收稿日期:2023-12-11
作者簡(jiǎn)介:李素霞(1978—),女,山東聊城人,農(nóng)藝師,主要從事農(nóng)業(yè)技術(shù)研究。
摘 要:在全球范圍內(nèi),作為重要的糧食作物,玉米在保障糧食安全方面發(fā)揮著重要作用。著重探討了玉米種植管理的意義,并深入剖析了當(dāng)前玉米種植過(guò)程中面臨的主要問(wèn)題。其中,選種和施肥管理不當(dāng)、密度控制不精準(zhǔn)、病蟲(chóng)害防治體系不完善已成為制約玉米產(chǎn)量和品質(zhì)提升的關(guān)鍵因素。為解決以上問(wèn)題,提出了一系列有針對(duì)性的策略和技術(shù)措施,包括選育優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)品種、精準(zhǔn)化智能化的栽培管理、建立全程病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)與控制體系、加強(qiáng)農(nóng)技人員培訓(xùn)等。
關(guān)鍵詞:玉米種植管理;病蟲(chóng)害防治;選種和施肥;密度控制
中圖分類號(hào):S513 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B 文章編號(hào):2095–3305(2024)04–00-03
玉米作為全球最重要的糧食作物之一,對(duì)滿足人類的食物需求具有重要作用。隨著人口的持續(xù)增長(zhǎng),確保玉米的穩(wěn)定、高效生產(chǎn)顯得尤為重要。在此背景下,玉米種植管理和病蟲(chóng)害防治成為農(nóng)業(yè)研究和實(shí)踐的重要課題。為了有效應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn),研究應(yīng)用先進(jìn)的玉米種植管理技術(shù)和病蟲(chóng)害防治技術(shù)勢(shì)在必行,不僅有助于保障糧食安全,還會(huì)對(duì)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。農(nóng)民通過(guò)科學(xué)的管理方法和防治技術(shù),可以減少化肥、農(nóng)藥的使用,減輕對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響,同時(shí)提高玉米的產(chǎn)量和品質(zhì)。
1 玉米種植管理的意義
玉米作為全球范圍內(nèi)重要的糧食作物之一,其種植管理對(duì)保障糧食安全、提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。良好的玉米種植管理不僅可以顯著提升產(chǎn)量和改善品質(zhì),還能有效減少資源浪費(fèi)和環(huán)境污染,進(jìn)而促進(jìn)生態(tài)平衡。通過(guò)選擇適合的品種、合理施肥、精準(zhǔn)控制種植密度、及時(shí)防治病蟲(chóng)害,可以顯著提高單位面積的產(chǎn)出,同時(shí)減少病蟲(chóng)害引起的損失。
此外,隨著全球氣候變化和自然資源的逐漸緊缺,采用科學(xué)的種植管理方法對(duì)適應(yīng)環(huán)境變化、保障糧食供應(yīng)的穩(wěn)定性具有重要意義[1]。玉米種植管理包括對(duì)農(nóng)業(yè)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和應(yīng)用,例如,智能化農(nóng)業(yè)技術(shù)的運(yùn)用可以進(jìn)一步提高種植效率和管理精度。因此,優(yōu)化玉米種植管理不僅是提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益的關(guān)鍵,還是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重要途徑。
2 當(dāng)前玉米種植存在的問(wèn)題
2.1 選種和施肥管理不當(dāng)
選種和施肥是玉米種植的2個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。選種不當(dāng)可能導(dǎo)致種植的品種不適應(yīng)當(dāng)?shù)氐臍夂蚝屯寥罈l件,影響產(chǎn)量和品質(zhì)。同時(shí),施肥管理不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致養(yǎng)分利用率低下,既浪費(fèi)了資源,又加重了環(huán)境負(fù)擔(dān)。過(guò)量施肥不僅會(huì)增加成本,還可能引起土壤酸化和養(yǎng)分失衡,從而影響作物的生長(zhǎng)發(fā)育。
2.2 密度控制不精準(zhǔn)
