孟 瑩,孫虹雨,楊 勁,周海燕,呂廣輝,孫立德

(1.中國氣象局氣象干部培訓(xùn)學(xué)院遼寧分院,遼寧 沈陽 110866;2.遼寧省氣象臺,遼寧 沈陽 110866;3.喀左縣氣象局,遼寧 喀左 122300;4.喀左縣植保站,遼寧 喀左 122300)

農(nóng)作物病蟲害是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要生物災(zāi)害,它具有種類多、影響大、時常爆發(fā)的特點,除受其自身的生物學(xué)特性影響外,還受外界環(huán)境條件的影響。氣象條件與病蟲發(fā)生消長有著密切的關(guān)系。一方面氣象本身(溫度、濕度、光照、風雨等氣象要素及地面、近地面空氣、距地面1 000 m 左右大氣中氣流等大氣運動形勢、天氣形勢等)可直接作用于病蟲,如氣傳病害流行與風關(guān)系密切,昆蟲動態(tài)如草地螟蟲量多少、飛行方向如何依賴于氣流等。另一方面,與病蟲關(guān)系密切的非氣象類生態(tài)環(huán)境,農(nóng)作物品種、耕作栽培制度、施肥與澆水等的制約因素,也受氣象條件的影響。外界天氣氣候條件直接影響病蟲的生長、發(fā)育、生存、繁殖,從而造成病蟲的發(fā)生期、發(fā)生量,危害期及發(fā)生面積影響不同。農(nóng)業(yè)病蟲氣象是研究農(nóng)作物病蟲發(fā)生與氣象條件關(guān)系的一門科學(xué),作者提出了農(nóng)業(yè)病蟲害氣象學(xué)[1],得到同行們的認可,所著的《農(nóng)業(yè)病蟲害氣象學(xué)》被評為遼寧省2016 年度自然科學(xué)學(xué)術(shù)成果特等獎?？ψ髿庀罂萍既藛T在國家森林病蟲防治總站召開的“2015 年全國林業(yè)有害生物發(fā)生趨勢會商會”和“2016年國家級中心測報站專職測報員培訓(xùn)班”上作專題學(xué)術(shù)報告,《喀左縣氣象因素對林業(yè)有害生物發(fā)生影響評估及預(yù)測預(yù)報》,在全國森防部門推廣;在中國氣象局氣象干部培訓(xùn)學(xué)院舉辦的“全國農(nóng)業(yè)氣象培訓(xùn)班”上,《喀左農(nóng)業(yè)病蟲氣象服務(wù)》課件授課41 學(xué)時,在全國氣象部門推廣應(yīng)用。為使農(nóng)業(yè)氣象人員、農(nóng)業(yè)技術(shù)人員和農(nóng)民更好地利用農(nóng)業(yè)病蟲氣象技術(shù),辦好培訓(xùn)班是至關(guān)重要的。為此,作者根據(jù)以往實踐和認識,對辦好農(nóng)業(yè)病蟲害氣象服務(wù)培訓(xùn)提出以下看法。使農(nóng)業(yè)技術(shù)人員及農(nóng)民能夠充分利用智慧農(nóng)業(yè)病蟲氣象技術(shù),更好的指導(dǎo)農(nóng)民趨利避害,逐步實現(xiàn)“看天管理”[2～16]。

1 農(nóng)業(yè)病蟲氣象服務(wù)技術(shù)培訓(xùn)需求

1.1 農(nóng)業(yè)病蟲發(fā)生消長和天氣氣候條件的關(guān)系研究

關(guān)于病蟲發(fā)生消長氣象規(guī)律的研究,植物保護工作者對許多病蟲的生物學(xué)特性都進行了測定,為分析病蟲發(fā)生的氣象規(guī)律提供了科學(xué)的依據(jù)。一是當?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)中亟待解決的病蟲氣象問題;二是病蟲氣象規(guī)律研究開始從定性進入到定量的研發(fā)?？ψ罂h氣象、植物保護技術(shù)人員找出了笨蝗生長溫濕度指標,并建立了長期預(yù)測模式,及時發(fā)布防治預(yù)報警報;收到了較好的服務(wù)效果。

