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关键词:林业 病虫害 东北地区
前言:林业病虫害防治是一项长期的任务,它需要研究人员从实际入手,分析现有情况与问题,并对其做出相应的解决方案。如何进行无公害的防治,如何以最少的花销达到最好的防治效果,本文对此提出了针对性措施,希望相关研究人员在以后的研究中能够将研究成果付诸实际,并在实际生产中对林业病虫害的防治做出更多的研究。
1现阶段东北地区林业病虫害发生主要原因
1.1林区结构单一,对病虫害抗性差
传统的林业经济主要依靠木材生产,人们过于看重林木的速生丰产,大面积的人工林树木的品种单一导致抗害能力降低,林业病虫害检疫工作与人工造林工作的严重脱节,造成了外来病虫害的生态入侵,加重了林业有害生物的危害程度。结构单一的生态系统抵抗力稳定性相对薄弱,因此在林区的生产中,一旦出现传染性相对较高的病虫害,对导致相当广域的林区发生同样的灾害,给实际生产带来了极大困难。
1.2不合理的营养供应方法
农药在杀死害虫的同时也会杀死不少有益生物,并且害虫会逐步产生抗药性。因此,滥用农药制剂极易破坏林业生态系统,使林业生态环境急剧恶化。东北地区林业防治工作相对滞后,相应观念也相对落后,缺少可持续发展的思想与观念,以至于营养观念不合理。人们过于看重林木的速生丰产,而极大忽略了营林工作的科学性合理性,没有做到因地制宜,以至于林区的营养供养不均衡、不稳定,生物多样性在森林中遭到严重破坏生态结构的不完整使得天然森林对病虫害自然抵御能力降低,给病虫害以可乘之机。
1.3防治体系不完整
由于观念问题与经济限制,东北地区防治工作长期处于被动状态,未切实贯彻落实“预防为主,综合防治”的理念,导致相应的体制不健全,给防治病虫害带来了很大的难度。由于经费限制使东北地区林业病虫害防治体系还不健全,有关基础建设滞后,工作设施与方式滞后,监测预报环节比较薄弱,从发现到采取措施的周期过长,使得病情蔓延相对较快。林业工人的相应应对经验不足或重视态度不够端正,导致病虫害发现较晚、响应较晚、实施措施较晚,以至于病虫害往往都比较严重。
2针对现阶段病虫害提出的应对方法
2.1多样化的林区安排
引进昆虫天敌,达到防控虫害的作用,同时还有助于保持生态平衡确保林业生产的稳定发展,或者引进益鸟,通过鸟类防控病虫害,如啄木鸟、灰喜鹊、山雀等。因此,如条件允许,应提倡采用绿色环保的生物防治。同时还可以实施多样化的林区种植方法,合理栽培多种多样的树种,形成一定的生物动态平衡体制,以形成相应的保护体制。或者采用相对高级的微生物防治措施,微生物防治相对环保且防治强度高,可持续性强,在东北地区用白僵菌防治马尾松毛虫就是一个很好的实践例子。也可以利用化学药剂综合防治这是目前一种较为常见的做法,同时对于部分严重的病虫害该方法的防治效果较好,但是在实际的林区生产中,大量的化学药剂使用并不利于多样化的林区安排,所以在实际生产中还是要以生物防治为主要措施。
2.2科学的营养方案
林区营养过剩会带来一系列的弊端,科学的营养配置方案一直是林区科研人员的研究课题。不同地区、不同树种的营养方案有很大的不同,在实际生产当中要把握东北地区黑土地的营养特点,充分利用东北黑土层的高营养特点,合理配置营养资源,正确配比氮磷钾的比例,形成科学、可持续的营养供给,并形成动态的营养监视体制,随时调查林区营养的当前情况,并及时采取措施,对营养素进行相应的增加或减少,来保证林区资源的合理配置。
2.3建立相对完善的防治体制
严格检疫工作程序,防止病虫害的生态入侵,重点是加强产地防疫和合理管理,要把森林害虫和森林培育结合管理,依照林木的生长日期和特点进行适当的砍伐。同时要把握东北地区林业生产特点,抓好对林木的检疫环节,避免各种危险性病虫传入当地,对当地生态系统造成相应打击。同时相应加强森林病虫害防治建设,提高治病防病能力,不断拓宽资金筹措渠道,充分调动职工的积极性,形成一个完整的防治体制。让护林人员发现问题及时报告,上级管理部门及时作出相应的管理方案,及时对病虫害问题作出响应,并实施科学有效的防治方案。
3.结语:林业病虫害给我国林业生产带来了巨大影响,也影响我国林区可持续发展的实施进度,研究人员应充分重视东北地区林区的现有条件,并对研究方向随时做出调整,林区工作人员也应该将理论付诸于实践,在实际生产生活中及时的做出相应调整,为我国林业生产做出更多更大的贡献。
参考文献
[1]梁亦肖.加强森林病虫害防治工作,改善林业生态环境[J].现代园艺2012(15):76.
[2]郑天翔.绿化林业病虫害预警体系的构建与防治对策[J].现代农业科技2013(9):151-152.
