肖湘 王月明 徐小然 李佩毅

DOI： 10.3969/j.issn.1003-1650.2024.04.050

傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式不適合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，正在逐漸被尖端技術(shù)工具所代替。這項研究的重點是無人機(jī)、大數(shù)據(jù)和物理技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。這些新技術(shù)的應(yīng)用，可以提供更科學(xué)、更有效地可持續(xù)生產(chǎn)方法，促進(jìn)我國的農(nóng)業(yè)發(fā)展和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化。無人機(jī)技術(shù)可以用于土地探測和正確的肥料噴灑、作物監(jiān)測和管理。另外，大數(shù)據(jù)技術(shù)也越來越多地用于病蟲害預(yù)防和治療，通過分析大量數(shù)據(jù)，可以讓農(nóng)民識別潛在危險進(jìn)而采取預(yù)防措施。最后，臭氧技術(shù)和電場效應(yīng)等物理技術(shù)在農(nóng)業(yè)中也有重要的應(yīng)用。

現(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)不再依賴于傳統(tǒng)的人力、物力，而是借助先進(jìn)的技術(shù)手段來提高農(nóng)業(yè)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。本文將著重探討無人機(jī)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)以及物理技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用，這些技術(shù)正在逐步成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要工具。并且這些科技技術(shù)的應(yīng)用將為農(nóng)民提供更加科學(xué)、高效、可持續(xù)的生產(chǎn)方式，從而推動農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化和發(fā)展。

一、無人機(jī)技術(shù)

1、土地勘測及農(nóng)業(yè)施肥

無人機(jī)技術(shù)可以通過搭載遙感設(shè)備進(jìn)行土地勘測，并利用3D建模技術(shù)將勘測到的數(shù)據(jù)生成數(shù)字地圖和地形模型。這些模型和地圖可以將土地的坡度、水流向等精確地展現(xiàn)出來，提高了人們對農(nóng)田概況的了解。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，精準(zhǔn)地施肥也是提高產(chǎn)量的重要方法之一。傳統(tǒng)的施肥方式需要大量人力，而無人機(jī)技術(shù)可以利用勘測到的土地數(shù)據(jù)，使用無人機(jī)攜帶噴灑農(nóng)藥或肥料的機(jī)器進(jìn)行精準(zhǔn)施肥，既提高了施肥效率也降低了肥料對周圍生態(tài)系統(tǒng)的影響。

2、農(nóng)作物監(jiān)測技術(shù)

無人機(jī)技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的寶貴工具。特別是，無人機(jī)被用于更有效和準(zhǔn)確地監(jiān)測和管理作物。配備攝像頭和傳感器的無人機(jī)可以提供農(nóng)田的詳細(xì)衛(wèi)星圖像，幫助農(nóng)民識別疾病、害蟲和水資源壓力等問題。此外，無人機(jī)可以通過編程自動飛越特定區(qū)域，讓農(nóng)民定期獲得有關(guān)作物狀況的最新信息。無人機(jī)技術(shù)還提高了農(nóng)藥和化肥施用的準(zhǔn)確性。無人機(jī)可以精確和可控地噴灑化學(xué)品，降低污染風(fēng)險，提高工藝效率。無人機(jī)的另一個重要優(yōu)勢是能夠進(jìn)入難以到達(dá)的地區(qū)，如陡峭的山坡或洪水泛濫的田野。這意味著農(nóng)民可以獲得有價值的信息，否則很難或不可能獲得這些信息。無人機(jī)施肥技術(shù)是一項新興的高科技農(nóng)業(yè)技術(shù)，結(jié)合了現(xiàn)代遙感技術(shù)和無人機(jī)技術(shù)，這種技術(shù)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：首先，解決了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的施肥效果不佳、環(huán)境污染等問題；其次，實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的信息化和智能化，并降低了人工成本；再次，提高了精準(zhǔn)化施肥的效益和精度，并提高了農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。此外，這項技術(shù)已經(jīng)在江蘇連云港、興化、如皋和安徽、江西、黑龍江等地的10余個示范區(qū)進(jìn)行推廣應(yīng)用。應(yīng)用效果表明，與正常施肥田塊相比，這項技術(shù)在減少總施肥量10%—15%的前提下，表現(xiàn)出不同程度的增產(chǎn)增效。因此，結(jié)合新科技農(nóng)業(yè)施肥技術(shù)和無人機(jī)施肥技術(shù)，可以進(jìn)一步提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和精度，降低環(huán)境污染，有助于推動農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。簡而言之，無人機(jī)技術(shù)為農(nóng)民提供了一個強(qiáng)大的工具，以提高作物管理的效率和準(zhǔn)確性。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，我們可能會在未來看到更多有趣的應(yīng)用。

