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關鍵詞:林業 病蟲害 東北地區
前言:林業病蟲害防治是一項長期的任務,它需要研究人員從實際入手,分析現有情況與問題,并對其做出相應的解決方案。如何進行無公害的防治,如何以最少的花銷達到最好的防治效果,本文對此提出了針對性措施,希望相關研究人員在以后的研究中能夠將研究成果付諸實際,并在實際生產中對林業病蟲害的防治做出更多的研究。
1現階段東北地區林業病蟲害發生主要原因
1.1林區結構單一,對病蟲害抗性差
傳統的林業經濟主要依靠木材生產,人們過于看重林木的速生豐產,大面積的人工林樹木的品種單一導致抗害能力降低,林業病蟲害檢疫工作與人工造林工作的嚴重脫節,造成了外來病蟲害的生態入侵,加重了林業有害生物的危害程度。結構單一的生態系統抵抗力穩定性相對薄弱,因此在林區的生產中,一旦出現傳染性相對較高的病蟲害,對導致相當廣域的林區發生同樣的災害,給實際生產帶來了極大困難。
1.2不合理的營養供應方法
農藥在殺死害蟲的同時也會殺死不少有益生物,并且害蟲會逐步產生抗藥性。因此,濫用農藥制劑極易破壞林業生態系統,使林業生態環境急劇惡化。東北地區林業防治工作相對滯后,相應觀念也相對落后,缺少可持續發展的思想與觀念,以至于營養觀念不合理。人們過于看重林木的速生豐產,而極大忽略了營林工作的科學性合理性,沒有做到因地制宜,以至于林區的營養供養不均衡、不穩定,生物多樣性在森林中遭到嚴重破壞生態結構的不完整使得天然森林對病蟲害自然抵御能力降低,給病蟲害以可乘之機。
1.3防治體系不完整
由于觀念問題與經濟限制,東北地區防治工作長期處于被動狀態,未切實貫徹落實“預防為主,綜合防治”的理念,導致相應的體制不健全,給防治病蟲害帶來了很大的難度。由于經費限制使東北地區林業病蟲害防治體系還不健全,有關基礎建設滯后,工作設施與方式滯后,監測預報環節比較薄弱,從發現到采取措施的周期過長,使得病情蔓延相對較快。林業工人的相應應對經驗不足或重視態度不夠端正,導致病蟲害發現較晚、響應較晚、實施措施較晚,以至于病蟲害往往都比較嚴重。
2針對現階段病蟲害提出的應對方法
2.1多樣化的林區安排
引進昆蟲天敵,達到防控蟲害的作用,同時還有助于保持生態平衡確保林業生產的穩定發展,或者引進益鳥,通過鳥類防控病蟲害,如啄木鳥、灰喜鵲、山雀等。因此,如條件允許,應提倡采用綠色環保的生物防治。同時還可以實施多樣化的林區種植方法,合理栽培多種多樣的樹種,形成一定的生物動態平衡體制,以形成相應的保護體制。或者采用相對高級的微生物防治措施,微生物防治相對環保且防治強度高,可持續性強,在東北地區用白僵菌防治馬尾松毛蟲就是一個很好的實踐例子。也可以利用化學藥劑綜合防治這是目前一種較為常見的做法,同時對于部分嚴重的病蟲害該方法的防治效果較好,但是在實際的林區生產中,大量的化學藥劑使用并不利于多樣化的林區安排,所以在實際生產中還是要以生物防治為主要措施。
2.2科學的營養方案
林區營養過剩會帶來一系列的弊端,科學的營養配置方案一直是林區科研人員的研究課題。不同地區、不同樹種的營養方案有很大的不同,在實際生產當中要把握東北地區黑土地的營養特點,充分利用東北黑土層的高營養特點,合理配置營養資源,正確配比氮磷鉀的比例,形成科學、可持續的營養供給,并形成動態的營養監視體制,隨時調查林區營養的當前情況,并及時采取措施,對營養素進行相應的增加或減少,來保證林區資源的合理配置。
2.3建立相對完善的防治體制
嚴格檢疫工作程序,防止病蟲害的生態入侵,重點是加強產地防疫和合理管理,要把森林害蟲和森林培育結合管理,依照林木的生長日期和特點進行適當的砍伐。同時要把握東北地區林業生產特點,抓好對林木的檢疫環節,避免各種危險性病蟲傳入當地,對當地生態系統造成相應打擊。同時相應加強森林病蟲害防治建設,提高治病防病能力,不斷拓寬資金籌措渠道,充分調動職工的積極性,形成一個完整的防治體制。讓護林人員發現問題及時報告,上級管理部門及時作出相應的管理方案,及時對病蟲害問題作出響應,并實施科學有效的防治方案。
3.結語:林業病蟲害給我國林業生產帶來了巨大影響,也影響我國林區可持續發展的實施進度,研究人員應充分重視東北地區林區的現有條件,并對研究方向隨時做出調整,林區工作人員也應該將理論付諸于實踐,在實際生產生活中及時的做出相應調整,為我國林業生產做出更多更大的貢獻。
參考文獻
