研究與開發，2016，37（13）：215-219.

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[8] 馬慧琴. 基于多源多時相遙感分析的小麥主要病害動態監測[D]. 南京：南京信息工程大學，2020.

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[10] 劉林鋒，陳松，陸松艷，等. 小麥主要病蟲害發生特點及防治技術[J]. 種子科技，2023，41（18）：115-117.

[11] 張俊梅，婁殿國. 信息技術在小麥玉米病蟲害智能監測和診斷中的應用[J]. 農業工程技術，2024，44（26）：58-59.

[12] 李春喜. 現代農業技術與管理策略對小麥產量的影響研究[J]. 糧油與飼料科技，2024（3）：125-127.

（責任編輯：李媛）