小麥常見病蟲害防治及植保無人機飛防的具體應用分析

隨著全球氣候變化影響，小麥生產面臨越來越多病蟲害威脅，為解決這一問題，本文主要對小麥常見病蟲害防治方法，以及植保無人機在小麥病蟲害防治中的具體應用進行分析研究，常見病蟲害防治策略包括耕作技術和農田管理、抗病蟲害品種選擇、化學防治和生物防治，而植保無人機應用主要從技術角度出發，主要對噴灑技術、定位與導航、數據收集與處理等技術方面進行概述，以此提高工作效率，實現更加精準的病蟲害防治。

小麥作為全球主要糧食作物之一，其高效種植對于保障食品安全和農業經濟發展具有至關重要意義，然而在其生長過程中，小麥常受到多種病蟲害威脅，如赤霉病、銹病、白粉病等，這些病蟲害不僅嚴重影響產量，還會削弱小麥質量。傳統防治方法雖然在一定程度上能夠控制這些病蟲害，但往往耗時耗力且效果不盡如人意。隨著科技快速發展，植保無人機技術應運而生，無人機迅速成為農業領域重要工具，該技術以其高效率、精準性及可減少化學藥劑使用等優點，在小麥病蟲害管理中展現出巨大潛力和優勢。

一、小麥常見病蟲害防治方法

1、耕作技術和農田管理

① 輪作

輪作主要是通過改變連作小麥單一模式，以此顯著減少土壤中特定病原體和害蟲的累積，在實行輪作時建議將小麥與豆科、蔬菜或其他農作物交替種植，通常推薦輪作周期為3～4年，這樣可打斷害蟲生命周期和病原體的生長環境。比如小麥與大豆輪作能夠有效降低地下病害（如根腐病）的發生率，并改善土壤結構和增加有益微生物多樣性來提升作物的抵抗力。使用該方法后小麥后續種植產量相較于連作小麥可以顯著提高單位產量，并且大豆的固氮作用對后續小麥作物亦有裨益，能提高小麥氮吸收效率，進而提高小麥千粒重與總產量。

② 深翻土壤

深翻土壤是一種有效農田管理策略，對于預防和控制小麥某些病蟲害具有重要作用，通過深翻可以將土壤中病原體和蟲卵翻至地表以下20～30厘米深的地方，使它們難以在下一個生長季復活或感染植物，此外深翻還能幫助改善土壤結構和增加王壤透氣性，從而促進根部健康發展和增強植物抵抗病蟲害能力。具體操作時，建議在秋季收獲后進行深翻，利用大型農機設備（如犁或旋耕機）進行操作，確保土壤被均勻且徹底翻動，翻土深度應達到至少25厘米，這樣可以確保絕大多數病原體和蟲卵被埋藏在較深的土層中，失去侵害作物條件，通過定期實施深翻土壤，能顯著減少病蟲害的發生頻率，并提高小麥產量與品質，并且深翻還可以促進土壤中營養元素的混合和分布，為小麥生長創造更加理想環境。

③ 適時播種

適時播種要求播種時間應根據地區氣候、土壤條件以及前茬作物收獲時間來確定，以避開病蟲害高發期，減少病蟲害侵害機會。例如，在華北平原，小麥可在10月中旬～10月底進行播種，此時氣溫逐漸降低，有利于小麥幼苗健康生長，同時可以有效避開秋季高溫多濕條件下的病菌孢子大量繁殖和傳播。在黃淮海地區，由于秋冬季節溫差較大，適宜播種窗口更短，在10月15日～11月1日之間進行播種，可有效規避晚秋的蟲害高峰期，通過調整播種時間，能顯著降低麥蚜和潛葉蠅等蟲害的發生率，合理選擇播種時間能夠減少這類蟲害的發生密度。因此適時播種不僅關系到小麥苗期的健康成長，也直接影響到作物的最終產量和品質。

