中圖分類號: S157.4+3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1008-1038(2025)10-0063-08
DOI: 10.19590/j.cnki.1008-1038.2025.10.012
Different Cultivation Practices and Their Collaborative Development Strategies in Fruit and Vegetable Production
XU Bolin',YANG Xirui2,DAI Zhaoqi2* (1. Comprehensive Service Center of Houbai Town,Jurong City,Jurong 212400,China; 2.College of Tea and Food Science Technology, Jiangsu Vocational College of Agriculture and Forestry, Jurong 212400, China)
Abstract: This study explored the critical rolesofcultivation,plant protection,and soil-fertilizer management in fruit and vegetable production and the importance of their synergistic development.The synergistic effect of cultivation,plant protection,and soi-fertilizer management had been fully verified in both theoryand practice, which could achieve optimal allocation of resources, improve agricultural production efficiency,reduce the use of chemical pesticides and fertilizers,lower environmental pollution,and protect ecological balance.However, collaborative development still faced challengessuch asdificultyin technologyintegration,insufficient awareness among farmers,and a mismatch between implementation costs and economic benefits.In the future, cultivation,plant protection,and soil-fertilizer management will develop towardsgreater intelligence,green practices,and integration, promoting sustainable fruit and vegetable production.
Keywords: Cultivation techniques;plant protection strategies; soil-fertilizer management;synergistic effects; precision agriculture; green pest control
種植業(yè)作為農(nóng)業(yè)的核心組成部分,為人類提供了基本的食物來源,支撐著全球數(shù)十億人口的生存與發(fā)展。在全球人口持續(xù)增長、資源環(huán)境壓力日益增大的背景下,保障食品安全、提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量、實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展成為當(dāng)今世界農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要使命。在果蔬生產(chǎn)中,栽培、植保和土肥管理是三個緊密相關(guān)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。科學(xué)的栽培技術(shù)能夠充分挖掘作物生長潛力,提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì);土肥管理通過優(yōu)化土壤環(huán)境和養(yǎng)分供給,為作物生長奠定基礎(chǔ);植保措施則通過防控病蟲害保障前兩者的成效。三者形成“栽培奠基-土肥支撐-植保護(hù)航\"的閉環(huán)體系。優(yōu)質(zhì)的土壤和合理的施肥能夠為作物生長提供良好的基礎(chǔ),提高作物的產(chǎn)量和抗逆性。栽培、植保、土肥管理的協(xié)同發(fā)展能夠促進(jìn)果蔬生產(chǎn)的綠色轉(zhuǎn)型,提高生產(chǎn)的可持續(xù)性。