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[關鍵詞] 小型植保無人機 水稻 病蟲害防治
[中圖分類號] S252.3 [文獻標識碼] A [文章編號] 1003-1650 (2016)05-0051-01
水稻是我國糧食作物中種植面積最大的農作物,每年種植面積約為糧食作物總體播種面積的三分之一。在傳統勞動模式中,水稻的病蟲害方式工作主要依靠人力來進行,這種方式最大的缺點就是不僅僅是對人來說強度極大,并且作業的質量不高、生產效率低下,所以這種人力勞作方式已經不能滿足現代的市場需求了,因此小型植保無人機的研制和出現,極大地提高了生產效率,在水稻的病蟲害防治過程中,幫助我國農作物實現了可觀的經濟收益。
1 國內外小型植保無人機的發展情況
世界上的小型植保無人機目前的應用上多以亞洲國家為主,其中亞洲國家中主要是以中國、日本和韓國為主。而歐美國家一般的農田面積較大,這種小型的植保無人機不能很好的幫助他們種植,所以歐美國家一般采用的都是駕駛式的大型飛機進行噴灑作業。美國作為世界上農業航空領域最發達的國家之一,其土地面遼闊,耕地相對較多,并且都是以超大規模經營的家庭農場為主,因此美國的農用飛機主要依靠人的駕駛為主,達到高效率的作業和藥物噴灑工作,美國一大半的農藥噴灑工作都是飛機完成的。而日本是最早研究并把小型植保無人機投入使用的國家,也是目前為止這項技術發展最成熟的國家之一。由于日本本身的人口密度較大,但是可供耕種的土地非常有限,處于人多地少的狀態,所以平均到每戶的耕地面積非常小,而水稻也是日本最主要的種植作物。由于日本相對單一的耕種條件,所以在一定程度上也為植保無人機的發展提供了良好的環境和空間[1]。我國2011年開始大規模的示范應用小型植保無人機,通過一系列的科學研究和實驗,我國更是發明了很多具有中國特色的無人機機型,給我國的農業發展和植保無人機的發展帶來了更多的關注和動力,促進更多新的技術、人才和資金加入到這項行業當中來。
2 水稻生產中的優勢分析
2.1 可實現全程機械化作業的水稻田
雖然我國在水稻生產的過程中已經實現了插秧和收割的機械化,但是在病蟲害防治的問題上大部分還是以人工為主的。以前我國也應用過大型植保噴霧機進行作業,但是由于體積較大,極易發生陷泥事故,非常影響作業的進度和效率。而采用人工在田間行走完成噴灑作業也十分費力,并且效率很低。而采用小型植保無人機可以實現在空中完成噴灑作業,既可以達到很好的病蟲害防治效果,又可以極大地節省人力,大大的提高了工作效率,是現代種植業中主要的作業模式[2]。并且這種模式不僅適合水稻的種植和生產,還可以大面積的應用于其他生長密集,不方便進行大型機器作業的旱田農作物,比如玉米、棉花等。
2.2 地形適應性強
不同于大型的作業工具占地面積較大,小型植保無人機一般在田間進行起降工作時,只需要1.5米*1.5米左右的空場就可以,它對地面沒有過多的要求,無論是閑置的空地、道路都可以進行起降作業,甚至條件有限自己用模板搭建一個空地均可以完成。由于設備相對較小,比較好操控,因此無論是丘陵、山坡還是梯田都能很好的適應,并完成噴灑作業。
2.3 為農民提供更全面的植保技術方案
現在我國的河南、安徽和新疆等地已經出現很多植保服務公司,他們主要是為廣大農民群眾提供農作物的病蟲害防治的解決方案。通過與農民朋友簽訂全年病蟲害防控指標,進行全機械化作業模式,在解決農民種田難、勞動力短缺的問題基礎上,還開展了新的服務模式,使種植業逐步走向正規化。同時在噴灑作業的形式上,可以打造組織更多的航空噴霧專業團隊,幫助農民朋友進行更專業的培訓和講解,最大程度的提高設備的利用率,為種植業產生更多的經濟效益[3]。
3 技術發展中需要解決的問題
3.1 由于現在國內的小型植保無人機一般的荷載能力較小,并且每次的起降面積有限,雖然在工作效率上得到了大面積的提升,但是對于面積較大的農場而言,如果沒有專業的技術人員進行操作,病蟲害的防治工作也很難在短期內完成噴灑任務。
3.2 整個小型植保無人機技術行業還處于剛剛起步的階段,沒有基本的行業規范和標準,對于機器的專業培訓機構組織還很少,農民遇到問題只能與廠家進行溝通,這樣一般會耽誤很多耕種的時間,降低了工作效率。
3.3 無人機技術中使用的專用噴灑藥劑沒有國家或是行業的統一標準和使用要求,農民一般會采用最普通的藥劑,并且掌握不好藥劑的使用量,導致噴頭堵塞、設備出現故障,這些問題都會在一定程度上影響病蟲害的防治效果。