種植密度直接影響作物的生長(zhǎng)空間和資源利用效率。密度控制不精準(zhǔn),過(guò)密或過(guò)稀都會(huì)影響作物的生長(zhǎng)發(fā)育。過(guò)密種植會(huì)導(dǎo)致光照、水分和養(yǎng)分競(jìng)爭(zhēng)加劇,增加病蟲(chóng)害發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn);而種植過(guò)稀則會(huì)導(dǎo)致土地資源浪費(fèi),降低單位面積產(chǎn)量。
2.3 病蟲(chóng)害防治體系不完善
病蟲(chóng)害是威脅玉米產(chǎn)量和品質(zhì)的主要因素之一。當(dāng)前,許多地區(qū)的病蟲(chóng)害防治體系不完善,如防治技術(shù)落后、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不健全等。這不僅增加了農(nóng)藥的過(guò)度使用和環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn),還會(huì)導(dǎo)致病蟲(chóng)害的抗藥性增強(qiáng),從而增加未來(lái)防控的難度[2]。
3 玉米種植管理和病蟲(chóng)害防治策略
3.1 選育優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)品種
隨著全球人口的增長(zhǎng)和食物需求的日益上升,選育高產(chǎn)的玉米品種成為迫切的農(nóng)業(yè)需求。這些高產(chǎn)品種通過(guò)優(yōu)化玉米的遺傳特性,能夠有效利用每一分耕地,從而在相同面積上實(shí)現(xiàn)更高的產(chǎn)量。現(xiàn)代育種技術(shù),如基因編輯和轉(zhuǎn)基因技術(shù),為人們提供了強(qiáng)大的工具精確改變玉米的特定基因。這些技術(shù)使得育種者可以直接定向改造作物的生長(zhǎng)習(xí)性,提高其對(duì)環(huán)境適應(yīng)性和抗逆性。
例如,通過(guò)基因編輯,可以使玉米更有效地利用水分和養(yǎng)分,或增強(qiáng)其對(duì)極端氣候條件的耐受性。這不僅能提高玉米的產(chǎn)量,還能在不利的環(huán)境條件下,保障穩(wěn)定的糧食供應(yīng)。對(duì)優(yōu)質(zhì)玉米品種的選育不僅要關(guān)注產(chǎn)量,還強(qiáng)調(diào)提升玉米的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和加工品質(zhì)。通過(guò)改變淀粉、蛋白質(zhì)或其他關(guān)鍵營(yíng)養(yǎng)成分的含量,使玉米更貼合特定的食品加工需求或滿足更高的營(yíng)養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)。例如,育種者可能致力于開(kāi)發(fā)富含特定維生素或礦物質(zhì)的玉米品種,以滿足特定人群的營(yíng)養(yǎng)需求,如兒童或老年人。同時(shí),特殊的加工品質(zhì),例如,更適合制作高纖維食品或易于發(fā)酵的品種,對(duì)食品加工行業(yè)而言非常有價(jià)值。這些品種的開(kāi)發(fā)有助于拓寬玉米在食品市場(chǎng)中的應(yīng)用范圍,同時(shí)滿足消費(fèi)者對(duì)健康食品日益增長(zhǎng)的需求。
考慮到全球氣候變化和資源限制的現(xiàn)實(shí)因素,選育抗逆性強(qiáng)的玉米品種顯得尤為重要。這類品種能夠在干旱、鹽堿土壤等非理想條件下維持較高的產(chǎn)量,減少對(duì)稀缺資源,如灌溉水、化肥的依賴。例如,開(kāi)發(fā)耐旱或耐鹽堿的玉米品種,可以使農(nóng)民在較為惡劣的土壤條件下獲得滿意的收成,同時(shí)減少農(nóng)業(yè)對(duì)水資源的消耗和土壤健康的影響。此外,這些品種通常具有更好的抗病蟲(chóng)害特性,能夠減少對(duì)化學(xué)農(nóng)藥的依賴。這不僅有助于減少農(nóng)業(yè)活動(dòng)對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響,還能降低農(nóng)民對(duì)農(nóng)藥的經(jīng)濟(jì)支出。
在玉米品種的選育過(guò)程中,考慮到對(duì)地域的適應(yīng)性至關(guān)重要。不同地區(qū)的氣候、土壤條件、病蟲(chóng)害種類和發(fā)生頻率各不相同,這要求育種必須根據(jù)當(dāng)?shù)氐木唧w條件進(jìn)行調(diào)整[3]。地方農(nóng)業(yè)科研機(jī)構(gòu)和農(nóng)民的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)應(yīng)該發(fā)揮關(guān)鍵作用,其對(duì)本地環(huán)境的深入了解可以幫助育種者更好地選擇適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的品種。此外,與當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的合作可以確保新品種能夠滿足其實(shí)際需求,從而提高農(nóng)民對(duì)這些新品種的接受度和普及率。通過(guò)這種本地化的品種改良,以確保每個(gè)地區(qū)都能得到最適合其特定環(huán)境條件的玉米品種,從而最大限度地提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)量。