在設(shè)施栽培技術(shù)方面,荷蘭的溫室番茄栽培,通過精準(zhǔn)調(diào)控溫濕度、光照、二氧化碳濃度等環(huán)境因子,結(jié)合無土栽培技術(shù),實現(xiàn)了番茄的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)周年生產(chǎn)β-4。美國在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)方面處于領(lǐng)先地位,利用全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)和遙感技術(shù),對農(nóng)田進(jìn)行精準(zhǔn)監(jiān)測和管理,實現(xiàn)變量施肥、精準(zhǔn)灌溉,提高了資源利用效率和作物產(chǎn)量5。在設(shè)施栽培方面,我國自主研發(fā)了適合不同地區(qū)氣候條件的日光溫室,在冬季不加溫或少量加溫的情況下,實現(xiàn)了蔬菜的正常生長。同時,不斷引進(jìn)和改良國外先進(jìn)的無土栽培技術(shù),使其更適合我國國情,在蔬菜、花卉等經(jīng)濟(jì)作物生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。在植保領(lǐng)域注重綠色防控和可持續(xù)發(fā)展,以生物防治為例,美國利用天敵昆蟲防治害蟲取得了良好效果,在農(nóng)藥研發(fā)方面,不斷推出高效、低毒、低殘留的新型農(nóng)藥。同時,智能植保器械發(fā)展迅速,無人機(jī)植保在歐美等國家的廣泛應(yīng)用,可實現(xiàn)精準(zhǔn)施藥,提高作業(yè)效率,減少農(nóng)藥漂移污染。植保工作在病蟲害監(jiān)測預(yù)警、綜合防治等方面取得了長足進(jìn)步。建立了完善的病蟲害監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù),實現(xiàn)了病蟲害的實時監(jiān)測和精準(zhǔn)預(yù)警。在綜合防治方面,大力推廣綠色防控技術(shù),能夠減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對化學(xué)農(nóng)藥的依賴。此外,加強(qiáng)對農(nóng)藥使用的監(jiān)管,能夠推進(jìn)農(nóng)藥減量增效行動,提高農(nóng)藥使用的安全性和科學(xué)性。在土壤改良和精準(zhǔn)施肥方面,美國利用測土配方施肥技術(shù),根據(jù)土壤養(yǎng)分含量和作物需肥規(guī)律,制定個性化施肥方案,提高了肥料利用率。在新型肥料研發(fā)方面,緩控釋肥料、生物肥料等得到廣泛應(yīng)用。我國土肥管理研究圍繞提高土壤肥力、保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全和促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展等方面展開。在土壤改良方面,推廣秸稈還田、綠肥種植等技術(shù),增加土壤有機(jī)質(zhì)含量,改善土壤結(jié)構(gòu)[。測土配方施肥技術(shù)在全國范圍內(nèi)廣泛推廣,根據(jù)不同土壤類型和作物品種,提供科學(xué)的施肥建議,實現(xiàn)了節(jié)肥增產(chǎn)。同時,加強(qiáng)了對新型肥料(如生物有機(jī)肥、水溶肥等)的研發(fā)和應(yīng)用,在提高肥料利用率、改善土壤環(huán)境方面發(fā)揮了重要作用。
本文探討了栽培、植保與土肥管理在果蔬生產(chǎn)中的關(guān)鍵作用及其協(xié)同發(fā)展的重要性,提出了協(xié)同發(fā)展面臨的技術(shù)集成難度大、農(nóng)民認(rèn)識不足、政策支持不完善等挑戰(zhàn),以助力栽培、植保與土肥的智能化、綠色化和一體化發(fā)展,推動果蔬產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
1栽培技術(shù)的多樣化與精準(zhǔn)化
1.1傳統(tǒng)栽培技術(shù)的傳承