3.4 由于水稻的種植是有固定的季節和時間的,因此每年都會出現供應量的旺季和淡季,由于在旺季時病蟲害防治的市場需求量較大,所以容易造成旺季訂單較多,忙不過來,但是相反淡季閑置時間較長,達不到實現較好的利用率,影響了經濟收益。
4 結語
雖然植保無人機在水稻的全程病蟲害防治過程中遇到了很多問題,但是隨著我國的經濟的發展和技術的創新,現在面對的問題都會迎刃而解。在我國的農業生產大力發展的前提下,植保技術是我國農業領域發展的關鍵環節之一,所以在發展過程中,要根據我國農業的實際問題和真正的需求進行發展。由于我國整體土地占地遼闊,農業地形差距、氣候差距、作物種類的多樣化,可能會給我國的農業發展帶來一定的難題,但是面對問題,結合我國的實際情況進行研究和分析,實現全程水稻病蟲害防治工作不再是難題。
參考文獻
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[關鍵詞] 春季 保護地 蔬菜生產
[中圖分類號] S151.9+5 [文獻標識碼] A [文章編號] 1003-1650 (2015)08-0068-01
遼寧地處我國北方,是我國重要的蔬菜生產基地。春季在保護地進行蔬菜生產作為北方進行蔬菜生產的重要形式,引起了廣泛的社會關注。但是,在春季蔬菜的生產中還存在著一些問題,這些問題制約著蔬菜生產的發展,影響了蔬菜生產行業的發展。因此,要針對這些問題,提出相應的解決方案,推動保護地的蔬菜生產行業的發展,增加菜農的收入。
1 春季保護地蔬菜生產應注意的問題
1.1 未實行輪作倒茬
保護地的位置一般都是固定的,而且保護地的面積一般相對較小,生產規模較小,一般都是進行四季生產,不進行倒茬或者歇茬。菜農們在進行蔬菜種植的時候,一般都是以市場的需求為根據,沒有考慮到重茬或者迎茬、倒茬等問題,這種狀況持續下去會導致病蟲害問題的加重、土地的地力恢復緩慢、 蔬菜的產量降低等等。
1.2 病蟲害的嚴重發生
一般來說,保護地內的溫度較高而且濕度較大,除此之外,保護地的通風和透光性都不太好,這樣的條件有利于病蟲害的滋生和蔓延,會導致病蟲害的嚴重發生。與此同時,如果采取了不正確的防治方法反而會增強病蟲害的抗藥性,使保護地的病蟲害更加難以治理。另外,保護地的連作生產也會導致病菌以及蟲卵的繁殖速度加快,導致病蟲害問題的加劇。
1.3 過量使用化肥和農藥
隨著科技的進步,化肥與農藥的研發幫助農民提高了農作物的生產量,但是過量使用化肥和農藥也會帶來問題。首先,化肥的使用提高了農作物的產量,增加了農民的收益,但是,多度依賴于化肥的使用會導致農產品中的化肥超標,導致土壤出現板結,嚴重的情況下還會對水源以及土壤造成污染,威脅人們的健康。其次,在治理病蟲害的時候,農民為了使病蟲害迅速被消滅,會加大農藥的用量或者使用毒性較強、殘留度較高的農藥,這樣的做法不僅會導致農作物的農藥殘余過多,還會對土壤以及自然環境造成污染。
1.4 農產品的質量降低,經濟效益減少
化肥以及農藥的使用導致農產品的質量降低,削弱了農產品在市場上的競爭力,再加上防治費用的投入,菜農的經濟效益就相對減少了,長此以往,會對菜農們的種植蔬菜的積極性造成嚴重的影響。
1.5 蔬菜的定植密度過大
有些菜農為了提高蔬菜的產量,通常會采取提高蔬菜的定植密度的方式來使蔬菜提早上市,提高自己的經濟效益,但是,實際上,蔬菜的定植密度過大會影響蔬菜的通風性和透氣性,很容易導致病蟲害等問題的出現。因此,保護地種植的蔬菜的定植密度應該小于露地的定植密度。
1.6 忽視了微肥的施用
菜農在施肥的時候通常都大量施用氮磷鉀等化肥,忽視了微肥的施用。保護地的環境一般比較封閉,因此比較缺乏微量元素,很容易會導致理性病害的發生。針對理性病害,采取化學藥劑的方法是很難徹底治療的,應該注意補充微量元素。在對保護地進行施肥的時候應該注意施用有機肥,以此來提高土壤的肥力,提高蔬菜的產量和品質。
1.7 植物激素的濫用
植物激素能夠對蔬菜的生長進行調節,并促進蔬菜的生根和生長,與此同時,還能夠對瓜類等蔬菜的性別分化進行控制,防止蔬菜出現落花或者落果的現象,此外,還能夠增加蔬菜的抗性并對果實的發育和成熟進行控制,還能夠用于貯藏和保鮮。但是,如果過度使用植物激素,就會給蔬菜的生產造成不利的影響。
1.8 缺乏科學的日常管理