[关键词] 小型植保无人机 水稻 病虫害防治
[中图分类号] S252.3 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650 (2016)05-0051-01
水稻是我国粮食作物中种植面积最大的农作物,每年种植面积约为粮食作物总体播种面积的三分之一。在传统劳动模式中,水稻的病虫害方式工作主要依靠人力来进行,这种方式最大的缺点就是不仅仅是对人来说强度极大,并且作业的质量不高、生产效率低下,所以这种人力劳作方式已经不能满足现代的市场需求了,因此小型植保无人机的研制和出现,极大地提高了生产效率,在水稻的病虫害防治过程中,帮助我国农作物实现了可观的经济收益。
1 国内外小型植保无人机的发展情况
世界上的小型植保无人机目前的应用上多以亚洲国家为主,其中亚洲国家中主要是以中国、日本和韩国为主。而欧美国家一般的农田面积较大,这种小型的植保无人机不能很好的帮助他们种植,所以欧美国家一般采用的都是驾驶式的大型飞机进行喷洒作业。美国作为世界上农业航空领域最发达的国家之一,其土地面辽阔,耕地相对较多,并且都是以超大规模经营的家庭农场为主,因此美国的农用飞机主要依靠人的驾驶为主,达到高效率的作业和药物喷洒工作,美国一大半的农药喷洒工作都是飞机完成的。而日本是最早研究并把小型植保无人机投入使用的国家,也是目前为止这项技术发展最成熟的国家之一。由于日本本身的人口密度较大,但是可供耕种的土地非常有限,处于人多地少的状态,所以平均到每户的耕地面积非常小,而水稻也是日本最主要的种植作物。由于日本相对单一的耕种条件,所以在一定程度上也为植保无人机的发展提供了良好的环境和空间[1]。我国2011年开始大规模的示范应用小型植保无人机,通过一系列的科学研究和实验,我国更是发明了很多具有中国特色的无人机机型,给我国的农业发展和植保无人机的发展带来了更多的关注和动力,促进更多新的技术、人才和资金加入到这项行业当中来。
2 水稻生产中的优势分析
2.1 可实现全程机械化作业的水稻田
虽然我国在水稻生产的过程中已经实现了插秧和收割的机械化,但是在病虫害防治的问题上大部分还是以人工为主的。以前我国也应用过大型植保喷雾机进行作业,但是由于体积较大,极易发生陷泥事故,非常影响作业的进度和效率。而采用人工在田间行走完成喷洒作业也十分费力,并且效率很低。而采用小型植保无人机可以实现在空中完成喷洒作业,既可以达到很好的病虫害防治效果,又可以极大地节省人力,大大的提高了工作效率,是现代种植业中主要的作业模式[2]。并且这种模式不仅适合水稻的种植和生产,还可以大面积的应用于其他生长密集,不方便进行大型机器作业的旱田农作物,比如玉米、棉花等。
2.2 地形适应性强
不同于大型的作业工具占地面积较大,小型植保无人机一般在田间进行起降工作时,只需要1.5米*1.5米左右的空场就可以,它对地面没有过多的要求,无论是闲置的空地、道路都可以进行起降作业,甚至条件有限自己用模板搭建一个空地均可以完成。由于设备相对较小,比较好操控,因此无论是丘陵、山坡还是梯田都能很好的适应,并完成喷洒作业。
2.3 为农民提供更全面的植保技术方案
现在我国的河南、安徽和新疆等地已经出现很多植保服务公司,他们主要是为广大农民群众提供农作物的病虫害防治的解决方案。通过与农民朋友签订全年病虫害防控指标,进行全机械化作业模式,在解决农民种田难、劳动力短缺的问题基础上,还开展了新的服务模式,使种植业逐步走向正规化。同时在喷洒作业的形式上,可以打造组织更多的航空喷雾专业团队,帮助农民朋友进行更专业的培训和讲解,最大程度的提高设备的利用率,为种植业产生更多的经济效益[3]。
3 技术发展中需要解决的问题
3.1 由于现在国内的小型植保无人机一般的荷载能力较小,并且每次的起降面积有限,虽然在工作效率上得到了大面积的提升,但是对于面积较大的农场而言,如果没有专业的技术人员进行操作,病虫害的防治工作也很难在短期内完成喷洒任务。
3.2 整个小型植保无人机技术行业还处于刚刚起步的阶段,没有基本的行业规范和标准,对于机器的专业培训机构组织还很少,农民遇到问题只能与厂家进行沟通,这样一般会耽误很多耕种的时间,降低了工作效率。
3.3 无人机技术中使用的专用喷洒药剂没有国家或是行业的统一标准和使用要求,农民一般会采用最普通的药剂,并且掌握不好药剂的使用量,导致喷头堵塞、设备出现故障,这些问题都会在一定程度上影响病虫害的防治效果。
3.4 由于水稻的种植是有固定的季节和时间的,因此每年都会出现供应量的旺季和淡季,由于在旺季时病虫害防治的市场需求量较大,所以容易造成旺季订单较多,忙不过来,但是相反淡季闲置时间较长,达不到实现较好的利用率,影响了经济收益。
4 结语
虽然植保无人机在水稻的全程病虫害防治过程中遇到了很多问题,但是随着我国的经济的发展和技术的创新,现在面对的问题都会迎刃而解。在我国的农业生产大力发展的前提下,植保技术是我国农业领域发展的关键环节之一,所以在发展过程中,要根据我国农业的实际问题和真正的需求进行发展。由于我国整体土地占地辽阔,农业地形差距、气候差距、作物种类的多样化,可能会给我国的农业发展带来一定的难题,但是面对问题,结合我国的实际情况进行研究和分析,实现全程水稻病虫害防治工作不再是难题。
参考文献
[1]周文.农业植保无人飞机的应用推广[J].湖南农机,2013,26(10):28-29.