3.2 精準(zhǔn)化智能化栽培管理
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)的應(yīng)用是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)革命的核心,它依賴于高科技工具和數(shù)據(jù)分析,確保作物獲得最適宜的生長(zhǎng)條件。在玉米種植過(guò)程中,這種技術(shù)的應(yīng)用顯得尤為重要。通過(guò)使用衛(wèi)星成像和地面?zhèn)鞲衅?,農(nóng)民可以獲取關(guān)于土壤質(zhì)量、作物健康狀況和環(huán)境因素的詳盡信息。這些數(shù)據(jù)能幫助他們監(jiān)測(cè)作物生長(zhǎng)的每個(gè)階段和環(huán)境變化對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育的影響。例如,衛(wèi)星成像可以揭示作物生長(zhǎng)不均勻的區(qū)域,而土壤傳感器可以提供關(guān)于土壤濕度和養(yǎng)分水平的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),從而使農(nóng)民能夠根據(jù)具體情況進(jìn)行精準(zhǔn)施肥和灌溉。
這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于能夠最大限度地減少資源浪費(fèi),并提高玉米的產(chǎn)量和質(zhì)量。例如,精確的水分管理,可以避免過(guò)度灌溉導(dǎo)致的水資源浪費(fèi)和土壤退化。同時(shí),精準(zhǔn)施肥不僅能提高肥料利用率,還能減輕化肥流失對(duì)環(huán)境的影響。此外,精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)還有助于預(yù)測(cè)作物疾病和蟲(chóng)害的風(fēng)險(xiǎn),使得防治措施更加及時(shí)、有效。
智能化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中扮演著越來(lái)越重要的角色。這些系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)收集和分析玉米生長(zhǎng)環(huán)境的數(shù)據(jù),包括土壤濕度、溫度、養(yǎng)分水平、作物生長(zhǎng)狀況。通過(guò)先進(jìn)的傳感器和無(wú)線通信技術(shù),這些信息可以實(shí)時(shí)傳輸給農(nóng)民的移動(dòng)設(shè)備,幫助他們做出更精準(zhǔn)、及時(shí)的決策。例如,當(dāng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)到土壤濕度低于理想水平時(shí),會(huì)自動(dòng)觸發(fā)灌溉系統(tǒng)或向農(nóng)民發(fā)送警報(bào)。同樣,如果系統(tǒng)檢測(cè)到某種養(yǎng)分缺乏,農(nóng)民可以根據(jù)需要進(jìn)行施肥。這些智能系統(tǒng)不僅提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率,而且通過(guò)精準(zhǔn)管理減少了資源的浪費(fèi)。某些更先進(jìn)的系統(tǒng),甚至能自動(dòng)調(diào)整灌溉和施肥計(jì)劃,確保作物在最佳狀態(tài)下生長(zhǎng)。這種自動(dòng)化管理不僅減輕了農(nóng)民的勞動(dòng)負(fù)擔(dān),還提高了作物生產(chǎn)的整體效率和可持續(xù)性。
基于大數(shù)據(jù)和AI算法,定制化的栽培方案能夠?yàn)槊科恋睾兔糠N作物提供最優(yōu)的種植策略。這種方案綜合考慮了地理、氣候條件、作物品種的特性,以提供個(gè)性化的管理建議。例如,AI算法可以分析歷史氣候數(shù)據(jù)、土壤類型和以往的作物表現(xiàn),以預(yù)測(cè)最佳的播種時(shí)間、種植密度和灌溉需求。對(duì)于玉米種植而言,這意味著能夠根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蜃兓⑼寥罈l件和水資源狀況調(diào)整種植計(jì)劃,從而最大限度地提高玉米的產(chǎn)量和減少風(fēng)險(xiǎn)。