目前,針對保護地的蔬菜生產,我國還缺乏相關的科學管理體系。溫度管理是蔬菜的日常管理中的重要環節,溫度管理不當會對蔬菜的生產造成不利的影響。因此,要加強對保護地的日常管理,嚴格控制溫度。
2 如何發展春季保護地的蔬菜生產
2.1 堅持“用”與“養”的結合
要發展保護地的蔬菜生產,就要堅持“用”與“養”的結合,“用”即用地,“養”即養地。因此,要發展保護的蔬菜生產,就要以氣候為依據對蔬菜生產進行合理的安排。
2.2 針對蔬菜的習性,加強對蔬菜生產的管理
春季生產的蔬菜主要有黃瓜、豆類、茄果類以及一些綠葉菜,每種蔬菜的習性都是不同的。因此,在種植蔬菜的時候,首先,應該了解蔬菜的習性,再針對蔬菜的不同習性,加強對蔬菜生產的管理。
2.3 進行科學合理的施肥
在施肥的時候,應該注意有機肥與無機肥的結合,重視有機肥的施用,與此同時,還應該對化肥的施用量進行嚴格的控制,避免化肥的浪費。此外,應該對土壤成分進行測量,以當地的土壤狀況為依據,進行針對性的、科學合理的施肥,降低化肥的施入量和生產成本,降低蔬菜上的化肥殘留。
2.4 對病蟲害進行綜合防治
2.4.1調節保護地的通風條件和光照條件
良好的通風和充足的光照可以有效減少保護地內病蟲害的發生,因此,要保持大棚棚膜的清潔,以此來增加保護地的光照,還要對保護地進行定期的消毒,并使保護地的溫濕度維持在適宜蔬菜生長的范圍之內。
2.4.2及時拔除保護地內的病株,保持保護地的清潔
及時清除保護地內的病株和枯枝落葉,并將拔除的病株帶出保護地,及時燒毀或者深埋病株,防止病蟲害的傳染。
2.4.3選取生物農藥,避免使用毒性較高的農藥
在選用農藥的時候,應該注意選取生物農藥,而且要按照規定施藥,減少蔬菜的農藥殘留。除此之外,還可以使用煙劑,使保護地的濕度降低。
結語
春季是進行蔬菜生產的主要季節,同時也是病蟲害的高發季節,因此,在春季進行保護地的蔬菜生產的時候,應該注重病蟲害的防治,與此同時,還應該針對保護地的蔬菜生產過程中的其他問題采取科學的解決措施,提高蔬菜的產量,增加菜農的經濟效益。
參考文獻
[1]賈林霞,邱宏峰.春季保護地蔬菜生產注意的問題[J].農民致富之友,2010,(1):31.
關鍵詞:計算機技術;農業發展;應用
中圖分類號:S126 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9599 (2012) 17-0000-02
1 計算機對我國現階段農業發展的影響
我國的農業信息化已隨著計算機的不斷發展在不斷提升中,現在的農業已不僅僅只局限于開始的以科學計算以及數學規劃為主的幾個方面的管理。隨著科技的不斷發展,自然數據的統計管理、農業的信息管理、農業的推廣管理等領域都以包含在內。計算機的應用早已深入農業的各個方面。隨著計算機技術不斷地應用于農業生產中,計算機在農產品的預產估測,農業的信息管理、病蟲害的預測以及控制,農產品的推廣營銷等方面發揮了重要的作用。不僅如此,我國還建立了多項的農業數據庫,以及成立的網絡中心,供更多的農業管理人員研究學習,為更多的農業產品提供推廣營銷的方式。不僅加強了農業科技的發展,更為農業的推廣事業提升了更大的空間。同時,網絡的智能化,互聯網上的智能專家系統也已漸漸發展起來,使更多的農民足不出戶便可解決農業上的問題,不僅可以學會更多農業知識,還為更多農民提供了更多的便利。
2 計算機在農業生產上的應用
2.1 在農業數據計算方面的應用
計算機可以一秒以數以幾十萬的次數運算,運用在農業的計算中可以擁有高效的成果。還可通過計算機進行方案的設計比較,在眾多的設計方案中選擇出成本低、效益高的方案,從而獲得更多效益。農業上還可通過計算機進行數據整理,動植物的資料整理、農業科技資料整理、水土資源的資料整理等等。同時。利用計算機對植物進行圖片、聲音、文字的處理。在對植物的培養過程中、再利用計算機的進行實時控制,利用計算機采集到的數據為參數,然后按照規定的參數進行進行最佳調節,實現控制的自動化管理。
2.2 對于農業經濟的預測
就像對于我們所說的能源危機,人口暴漲的趨勢,這些都是通過計算機預測出來的。因此,人們也可用計算機對農業經濟進行預測。農業經濟的預測需要涉及到很多方面,對于農村、農民的各方面的涉及,還需要對人文、社會與自然科學各方面的研究、需要考慮多方面的影響因素,最終構建出含有多方面因素的各種數據的模型。對于農業經濟的預測,也對社會經濟發展起到了重要的作用。
2.3 對于氣象的預測