2、抗病蟲害品種選擇

在小麥病蟲害管理中，選擇抗性品種是減少化學農藥使用并實現可持續農業的重要策略。通過育種技術可成功培育出多種具有高度抗病或抗蟲特性小麥品種，這些品種能夠有效抵御特定病害（如赤霉病和稈銹病），或對抗害蟲（如麥蚜和小麥蝗蟲）侵襲。抗病抗蟲品種選育通常涉及傳統的雜交選擇以及現代分子育種技術，首先識別與特定病蟲害抗性相關的基因，然后通過基因標記輔助選擇將這些抗性基因導入到優質品種中。例如，在抗赤霉病品種育種過程中，可引入Fhb1等關鍵抗性基因，以此提升新品種在田間對該病害抵抗能力。或者可利用基因組編輯技術（如CRISPR/Cas9系統），精確剪輯或調控小麥基因組中特定序列，從而增強其對病蟲害的抗性，這些高科技育種方法不僅加快了抗病蟲品種開發速度，還提高了抗性穩定性和廣譜性。

3、化學防治

在小麥病蟲害防治中，化學控制仍然是一種重要且有效的方法，該方法主要涉及合理使用殺菌劑和殺蟲劑以及最新化學防治技術。比如對于小麥稈銹病和葉銹病，可使用三唑類和咪唑類系統性殺菌劑，如戊唑醇和丙環唑，這些殺菌劑能夠通過植物體內運輸，對抗侵染過程中新發生的病變，應在發現病害初期或預防性地在病害易發期施用，建議使用濃度為每公頃0.3～0.5千克有效成分。對于麥蚜，推薦使用吡蟲啉等新煙堿類殺蟲劑，這類殺蟲劑具有廣譜性并對蚜蟲有較強的致死和驅避作用，施用濃度通常為每公頃50～80克有效成分，吡蟲啉不僅能快速殺死蚜蟲，還能長時間保持控蟲效果，減少農藥的使用次數。在化學防治實際操作中，其防治關鍵是精確施用，避免對環境和人類健康造成不利影響，同時為預防病蟲害抗藥性發展，建議采取輪換不同機理藥劑進行處理，例如，一個生長季節內，對于控制同一病害可以先使用戊唑醇，后期再轉換為丙環唑，這樣可以有效延緩病原體對特定藥劑的適應與抗性生成。

4、生物防治

生物防治方法主要是利用天然敵害和生物制劑來控制病蟲害的策略，旨在減少化學農藥的使用，提升作物的可持續生產。利用天敵是一種有效生物防治途徑，如七星瓢蟲能夠捕食小麥田中的麥蚜，其捕食能力強大，成年瓢蟲每天可以消滅約100只麥蚜，寄生蜂也被廣泛應用于控制小麥潛葉蠅數量，這類寄生蜂可以在潛葉蠅幼蟲體內產卵，在不影響小麥生長同時抑制害蟲繁殖，通過釋放這些天敵昆蟲，可以在不使用化學藥品的情況下控制害蟲數量。生物農藥的使用也是實施生物防治的重要手段，生物農藥主要包括微生物源農藥和植物源農藥兩大類。其中芽孢桿菌制劑對多種小麥蟲害具有良好防治效果，產生天然毒素直接殺死或抑制害蟲發展，芽孢桿菌可對小麥麥蚜進行有效控制，處理后害蟲密度明顯減少，顯著降低蟲害影響。此外真菌源生物農藥（如綠僵菌和白僵菌）也是控制小麥病蟲害有效藥劑，綠僵菌可以感染并殺死多種害蟲，尤其是麥蝗蟲，經過處理的小麥田中，麥蝗蟲存活率可顯著降低，白僵菌同樣顯示出良好防治效果，尤其在濕潤條件下更為有效，其對麥蚜控制效果達到65%。