我國有悠久的果蔬栽培歷史,積累了豐富的經(jīng)驗,傳統(tǒng)栽培技術(shù)主要根據(jù)不同地域的氣候、土壤和環(huán)境條件進(jìn)行選種,并通過長期人工選擇保留優(yōu)良性狀。通過作物間的合理搭配和輪作換茬,減輕連作障礙,提高土地利用效率,改善土壤肥力;如借助溝灌、畦灌等傳統(tǒng)灌溉方式,結(jié)合蓄水保措施,實現(xiàn)有限水資源的高效利用。通過作物組合、調(diào)整播種期、人工捕殺及植物源藥劑等進(jìn)行生態(tài)調(diào)控,減少病蟲害發(fā)生。傳統(tǒng)栽培技術(shù)具有環(huán)境友好、能耗低、資源循環(huán)利用能力強(qiáng)等優(yōu)勢,但也存在生產(chǎn)效率相對較低、依賴經(jīng)驗性強(qiáng)、標(biāo)準(zhǔn)化程度不高、受自然條件制約較大、產(chǎn)量和品質(zhì)穩(wěn)定性較現(xiàn)代技術(shù)有一定差距等局限。
在現(xiàn)代果蔬栽培中,傳統(tǒng)栽培技術(shù)得到了傳承與改進(jìn)。在品種選擇方面,雖然現(xiàn)代育種技術(shù)不斷發(fā)展,培育出眾多高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆性強(qiáng)的新品種,但傳統(tǒng)優(yōu)質(zhì)品種依然受到重視,并且通過現(xiàn)代生物技術(shù)對其進(jìn)行改良,進(jìn)一步提升其產(chǎn)量和品質(zhì)。現(xiàn)代農(nóng)業(yè)栽培技術(shù)將為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供更多的可能性,助力農(nóng)業(yè)實現(xiàn)高效、可持續(xù)和智能化發(fā)展[。傳統(tǒng)栽培技術(shù)的現(xiàn)代化改進(jìn)為新型栽培技術(shù)奠定了基礎(chǔ),例如工廠化育秧的標(biāo)準(zhǔn)化管理理念,直接推動了無土栽培等技術(shù)的規(guī)模化應(yīng)用。
1.2新型栽培技術(shù)的應(yīng)用
典型的新型栽培技術(shù)是無土栽培和設(shè)施栽培。近年來,無土栽培技術(shù)在我國得到了廣泛關(guān)注和應(yīng)用。在一些城市的郊區(qū),出現(xiàn)了許多無土栽培蔬菜基地。以某無土栽培番茄基地為例,通過精準(zhǔn)調(diào)配營養(yǎng)液,滿足番茄不同生長階段對養(yǎng)分的需求,同時利用自動化控制系統(tǒng),生產(chǎn)出的番茄更加綠色、安全。然而,無土栽培技術(shù)也面臨多方面的挑戰(zhàn)。一方面,前期設(shè)施建設(shè)和設(shè)備購置成本較高,需要投入大量資金用于搭建溫室、購置營養(yǎng)液循環(huán)系統(tǒng)、自動化控制設(shè)備等,這對于一些小型農(nóng)戶來說難以承受;另一方面,無土栽培對技術(shù)要求較高,需要專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行管理和維護(hù),包括營養(yǎng)液配制、病蟲害防治、設(shè)備調(diào)試等,技術(shù)人才的短缺在一定程度上限制了該技術(shù)的推廣應(yīng)用[4。
設(shè)施栽培技術(shù)在我國的蔬菜、花卉等產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮著重要作用。以山東壽光的蔬菜大棚為例,壽光擁有大量的現(xiàn)代化智能溫室,這些溫室配備了先進(jìn)的保溫、通風(fēng)、遮陽、灌溉等系統(tǒng)。在冬季,通過雙層保溫膜、智能補(bǔ)光燈等設(shè)備,保證了蔬菜在低溫環(huán)境下也能正常生長;在夏季,利用遮陽網(wǎng)、濕簾風(fēng)機(jī)等設(shè)施,有效降低了溫室內(nèi)的溫度,為蔬菜生長創(chuàng)造了適宜的環(huán)境。同時,設(shè)施栽培還便于進(jìn)行病蟲害的防控,通過設(shè)置防蟲網(wǎng)、采用生物防治和物理防治措施,減少了化學(xué)農(nóng)藥的使用,提高了蔬菜的安全性。
1.3精準(zhǔn)栽培技術(shù)的發(fā)展
精準(zhǔn)栽培技術(shù)基于現(xiàn)代信息技術(shù),融合了傳感器技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析、人工智能等多領(lǐng)域前沿成果。在農(nóng)田中部署大量傳感器,實時采集土壤濕度、養(yǎng)分含量、酸堿度、氣象條件以及作物生長狀況等多維度數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),實現(xiàn)了從田間到數(shù)據(jù)處理中心的快速傳輸。以智慧果園為例,通過安裝各種傳感器,可以實時監(jiān)測土壤的肥力狀況、水分含量、溫度以及光照強(qiáng)度等環(huán)境參數(shù)。利用這些數(shù)據(jù),系統(tǒng)可以精準(zhǔn)地判斷果樹的生長需求,實現(xiàn)精準(zhǔn)施肥和灌溉。