3、其他新科技農(nóng)業(yè)施肥技術(shù)

水肥一體化技術(shù)是一種先進(jìn)的農(nóng)業(yè)技術(shù)。這種方式可以節(jié)省水資源、提高肥料利用率，并減少環(huán)境污染。①測土配方施肥：這是通過對土壤進(jìn)行科學(xué)測試，根據(jù)土壤養(yǎng)分含量和作物需求量，制定合理的施肥方案。②微生物菌劑的應(yīng)用：微生物菌劑是一種有效的有機(jī)農(nóng)業(yè)生物肥料，它含有大量有益微生物。同時，它還有助于減少化肥的使用，降低環(huán)境污染。③智能化施肥技術(shù)：這是利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段，如傳感器、遙感技術(shù)等，對農(nóng)田土壤養(yǎng)分狀況進(jìn)行實時監(jiān)測，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果自動調(diào)整施肥量和施肥時間。這種方式可以減少人工干預(yù)，提高施肥精度，從而提高肥料利用率和作物產(chǎn)量。

二、大數(shù)據(jù)技術(shù)預(yù)測病蟲害及制定防治方案

大數(shù)據(jù)技術(shù)在農(nóng)業(yè)中越來越多地用于預(yù)測和預(yù)防病蟲害的暴發(fā)。這種方法使用來自各種來源的數(shù)據(jù)，如天氣模式、土壤濕度水平、作物生長階段和歷史病蟲害發(fā)生記錄來創(chuàng)建預(yù)測模型。通過分析大量的數(shù)據(jù)，農(nóng)民可以識別潛在的風(fēng)險，并在損失造成之前采取預(yù)防措施。大數(shù)據(jù)技術(shù)在病蟲害防治中最顯著的優(yōu)勢之一是能夠提供實時監(jiān)測和檢測。通過使用傳感器和遙感技術(shù)，農(nóng)民可以實時收集有關(guān)作物狀況、病蟲害發(fā)病率和環(huán)境狀況的信息。這有助于早期發(fā)現(xiàn)和及時干預(yù)，從而更好地控制情況并將造成的損害降到最低。此外，大數(shù)據(jù)技術(shù)可用于為不同作物和地區(qū)制定病蟲害管理計劃。通過分析作物品種、種植日期和天氣模式的數(shù)據(jù)，農(nóng)民可以根據(jù)具體情況定制病蟲害控制策略。這種有針對性的做法不僅提高了病蟲害控制的有效性，而且還減少了農(nóng)藥和其他化學(xué)品的使用，從而實現(xiàn)可持續(xù)農(nóng)業(yè)。