二、植保無人機在小麥病蟲害飛防中的應用

1、噴灑技術應用

① 噴灑系統技術參數

在植保無人機應用中，噴灑系統是核心技術之一，直接影響著農藥使用效率和作物保護效果，目前植保無人機噴灑系統具體關鍵技術參數主要包括噴嘴類型、噴霧粒徑等。植保無人機常用噴嘴類型主要有三種：分別為扇形噴嘴、圓錐形噴嘴和雙流噴嘴。扇形噴嘴可以提供較寬噴霧覆蓋面積，適用于大面積均勻噴灑，而圓錐形噴嘴生成的粒徑更細小，適合精確控制藥液飛散，雙流噴嘴則結合上述兩者的優點，能有效增加噴霧的范圍并減少藥液的飄移。噴霧粒徑是衡量噴灑效果的一個關鍵指標，通常以微米為單位，植保無人機的噴霧粒徑一般在50～400微米，較小粒徑（50～100微米）有利于提高藥液的附著力和滲透性，適合防治病蟲害，而較大粒徑（200～400微米）有助于減少藥液漂移，提高施藥精準度，具體技術參數見表1。

表1不同噴嘴類型與對應噴霧粒徑大小技術參數表

從表中可見，不同噴嘴和噴霧粒徑組合適用于不同作業環境和目標，選擇合適噴嘴類型和調整噴霧粒徑，可以顯著提高植保無人機的噴灑效率和藥劑利用率。

② 噴藥覆蓋率與地面噴灑比較

傳統地面噴灑和植保無人機噴灑在覆蓋率方面存在顯著差異，直接影響到農藥利用效率和作物健康。地面噴灑通常使用背負式或牽引式噴霧機，這些設備在操作時受到地形、作物高度和操作者技能限制，由于設備距離作物較近，噴霧粒徑較大，容易因藥劑不均勻分布導致部分作物接觸過量農藥，而其他部分則會因未被噴到而遭受病蟲害，一般地面噴灑農藥利用率在 30% ～50% 之間，且在復雜地形或不規則田塊中會更低。而相比之下，植保無人機配備先進噴灑系統，包括精準控制噴嘴和粒徑管理技術，無人機飛行預設高度通常為1～3米，通過勻速飛行和計算機控制系統實現高度均一的噴霧覆蓋，此外無人機能夠產生細小噴霧粒徑（50～100微米），有助于提高噴霧在作物葉面上的附著性和覆蓋均勻性。此外在操作效率方面，無人機能夠覆蓋較大面積而無需頻繁地調整設備位置或重新填充農藥，相對于人工背負式噴霧器，無人機每天可以作業更多的面積，從而節省時間和勞動力成本。同時，無人機還能減少對農作物的物理損傷，地面設備在田間操作時很容易壓傷作物，尤其是在接近成熟期的小麥田中，無人機噴灑可避免與農作物的直接接觸，從而保護小麥植株減少可能的損失。

2、定位與導航

① GPS和GIS在無人機定位中應用

GPS應用主要體現在無人機飛行控制和導航中，通過接收從至少4顆衛星傳送來信號，GPS設備能夠計算出無人機在空中確切位置，包括緯度、經度和海拔。現代植保無人機普遍裝配有高靈敏度GPS模塊，這些模塊能夠實現至少10米的定位精度，一些高端模型采用差分GPS（DGPS），可將定位精度提高到1米以內，有效提升噴灑藥劑時精確度。GIS在植保無人機應用則更側重于數據管理和決策支持，GIS可以處理和分析各種地理信息，幫助操作者優化噴灑路徑和作業區域，同時無人機會根據預設飛行計劃，在特定作業區域內進行飛行，而這一飛行計劃正是基于GIS軟件生成，GIS軟件可利用地理信息數據，如地形、作物類型及已有病蟲害分布信息，來制定最優飛行路線。在具體操作中，植保無人機還可使用GPS和GIS整合技術來進行精準定位和變量噴灑，例如無人機在田間作業時，GPS可提供實時位置信息，確保無人機按照GIS軟件設計的路線飛行。同時GIS軟件還能指示無人機在特定位置調整噴灑量，如在病蟲害嚴重的區域增加藥劑噴灑量，而在病蟲害輕微或沒發生病蟲害的區域減少或停正噴灑，不僅提高藥劑使用效率，也減少對環境影響。