當(dāng)土壤肥力檢測傳感器顯示土壤中氮元素含量較低時,系統(tǒng)會自動根據(jù)果樹的品種、生長階段以及歷史施肥數(shù)據(jù),計算出所需的氮肥施用量,通過智能施肥設(shè)備進(jìn)行精準(zhǔn)施肥,確保果樹及時獲得充足的養(yǎng)分,同時避免了肥料過度施用對環(huán)境的污染。在灌溉方面,根據(jù)土壤濕度傳感器和氣象數(shù)據(jù),系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確判斷果園的需水量,在干旱時及時啟動灌溉系統(tǒng),并且根據(jù)不同區(qū)域的土壤濕度差異,實現(xiàn)分區(qū)精準(zhǔn)灌溉,提高水資源利用效率。在病蟲害防治方面,智慧果園利用圖像識別技術(shù)和傳感器監(jiān)測技術(shù),實時監(jiān)測果樹的病蟲害發(fā)生情況[18。通過在果園中安裝高清攝像頭,定期采集果樹的圖像,利用圖像識別算法對圖像進(jìn)行分析,及時發(fā)現(xiàn)病蟲害的早期癥狀。同時,利用病蟲害監(jiān)測傳感器,監(jiān)測果園中的害蟲密度和病菌濃度,一旦發(fā)現(xiàn)病蟲害的跡象,系統(tǒng)會立即發(fā)出預(yù)警,并根據(jù)病蟲害的類型和嚴(yán)重程度,制定相應(yīng)的防治措施,如自動啟動無人機(jī)進(jìn)行精準(zhǔn)施藥,或者釋放天敵昆蟲進(jìn)行生物防治,減少化學(xué)農(nóng)藥的使用,保障果蔬的品質(zhì)和安全。
2綠色與綜合防控的植保策略
2.1 化學(xué)防治
化學(xué)防治在植保中具有不可替代的作用,是目前防治病蟲害的重要手段之一。其作用主要體現(xiàn)在快速有效地控制病蟲害的爆發(fā),降低病蟲害對農(nóng)作物的危害程度,從而保障農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。例如,在蘋果成長過程中,按劑量使用甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽可有效防治蘋果蠹蛾,同時有效避免抗藥風(fēng)險,減少蘋果產(chǎn)量損失;在草莓種植過程中,為防治灰霉病,可在開花前噴施 50% 腐霉利可濕性粉劑(800倍液),避免在花期使用,確保草莓的產(chǎn)量和品質(zhì)。然而,化學(xué)防治也存在一些風(fēng)險2,如在蔬菜種植過程中,一些菜農(nóng)為了追求高產(chǎn)量和高收益,過度使用化學(xué)農(nóng)藥,導(dǎo)致蔬菜中的農(nóng)藥殘留超標(biāo)。
在風(fēng)險管控方面,加強(qiáng)對農(nóng)藥市場的監(jiān)管至關(guān)重要。相關(guān)部門應(yīng)加大對農(nóng)藥生產(chǎn)、銷售和使用環(huán)節(jié)的監(jiān)管力度,嚴(yán)厲打擊生產(chǎn)和銷售假冒偽劣農(nóng)藥的行為,確保市場上流通的農(nóng)藥質(zhì)量合格。加強(qiáng)對農(nóng)藥使用的指導(dǎo)和培訓(xùn),提高農(nóng)民的科學(xué)用藥水平。
2.2 生物防治
生物防治主要是利用生物或其代謝產(chǎn)物來控制病蟲害的發(fā)生和危害。例如,利用天敵昆蟲來捕食害蟲,如七星瓢蟲捕食蚜蟲,草蛉捕食粉虱、紅蜘蛛等小型害蟲;利用病原微生物,如蘇云金芽孢桿菌、白僵菌等,通過感染害蟲使其致病死亡;還可以利用昆蟲性信息素干擾害蟲的交配行為,減少害蟲的數(shù)量。生物防治具有環(huán)保、無殘留、對生態(tài)環(huán)境友好等優(yōu)點,能夠有效保護(hù)天敵,維持生態(tài)平衡,且害蟲不易產(chǎn)生抗藥性。
2.3 物理防治
物理防治是利用物理方法防治病蟲害。利用燈光誘捕害蟲,常見的有黑光燈、頻振式殺蟲燈等,可誘捕多種趨光性害蟲,如蛾類、金龜子等。利用糖醋液誘殺果蠅、實蠅等害蟲,通過糖醋液的氣味吸引害蟲,使其落入其中而被消滅。采用高溫悶棚、太陽能消毒等方法,殺滅土壤中的病原菌和害蟲。物理防治的優(yōu)點是無殘留,對環(huán)境影響小,且操作相對簡單[22]。
2.4綠色綜合防控體系