[关键词] 春季 保护地 蔬菜生产
[中图分类号] S151.9+5 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650 (2015)08-0068-01
辽宁地处我国北方,是我国重要的蔬菜生产基地。春季在保护地进行蔬菜生产作为北方进行蔬菜生产的重要形式,引起了广泛的社会关注。但是,在春季蔬菜的生产中还存在着一些问题,这些问题制约着蔬菜生产的发展,影响了蔬菜生产行业的发展。因此,要针对这些问题,提出相应的解决方案,推动保护地的蔬菜生产行业的发展,增加菜农的收入。
1 春季保护地蔬菜生产应注意的问题
1.1 未实行轮作倒茬
保护地的位置一般都是固定的,而且保护地的面积一般相对较小,生产规模较小,一般都是进行四季生产,不进行倒茬或者歇茬。菜农们在进行蔬菜种植的时候,一般都是以市场的需求为根据,没有考虑到重茬或者迎茬、倒茬等问题,这种状况持续下去会导致病虫害问题的加重、土地的地力恢复缓慢、 蔬菜的产量降低等等。
1.2 病虫害的严重发生
一般来说,保护地内的温度较高而且湿度较大,除此之外,保护地的通风和透光性都不太好,这样的条件有利于病虫害的滋生和蔓延,会导致病虫害的严重发生。与此同时,如果采取了不正确的防治方法反而会增强病虫害的抗药性,使保护地的病虫害更加难以治理。另外,保护地的连作生产也会导致病菌以及虫卵的繁殖速度加快,导致病虫害问题的加剧。
1.3 过量使用化肥和农药
随着科技的进步,化肥与农药的研发帮助农民提高了农作物的生产量,但是过量使用化肥和农药也会带来问题。首先,化肥的使用提高了农作物的产量,增加了农民的收益,但是,多度依赖于化肥的使用会导致农产品中的化肥超标,导致土壤出现板结,严重的情况下还会对水源以及土壤造成污染,威胁人们的健康。其次,在治理病虫害的时候,农民为了使病虫害迅速被消灭,会加大农药的用量或者使用毒性较强、残留度较高的农药,这样的做法不仅会导致农作物的农药残余过多,还会对土壤以及自然环境造成污染。
1.4 农产品的质量降低,经济效益减少
化肥以及农药的使用导致农产品的质量降低,削弱了农产品在市场上的竞争力,再加上防治费用的投入,菜农的经济效益就相对减少了,长此以往,会对菜农们的种植蔬菜的积极性造成严重的影响。
1.5 蔬菜的定植密度过大
有些菜农为了提高蔬菜的产量,通常会采取提高蔬菜的定植密度的方式来使蔬菜提早上市,提高自己的经济效益,但是,实际上,蔬菜的定植密度过大会影响蔬菜的通风性和透气性,很容易导致病虫害等问题的出现。因此,保护地种植的蔬菜的定植密度应该小于露地的定植密度。
1.6 忽视了微肥的施用
菜农在施肥的时候通常都大量施用氮磷钾等化肥,忽视了微肥的施用。保护地的环境一般比较封闭,因此比较缺乏微量元素,很容易会导致理性病害的发生。针对理性病害,采取化学药剂的方法是很难彻底治疗的,应该注意补充微量元素。在对保护地进行施肥的时候应该注意施用有机肥,以此来提高土壤的肥力,提高蔬菜的产量和品质。
1.7 植物激素的滥用
植物激素能够对蔬菜的生长进行调节,并促进蔬菜的生根和生长,与此同时,还能够对瓜类等蔬菜的性别分化进行控制,防止蔬菜出现落花或者落果的现象,此外,还能够增加蔬菜的抗性并对果实的发育和成熟进行控制,还能够用于贮藏和保鲜。但是,如果过度使用植物激素,就会给蔬菜的生产造成不利的影响。
1.8 缺乏科学的日常管理
目前,针对保护地的蔬菜生产,我国还缺乏相关的科学管理体系。温度管理是蔬菜的日常管理中的重要环节,温度管理不当会对蔬菜的生产造成不利的影响。因此,要加强对保护地的日常管理,严格控制温度。
2 如何发展春季保护地的蔬菜生产
2.1 坚持“用”与“养”的结合
要发展保护地的蔬菜生产,就要坚持“用”与“养”的结合,“用”即用地,“养”即养地。因此,要发展保护的蔬菜生产,就要以气候为依据对蔬菜生产进行合理的安排。
2.2 针对蔬菜的习性,加强对蔬菜生产的管理
春季生产的蔬菜主要有黄瓜、豆类、茄果类以及一些绿叶菜,每种蔬菜的习性都是不同的。因此,在种植蔬菜的时候,首先,应该了解蔬菜的习性,再针对蔬菜的不同习性,加强对蔬菜生产的管理。
2.3 进行科学合理的施肥
在施肥的时候,应该注意有机肥与无机肥的结合,重视有机肥的施用,与此同时,还应该对化肥的施用量进行严格的控制,避免化肥的浪费。此外,应该对土壤成分进行测量,以当地的土壤状况为依据,进行针对性的、科学合理的施肥,降低化肥的施入量和生产成本,降低蔬菜上的化肥残留。