② 實時監控和噴灑技術

在現代農業技術應用中，實時監控和變量噴灑技術作用是提高作物病蟲害管理效率和精確度關鍵環節，利用植保無人機配備的先進傳感器與導航系統，實時監控技術能夠持續檢測小麥田間的病蟲害發生情況，并據此調整農藥的施用量和噴灑位置，從而達到減少農藥使用、降低成本和保護環境的目的。實時監控主要依賴于植保無人機上安裝的多種傳感器，如光學相機、多光譜相機和熱像儀，傳感器能夠捕捉到作物的生長情況和受病蟲害影響的程度，例如，多光譜相機可以通過分析反射光譜來識別葉片上的病斑或蟲害，由于健康植物和受損植物在紅外線和可見光譜段的反射特性存在差異，可以精確識別受影響的區域。而變量噴灑技術則是利用從實時監控中獲得的數據，精確控制農藥的使用量和噴灑范圍，植保無人機配備的智能噴灑系統根據數據自動調節噴嘴的開閉狀態和噴藥流量，對確診病蟲害發生的區域進行精準噴灑，這種方法不僅節省大量農藥，還減少環境污染。一般無人機飛行路徑和噴灑參數由先進飛控系統管理，該系統可以根據作物種類、地形和已檢測到的病蟲害情況制定飛行路線。

3、數據收集與處理

在現代農業技術中，植保無人機不僅可用于噴灑農藥，還能執行各種復雜數據收集與處理任務，這對于精準農業非常關鍵，在數據收集過程中可通過搭載高分辨率相機和多光譜傳感器無人機能夠監測小麥田的病蟲害發生情況，并生成高質量的數據，用于后續分析和決策支持。一般無人機在飛行過程中，利用高清晰度相機捕捉田間圖像，這些圖像能夠顯示出作物的生長狀態和潛在的不健康跡象，如葉片顏色變化和結構異常，而多光譜傳感器可以捕捉到肉眼無法察覺的信息，比如在紅外線和紫外線光譜中的反射率變化，這些變化往往與特定的病害和蟲害相關。例如，小麥赤霉病感染初期，葉片的紅外反射率會有顯著下降；數據處理方面，無人機收集圖像和光譜數據需要經過預處理，包括圖像校正和歸一化處理，以消除由于光照變化和角度差異造成的影響，處理后數據通過專用農業信息系統進行分析，該系統能夠識別出圖像中異常，并與已知病蟲害特征對比，準確地定位出受影響區域。接下來是數據分析，使用機器學習算法，系統可以根據多維數據（如植被指數、溫度、濕度數據）分析病害或蟲害嚴重程度，其算法會計算出感染指數，該指數能夠反映出病害或蟲害在田間的分布密度和發展趨勢，例如使用歸一化植被指數（NDVI）來評估植被健康狀況，低值通常表示植被受到病害或蟲害影響。最后這些分析結果將被用于指導農場管理決策，根據病蟲害的具體位置和嚴重程度，系統可以自動推薦最優的噴灑策略，包括藥劑種類、用量和噴灑時間。

綜上所述，在面對小麥生產中不可避免的病蟲害問題時，現代農業技術尤其是植保無人機的應用，展現其巨大潛力和效益。通過精準數據收集、高效噴灑技術以及先進監測系統，植保無人機不僅優化了傳統農業管理方法，還極大提升了防治工作效率和環境的可持續性。隨著技術不斷發展和創新，未來農業將更加智能化和精確化，有效減輕病蟲害對小麥生產的影響，確保食品安全與供應穩定。因此應不斷繼續支持這些技術的研究與發展，并推廣其在農業范圍內應用，以應對日益復雜的農業挑戰。

（作者單位：236800安徽省農業廣播電視學校譙城分校）