1.2 遷飛性害蟲遠距離遷飛的氣象規(guī)律研究

我國植物保護、氣象工作者從六十年代初開始對黏蟲、稻縱卷葉螟、褐飛虱、白背飛虱、棉鈴蟲、草地螟等遷飛性害蟲進行系統(tǒng)研究,草地貪葉蛾遷飛氣象規(guī)律正在積極研究中。喀左縣采用天氣學(xué)、數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品及統(tǒng)計學(xué)方法預(yù)測遷飛性害蟲遷飛降落取得了卓有成效的研究成果,由于鋒面天氣過境預(yù)報準確率明顯提升,提前采取農(nóng)業(yè)生物措施誘殺成蟲,取得了事半功倍的滅蛾效果。

1.3 病蟲發(fā)生程度評估及經(jīng)濟效益評價

采用前蘇聯(lián)卡爾別耶夫兩分類、三分類方法,對黏蟲氣象預(yù)報經(jīng)濟效益和發(fā)生程度進行了定量評價,找出防治最優(yōu)決策;首次采用仿真技術(shù)的蒙特卡羅方法定量評價喀左縣主要害蟲發(fā)生程度的氣候保證率、方差值和峰度值,為研究農(nóng)業(yè)害蟲發(fā)生規(guī)律提供了科學(xué)依據(jù)。

1.4 智慧農(nóng)業(yè)病蟲氣象及綠色氣象防控技術(shù)

(1)采用天氣學(xué)方法預(yù)測遷飛性害蟲降落,采用物理方法,誘殺成蟲;(2)利用數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品和統(tǒng)計學(xué)方法預(yù)測害蟲發(fā)生程度和最佳防治期;(3)發(fā)布病蟲防治期農(nóng)用天氣預(yù)報(氣溫、濕度、日照時數(shù)、風向風速等);(4)農(nóng)藥施用與天氣試驗研究推廣。喀左縣氣象局和縣植物保護站采用模糊綜合評判方法,篩選出20%滅多威、50%棉鈴寶等5 個農(nóng)藥品種1∶1 添加FZX 農(nóng)藥增效劑,不怕雨水沖刷,提高棉鈴蟲防治效果16.3%,1997 年被遼寧省植物保護站列為全省防治棉鈴蟲主要措施和方法。找出了菊酯類農(nóng)藥夏季施用最佳時期為16:00～18:00,氣溫在24 ℃,相對濕度在70%,提高棉蚜蟲防治效果14.1%。日光溫室內(nèi)采用棉壟鑫高溫悶棚技術(shù),找出氣溫在56 ℃以上117 h 效果最佳,并對土壤中各種線蟲、枯黃萎病得到有效殺滅作用,提高產(chǎn)量24.6%;遼寧省植物保護站2017年3 月在喀左縣召開會議并在全省推廣應(yīng)用。

喀左縣氣象和植物保護技術(shù)人員找出了為害農(nóng)業(yè)主要病蟲發(fā)生氣象規(guī)律,采用多種數(shù)學(xué)方法預(yù)測病蟲發(fā)生量、發(fā)生期、發(fā)生面積及最佳防治期,病蟲預(yù)報準確率在80%左右;還提前3～5 d 做出鋒面天氣移到本地預(yù)報,采取農(nóng)業(yè)生物措施誘蛾,開展了農(nóng)藥施用與天氣試驗,確定防治最優(yōu)決策和利用有利天氣指導(dǎo)農(nóng)民科學(xué)施藥,從而提高了農(nóng)業(yè)病蟲綜合預(yù)報預(yù)警能力,為綠色防控技術(shù)開辟了一條新的途徑。2012 年7 月2 日喀左縣氣象臺針對7 月3 日的轉(zhuǎn)折性天氣發(fā)布農(nóng)藥噴灑預(yù)報:“預(yù)計喀左縣7 月3 日～5 日受高壓控制,天氣以晴為主,氣溫在20～34 ℃,相對濕度50%～60%,日照時數(shù)9～10 h,風速每秒在2 到3 級,非常適合農(nóng)作物病蟲害防治等農(nóng)事活動;用藥以正溫度系數(shù)劑型為主,噴施農(nóng)藥最佳時間為16:00～18:00”。農(nóng)民根據(jù)發(fā)布的信息合理安排打藥時間,節(jié)省了勞動成本,提高了防治效果。2012 年8 月1 日,喀左縣氣象臺和縣植物保護站聯(lián)合發(fā)布三代黏蟲發(fā)生防治預(yù)報:由于前期降水偏多和蟲源基數(shù)較大,三代黏蟲將大發(fā)生,各鄉(xiāng)鎮(zhèn)應(yīng)加強防治。防治最佳時間為8 月6～15 日,選擇晴天噴施農(nóng)藥。2012 年是東北地區(qū)近30 年三代黏蟲發(fā)生最嚴重的年份,喀左縣沒有造成一畝損失。