2.4 对病虫害进行综合防治
2.4.1调节保护地的通风条件和光照条件
良好的通风和充足的光照可以有效减少保护地内病虫害的发生,因此,要保持大棚棚膜的清洁,以此来增加保护地的光照,还要对保护地进行定期的消毒,并使保护地的温湿度维持在适宜蔬菜生长的范围之内。
2.4.2及时拔除保护地内的病株,保持保护地的清洁
及时清除保护地内的病株和枯枝落叶,并将拔除的病株带出保护地,及时烧毁或者深埋病株,防止病虫害的传染。
2.4.3选取生物农药,避免使用毒性较高的农药
在选用农药的时候,应该注意选取生物农药,而且要按照规定施药,减少蔬菜的农药残留。除此之外,还可以使用烟剂,使保护地的湿度降低。
结语
春季是进行蔬菜生产的主要季节,同时也是病虫害的高发季节,因此,在春季进行保护地的蔬菜生产的时候,应该注重病虫害的防治,与此同时,还应该针对保护地的蔬菜生产过程中的其他问题采取科学的解决措施,提高蔬菜的产量,增加菜农的经济效益。
参考文献
[1]贾林霞,邱宏峰.春季保护地蔬菜生产注意的问题[J].农民致富之友,2010,(1):31.
关键词:计算机技术;农业发展;应用
中图分类号:S126 文献标识码:A 文章编号:1007-9599 (2012) 17-0000-02
1 计算机对我国现阶段农业发展的影响
我国的农业信息化已随着计算机的不断发展在不断提升中,现在的农业已不仅仅只局限于开始的以科学计算以及数学规划为主的几个方面的管理。随着科技的不断发展,自然数据的统计管理、农业的信息管理、农业的推广管理等领域都以包含在内。计算机的应用早已深入农业的各个方面。随着计算机技术不断地应用于农业生产中,计算机在农产品的预产估测,农业的信息管理、病虫害的预测以及控制,农产品的推广营销等方面发挥了重要的作用。不仅如此,我国还建立了多项的农业数据库,以及成立的网络中心,供更多的农业管理人员研究学习,为更多的农业产品提供推广营销的方式。不仅加强了农业科技的发展,更为农业的推广事业提升了更大的空间。同时,网络的智能化,互联网上的智能专家系统也已渐渐发展起来,使更多的农民足不出户便可解决农业上的问题,不仅可以学会更多农业知识,还为更多农民提供了更多的便利。
2 计算机在农业生产上的应用
2.1 在农业数据计算方面的应用
计算机可以一秒以数以几十万的次数运算,运用在农业的计算中可以拥有高效的成果。还可通过计算机进行方案的设计比较,在众多的设计方案中选择出成本低、效益高的方案,从而获得更多效益。农业上还可通过计算机进行数据整理,动植物的资料整理、农业科技资料整理、水土资源的资料整理等等。同时。利用计算机对植物进行图片、声音、文字的处理。在对植物的培养过程中、再利用计算机的进行实时控制,利用计算机采集到的数据为参数,然后按照规定的参数进行进行最佳调节,实现控制的自动化管理。
2.2 对于农业经济的预测
就像对于我们所说的能源危机,人口暴涨的趋势,这些都是通过计算机预测出来的。因此,人们也可用计算机对农业经济进行预测。农业经济的预测需要涉及到很多方面,对于农村、农民的各方面的涉及,还需要对人文、社会与自然科学各方面的研究、需要考虑多方面的影响因素,最终构建出含有多方面因素的各种数据的模型。对于农业经济的预测,也对社会经济发展起到了重要的作用。
2.3 对于气象的预测
气象的预测对于农作物的生长起到了非常最要的作用。利用计算机预测气温的变化、风向风速、光照的强度、以及土壤的饱和度等等,利用这些气象因素控制对作物的培养、可以有效地保证作物的正常生长、也可利用对于气象的预测根据作物的生长情况进行适时培养,从而更好地提高产量。
2.4 计算机对于农作物病虫害的预测
农作物的病虫害的对于农业工作者来说是一个比较大的麻烦、病虫害的困扰也一直是农业生产上的一个难题。历史上由于病虫害使得农作物最终颗粒无收的情况也是如数家珍般。因此,能够对病虫害进行预测,可以更好地提高农作物的产量,提高效益。在以前对于病虫害的控制中,多数是利用经验分析以及数据统计的方法来控制预防的,但是这种方法的误差也是比较大的。渐渐地、随着计算机技术的不断发展,使人们对于环境系统的认识越来越深入、视野越来越广阔。运用了更多的数学及物理方法,例如光谱分析、周期分析等对病虫害进行预测。通过数学模型表示出来。从而观测病虫害的流行趋势。通过先进的计算机科技对病虫害作出提前预测,加强防范意识,以便在发生病虫害时能够将灾害降到最低,保证作物的产量。