三、物理技術(shù)農(nóng)作物種植中運(yùn)用

1、臭氧技術(shù)在農(nóng)作物種植中的應(yīng)用

物理技術(shù)越來越多地應(yīng)用于農(nóng)業(yè)，將臭氧技術(shù)應(yīng)用于植物種植。臭氧是一種已被證明對作物質(zhì)量和生產(chǎn)有積極影響的化合物。將物理技術(shù)應(yīng)用于臭氧技術(shù)的一種方法是使用臭氧發(fā)生器。這些裝置從空氣中的氧氣中產(chǎn)生臭氧，并將其釋放到生長環(huán)境中。臭氧有助于消除病原體、細(xì)菌和病毒，從而減少植物疾病的發(fā)生。此外，臭氧還有助于分解土壤中的有毒化學(xué)物質(zhì)，從而提高土壤質(zhì)量。在臭氧技術(shù)中使用物理技術(shù)的另一種方式是使用臭氧灌溉系統(tǒng)。在這種情況下，臭氧被添加到灌溉水中，并噴灑在作物上。這有助于減少植物病蟲害的存在，提高養(yǎng)分吸收能力。簡而言之，物理技術(shù)在臭氧技術(shù)中的應(yīng)用為農(nóng)業(yè)提供了許多好處。通過減少疾病的發(fā)生和改善作物使用的土壤和水的質(zhì)量，可以提高作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。隨著這一技術(shù)的不斷發(fā)展和擴(kuò)展，預(yù)計將創(chuàng)造出更先進(jìn)和有效的方法，這將導(dǎo)致更可持續(xù)和多產(chǎn)的農(nóng)學(xué)。

2、電場效應(yīng)在農(nóng)作物種植中的應(yīng)用

電場效應(yīng)在農(nóng)業(yè)中適用于作物栽培，使用越來越多。電場對作物的生長和生產(chǎn)效率產(chǎn)生了積極的影響。電場技術(shù)與臭氧技術(shù)一起應(yīng)用的方法之一是使用電場生成器。它們從空氣中的氧氣中產(chǎn)生并重新釋放臭氧。臭氧可以清除病原體、細(xì)菌、病毒等，降低作物發(fā)生疾病的可能性。臭氧還能分解土壤中有害的化學(xué)物質(zhì)，提高土壤質(zhì)量。另一種電場技術(shù)的應(yīng)用是使用臭氧灌溉系統(tǒng)。在這種情況下，臭氧被添加到灌溉用水中，噴灑在作物上。這可以減少作物中害蟲和疾病發(fā)生的可能性，提高營養(yǎng)吸收能力。總之，電場技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用提供了很多好處。作物可以減少發(fā)生疾病的可能性，改善土壤和水的質(zhì)量，從而提高作物的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。隨著該技術(shù)的持續(xù)開發(fā)和擴(kuò)張，預(yù)計將會開發(fā)出更加先進(jìn)和有效的方法，從而帶動更加可持續(xù)和生產(chǎn)性高的農(nóng)業(yè)。

四、病蟲害綜合防治技術(shù)

1、病蟲害的發(fā)生規(guī)律

病蟲害的發(fā)生規(guī)律是指病蟲害在特定環(huán)境條件下的生長發(fā)育、繁殖和傳播過程。了解病蟲害的發(fā)生規(guī)律，有助于預(yù)測病蟲害的發(fā)生程度和范圍，為制定防治策略提供依據(jù)。病蟲害的發(fā)生規(guī)律主要包括以下幾個方面：①蟲害的繁殖方式：病蟲害的繁殖方式有性繁殖和無性繁殖兩種。②病蟲害的寄主范圍：病蟲害能夠侵染的植物種類和部位。③病蟲害的傳播途徑：病蟲害通過風(fēng)、水、土壤、昆蟲等途徑傳播。④病蟲害的環(huán)境條件：病蟲害發(fā)生的適宜溫度、濕度、光照等環(huán)境條件。

2、病蟲害綜合防治技術(shù)的應(yīng)用實例（以小麥為例）

病蟲害綜合防治技術(shù)是指在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，通過科學(xué)的方法和技術(shù)手段，對農(nóng)作物的病蟲害進(jìn)行綜合防治的一種方法。它包括了病蟲害監(jiān)測、診斷、預(yù)測和預(yù)防等環(huán)節(jié)，以及采用化學(xué)、生物、物理等方法進(jìn)行防治的過程。