2 農(nóng)業(yè)病蟲氣象服務(wù)技術(shù)培訓(xùn)特點

2.1 培訓(xùn)目標

通過培訓(xùn),可提高農(nóng)業(yè)病蟲氣象服務(wù)人員對農(nóng)業(yè)病蟲氣象服務(wù)重要性的認識,了解農(nóng)業(yè)病蟲發(fā)生氣象指標,采用天氣學(xué)、數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品、統(tǒng)計學(xué)預(yù)測病蟲發(fā)生期、發(fā)生程度及遷飛性害蟲遷入降落期預(yù)報,病蟲發(fā)生氣象預(yù)報經(jīng)濟效益評估及農(nóng)業(yè)病蟲綠色氣象防控技術(shù)等,提升農(nóng)業(yè)病蟲氣象服務(wù)人員自主研發(fā)病蟲氣象服務(wù)指標體系和服務(wù)產(chǎn)品以及解決實際問題的能力,為參訓(xùn)學(xué)員提供深入學(xué)習交流農(nóng)業(yè)病蟲氣象為農(nóng)村振興的機會。

2.2 培訓(xùn)內(nèi)容

(1) 農(nóng)業(yè)病蟲氣象資料信息源(常規(guī)平行觀測獲取通用資料信息,專門設(shè)計的試驗觀察所獲取的資料信息,模式識別技術(shù)獲取的昆蟲氣象并行監(jiān)測資料信息,雷達氣象與雷達昆蟲監(jiān)測資料信息,衛(wèi)星對昆蟲和天氣的并行監(jiān)測等)。(2)農(nóng)業(yè)病蟲發(fā)生與氣象要素的關(guān)系(蟲害與氣象要素的關(guān)系,病害與氣象要素的關(guān)系等)。(3)農(nóng)業(yè)病蟲害天氣學(xué)(基本原理,信息匯集與圖上顯示,天氣圖初步分析,病蟲害依天氣形勢關(guān)系的研究等)。(4)農(nóng)業(yè)病蟲害氣候?qū)W(病蟲與氣候關(guān)系,病蟲害氣候風險分析,病蟲氣候區(qū)劃,氣候變暖對病蟲的影響,害蟲發(fā)生程度的蒙特卡羅方法定量評估等)。(5)病蟲氣象等級預(yù)報(病蟲影響的生態(tài)動力學(xué)基礎(chǔ),病蟲氣象預(yù)報方法的4 個階段,病蟲突變理論問題,害蟲遷飛降落與天氣動力形勢及預(yù)報應(yīng)用,數(shù)理統(tǒng)計、模糊數(shù)學(xué)、灰色系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、“3S”技術(shù)等方法在病蟲氣象預(yù)報中的應(yīng)用等)。(6)綠色氣象防控技術(shù)(依天氣學(xué)方法預(yù)報遷飛害蟲降落,利用數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品和統(tǒng)計學(xué)預(yù)測病蟲發(fā)生量、發(fā)生時間和發(fā)生期,采用物理方法誘殺成蟲,發(fā)布病蟲防治期農(nóng)用天氣預(yù)報,農(nóng)藥噴灑與天氣試驗研究及推廣應(yīng)用等)。(7)農(nóng)業(yè)病蟲氣象預(yù)報經(jīng)濟效益評估(卡爾別耶夫兩分類、三分類評價方法,概率矩陣評估方法,德爾菲專家評估方法等)。(8)智慧農(nóng)業(yè)病蟲氣象服務(wù)(病蟲觀測監(jiān)測數(shù)據(jù)資料,病蟲發(fā)生程度和綜合預(yù)報預(yù)警,病蟲最佳防治期農(nóng)用天氣預(yù)報,綠色氣象防控技術(shù)等)。

