摘 要 小麦作为我国主要粮食作物，其种植技术与病虫害防治对于稳定农粮产业链供应和促进农业可持续发展具有重要意义。农业现代化给小麦种植和病虫害防治带来了新机遇，创新技术的应用可以提高小麦产量和品质、减少病虫害危害。为助力小麦产业现代化、绿色化、可持续发展，介绍河南省新蔡县小麦主要病虫害种类及危害情况，提出基因编辑改良品种、病虫害监测预警、无人机施药、精准施药技术及应用微生物制剂等现代化防治措施。
关键词 农业现代化；小麦；病虫害防治；河南省新蔡县
中图分类号：S512.1 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2025.02.003
新蔡县地处淮北平原，位于河南省东南部、驻马店市东部边缘，处于豫皖两省交界处。全县总面积
1 453 km2，地势西北略高、东南略低，自西北向东南倾斜。新蔡县气候属亚热带季风湿润性气候，光热资源较为充足且雨热同季，有利于农作物生长。近年来，新蔡县高度重视农业现代化建设，大力推进高标准农田建设，目前已建成9.8万hm2高标准农田。连片高效、生态良好的农田为小麦丰产奠定了基础，然而病虫害仍是制约小麦增产增效的主要因素。在农业现代化背景下，创新小麦种植技术，优化病虫害防治措施，对于保护新蔡县粮食安全和推动当地农业可持续发展意义重大。
1 小麦种植概况
新蔡县位于黄淮海平原腹地，气候条件和地理环境十分有利于小麦生产。近年来，新蔡县坚持走现代农业发展道路，大力推进农业现代化，着力打造高标准农田。据统计，2023年新蔡县小麦播种面积达
8.76万hm2，占全县耕地面积的60%以上。得益于高质量推进高标准农田建设工作，新蔡县已形成集中连片、旱涝保收、节水高效、稳产高产、生态良好的现代农田，全县小麦综合生产能力显著提升[1]。根据农技人员的苗情调查，新蔡县一二类优质小麦苗在99%以上，小麦整体苗情良好，为2024年夏粮丰产打下坚实基础。但是，病虫害防治仍是新蔡县小麦生产中的难题，创新防控技术和措施迫在眉睫。
2 主要小麦病虫害种类及危害
2.1 主要病害类型及危害
2.1.1 小麦纹枯病
小麦纹枯病病原菌为喙角担菌，主要通过土壤、病株残体或种子传播。发病初期，近地表叶鞘上出现黄褐色椭圆形或梭形病斑，随后扩大、颜色变深，形成云纹状花纹。严重时病斑可延伸至茎秆，导致基部茎节腐烂，引起幼苗猝倒、死亡，还会造成小麦生长后期出现枯孕穗或枯白穗。小麦纹枯病的发生与气候条件密切相关，温暖多雨的环境有利于病原菌繁殖。新蔡县属亚热带季风气候，春季多雨湿热，为小麦纹枯病的高发期。连作及留茬不彻底也会加剧小麦纹枯病的流行。
2.1.2 白粉病
白粉病是小麦生长期常见的一种真菌性病害，由麦类白粉菌引起。尽管该病原菌在河南省平原地区无法度夏，但在海拔500 m以上的山区，其子囊孢子或分生孢子可以在当地的自生麦苗或夏麦上寄生繁衍。随后，秋季气流将这些致病孢子带到平原地区，感染当地的小麦幼苗，导致白粉病在平原地区流行。病菌可为害小麦的叶片、茎部、穗部等地上部位，在植株表面形成白色粉状物，即分生孢子堆，不仅会直接影响小麦的光合作用、降低籽粒质量，还会使植株营养流失，严重时会导致小麦完全绝收[2]。该病流行性较强，一旦条件适宜，会迅速蔓延扩散，造成大面积为害。
2.1.3 小麦赤霉病
小麦赤霉病由多种镰刀菌引起，主要为害小麦穗部，发病初期小穗基部的颖片出现水渍状病斑，后病斑扩大，导致小穗枯黄并产生粉红色霉层，严重时可导致枯白穗，显著降低小麦产量和品质。发生小麦赤霉病不仅会造成小麦严重减产，而且会产生毒素污染，如病麦粒中含有的脱氧雪腐镰刀菌烯醇会导致人或动物中毒，严重威胁农业生产安全。新蔡县地处暖温带，春季多雨雾气重，为小麦赤霉病的高发期。近年来，受气候变化、连作等影响，新蔡县小麦赤霉病发生率呈逐年上升趋势，导致小麦产量降低。
2.2 主要虫害类型及危害
2.2.1 蚜虫