綠色綜合防控體系是一個涵蓋多方面要素的復(fù)雜系統(tǒng),旨在實現(xiàn)對果蔬病蟲害的有效防治,同時保障生態(tài)環(huán)境安全和果蔬質(zhì)量安全,主要包括生態(tài)調(diào)控、生物防治、物理防治、科學(xué)用藥以及監(jiān)測預(yù)警等23。生態(tài)調(diào)控通過優(yōu)化農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),如合理輪作、間作套種等,增強(qiáng)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和自我調(diào)節(jié)能力,為農(nóng)作物生長創(chuàng)造良好的生態(tài)環(huán)境,從而減少病蟲害的發(fā)生概率[24-25]。以陜西某地區(qū)蘋果園為例,該蘋果園以\"誘蟲黃板 + 天敵釋放 + 精準(zhǔn)施藥\"組合的創(chuàng)新技術(shù),不僅確保了果園生草栽培提升生態(tài)多樣性,同時農(nóng)藥使用量下降37% ,優(yōu)質(zhì)果率提升至 85% 。以山東壽光某蔬菜種植基地為例,該基地采用“物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測 + 生物防治 + 生態(tài)調(diào)控”組合技術(shù),推行黃瓜-番茄輪作模式,同時部署智能蟲情測報燈,釋放蠋蝽防治鱗翅目害蟲等,結(jié)果發(fā)現(xiàn),該蔬菜種植基地化學(xué)農(nóng)藥使用量下降 42% ,病蟲害損失率控制在5% 以下。
3科學(xué)施肥與土壤改良
3.1土壤肥力現(xiàn)狀
土壤肥力是土壤為植物生長供應(yīng)和協(xié)調(diào)養(yǎng)分、水分、空氣和熱量的能力,是土壤的基本屬性和本質(zhì)特征,對作物生長起著至關(guān)重要的作用2。然而,當(dāng)前土壤肥力下降的問題日益嚴(yán)峻。從全國范圍來看,部分地區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量呈下降趨勢,土壤板結(jié)、酸化、鹽堿化等問題愈發(fā)突出2。以東北地區(qū)為例,長期的高強(qiáng)度農(nóng)業(yè)開發(fā)和不合理的耕作方式,導(dǎo)致黑土地的肥力下降。相關(guān)研究表明,過去幾十年間,東北地區(qū)部分黑土地的有機(jī)質(zhì)含量下降了20%~30% ,土壤結(jié)構(gòu)遭到破壞,保水保肥能力減弱。在華北地區(qū),部分農(nóng)田存在土壤鹽堿化問題28。由于不合理的灌溉和排水,地下水位上升,鹽分在土壤表層積累,使得土壤鹽堿化程度加重。在我國南方,部分土壤 pH 值低于5.0,酸化面積占比約1/3,涉及耕地超0.1億 hm2 ,同時重金屬污染和農(nóng)藥殘留問題也嚴(yán)重影響著土壤質(zhì)量。
3.2 科學(xué)施肥
科學(xué)施肥技術(shù)包括測土配方施肥、按照土壤特性施肥、按照作物需肥特性施肥,并且掌握施肥的關(guān)鍵時期和方式等。測土配方施肥技術(shù)是依據(jù)土壤測試、肥料田間試驗以及農(nóng)戶調(diào)查等基礎(chǔ)工作,綜合考慮作物的需肥規(guī)律、土壤的供肥性能以及肥料的效應(yīng),從而在合理施用有機(jī)肥料的基礎(chǔ)上,精確提出氮、磷、鉀以及中、微量元素等肥料的施用數(shù)量、施肥時期和施用方法2。其核心在于有效調(diào)節(jié)和解決作物需肥與土壤供肥之間的矛盾,有針對性地補(bǔ)充作物所需的營養(yǎng)元素,實現(xiàn)各種養(yǎng)分的平衡供應(yīng),以滿足作物生長發(fā)育的需求。該技術(shù)能夠提高肥料利用率,減少化肥的不合理使用量,進(jìn)而達(dá)到提高作物產(chǎn)量、改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)、節(jié)支增收的目的。緩控釋肥是一種新型肥料,其在傳統(tǒng)肥料外層包裹一層特殊的膜,能夠根據(jù)作物生長對養(yǎng)分的需求,有效控制養(yǎng)分的釋放速度和釋放量,使養(yǎng)分釋放速度與作物的需求規(guī)律保持一致[30。這一特性使得肥料養(yǎng)分的有效利用率得到大幅度提高,同時還能減少施肥次數(shù),降低勞動強(qiáng)度。緩控釋肥一般只需一次施肥,就能滿足作物在整個生長季節(jié)對養(yǎng)分的需求,無需進(jìn)行中后期施肥,節(jié)省了人力和物力成本。
盡管科學(xué)施肥技術(shù)在提高肥料利用率、增加作物產(chǎn)量和改善果蔬品質(zhì)等方面成效顯著,但其推廣過程仍面臨諸多挑戰(zhàn)。如在測土配方施肥技術(shù)推廣中,專業(yè)人才匱乏是一個突出問題。許多基層農(nóng)技隊伍缺乏專業(yè)的土肥員,有經(jīng)驗有技術(shù)的農(nóng)技人員逐漸退休,而新的專業(yè)人才補(bǔ)充不足,導(dǎo)致推廣工作時常出現(xiàn)人才斷層。財政投入不足也嚴(yán)重制約了科學(xué)施肥技術(shù)的推廣。許多鄉(xiāng)村缺乏必要的硬件設(shè)施,無法準(zhǔn)確地進(jìn)行科研和試驗數(shù)據(jù)的測量統(tǒng)計,影響了測土配方施肥技術(shù)的有效推廣。農(nóng)民對新技術(shù)的認(rèn)同程度較低。