此外,這些方案還可以幫助農(nóng)民有效預(yù)測(cè),并應(yīng)對(duì)可能的病蟲(chóng)害問(wèn)題,通過(guò)早期預(yù)警系統(tǒng)減少潛在的損失[4]。AI驅(qū)動(dòng)的定制化方案不僅有利于提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì),還有助于減輕病蟲(chóng)害的發(fā)生,進(jìn)而減少對(duì)化學(xué)農(nóng)藥的依賴。
3.3 構(gòu)建全程病蟲(chóng)害的監(jiān)測(cè)與控制體系
早期預(yù)警系統(tǒng)在病蟲(chóng)害管理中起著至關(guān)重要的作用。該系統(tǒng)的核心是在田間建立一個(gè)高效的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),通過(guò)安裝傳感器、攝像頭和其他檢測(cè)設(shè)備實(shí)時(shí)收集作物生長(zhǎng)狀況和潛在的病蟲(chóng)害跡象的數(shù)據(jù)。例如,高分辨率的攝像頭可以捕捉到最初的病害斑點(diǎn)或蟲(chóng)害跡象,而土壤傳感器可以監(jiān)測(cè)土壤濕度和溫度,這些都是病蟲(chóng)害發(fā)生的關(guān)鍵指標(biāo)。
使用圖像識(shí)別技術(shù),系統(tǒng)可以自動(dòng)分析這些數(shù)據(jù),快速識(shí)別作物葉片上的異常變化,從而及時(shí)向農(nóng)民發(fā)送預(yù)警信息。這種早期識(shí)別和響應(yīng)機(jī)制能大幅降低嚴(yán)重病蟲(chóng)害暴發(fā)的風(fēng)險(xiǎn),為農(nóng)民提供足夠的時(shí)間以采取適當(dāng)?shù)姆揽卮胧5]。
結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)和大數(shù)據(jù)分析技術(shù),可以利用收集到的數(shù)據(jù)建立病蟲(chóng)害發(fā)生的預(yù)測(cè)模型。這些模型能夠分析和處理大量的歷史和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),如天氣變化、土壤條件、作物生長(zhǎng)狀態(tài)等,以預(yù)測(cè)特定病蟲(chóng)害的發(fā)生概率。這種預(yù)測(cè)能力不僅基于歷史趨勢(shì),還考慮了當(dāng)前的環(huán)境條件。例如,如果模型預(yù)測(cè)在特定的氣候條件下某種病蟲(chóng)害發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)增加,它可以及時(shí)通知農(nóng)民,并提供具體的防治建議。這樣的預(yù)測(cè)工具是動(dòng)態(tài)的,能夠持續(xù)學(xué)習(xí)和適應(yīng)新的數(shù)據(jù),從而不斷提高其預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性。
綜合病蟲(chóng)害管理(IPM)是一種多元化的防控策略,它結(jié)合了化學(xué)、生物、農(nóng)藝和物理方法來(lái)控制病蟲(chóng)害。這種策略的目標(biāo)是在減少化學(xué)農(nóng)藥使用的同時(shí),保持病蟲(chóng)害在可控范圍內(nèi)[6]。生物防治方法包括使用天敵(如某些昆蟲(chóng)或微生物)抑制害蟲(chóng)的數(shù)量。農(nóng)藝措施,如輪作和覆蓋作物,可以阻斷病害和害蟲(chóng)的生命周期,從而降低其在土壤中的存活率。物理控制,如使用防蟲(chóng)網(wǎng)或手工移除病蟲(chóng),也是IPM策略中的一部分。綜合運(yùn)用這些不同的方法,可以有效減少對(duì)化學(xué)農(nóng)藥的依賴,同時(shí)確保作物生長(zhǎng)的健康和產(chǎn)量。隨著科技的發(fā)展,智能化的病蟲(chóng)害防控技術(shù)變得越來(lái)越成熟和被廣泛應(yīng)用。例如,無(wú)人機(jī)的使用在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域日益普及,它可以用于監(jiān)測(cè)作物生長(zhǎng)情況、精準(zhǔn)噴灑農(nóng)藥和施肥。無(wú)人機(jī)可以覆蓋大片農(nóng)田,快速、高效地噴灑藥劑,這不僅提高了藥劑的利用率,還減少了人工作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)和成本。
此外,智能系統(tǒng)還可以自動(dòng)調(diào)配和使用生物農(nóng)藥或低毒性化學(xué)農(nóng)藥,這不僅變得更加環(huán)保,還提高了防治的精確性和效率。通過(guò)這些高科技手段,病蟲(chóng)害的防控變得更加高效和環(huán)境友好,幫助農(nóng)民實(shí)現(xiàn)更可持續(xù)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式[7]。
3.4 加強(qiáng)農(nóng)技人員培訓(xùn),提高種植技術(shù)水平