3 计算机模拟系统在农业上的应用
3.1 计算机模拟试验系统
在农业上,会进行很多的试验调查。一般的试验即实际培养试验即可,但是在一些难度系数比较高或者费用比较大,培养条件比较刻苦的实验中,却很难按照实际进程完成试验。因此,对于那些难以实际操作且风险比较大的试验,可以运用计算机的模拟试验系统来完成。在计算机实行操作前,需要准备好一切试验需要的数据,再将这些数据输入到计算机所编写的程序系统中,最终得出结论,最后利用系统得出的结论进行分析研究。通过计算机模拟实验操作系统的实行,不仅可以在一些复杂的试验中节省很多的时间还可节省大量的财力,可谓一举多得。
3.2 计算机专家系统
对于农民来说没有高科技的农业操作工具,没有丰富的农业知识。对于生产过程中出现的问题总是显得无所适从。随着科技的发达,现在的人们可以足不出户便可与专家对话,人机互动,轻轻松松在家中即可解决身边出现的问题。还可在计算机的模拟专家系统中对作物进行更好的改良,提高产量。计算机专家系统,就是以计算机为模拟专家,与人沟通,通过专家级的水平来解决实际操作中的问题。它是存在于事先存入计算机中的问题解决经验,然后计算机再进行经验反馈,模拟专家的思维方式来推理、分析、提出合理化的建议以及解决方案,指导农业操作,提高农业产量。
4 多媒体在农业上的应用
4.1 多媒体是一种运用于多方面的技术。现如今很多的农业学院将一些农业的最新科技成果或者农业的知识刻录成光盘,通过课堂或者讲座将其播放给学生们看以便更好地学习了解。这是一种直接、形象的传播方式,因此一直备受青睐。同样,更需要将多媒体技术应用于农民之中,使他们更加快速、广泛的掌握最近科技动态,指导农民了解更多的农业知识提高农业产量。
4.2 对于计算机网络的普及,人们可以通过计算机网络了解更多的农业行情,在网上察看产品的售价以及营销情况,根据市场的行情来合理的推销自己的产品,从而获得更多的利益。也可以再网上售卖自己农产品以及购买农业产品,或者获取最新的农业资讯等。对于一些大批量销售农产品的公司或者农场,可以在网上建立自己公司的网站,让更多的人来了解这个公司,从而可以更大范围的推广所在公司的产品,获得更多的销量。
5 结论:
随着计算机技术的不断发展,计算机技术带给农业上的效益更是不可估量的。通过计算机在农业各方面的应用,更多的自动化管理不但可以省去更多人力上的消耗,还可节省更多的财力支出。建立的各项农业数据库,实现了资料的全面共享,使生产和流通以一个更加有序的方式运行。通过多媒体的模拟的专家系统更是为人们提供了更多的便利,足不出户便可解决问题,指导操作。通过计算机技术的不断发展创新,计算机应用的范围将会更加广泛,技术也会更加精益求精,必将会推动农业的发展蒸蒸日上。
参考文献:
[1]杜新民.信息技术在农业上的应用[J].农业网络信息,2005,12:11-13.
[2]杨洪伟.以计算机为核心的信息技术在农业上的应用[J].安徽农业科学,2007,35(2):619-620.
[3]张蕴奇.浅谈我国的计算机和信息技术在农业上的应用[J].农业网络信息,2004(8):4-6
(赤峰学院 资源与环境科学学院,内蒙古 赤峰 024000)
摘 要:“3S”技术作为一种综合性技术手段,在农业病虫害防治的应用中取得了较大进展,它与地面调查资料的结合,对精准有效控制病虫害的曼延发挥了重要作用.赤峰市是农业病虫害发生频繁、危害严重的城市之一,因此本文结合病虫害发生的特点,阐述了“3S”技术应用于赤峰市农业病虫害防治中的概况,分析了病虫害防治研究中存在的问题,并提出了相应的解决方案,及其在农业病虫害应用研究的展望.
关键词 :“3S”技术;农业病虫害;赤峰市;应用研究
中图分类号:S763文献标识码:A文章编号:1673-260X(2015)01-0078-03
近年来,“3S”技术在农业领域中应用广泛,人们不仅能够准确地辨别地面植被类型和环境情况,而且能够对人的活动范围和房屋建筑的分布进行动态观测,在自然界中“3S”技术与农业病虫害相结合在病虫害的预防和控制中可以起到空间决策作用,从而给人们提供了更加丰富有效的信息.长期以来,我国北方部分地区遭受到虫灾不同程度的威胁,赤峰市受到蝗灾威胁最为严重,人们愈来愈意识到必须对自己赖以生存的空间环境进行有计划的开发、保护与管理.农业资源的合理开发与利用,农业高效生产与病虫害的防治等研究更加受到广泛关注.