由于受教育程度和傳統(tǒng)施肥習(xí)慣的影響,農(nóng)民往往不愿意接受新的施肥技術(shù),認(rèn)為其需要投入大量時間和勞動力,且對新技術(shù)可能帶來的經(jīng)濟(jì)效益認(rèn)識不足。緩控釋肥推廣的難點主要在于成本和認(rèn)知方面32。緩控釋肥的生產(chǎn)成本相對較高,這使得其市場價格高于傳統(tǒng)肥料,增加了農(nóng)民的施肥成本,降低了農(nóng)民的購買意愿。農(nóng)民對緩控釋肥的認(rèn)識不足,對其優(yōu)勢和使用方法了解不夠,導(dǎo)致在實際生產(chǎn)中應(yīng)用較少。緩控釋肥的養(yǎng)分釋放速度和周期受土壤溫度、濕度等因素影響較大,當(dāng)遇到異常氣候時,可能會出現(xiàn)作物脫肥癥狀,這也讓農(nóng)民對其使用存在顧慮。
3.3土壤改良措施
土壤改良的方法較多,可從物理、化學(xué)和生物多個角度入手。物理改良通過深耕、松土、平整土地等措施,改善土壤的物理結(jié)構(gòu),增加土壤的通氣性和透水性[33]。如在一些土壤黏性較大的地區(qū),通過深耕和摻沙的方式,打破土壤板結(jié),使土壤變得疏松,有利于作物根系的生長和發(fā)育。化學(xué)改良是利用化學(xué)物質(zhì)來調(diào)節(jié)土壤的酸堿度、養(yǎng)分含量和結(jié)構(gòu)。對于酸性王壤,可施用石灰、鈣鎂磷肥等堿性物質(zhì)來中和土壤酸性,提高土壤pH值;對于鹽堿地,可通過施用石膏、硫酸亞鐵等化學(xué)改良劑,降低土壤中的鹽分含量,改善土壤的理化性質(zhì)[34。生物改良主要借助生物的作用來提高土壤肥力,如種植綠肥作物,綠肥在生長過程中能夠吸收土壤中的養(yǎng)分,增加土壤有機(jī)質(zhì)含量,改善土壤結(jié)構(gòu);還可以向土壤中添加有益微生物菌劑,促進(jìn)土壤中養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化和循環(huán),增強(qiáng)土壤的生物活性[。以重慶地區(qū)的酸化土壤改良為例,該地區(qū)部分耕地酸化嚴(yán)重, pH 值低于5.5,制約了農(nóng)作物的生長和農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。為解決這一問題,當(dāng)?shù)夭扇×艘幌盗杏行У母牧即胧?。在改良過程中,選用了適合本地的土壤改良劑,如生理堿性肥料鈣鎂磷肥,并集成了以施用土壤改良劑為基礎(chǔ),配套有機(jī)質(zhì)提升、優(yōu)化施肥、合理耕作、深松深耕等措施的降酸控酸改良技術(shù)體系。
土壤改良對農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要作用。它能夠提高土壤肥力,保障農(nóng)作物的穩(wěn)定高產(chǎn),為糧食安全提供堅實的基礎(chǔ)。改良了土壤減少化肥和農(nóng)藥的使用量,降低了農(nóng)業(yè)面源污染,保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。合理的土壤改良措施還能促進(jìn)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定,提高農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展能力。
4不同栽培措施的協(xié)同效應(yīng)
4.1協(xié)同管理的理論基礎(chǔ)與作用機(jī)制
栽培、植保與土肥管理的協(xié)同管理理論基礎(chǔ)源于農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的整體性和相互關(guān)聯(lián)性。農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)是一個復(fù)雜的有機(jī)整體,其中栽培、植保和土肥管理是相互依存、相互影響的子系統(tǒng)。從生態(tài)學(xué)角度來看,它們共同構(gòu)成了一個動態(tài)平衡的生態(tài)環(huán)境,任何一個子系統(tǒng)的變化都會對其他子系統(tǒng)產(chǎn)生連鎖反應(yīng)。在作用機(jī)制方面,土肥管理為栽培和植保提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。通過合理施肥和土壤改良,能夠提高土壤肥力,增加土壤中的養(yǎng)分含量,改善土壤結(jié)構(gòu),增強(qiáng)土壤的保水保肥能力[38]。