氣象的預測對于農作物的生長起到了非常最要的作用。利用計算機預測氣溫的變化、風向風速、光照的強度、以及土壤的飽和度等等,利用這些氣象因素控制對作物的培養、可以有效地保證作物的正常生長、也可利用對于氣象的預測根據作物的生長情況進行適時培養,從而更好地提高產量。
2.4 計算機對于農作物病蟲害的預測
農作物的病蟲害的對于農業工作者來說是一個比較大的麻煩、病蟲害的困擾也一直是農業生產上的一個難題。歷史上由于病蟲害使得農作物最終顆粒無收的情況也是如數家珍般。因此,能夠對病蟲害進行預測,可以更好地提高農作物的產量,提高效益。在以前對于病蟲害的控制中,多數是利用經驗分析以及數據統計的方法來控制預防的,但是這種方法的誤差也是比較大的。漸漸地、隨著計算機技術的不斷發展,使人們對于環境系統的認識越來越深入、視野越來越廣闊。運用了更多的數學及物理方法,例如光譜分析、周期分析等對病蟲害進行預測。通過數學模型表示出來。從而觀測病蟲害的流行趨勢。通過先進的計算機科技對病蟲害作出提前預測,加強防范意識,以便在發生病蟲害時能夠將災害降到最低,保證作物的產量。
3 計算機模擬系統在農業上的應用
3.1 計算機模擬試驗系統
在農業上,會進行很多的試驗調查。一般的試驗即實際培養試驗即可,但是在一些難度系數比較高或者費用比較大,培養條件比較刻苦的實驗中,卻很難按照實際進程完成試驗。因此,對于那些難以實際操作且風險比較大的試驗,可以運用計算機的模擬試驗系統來完成。在計算機實行操作前,需要準備好一切試驗需要的數據,再將這些數據輸入到計算機所編寫的程序系統中,最終得出結論,最后利用系統得出的結論進行分析研究。通過計算機模擬實驗操作系統的實行,不僅可以在一些復雜的試驗中節省很多的時間還可節省大量的財力,可謂一舉多得。
3.2 計算機專家系統
對于農民來說沒有高科技的農業操作工具,沒有豐富的農業知識。對于生產過程中出現的問題總是顯得無所適從。隨著科技的發達,現在的人們可以足不出戶便可與專家對話,人機互動,輕輕松松在家中即可解決身邊出現的問題。還可在計算機的模擬專家系統中對作物進行更好的改良,提高產量。計算機專家系統,就是以計算機為模擬專家,與人溝通,通過專家級的水平來解決實際操作中的問題。它是存在于事先存入計算機中的問題解決經驗,然后計算機再進行經驗反饋,模擬專家的思維方式來推理、分析、提出合理化的建議以及解決方案,指導農業操作,提高農業產量。
4 多媒體在農業上的應用
4.1 多媒體是一種運用于多方面的技術。現如今很多的農業學院將一些農業的最新科技成果或者農業的知識刻錄成光盤,通過課堂或者講座將其播放給學生們看以便更好地學習了解。這是一種直接、形象的傳播方式,因此一直備受青睞。同樣,更需要將多媒體技術應用于農民之中,使他們更加快速、廣泛的掌握最近科技動態,指導農民了解更多的農業知識提高農業產量。
4.2 對于計算機網絡的普及,人們可以通過計算機網絡了解更多的農業行情,在網上察看產品的售價以及營銷情況,根據市場的行情來合理的推銷自己的產品,從而獲得更多的利益。也可以再網上售賣自己農產品以及購買農業產品,或者獲取最新的農業資訊等。對于一些大批量銷售農產品的公司或者農場,可以在網上建立自己公司的網站,讓更多的人來了解這個公司,從而可以更大范圍的推廣所在公司的產品,獲得更多的銷量。
5 結論:
隨著計算機技術的不斷發展,計算機技術帶給農業上的效益更是不可估量的。通過計算機在農業各方面的應用,更多的自動化管理不但可以省去更多人力上的消耗,還可節省更多的財力支出。建立的各項農業數據庫,實現了資料的全面共享,使生產和流通以一個更加有序的方式運行。通過多媒體的模擬的專家系統更是為人們提供了更多的便利,足不出戶便可解決問題,指導操作。通過計算機技術的不斷發展創新,計算機應用的范圍將會更加廣泛,技術也會更加精益求精,必將會推動農業的發展蒸蒸日上。
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(赤峰學院 資源與環境科學學院,內蒙古 赤峰 024000)
摘 要:“3S”技術作為一種綜合性技術手段,在農業病蟲害防治的應用中取得了較大進展,它與地面調查資料的結合,對精準有效控制病蟲害的曼延發揮了重要作用.赤峰市是農業病蟲害發生頻繁、危害嚴重的城市之一,因此本文結合病蟲害發生的特點,闡述了“3S”技術應用于赤峰市農業病蟲害防治中的概況,分析了病蟲害防治研究中存在的問題,并提出了相應的解決方案,及其在農業病蟲害應用研究的展望.