1 “3S”技术及其在病虫害监控领域的应用研究概况
1.1 “3S”技术简介
所谓“3S”技术,即地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS),全球定位系统(Global Positioning System,简称gps)和遥感技术(Remote Sensing,简称RS)相互结合并相互独立发展起来的新兴学科.
1.1.1 地理信息系统(GIS)
地理信息系统是一种采集、存储、管理、分析、显示与应用整个或部分地球表面与空间和地理分布有关数据的计算机系统[1],是处理和分析海量数据的通用技术,它能够对空间及地球表面相关数据进行收集、分析、整理和描述,通过建立相应的模型,来解决较为复杂的问题,并能用直观方式的表现出来.
在病虫害预防控制领域,GIS系统能够直观、准确地将病虫害影响因素的空间分布呈现出来[2].它利用二维地面数据和三维空间数据,分析研究特定地理位置中影响病虫害分布的各类影响因子,并估计出各影响因子之间存在的相关性.
1.1.2 遥感技术(RS)
遥感技术是运用各种传感器获取地球表面信息,来研究地面物体大小、形状、位置、性质及环境相互关系[3].对于农业病虫害的防治工作,RS技术能够准确、快速的获取病虫害的种类及其相关影响因素的分布.
1.1.3 全球定位系统(GPS)
全球定位系统是一种高精度的全球三维实时导航的卫星导航系统[4],它利用空间导航卫星、地面监控站和用户设备等给用户提供各种不同精度的离线或在线的空间定位数据.
随着技“3S”技术的相互结合、相互渗透和快速发展,已经形成了3S集成化技术系统.GPS、RS、GIS集成应用在蝗虫的监控领域中已经取得了较好的发展,并在我国部分地区都有不同程度的应用.例如吉林省地方病研究所同北京台众思壮科技有限责任公司合作建设GPS工作站,将“3S”技术与蝗灾的专业信息有机的结合起来,同时利用GPS对蝗灾的分布信息进行准确定位.
1.2 “3S”技术在病虫害监控领域的应用研究概况
20世纪70年代初,“3S”技术逐步应用于农作物病虫害监控领域,经过多年的技术研究和野外实践,“3S”技术在病虫害的迁飞及爆发等方面取得了一些进展,尤其在蝗虫的动态监测方面呈现出美好的前景.这里以蝗虫为例,分析其在国内外的发展及应用现状.
1.2.1 “3S”技术在国外蝗虫监控领域的研究
20世纪90年代,“3S”技术在蝗灾的监控上取得了较快的发展.例如,20世纪90年代初期北非苏丹红海一带是非常有代表性的沙漠蝗虫繁殖地区之一,在沙漠蝗虫的生存环境方面利用GIS技术对相关调查数据进行入库、分析、整理并绘制出成图,并把遥感生存环境分类并绘制出成图跟其GIS绘制出的成图进行复合研究,从而获得此区域的“蝗虫繁殖区域分布图”[5].对于沙漠蝗虫的繁殖、迁徙和群聚的各种生存环境的可能性评价结果在图上都能准确的呈现出来,并将评价图用于有针对性的地面沙漠蝗虫防治的队伍中.联合国粮农组织和澳大利亚疫蝗委员会(APLC)开发的“沙漠蝗虫监测预警系统”和“澳大利亚蝗虫决策支持系统”,对澳大利亚沙漠蝗虫危害的有效控制起了关键性的作用.
由于GIS的空间数据处理功能格外突出,能够定点管理数据资料.因此将若干种蝗虫发生的预测结果及模型进行综合分析,以科学的手段对蝗虫种群的产卵分布、迁徙路径及发生发展预测分析,并将蝗虫防治和发生实况以图形形式显示,更能直观、精确的对蝗虫进行动态监测.另外,GPS能在经纬度上对蝗虫的调查数据资料自动定位,从而能够准确的在电子地图上呈现出田间蝗虫实时发生的状况.
1.2.2 “3S”技术在我国蝗虫监控领域的应用现状
随着中国农业生产方式的变革、生态环境和气候条件的变化,人们愈来愈意识到必须对自己赖以生存的空间环境进行有计划的开发、保护与管理,农业病虫害的预防和控制等研究更加受到人们的关注.
20世纪末,我国科学家开始从事“3S”技术在蝗虫监测领域方面上的研究.“稻纵卷叶螟的动态变化显示系统”由汪四水等人利用地理信息系统首先建立了起来,为我国在全国范围内建立病虫害预警监控系统奠定了坚实的基础[7].马建文、韩秀珍等人通过在野外持续观察和试验研究以及对卫星数据同时段的对比分析,提出了“遥感飞蝗生育过程监测”,分析在蝗虫的虫卵期、幼虫的生长期和成虫的迁移期三个不同阶段的遥感调查指标和监测特征数据,对蝗虫的发生进行动态监测[6].自1996年以来,南京师范大学倪绍祥教授利用“3S”技术在青海湖地区对草地蝗虫的发生、迁飞、预测模型、蝗群的变化规律、监测系统等层次做出了不懈的研究和探索[8].然而,从客观上来说这些研究只能说是初探,沙漠蝗虫和田间蝗虫在发生规律、种群分布、生态习性和预防与控制等方面都存在明显的差异, 因此,在蝗灾进行动态监测领域运用“3S”技术越来越能够显示出其独特的优越性.