2.3 培訓(xùn)方式

開展農(nóng)業(yè)病蟲氣象服務(wù)技術(shù)培訓(xùn)應(yīng)當根據(jù)學(xué)員特點,綜合運用講授式、研究式、案例式、體驗式等4 種教學(xué)方法,提高培訓(xùn)質(zhì)量。因此,作為培訓(xùn)機構(gòu)的組織者、策劃者,在選擇培訓(xùn)方式、方法時,必須統(tǒng)籌考慮,綜合運用。當然,培訓(xùn)方法只是培訓(xùn)的載體,凡能有效實現(xiàn)培訓(xùn)目標的方法,都應(yīng)予以采納。在選擇培訓(xùn)方法時,培訓(xùn)者應(yīng)采取線上線下等方法,學(xué)習并掌握多種培訓(xùn)方法,在培訓(xùn)中綜合運用,不斷總結(jié)各種方法的得失。在選擇培訓(xùn)方式時,必須注重成年人學(xué)習的特點,注意激發(fā)和調(diào)動參訓(xùn)者的學(xué)習積極性,以解決實際問題為導(dǎo)向,確定研究主體,采取個體學(xué)習和團體學(xué)習相結(jié)合的方式,通過團隊學(xué)習影響個體學(xué)習,深入思考和研究。

組織一次成功的培訓(xùn),究竟選擇哪種培訓(xùn)方法,沒有固定模式,但就其過程而言,培訓(xùn)就是多種方法、技巧的綜合運用?，F(xiàn)列舉4 種主要培訓(xùn)方法進行比較分析,供選用時參考,見表1。

表1 4 種主要培訓(xùn)方法的比較

3 農(nóng)業(yè)病蟲氣象服務(wù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

以農(nóng)業(yè)主要病蟲發(fā)生氣象規(guī)律作為出發(fā)點,喀左縣氣象局和喀左縣植物保護站完善了主要大宗農(nóng)業(yè)病蟲(黏蟲、棉鈴蟲、玉米螟、高粱蚜蟲、笨蝗、亞洲小車蝗、桃小食心蟲、白菜霜霉病、蘋果小食心蟲等)發(fā)生氣象指標;采用統(tǒng)計學(xué)方法預(yù)測病蟲發(fā)生量、發(fā)生時間、發(fā)生面積及最佳防治期,準確率在80%左右,采用天氣學(xué)方法預(yù)測遷飛性害蟲(黏蟲、棉鈴蟲、草地螟等)降落高峰期;利用數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品,提前3～5 d 做出鋒面天氣移到本地預(yù)報,采取插谷草把、楊樹枝把、高壓汞燈、頻振式殺蟲燈、光波共振式太陽能殺蟲燈等農(nóng)業(yè)生物措施誘蛾,達到事半功倍的滅蛾效果。及時發(fā)布農(nóng)業(yè)病蟲防治期農(nóng)用天氣預(yù)報(包括氣溫、相對濕度、太陽能輻射量、風向風速、日照時數(shù)等),提高了綜合防治效果[17～18]。

喀左縣氣象局主持的《棉鈴蟲監(jiān)測防治技術(shù)研究推廣》獲遼寧省政府1996 年度科技進步二等獎。采用華羅庚拋物線優(yōu)選法確定以白菜種子拌農(nóng)用稀土12.8 g/kg為最佳用量,使白菜霜霉病發(fā)病率平均降低了26.9%。找出北方日光溫室減輕病害發(fā)生程度最主要的措施就是選好建棚的方位角(喀左縣為正南偏西7.2 °)和透光率較高的棚膜,改善棚內(nèi)微氣候條件,增加太陽能輻射量,提高氣溫和地溫,降低相對濕度,減少棚內(nèi)防治用藥,促進蔬菜生長及免疫力增強,達到高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)安全[19～22]?！犊ψ罄煤驼{(diào)控氣候因素防控病蟲害試驗范例》編入遼寧省昆蟲學(xué)會理事長孫富余主編的《生態(tài)環(huán)境與害蟲防控》一書,并在全省推廣。

4 農(nóng)業(yè)病蟲氣象服務(wù)技術(shù)培訓(xùn)存在的問題及對策

4.1我國農(nóng)業(yè)病蟲氣象服務(wù)技術(shù)還處于發(fā)展階段,缺乏經(jīng)驗,其先進典型和優(yōu)秀氣象為農(nóng)服務(wù)產(chǎn)品還不能滿足農(nóng)戶的需求。因此,對遷飛性害蟲遷飛降落、數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品預(yù)測鋒面天氣、農(nóng)藥施用與氣象條件及病蟲發(fā)生氣象指標等,在防治中迫切需要掌握;在農(nóng)業(yè)病蟲氣象服務(wù)應(yīng)用技術(shù)和培訓(xùn)過程中還應(yīng)增加實習、實訓(xùn)內(nèi)容,這也有利于學(xué)員在實際工作中研發(fā)新的農(nóng)業(yè)病蟲氣象服務(wù)產(chǎn)品。