關鍵詞 :“3S”技術;農業病蟲害;赤峰市;應用研究
中圖分類號:S763文獻標識碼:A文章編號:1673-260X(2015)01-0078-03
近年來,“3S”技術在農業領域中應用廣泛,人們不僅能夠準確地辨別地面植被類型和環境情況,而且能夠對人的活動范圍和房屋建筑的分布進行動態觀測,在自然界中“3S”技術與農業病蟲害相結合在病蟲害的預防和控制中可以起到空間決策作用,從而給人們提供了更加豐富有效的信息.長期以來,我國北方部分地區遭受到蟲災不同程度的威脅,赤峰市受到蝗災威脅最為嚴重,人們愈來愈意識到必須對自己賴以生存的空間環境進行有計劃的開發、保護與管理.農業資源的合理開發與利用,農業高效生產與病蟲害的防治等研究更加受到廣泛關注.
1 “3S”技術及其在病蟲害監控領域的應用研究概況
1.1 “3S”技術簡介
所謂“3S”技術,即地理信息系統(Geographic Information System,簡稱GIS),全球定位系統(Global Positioning System,簡稱gps)和遙感技術(Remote Sensing,簡稱RS)相互結合并相互獨立發展起來的新興學科.
1.1.1 地理信息系統(GIS)
地理信息系統是一種采集、存儲、管理、分析、顯示與應用整個或部分地球表面與空間和地理分布有關數據的計算機系統[1],是處理和分析海量數據的通用技術,它能夠對空間及地球表面相關數據進行收集、分析、整理和描述,通過建立相應的模型,來解決較為復雜的問題,并能用直觀方式的表現出來.
在病蟲害預防控制領域,GIS系統能夠直觀、準確地將病蟲害影響因素的空間分布呈現出來[2].它利用二維地面數據和三維空間數據,分析研究特定地理位置中影響病蟲害分布的各類影響因子,并估計出各影響因子之間存在的相關性.
1.1.2 遙感技術(RS)
遙感技術是運用各種傳感器獲取地球表面信息,來研究地面物體大小、形狀、位置、性質及環境相互關系[3].對于農業病蟲害的防治工作,RS技術能夠準確、快速的獲取病蟲害的種類及其相關影響因素的分布.
1.1.3 全球定位系統(GPS)
全球定位系統是一種高精度的全球三維實時導航的衛星導航系統[4],它利用空間導航衛星、地面監控站和用戶設備等給用戶提供各種不同精度的離線或在線的空間定位數據.
隨著技“3S”技術的相互結合、相互滲透和快速發展,已經形成了3S集成化技術系統.GPS、RS、GIS集成應用在蝗蟲的監控領域中已經取得了較好的發展,并在我國部分地區都有不同程度的應用.例如吉林省地方病研究所同北京臺眾思壯科技有限責任公司合作建設GPS工作站,將“3S”技術與蝗災的專業信息有機的結合起來,同時利用GPS對蝗災的分布信息進行準確定位.
1.2 “3S”技術在病蟲害監控領域的應用研究概況
20世紀70年代初,“3S”技術逐步應用于農作物病蟲害監控領域,經過多年的技術研究和野外實踐,“3S”技術在病蟲害的遷飛及爆發等方面取得了一些進展,尤其在蝗蟲的動態監測方面呈現出美好的前景.這里以蝗蟲為例,分析其在國內外的發展及應用現狀.
1.2.1 “3S”技術在國外蝗蟲監控領域的研究
20世紀90年代,“3S”技術在蝗災的監控上取得了較快的發展.例如,20世紀90年代初期北非蘇丹紅海一帶是非常有代表性的沙漠蝗蟲繁殖地區之一,在沙漠蝗蟲的生存環境方面利用GIS技術對相關調查數據進行入庫、分析、整理并繪制出成圖,并把遙感生存環境分類并繪制出成圖跟其GIS繪制出的成圖進行復合研究,從而獲得此區域的“蝗蟲繁殖區域分布圖”[5].對于沙漠蝗蟲的繁殖、遷徙和群聚的各種生存環境的可能性評價結果在圖上都能準確的呈現出來,并將評價圖用于有針對性的地面沙漠蝗蟲防治的隊伍中.聯合國糧農組織和澳大利亞疫蝗委員會(APLC)開發的“沙漠蝗蟲監測預警系統”和“澳大利亞蝗蟲決策支持系統”,對澳大利亞沙漠蝗蟲危害的有效控制起了關鍵性的作用.
由于GIS的空間數據處理功能格外突出,能夠定點管理數據資料.因此將若干種蝗蟲發生的預測結果及模型進行綜合分析,以科學的手段對蝗蟲種群的產卵分布、遷徙路徑及發生發展預測分析,并將蝗蟲防治和發生實況以圖形形式顯示,更能直觀、精確的對蝗蟲進行動態監測.另外,GPS能在經緯度上對蝗蟲的調查數據資料自動定位,從而能夠準確的在電子地圖上呈現出田間蝗蟲實時發生的狀況.
1.2.2 “3S”技術在我國蝗蟲監控領域的應用現狀
隨著中國農業生產方式的變革、生態環境和氣候條件的變化,人們愈來愈意識到必須對自己賴以生存的空間環境進行有計劃的開發、保護與管理,農業病蟲害的預防和控制等研究更加受到人們的關注.