2 赤峰市农业病虫害调查分析
2.1 农业病虫害防治中存在的问题
2.1.1 对预防工作不够重视
从对赤峰市调查分析中,我们了解到病虫害防治工作中“预防”是基础,关键是要做好病虫害的预测与预报工作.正确的预测与预报的关键是模型.田间实验调查数据和基础性研究是高质量模型的根本.在我国海量数据若不能形成一个统一、共享的平台,很难对数据进行共享,使得预防系统在研制中缺乏基础性数据,在客观上使得病虫害防治系统向先进水平发展的程度受到了限制[9].在以后的研究工作中,我们应该格外重视对基础性的研究.
2.1.2 使用“门槛”过高
在农业病虫害防治工作中“3S”技术使用者一般为专家、科技人员以及少数农民.赤峰市农民较多,而且文化水平相对低于农业科技工作者,对技术系统的操作有些困难.而“3S”技术作为一种综合性技术手段,可操作性强,在实践中“3S”技术经常是集成应用的,对硬件设备和软件要求比较高.因此,让农民熟练的使用“3S”技术,是农业病虫害防治工作中急需解决的一项问题.
2.1.3 没有对症下药
赤峰市部分农户为图方便省事,盲目的将几种农药混合在一起使用,急于对病虫进行防治.在某一时期把防治病虫害的农药全部用上,由于部分农药不适合混合使用,发生了化学反应结果造成农药使用效果下降,使得防治效果不理想造成浪费,有的甚至还会造成很严重的负面影响.在什么时期,有什么病虫害,该用什么药防治,都应遵循一定的规律.
目前,在农业病虫害防治工作中,人们逐步开始使用多媒体技术,将农业害虫的发生的区域特征、形态和在某一时期发生的症状形象的表现出来,并加以实况解说,使原本难以理解的推理变得简单、生动了起来,这为农民解决这一难题提供了有效的方法.
2.2 农业病虫害控制和治理的对策
由于蝗虫等病虫害引发的灾害是一种极其严重的自然灾害,一直以来其发生、监测及防治都受到我国政府的关注.下面以蝗虫为例,论述其主要控制对策.
根据赤峰市近年来的气候变化规律和蝗虫发生的动态变化关系的研究可知,全球气候变化,季节更替变化所引起的旱、涝灾害,都会引起蝗灾的发生,这将使频繁发生的沙漠飞蝗和田间蝗虫延续到21世纪末[10].
建立蝗虫区域性地理信息系统数据库的目的是为了减轻和控制蝗虫灾害,尽最大可能减少经济损失,运用“3S”技术全面分析和评价蝗虫发生区域的相关影响因子及其地理理特征分布情况,建立适合我国国情的蝗虫动态监测网络系统;设计遗传基因芯片,利用DNA芯片技术,辨别田间飞蝗散居型与群居型的两种不同类型的转变,用以监测蝗虫发生的动态变化[11];为了研究蝗虫灾害的中长期检测技术以及防治的适宜期,对不同地理区域内蝗虫的类别、数量、发生程度及发生期进行动态监测;运用蝗虫在不同空间尺度不同发育阶段的空间动态模型、成灾蝗虫的物候学模型、生存环境适宜性评价模型等,建立计算机预防控制模型,为蝗虫的发生、迁徙范围及蔓延趋势等作出准确预测提供了科学依据.
针对蝗虫的发生特点,要想长期对蝗灾进行综合治理和持续控制,不仅要依靠技术平台的监测与控制,还应该加强以下几方面的研究.
2.2.1 蝗虫灾害的发生规律
开展蝗虫持续控制和综合治理的前提是研究蝗虫的发生规律及其成灾原因.主要从蝗虫发生的空间位置、种群数量随时间推移的变化规律以及与环境关键因子的关系;蝗灾的地理分布规律;蝗虫暴发成灾的动态与人类生产活动的关系;及不同的气候条件对蝗虫的发生动态、蝗虫发生地的环境变化与生态条件的影响等内容的研究.
2.2.2 蝗虫灾害的综合治理
从生态学角度,对蝗虫灾害进行有效控制.生态学控制技术,是根据不同的蝗虫发生区域(沿海区域、滨湖区域、河泛区域、草原区域等)的结构、功能及其景观特征提出来的,包括天敌的保护、农业产业结构调节、植被恢复、水位调控、合理放牧、物种多样性保护、资源的合理开发与利用.通过宏观调控,充分发挥生态学控制技术,控制其种群数量在经济指标之下,避免其暴发成灾.
从化学角度,对蝗灾进行有效控制.为了控制突发性蝗灾的发生,应使用高效安全的化学农药新试剂和新品种.例如使用一些自主研发的氨基甲酸酯、溴氰菊酯、虫酰肼和氟虫脲、锐劲特等.
从经济学角度,对蝗虫的监控进行分析.研究蝗虫灾害指标体系;成灾蝗虫的防治指标;生态系统中不同种类蝗虫对其它组分在经济生产中的产生的影响;逐渐形成适合我国的经济阈值体系和治蝗决策体系.