（1）化學(xué)防治措施

對于以上列舉的幾種病害或蟲害，可以使用相應(yīng)的農(nóng)藥進(jìn)行防治。

①小麥立枯病。小麥立枯病是一種由真菌引起的病害，主要發(fā)生在小麥的根莖位置，導(dǎo)致小麥出現(xiàn)早枯現(xiàn)象。植株在染病后自身會變黑，并且會在根莖的背面出現(xiàn)黑色菌絲。癥狀表現(xiàn)為葉片黃化、枯萎、倒伏等。該病的發(fā)生與土壤濕度、溫度、光照等因素有關(guān)?？梢圆捎孟┻虼伎蓾裥苑?2.5%，稀釋1000倍溶液或麥苗返青期選用33%井岡·蠟芽可濕性粉劑300倍液或5%井岡霉素水劑500倍液進(jìn)行防治。

②小麥銹病。癥狀表現(xiàn)為葉片出現(xiàn)黃色斑點或斑塊，逐漸擴(kuò)大并形成褐色或黑色的孢子囊。該病的發(fā)生與土壤濕度、溫度、光照等因素有關(guān)。如果病葉率達(dá)到5%，嚴(yán)重度在10%以下，每畝用15%粉銹寧可濕性粉劑50g或20%粉銹寧乳油每畝40ml或25%粉銹寧可濕性粉劑每畝30g或12.5%速保利可濕性粉劑每畝用藥15—30g兌水50—70kg噴霧或兌水10—15kg進(jìn)行低容量噴霧。在病害流行年如果病葉率在25%以上，嚴(yán)重度超過10%，就要加大用藥量，視病情嚴(yán)重程度，用以上藥量的2—4倍濃度噴霧。

③小麥白粉病。田間相對濕度超過70%，小麥極有可能發(fā)生白粉病，但當(dāng)田間相對濕度超過80%—85%以上時，就會導(dǎo)致小麥白粉病大范圍的爆發(fā)流行。這一點在正常年份降雨少、但當(dāng)年春季多雨的小麥種植區(qū)，白粉病危害較為嚴(yán)重。在小麥病發(fā)初期時或在小麥孕穗、抽穗、灌漿三個時期時，可以按照每畝80—100g15%三唑酮或20—30g12.5%烯唑醇或40—50g50%托布津或80—100g25%多菌靈兌水50kg水均勻噴施2—3次，每隔7—10天噴施1次，不僅能夠起到防病抗旱、增強(qiáng)小麥植株抗性，而且還能起到預(yù)防小麥干熱風(fēng)危害的效果。在用藥時要注意交替用藥，以防抗性，而且用藥越早、越足，防治效果就越好。病發(fā)嚴(yán)重、防治困難的地塊，可以使用三唑酮+烯唑醇復(fù)配的方法用藥，可以提高防治效果。

④吸漿蟲與紅蜘蛛防治。吸漿蟲和紅蜘蛛是兩種常見的小麥病蟲害。吸漿蟲對小麥的生長危害極大，在各小麥產(chǎn)區(qū)均可見到。其在小麥的花朵與穎殼區(qū)域附著，對小麥的枝葉進(jìn)行吸取，致使小麥的生長極為緩慢，并且在成熟后空殼率也極高，導(dǎo)致小麥出現(xiàn)減產(chǎn)現(xiàn)象?？捎?.0％天達(dá)阿維菌素或15％噠螨靈乳油20ml/畝或15％掃螨凈乳油15—20ml/畝，任選一種兌水30—45kg常規(guī)噴霧。

⑤小麥蚜蟲。小麥蚜蟲是一種常見的害蟲，它主要以植物汁液為食，對小麥造成一定的損害。癥狀表現(xiàn)為葉片出現(xiàn)白色斑點或者小疙瘩，嚴(yán)重時會導(dǎo)致葉片枯萎。該病的發(fā)生與溫濕度、光照等因素有關(guān)。使用25%大功牛噻蟲嗪顆粒劑和5%瑞功微乳劑混配或單獨(dú)使用。

（2）物理防治方法

物理防治是指通過機(jī)械、熱力、光學(xué)等手段來控制病蟲害的發(fā)生和發(fā)展。例如，對于吸漿蟲與紅蜘蛛可以通過田間輪作的方式來避免其長期潛伏的現(xiàn)象出現(xiàn)；對于小麥銹病可以通過噴灑滅菌劑來殺死此類害蟲；對于小麥蚜蟲可以通過機(jī)械捕捉的方式來降低田地間的負(fù)泥蟲數(shù)量；對于小麥白粉病可以通過機(jī)械除草的方式來減少雜草的數(shù)量。