20世紀末,我國科學家開始從事“3S”技術在蝗蟲監測領域方面上的研究.“稻縱卷葉螟的動態變化顯示系統”由汪四水等人利用地理信息系統首先建立了起來,為我國在全國范圍內建立病蟲害預警監控系統奠定了堅實的基礎[7].馬建文、韓秀珍等人通過在野外持續觀察和試驗研究以及對衛星數據同時段的對比分析,提出了“遙感飛蝗生育過程監測”,分析在蝗蟲的蟲卵期、幼蟲的生長期和成蟲的遷移期三個不同階段的遙感調查指標和監測特征數據,對蝗蟲的發生進行動態監測[6].自1996年以來,南京師范大學倪紹祥教授利用“3S”技術在青海湖地區對草地蝗蟲的發生、遷飛、預測模型、蝗群的變化規律、監測系統等層次做出了不懈的研究和探索[8].然而,從客觀上來說這些研究只能說是初探,沙漠蝗蟲和田間蝗蟲在發生規律、種群分布、生態習性和預防與控制等方面都存在明顯的差異, 因此,在蝗災進行動態監測領域運用“3S”技術越來越能夠顯示出其獨特的優越性.
2 赤峰市農業病蟲害調查分析
2.1 農業病蟲害防治中存在的問題
2.1.1 對預防工作不夠重視
從對赤峰市調查分析中,我們了解到病蟲害防治工作中“預防”是基礎,關鍵是要做好病蟲害的預測與預報工作.正確的預測與預報的關鍵是模型.田間實驗調查數據和基礎性研究是高質量模型的根本.在我國海量數據若不能形成一個統一、共享的平臺,很難對數據進行共享,使得預防系統在研制中缺乏基礎性數據,在客觀上使得病蟲害防治系統向先進水平發展的程度受到了限制[9].在以后的研究工作中,我們應該格外重視對基礎性的研究.
2.1.2 使用“門檻”過高
在農業病蟲害防治工作中“3S”技術使用者一般為專家、科技人員以及少數農民.赤峰市農民較多,而且文化水平相對低于農業科技工作者,對技術系統的操作有些困難.而“3S”技術作為一種綜合性技術手段,可操作性強,在實踐中“3S”技術經常是集成應用的,對硬件設備和軟件要求比較高.因此,讓農民熟練的使用“3S”技術,是農業病蟲害防治工作中急需解決的一項問題.
2.1.3 沒有對癥下藥
赤峰市部分農戶為圖方便省事,盲目的將幾種農藥混合在一起使用,急于對病蟲進行防治.在某一時期把防治病蟲害的農藥全部用上,由于部分農藥不適合混合使用,發生了化學反應結果造成農藥使用效果下降,使得防治效果不理想造成浪費,有的甚至還會造成很嚴重的負面影響.在什么時期,有什么病蟲害,該用什么藥防治,都應遵循一定的規律.
目前,在農業病蟲害防治工作中,人們逐步開始使用多媒體技術,將農業害蟲的發生的區域特征、形態和在某一時期發生的癥狀形象的表現出來,并加以實況解說,使原本難以理解的推理變得簡單、生動了起來,這為農民解決這一難題提供了有效的方法.
2.2 農業病蟲害控制和治理的對策
由于蝗蟲等病蟲害引發的災害是一種極其嚴重的自然災害,一直以來其發生、監測及防治都受到我國政府的關注.下面以蝗蟲為例,論述其主要控制對策.
根據赤峰市近年來的氣候變化規律和蝗蟲發生的動態變化關系的研究可知,全球氣候變化,季節更替變化所引起的旱、澇災害,都會引起蝗災的發生,這將使頻繁發生的沙漠飛蝗和田間蝗蟲延續到21世紀末[10].
建立蝗蟲區域性地理信息系統數據庫的目的是為了減輕和控制蝗蟲災害,盡最大可能減少經濟損失,運用“3S”技術全面分析和評價蝗蟲發生區域的相關影響因子及其地理理特征分布情況,建立適合我國國情的蝗蟲動態監測網絡系統;設計遺傳基因芯片,利用DNA芯片技術,辨別田間飛蝗散居型與群居型的兩種不同類型的轉變,用以監測蝗蟲發生的動態變化[11];為了研究蝗蟲災害的中長期檢測技術以及防治的適宜期,對不同地理區域內蝗蟲的類別、數量、發生程度及發生期進行動態監測;運用蝗蟲在不同空間尺度不同發育階段的空間動態模型、成災蝗蟲的物候學模型、生存環境適宜性評價模型等,建立計算機預防控制模型,為蝗蟲的發生、遷徙范圍及蔓延趨勢等作出準確預測提供了科學依據.
針對蝗蟲的發生特點,要想長期對蝗災進行綜合治理和持續控制,不僅要依靠技術平臺的監測與控制,還應該加強以下幾方面的研究.
2.2.1 蝗蟲災害的發生規律
開展蝗蟲持續控制和綜合治理的前提是研究蝗蟲的發生規律及其成災原因.主要從蝗蟲發生的空間位置、種群數量隨時間推移的變化規律以及與環境關鍵因子的關系;蝗災的地理分布規律;蝗蟲暴發成災的動態與人類生產活動的關系;及不同的氣候條件對蝗蟲的發生動態、蝗蟲發生地的環境變化與生態條件的影響等內容的研究.