栽培技術(shù)是實現(xiàn)土肥管理和植保目標(biāo)的關(guān)鍵手段。合理的種植密度、間作套種、輪作等栽培措施,能夠優(yōu)化農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能,提高資源利用效率,促進(jìn)作物的生長發(fā)育3。例如,合理密植能夠充分利用土地資源和光照條件,提高作物的產(chǎn)量;間作套種能夠增加農(nóng)田的生物多樣性,改善農(nóng)田生態(tài)環(huán)境,減少病蟲害的發(fā)生。同時,科學(xué)的栽培管理能夠及時發(fā)現(xiàn)和處理病蟲害問題,采取有效的防治措施,減少病蟲危害。在土肥管理方面,不同的栽培模式對土壤肥力的需求和影響不同,因此需要根據(jù)栽培技術(shù)的要求進(jìn)行合理的土肥管理,以滿足作物生長的需要。植保工作則是保障栽培和土肥管理效果的重要手段。有效的病蟲害防治措施能夠保護(hù)作物免受病蟲害的侵害,確保作物的健康生長,從而保證栽培和土肥管理的成果[4。及時防治病蟲害能夠避免作物減產(chǎn),保證作物對養(yǎng)分的有效吸收和利用,提高土肥管理的效益。同時,綠色防控技術(shù)的應(yīng)用,如生物防治、物理防治等,不僅能減少化學(xué)農(nóng)藥的使用,降低對環(huán)境的污染,還能保護(hù)土壤中的有益微生物,維持土壤生態(tài)平衡,有利于土肥管理的可持續(xù)發(fā)展。
4.2協(xié)同管理面臨的挑戰(zhàn)
4.2.1集成難度較大
栽培、植保與土肥管理的協(xié)同發(fā)展在技術(shù)層面面臨系統(tǒng)性整合難題。目前,農(nóng)業(yè)智能化設(shè)備由不同的科研團(tuán)隊和企業(yè)研發(fā),硬件接口與通信協(xié)議多樣,軟件平臺之間缺乏統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn),導(dǎo)致在實際應(yīng)用中難以實現(xiàn)有效整合,栽培環(huán)境傳感器、病蟲害識別系統(tǒng)與王壤肥力監(jiān)測設(shè)備難以實現(xiàn)數(shù)據(jù)互聯(lián)與功能協(xié)同。例如,精準(zhǔn)栽培技術(shù)中的傳感器數(shù)據(jù)與植保監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)格式和傳輸方式不一致,使得兩者難以無縫對接,無法為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供全面、準(zhǔn)確的決策支持。某些智能灌溉系統(tǒng)基于土壤濕度實時調(diào)節(jié)水量,卻未能接入植保平臺的病蟲害預(yù)測數(shù)據(jù),導(dǎo)致灌溉反而增加了病害發(fā)生頻率。此類“數(shù)據(jù)孤島”現(xiàn)象嚴(yán)重限制了農(nóng)業(yè)整體管理的智能化水平與響應(yīng)效率。此外,現(xiàn)有農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在復(fù)雜田間環(huán)境中的穩(wěn)定性、抗干擾能力及長期耐用性仍有待提高,進(jìn)一步增加了技術(shù)集成落地的難度。
4.2.2 協(xié)同管理認(rèn)識不足
農(nóng)戶對協(xié)同管理技術(shù)的采納意愿普遍較低,這一問題深植于傳統(tǒng)農(nóng)耕文化與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式之間的張力。許多農(nóng)戶長期依賴經(jīng)驗性種植模式,對新技術(shù)、新理念的接受程度較低,對數(shù)據(jù)驅(qū)動的協(xié)同管理缺乏信任,尤其在病蟲害防治和施肥決策中,更傾向沿用直觀、熟悉的操作方式。另一方面,協(xié)同管理通常要求使用者具備一定的技術(shù)操作能力和信息解讀素養(yǎng),而目前針對農(nóng)戶的系統(tǒng)性培訓(xùn)仍然不足,基層農(nóng)技推廣體系在內(nèi)容傳遞和效果跟蹤方面也存在斷層。值得注意的是,不同年齡、教育背景和經(jīng)營規(guī)模的農(nóng)戶對技術(shù)接受程度差異顯著,年輕、規(guī)模化的新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體表現(xiàn)出更強(qiáng)的嘗試意愿,而小農(nóng)戶則更關(guān)注技術(shù)的簡易性、可靠性和即時效益。這種認(rèn)知和需求上的分層,進(jìn)一步增加了協(xié)同管理推廣的復(fù)雜性。另外,一些農(nóng)業(yè)企業(yè)和基層農(nóng)業(yè)部門對協(xié)同管理的重視程度也不夠,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)劃和政策制定中,缺乏對三者協(xié)同發(fā)展的整體考慮,導(dǎo)致協(xié)同管理的推廣和實施缺乏政策支持和組織保障。