4.2農(nóng)業(yè)病蟲氣象服務(wù)技術(shù)培訓(xùn),雖然可以提高學(xué)員為農(nóng)服務(wù)水平,但推廣能力較弱,仍需植物保護部門和氣象部門通力合作,將病蟲發(fā)生氣象指標、預(yù)測預(yù)報以及綠色氣象防控技術(shù)等服務(wù)方法推廣應(yīng)用。病蟲發(fā)生氣象指標可采用人工氣候箱與自然氣象條件下有機結(jié)合,完善昆蟲生長發(fā)育三基點溫度指標,互相訂正。而采用天氣學(xué)、數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品及統(tǒng)計學(xué)方法預(yù)測病蟲發(fā)生程度,還要結(jié)合當?shù)氐牡匦蔚貏?下墊面等)進行綜合分析;需要做好深入研究與推廣。

4.3農(nóng)戶有著強烈技術(shù)的需求。其需求的重點是氣象信息和病蟲防治等,但目前的技術(shù)還存在較大差距,尚無法滿足這些需求。今后更需要農(nóng)業(yè)氣象、植物保護技術(shù)人員在遷飛性害蟲入侵機理、病蟲防治農(nóng)用天氣預(yù)報、農(nóng)藥施用與天氣等方面進行深入研究,逐步解決這些防治中實實在在的問題;培訓(xùn)時積極創(chuàng)新教學(xué)方式,采取“遠程+面授”方式教學(xué),不斷減輕基層負擔。

5 小結(jié)

5.1農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害和農(nóng)業(yè)病蟲危害是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨的兩大自然災(zāi)害。氣象條件與病蟲發(fā)生消長有著密切的關(guān)系,研發(fā)病蟲發(fā)生氣象規(guī)律及災(zāi)害性天氣對作物產(chǎn)量的綜合影響意義重大,采用先進的數(shù)學(xué)方法、人工智能等建立預(yù)報模型,發(fā)布比較準確的數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品和農(nóng)用天氣預(yù)報,實現(xiàn)氣象防控技術(shù)在綠色發(fā)展中的突出作用。農(nóng)業(yè)病蟲氣象技術(shù)培訓(xùn)可提高從事農(nóng)業(yè)病蟲氣象人員解決農(nóng)業(yè)病蟲服務(wù)綜合能力和為農(nóng)服務(wù)水平,使氣象在為農(nóng)服務(wù)方面更具有針對性和可行性,為農(nóng)業(yè)病蟲綠色防控提供有力的氣象保障。

5.2我國地域遼闊,氣候錯綜復(fù)雜,適合各種病蟲災(zāi)害發(fā)生,為適應(yīng)鄉(xiāng)村振興的需求,農(nóng)業(yè)病蟲氣象研究須深入廣泛開展。近年來的實踐證明,植物保護、農(nóng)業(yè)氣象兩個學(xué)科在理論和實踐上的有機結(jié)合,使主要服務(wù)項目和科研課題有了新的突破,得以迅速發(fā)展。病蟲氣象并不是簡單機械的植物保護和氣象相加,而是利用植物保護與氣象各自先進技術(shù)、方法、理論,把這門邊緣學(xué)科在為“三農(nóng)”服務(wù)方面有所提高和創(chuàng)新,找出新的指標和綠色氣象防控技術(shù),特別是農(nóng)藥噴施與天氣應(yīng)進一步加強研究。病蟲氣象應(yīng)到地里棚里去,應(yīng)加強病蟲發(fā)生大中小尺度氣候背景和氣象要素之間關(guān)系的研究,并對病蟲發(fā)生開展微氣候研究,做到用最小的藥劑達到最大限度的防治效果,努力提高生態(tài)效益,加強病蟲氣象預(yù)報的生態(tài)動力學(xué)及病蟲預(yù)報天氣學(xué)方法研究,圍繞“有害生物綠色防控及農(nóng)藥減量增效”的主題,把論文寫在廣袤的大地上,發(fā)表在權(quán)威的雜志上。這才是病蟲氣象真正的生命力。