系統(tǒng)化的技術(shù)培訓(xùn)是提升農(nóng)技人員能力的基礎(chǔ)方式。培訓(xùn)不僅涵蓋廣泛的主題,如精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)、智能化農(nóng)業(yè)設(shè)備操作和綜合病蟲(chóng)害管理策略,還包括如何有效地運(yùn)用這些技術(shù)來(lái)提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。例如,通過(guò)教授如何使用土壤和氣候數(shù)據(jù)制定種植計(jì)劃,農(nóng)技人員可以學(xué)習(xí)如何確定合理的種植時(shí)間、選擇合適的作物品種。針對(duì)智能化農(nóng)業(yè)設(shè)備操作的培訓(xùn),如無(wú)人機(jī)的使用和數(shù)據(jù)分析軟件的操作,能夠幫助農(nóng)技人員更有效且大范圍地管理農(nóng)田。綜合病蟲(chóng)害管理的培訓(xùn)則聚焦于如何識(shí)別和應(yīng)對(duì)潛在的病蟲(chóng)害,從而減少對(duì)化學(xué)農(nóng)藥的依賴,保護(hù)環(huán)境免受污染。
將理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)模式對(duì)于農(nóng)技人員的技能提升至關(guān)重要。通過(guò)田間演示和實(shí)踐工作坊,農(nóng)技人員可以直接在田間應(yīng)用所學(xué)知識(shí),加深對(duì)新技術(shù)的理解和掌握。例如,可以組織田間試驗(yàn),讓農(nóng)技人員親自試驗(yàn)不同種植策略和病蟲(chóng)害防治方法,從而更好地理解這些方法的實(shí)際效果和操作技巧。案例研究也是一個(gè)有效的工具,可以幫助農(nóng)技人員分析特定情況下的問(wèn)題和解決方案,從而提高他們解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
農(nóng)業(yè)技術(shù)是在不斷發(fā)展的,因此,對(duì)農(nóng)技人員進(jìn)行持續(xù)的教育培訓(xùn)和課程更新十分重要。例如,隨著新病蟲(chóng)害防治方法的出現(xiàn)和新種植技術(shù)的開(kāi)發(fā),對(duì)農(nóng)技人員也要開(kāi)展新課程培訓(xùn),幫助他們及時(shí)了解和掌握新技術(shù)、新方法。同時(shí),要?jiǎng)?chuàng)造持續(xù)學(xué)習(xí)的環(huán)境,鼓勵(lì)他們主動(dòng)探索和適應(yīng)新技術(shù),保持技能和知識(shí)的前沿性。具體而言,可以建立信息共享和經(jīng)驗(yàn)交流的平臺(tái),如在線論壇、研討會(huì),加強(qiáng)農(nóng)技人員之間的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)交流。通過(guò)在線論壇,農(nóng)技人員可以遠(yuǎn)程討論特定的種植問(wèn)題或分享新的病蟲(chóng)害管理策略。研討會(huì)和交流會(huì)議則提供了面對(duì)面交流的機(jī)會(huì),使得農(nóng)技人員可以直接從同行和專家那里獲取寶貴的知識(shí)和建議。
4 結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)科學(xué)、合理的玉米種植管理和病蟲(chóng)害防治技術(shù),農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者能夠更好地適應(yīng)氣候變化、提高農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量,同時(shí)減輕對(duì)化學(xué)農(nóng)藥的依賴,減少對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。這不僅有助于增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者的經(jīng)濟(jì)效益,還符合社會(huì)對(duì)可持續(xù)農(nóng)業(yè)的期望。因此,政府、農(nóng)業(yè)科研機(jī)構(gòu)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者應(yīng)共同努力,推動(dòng)玉米種植管理和病蟲(chóng)害防治技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用,為糧食安全和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展作出重要的貢獻(xiàn)。
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