3 “3S”技术在农业病虫害中的应用前景展望
随着“3S”技术的不断发展,它在农业病虫害监控领域内的应用范围和深度都将得到拓展和深化.未来的研究主要表现在以下几个方面:
3.1 开展蝗虫生存环境特征与遥感图像特征关系的分析
在蝗虫监测方面使用遥感图像,利用图像特征去监测蝗虫的发生区域特征、繁育环境及生存条件是其主要途径.因此,若要摸清蝗虫的生存环境特征与种群的繁殖与发生之间的关系,就要充分发挥遥感技术在蝗虫监控领域中的作用.从客观上说,这种关系是极其复杂的,而且模式一般不固定,是因地而异的.例如,加拿大艾伯塔省的草地蝗虫的暴发密集程度与降水量的多少呈负相关关系,但北非地区的沙漠蝗虫则相反,草地蝗虫的密度降低的地区降雨量一般都超过其平均值,这与我国青海湖周边的一些地区的情形相差不多[12].此外,研究蝗虫的密度与生存环境之间的关系,还须考虑到蝗虫产卵、孵化、成熟等不同生活阶段,因为在这些不同生活阶段,蝗卵或蝗虫的数量变化与生境类型的关系也是有一定差别的.从总体上说,尽可能采用时间分辨率相对较高的遥感图像(如NOAA/AVHRR)对蝗虫进行动态监测,并对地面环境展开详细调查,这样对蝗虫进行动态监测才有可能实现.
3.2 加强GIS技术在蝗虫监测中应用的研究
GIS技术可将蝗虫生存环境特征数据与遥感数据资料及历史蝗虫灾害数据进行综合分析和集成,显示出其在这个领域的应用潜力.未来发展应将GIS作为蝗虫防治决策支持系统的组成部分,充分加强其在这一领域的实用性.因此,GIS不仅可用于对蝗虫生存环境数据资料、历史蝗虫灾害数据及与其有关的记录进行综合分析,而且还可以与蝗虫防治有关的数据进行整合,为其提供决策支持.目前,国际上正在开发新型GIS系统即智能地理信息系统,并把它作为预防蝗虫暴发的决策支持系统.此外,基础数据的标准化与规范化进一步加强了其在病虫害监控领域的作用.同时,应亟待探讨“结构化”的数据参数收集方法,使GIS系统更方便分析和处理病虫害的历史数据和实况资料及各类生存环境记录.
3.3 利用“3S”技术与农业专家系统相结合,对病虫害进行动态监测分析
专家系统是运用计算机技术和人工智能技术,在某一领域内对一个或多个专家提供的技能、知识和经验,分析、推理和判断,模拟专家的决策过程,是一个拥有大量的专业知识与经验的程序系统[14].它对农作物在同一时期不同环境条件下出现的各种症状进行诊断,并分析其可能出现的病虫灾害,提出相应的防治方案.
通过与专家系统结合,能够即时反应出病虫害的发生动态,并能反映出专家系统对其的预测性.GIS技术与专家系统结合,对病虫害发生的动态能够准确描述,从而使监测结果更生动、直观且接近实际.建立动态数据库,可以对各地区病虫害监测的数据库进行及时的更新,同时系统的共享性问题得到了有效解决,极大的提高了人类的工作效率.
4 结语
“3S”技术在农业病虫害防治领域中的应用,为农业病虫害防治工作带来了深远的影响.面对技术方面存在的问题,赤峰市应该结合实际情况,努力研究自身不足之处,充分发挥“3S”技术独有的特点,增强防灾救灾能力.由于用“3S”技术精确定位,用药集中,极大地增加了农产品的产量,进一步提高了社会效益、经济效益和生态效益,为国民经济可持续发展提供了保障.
参考文献:
〔1〕陈述彭.地理信息系统导论[M].北京科学出版社,2000.
〔2〕唐群峰.地理信息系统在农业土地上的应用[J].华南热带农业大学学报,2006(2).
〔3〕张建宏.3S技术在鼠疫疫源地研究中的应用进展[J].浙江预防医学,2011(6).
〔4〕李秋荣.基于SUKF方法在组合导航系统中的应用研究[J].哈尔滨工程大学,2008.
〔5〕倪绍祥.遥感与GIS在蝗虫灾害防治研究中的应用进展[J].南京师范大学地理科学学院,2000(2).
〔6〕冯晓东.3S技术在蝗虫监控领域的应用概况[J].全国农业技术推广服务中心,2009(4).
〔7〕郑宇鸣.GIS在农业病虫害信息管理中的应用[J].农机化研究,2011(7).
〔8〕韩秀珍.遥感与GIS在东亚飞蝗灾害研究中的应用[J].地理研究,2003(2).
〔9〕严智燕.植物病虫害防治中农业专家系统的研究进展[J].中国农学通报,2005(5).
〔10〕王正军.我国蝗虫爆发成灾的现状及其持续控制对策[J].昆虫知识,2002(3).
〔11〕刘彦琦.草原蝗灾成因及机械防治[J].新疆农机化,2004(1).
〔12〕江道辉.基于遥感的农作物病虫害监测方法研究[J].中国农业科学院,2007.