（3） 農(nóng)業(yè)防治手段

農(nóng)業(yè)措施是指通過合理的耕作制度、施肥方式、灌溉管理等手段來提高農(nóng)作物的抗逆性和抗病能力。例如，對于吸漿蟲與紅蜘蛛可以通過合理施肥來增強(qiáng)作物的抗逆性；對于小麥銹病可以通過合理灌溉來提高作物的抗逆性；對于小麥蚜蟲可以通過合理施肥來增強(qiáng)作物的抗逆性；對于小麥白粉病可以通過合理施肥來增強(qiáng)作物的抗逆性。因此，對小麥生長過程中各類常見的病蟲害進(jìn)行預(yù)防十分重要。通過科學(xué)的方法和技術(shù)手段，可以有效地控制和預(yù)防各種病害的發(fā)生和發(fā)展，從而保證農(nóng)作物的高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)。

3、病蟲害綜合防治技術(shù)的實施步驟

病蟲害綜合防治技術(shù)的實施步驟主要包括以下幾個環(huán)節(jié)：一是病蟲害監(jiān)測。定期對田間病蟲害進(jìn)行監(jiān)測，了解病蟲害的發(fā)生情況，為防治提供依據(jù)。二是病蟲害診斷。根據(jù)病蟲害的發(fā)生規(guī)律和癥狀，判斷病蟲害的種類和危害程度。三是防治策略制定。根據(jù)病蟲害的種類、危害程度和環(huán)境條件，制定合理的防治策略。四是藥物選擇和比例確定。根據(jù)防治策略，選擇合適的藥物和合理的用藥比例。五是藥物施用。按照藥物的使用說明，正確施用藥物，確保防治效果。總之，病蟲害綜合防治技術(shù)是一種科學(xué)的、系統(tǒng)的綜合防治方法，通過對病蟲害的發(fā)生規(guī)律、防治方法和藥物的選擇與比例等方面的研究，實現(xiàn)對病蟲害的有效防治，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量。

4、病蟲害綜合防治技術(shù)的發(fā)展趨勢

隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和環(huán)境保護(hù)意識的提高，病蟲害綜合防治技術(shù)將朝著以下幾個方向發(fā)展：一是綠色化。在防治過程中，盡量減少化學(xué)農(nóng)藥的使用，提倡使用生物農(nóng)藥、微生物農(nóng)藥等綠色農(nóng)藥，降低農(nóng)藥殘留和環(huán)境污染。二是精細(xì)化。通過現(xiàn)代信息技術(shù)、遙感技術(shù)等手段，實現(xiàn)對病蟲害的精確監(jiān)測和精細(xì)管理，提高防治效果。三是生態(tài)化。充分利用生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力，通過調(diào)整種植結(jié)構(gòu)、改善土壤肥力等措施，提高作物抗病蟲能力，減少病蟲害的發(fā)生。四是區(qū)域化。根據(jù)不同地區(qū)的氣候、土壤、作物等特點，制定針對性的防治策略，提高防治效果。

綜上所述，本文主要介紹了無人機(jī)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)和物理技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用，包括土地勘測、施肥、作物監(jiān)測、病蟲害預(yù)測等方面。這些新興技術(shù)的應(yīng)用不僅提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率和質(zhì)量，而且也有助于實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和資源優(yōu)化利用。盡管這些技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用還有很多挑戰(zhàn)和限制，但相信隨著科技的不斷進(jìn)步，它們將為農(nóng)業(yè)帶來更多的發(fā)展機(jī)遇和創(chuàng)新成果。由于我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的體量比較大，并且人們?nèi)狈@些高新科技的使用知識，所以這些高新科技在我國的廣泛應(yīng)用仍然存在著比較大的挑戰(zhàn)，未來將對如何將高新科技技術(shù)在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中進(jìn)行推廣進(jìn)行研究。

（作者單位：163319黑龍江省科學(xué)院大慶分院）