4.2.3實施成本與經(jīng)濟(jì)效益不匹配
協(xié)同管理模式的推廣顯著受制于其高實施成本與難以快速兌現(xiàn)的經(jīng)濟(jì)回報。初期投入包括智能傳感設(shè)備、精準(zhǔn)灌溉系統(tǒng)、無人機(jī)植保器械、土壤快速檢測工具及智能決策平臺的購置與部署費用,此外還需考慮網(wǎng)絡(luò)通信、設(shè)備維護(hù)、軟件升級和人員操作培訓(xùn)等持續(xù)支出。對普通農(nóng)戶及家庭農(nóng)場而言,這類投資規(guī)模較大且風(fēng)險較高。盡管協(xié)同管理有望通過節(jié)水、節(jié)肥、減藥及提質(zhì)帶來中長期收益,但此類效益往往需要跨越一至多個生產(chǎn)周期方能顯現(xiàn),無法立即抵消投入成本。尤其在市場價格波動頻繁的背景下,經(jīng)營者更傾向于規(guī)避投資回收周期長、確定性較低的技術(shù)模式。此外,現(xiàn)有農(nóng)業(yè)保險和信貸產(chǎn)品對智慧農(nóng)業(yè)項目的風(fēng)險覆蓋和資金支持仍不完善,很多生產(chǎn)主體難以獲得足夠的金融杠桿以推動技術(shù)采納和管理升級。
4.3協(xié)同管理的應(yīng)對策略
為應(yīng)對這些挑戰(zhàn),應(yīng)加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)與集成創(chuàng)新,加大對農(nóng)業(yè)技術(shù)研發(fā)的投入,鼓勵科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)開展跨領(lǐng)域合作,共同研發(fā)適合協(xié)同管理的新技術(shù)、新設(shè)備。建立統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)接口,促進(jìn)不同技術(shù)之間的互聯(lián)互通和集成應(yīng)用。加強(qiáng)對農(nóng)業(yè)智能化設(shè)備的研發(fā)和改進(jìn),提高設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性,降低設(shè)備成本,使其更易于在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。
5小結(jié)
栽培、植保與土肥管理的協(xié)同效應(yīng)在理論和實踐中均得到了充分驗證。從理論基礎(chǔ)來看,它們相互依存、相互影響,共同構(gòu)成了農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的有機(jī)整體。在實際生產(chǎn)中,通過協(xié)同管理,能夠?qū)崿F(xiàn)資源的優(yōu)化配置,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率,減少化學(xué)農(nóng)藥和化肥的使用量,降低環(huán)境污染,保護(hù)生態(tài)平衡,取得良好的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會效益。然而,栽培、植保與土肥管理的協(xié)同發(fā)展仍面臨諸多挑戰(zhàn)。技術(shù)層面上,技術(shù)集成難度大,農(nóng)業(yè)智能化設(shè)備穩(wěn)定性和可靠性有待提高;觀念層面,農(nóng)民和部分農(nóng)業(yè)從業(yè)者對協(xié)同管理的認(rèn)識不足;政策層面,相關(guān)政策法規(guī)不完善,扶持政策和激勵機(jī)制缺失,政策執(zhí)行和監(jiān)管力度不足。這些問題制約了協(xié)同發(fā)展的推進(jìn),需要采取有效措施加以解決。
未來,一體化發(fā)展將打破栽培、植保與土肥管理之間的界限,實現(xiàn)三者的有機(jī)融合和協(xié)同創(chuàng)新。構(gòu)建栽培、植保、土肥一體化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理體系,從農(nóng)田規(guī)劃、品種選擇、種植管理到病蟲害防治、土壤改良和施肥等各個環(huán)節(jié),進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計和統(tǒng)籌安排,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高效、可持續(xù)發(fā)展。
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