蚜虫以小麦植株的汁液为食，在小麦抽穗期会大量聚集在幼穗上吸食营养，造成穗发育不良、粒质量降低。蚜虫为害严重时，导致小麦整个穗部枯萎，影响产量。此外，蚜虫可将毒液注入植株，阻碍小麦正常代谢，并传播一些病毒性疾病。蚜虫生命周期短，但繁殖能力极强，在5～10 ℃的环境下即能大量繁衍。从历史记录看，单头蚜虫每天可产2～5头幼虫，在适宜条件下4～6 d即可完成一个世代，平均寿命20～30 d。因此，一旦防治不力，极易引发蚜虫暴发性流行。
2.2.2 红蜘蛛
红蜘蛛主要以虫卵或成虫寄生小麦植株根部，或在土壤中越冬。每年2月中旬，随着气温升高，红蜘蛛开始活跃并大量繁殖，影响范围迅速扩大。受红蜘蛛为害的小麦叶片上会出现一个或多个白黄色小点，植株营养流失，生长发育受阻；严重时，整片麦田焦黄枯萎，小麦减产或绝收。红蜘蛛通常在小麦拔节期至抽穗期集中为害，一旦错过最佳防治时期，将难以根治。
3 现代化病虫害防治措施
3.1 基因编辑改良品种
基因编辑技术在小麦品种改良中发挥越来越重要的作用。以CRISPR/Cas9为代表的基因编辑技术，可以精准编辑小麦基因组的特定位点，赋予小麦抗病虫害、耐逆境等优良性状。在抗病性改良方面，研究人员通过编辑与抗病相关的基因，使小麦获得对纹枯病、白粉病、赤霉病等主要病害的抗性[3]。例如，编辑Pm3基因可赋予小麦对白粉病的抗性；编辑Fhb1基因可增强其对赤霉病的抗性。在抗虫性改良方面，通过编辑Bx基因等，可以使小麦产生针对蚜虫、红蜘蛛等虫害的特殊化学物质，发挥驱虫作用。还可编辑与植株挥发物合成相关的基因，释放特殊挥发分子，干扰害虫识别寄主和取食的行为。
除了抗病虫害性，基因编辑技术还可改良小麦的其他性状，如耐旱、耐盐碱、抗逆等，使其更好地适应复杂多变的生长环境。编辑微粒蛋白基因，可提高小麦的营养品质。相比传统育种，基因编辑技术更加精准高效，不会导入外源基因，有助于培育出高产优质的新品种。根据新蔡县的主要病虫害种类，通过基因编辑技术培育抗性强的品种，将为小麦安全丰产奠定基础。
3.2 病虫害监测预警
3.2.1 物联网田间监测
物联网技术在新蔡县小麦病虫害监测预警中发挥重要作用。在田间部署各类物联网传感器，可以实时采集小麦生长环境的多维数据，包括温湿度、光照、土壤湿度、病虫害发生情况等，并将数据无线传输至数据中心。在数据中心，先进的大数据分析和机器学习算法可对采集到的多源异构数据进行深度融合挖掘，结合小麦生长模型、病虫害发生规律等知识库，对病虫害的发生趋势进行智能预测，并基于数据分析结果，及时向农户推送精准的病虫害预警信息，提醒防治关键期和重点区域，为精准统防提供决策依据。同时，通过5G远程视频诊断，专家可对重点区域的病虫害种类和危害程度进行准确鉴定，极大地提高了防治效率。新蔡县综合利用物联网、大数据、人工智能等现代信息技术手段，构建智能化的小麦病虫害监测预警体系，实现从“被动防御”向“主动防御”的转变，为小麦丰产和绿色生产提供有力支撑。
3.2.2 病虫害预测模型
构建精确的病虫害预测模型是新蔡县实现小麦病虫害智能化监测预警的关键环节。该模型需要综合考虑气象条件、土壤环境、小麦生育期等多维信息，并融合多源异构数据[4]。收集新蔡县历史上有关病虫害发生的数据，包括时空分布、发生规律等，作为训练集输入；然后整合实时采集的物联网监测数据，如温湿度、降水量、作物长势、虫体数量等，作为预测输入变量；在此基础上，通过机器学习和深度神经网络算法对海量数据进行训练，建立映射输入变量与病虫害发生发展之间的高精度预测模型。该模型不仅能对单一病虫害种类进行预测，还能模拟多种病虫害的复合影响效应。例如，模型可分析小麦拔节期的温湿度与历史数据的相似程度，结合监测到的小麦纹枯病病原菌孢子负荷量，预测未来7 d小麦纹枯病的发展趋势。对于白粉病、小麦赤霉病，以及蚜虫、红蜘蛛等，模型也可预测发生的概率。新蔡县正在联合高校、科研院所等单位共同攻关，针对当地实际情况构建高精准度的病虫害预测模型，提升预警的时效性和可靠性，为制订科学统防决策提供强有力的数据支撑。
3.3 无人机施药