2.2.2 蝗蟲災害的綜合治理
從生態學角度,對蝗蟲災害進行有效控制.生態學控制技術,是根據不同的蝗蟲發生區域(沿海區域、濱湖區域、河泛區域、草原區域等)的結構、功能及其景觀特征提出來的,包括天敵的保護、農業產業結構調節、植被恢復、水位調控、合理放牧、物種多樣性保護、資源的合理開發與利用.通過宏觀調控,充分發揮生態學控制技術,控制其種群數量在經濟指標之下,避免其暴發成災.
從化學角度,對蝗災進行有效控制.為了控制突發性蝗災的發生,應使用高效安全的化學農藥新試劑和新品種.例如使用一些自主研發的氨基甲酸酯、溴氰菊酯、蟲酰肼和氟蟲脲、銳勁特等.
從經濟學角度,對蝗蟲的監控進行分析.研究蝗蟲災害指標體系;成災蝗蟲的防治指標;生態系統中不同種類蝗蟲對其它組分在經濟生產中的產生的影響;逐漸形成適合我國的經濟閾值體系和治蝗決策體系.
3 “3S”技術在農業病蟲害中的應用前景展望
隨著“3S”技術的不斷發展,它在農業病蟲害監控領域內的應用范圍和深度都將得到拓展和深化.未來的研究主要表現在以下幾個方面:
3.1 開展蝗蟲生存環境特征與遙感圖像特征關系的分析
在蝗蟲監測方面使用遙感圖像,利用圖像特征去監測蝗蟲的發生區域特征、繁育環境及生存條件是其主要途徑.因此,若要摸清蝗蟲的生存環境特征與種群的繁殖與發生之間的關系,就要充分發揮遙感技術在蝗蟲監控領域中的作用.從客觀上說,這種關系是極其復雜的,而且模式一般不固定,是因地而異的.例如,加拿大艾伯塔省的草地蝗蟲的暴發密集程度與降水量的多少呈負相關關系,但北非地區的沙漠蝗蟲則相反,草地蝗蟲的密度降低的地區降雨量一般都超過其平均值,這與我國青海湖周邊的一些地區的情形相差不多[12].此外,研究蝗蟲的密度與生存環境之間的關系,還須考慮到蝗蟲產卵、孵化、成熟等不同生活階段,因為在這些不同生活階段,蝗卵或蝗蟲的數量變化與生境類型的關系也是有一定差別的.從總體上說,盡可能采用時間分辨率相對較高的遙感圖像(如NOAA/AVHRR)對蝗蟲進行動態監測,并對地面環境展開詳細調查,這樣對蝗蟲進行動態監測才有可能實現.
3.2 加強GIS技術在蝗蟲監測中應用的研究
GIS技術可將蝗蟲生存環境特征數據與遙感數據資料及歷史蝗蟲災害數據進行綜合分析和集成,顯示出其在這個領域的應用潛力.未來發展應將GIS作為蝗蟲防治決策支持系統的組成部分,充分加強其在這一領域的實用性.因此,GIS不僅可用于對蝗蟲生存環境數據資料、歷史蝗蟲災害數據及與其有關的記錄進行綜合分析,而且還可以與蝗蟲防治有關的數據進行整合,為其提供決策支持.目前,國際上正在開發新型GIS系統即智能地理信息系統,并把它作為預防蝗蟲暴發的決策支持系統.此外,基礎數據的標準化與規范化進一步加強了其在病蟲害監控領域的作用.同時,應亟待探討“結構化”的數據參數收集方法,使GIS系統更方便分析和處理病蟲害的歷史數據和實況資料及各類生存環境記錄.
3.3 利用“3S”技術與農業專家系統相結合,對病蟲害進行動態監測分析
專家系統是運用計算機技術和人工智能技術,在某一領域內對一個或多個專家提供的技能、知識和經驗,分析、推理和判斷,模擬專家的決策過程,是一個擁有大量的專業知識與經驗的程序系統[14].它對農作物在同一時期不同環境條件下出現的各種癥狀進行診斷,并分析其可能出現的病蟲災害,提出相應的防治方案.
通過與專家系統結合,能夠即時反應出病蟲害的發生動態,并能反映出專家系統對其的預測性.GIS技術與專家系統結合,對病蟲害發生的動態能夠準確描述,從而使監測結果更生動、直觀且接近實際.建立動態數據庫,可以對各地區病蟲害監測的數據庫進行及時的更新,同時系統的共享性問題得到了有效解決,極大的提高了人類的工作效率.
4 結語
“3S”技術在農業病蟲害防治領域中的應用,為農業病蟲害防治工作帶來了深遠的影響.面對技術方面存在的問題,赤峰市應該結合實際情況,努力研究自身不足之處,充分發揮“3S”技術獨有的特點,增強防災救災能力.由于用“3S”技術精確定位,用藥集中,極大地增加了農產品的產量,進一步提高了社會效益、經濟效益和生態效益,為國民經濟可持續發展提供了保障.
參考文獻:
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