相较于传统人工施药，无人机施药具有机械化程度高、作业效率高、覆盖范围广等优势。新蔡县普遍采用固定翼和多旋翼两种类型的无人机执行任务。固定翼无人机有效作业面积大、航程远，适合大面积连片作业；而多旋翼无人机机动灵活，特别适合复杂地形或小面积田块作业。无人机携带的是新型低毒环保农药，通过喷嘴将药液微雾化，使其均匀分布于作物表面。微小液滴能高效覆盖病虫害隐蔽部位，杀虫杀菌效果显著。同时，使用无人机施药可避免作物被踩伤，保障了小麦安全丰产。无人机作业前，需要对田间实时环境及作物长势信息进行三维建模，并结合病虫害监测预警信息，规划飞行航线和喷洒量。飞控系统将按规划路线执行变量施药，确保药量精准可控。另外，新蔡县正在推进无人机低空遥感技术，通过对田间病虫害灾情进行遥感监测，对重点区域实施精准作业，提高防治效能。这些先进技术的应用大幅减少了农药用量，减轻了环境压力，助力绿色高效防控。
3.4 精准施药技术
在新蔡县小麦病虫害防治过程中，精准施药技术正日益普及。这项技术利用智能化系统，根据田间实时监测数据和预测模型，对病虫害发生的时空分布情况进行动态描绘，为施药作业提供精准决策支持。采用变量率施药技术，使用装配有实时检测系统和变量喷嘴的高智能化施药机，能够根据实时作物情况智能调节药液用量和喷雾粒径，既减少了药量浪费，又提高了药效。同时，依托病虫害时空分布数据，可进行精细旋耕施药作业[5]。将不同品种药剂精准分区施用于不同病虫害发生区域，避免全面铺药，大幅减少了药物使用量。在防治关键时期，新蔡县各乡镇充分利用无人机低空侦查和智能识别技术，对田间病虫害发生情况实施动态监控，根据实时灾情对重点区域进行及时精准防治。此外，新蔡县探索利用生物农药、生物制剂等无公害农资产品，构建对生态环境友好的病虫害防控体系，切实减轻了农药对环境和人体健康的不利影响。这些精准化施药措施的实施，提高了防治效能，保障了小麦安全丰产。
3.5 应用微生物制剂
微生物制剂利用有益微生物的拮抗和竞争作用，对病虫害起到直接或间接抑制作用。新蔡县常用的微生物制剂有芽孢杆菌、干扰素菌、白僵菌等。在小麦拔节期使用108 CFU·g-1的芽孢悬浮液400倍液进行喷雾，可有效抑制小麦纹枯病、白粉病等真菌病害；在小麦灌浆期使用108 CFU·g-1干扰素菌悬浮液
500倍液，可抑制小麦赤霉病的蔓延。针对小麦害虫如蚜虫、红蜘蛛等，可在小麦返青期喷施107 CFU·g-1白僵菌悬浮液500倍液，连续2～3次，可有效降低虫口密度。复合型微生物制剂集多种益生菌于一体，发挥协同增效作用，如枯草芽孢杆菌与内毒素菌复合制剂，可同时防治多种病虫害。微生物制剂对环境友好，已成为新蔡县小麦病虫害绿色防控的重要技术手段。科学施用并不断优化制剂种类和使用方式，有助于提高小麦产量和品质。
4 结语
新蔡县正通过一系列现代化技术手段，从基因编辑、监测预警、精准作业等多个环节着手，全方位提升小麦病虫害防控的科技含量和绿色水平。基因编辑培育抗性品种，可从源头上增强小麦的免疫力；利用物联网、大数据、人工智能等信息技术手段，实现对病虫害的智能化监测预警，为精准防控提供决策支持；无人机精准变量施药、生物制剂防治等新技术的应用，则大幅减少了农药使用量，减轻了环境压力。未来，新蔡县应继续加大现代农业科技投入力度，深化先进适用技术的推广应用，完善病虫害监测预警体系，优化绿色防控模式，持续提高小麦产量和抗风险能力。通过现代科技在病虫害防控领域的深度融合应用，必将有力提升新蔡县小麦产量和品质，帮助当地农民实现增收，助力乡村全面振兴，为建设农业强县贡献力量。
参考文献：
[1] 路辉丽，彭星星，尹豪，等.河南省小麦生产现状及优质小麦发展对策研究[J].粮油食品科技，2024，32（1）：185-192.
[2] 张新春.河南鹿邑县绿色小麦新品种种植技术[J].农业工程技术，2024，44（4）：95-96.
[3] 王仙波.小麦绿色高产栽培技术[J].种子科技，2023，41（20）：50-52.
[4] 刘洋.河南南阳地区小麦抗旱高产种植要点[J].农业工程技术，2023，43（16）：61.
[5] 张传伟，于思勤，湾晓霞，等.小麦“一喷三防”技术推广应用实践与思考[J].中国植保导刊，2023，43（5）：84-87.
（责任编辑：张春雨）
