立夏時(shí)節(jié)，農(nóng)作物進(jìn)入旺盛生長、努力成熟的階段，農(nóng)民也進(jìn)入了作物管理的忙碌期，須密切關(guān)注農(nóng)作物的健康，并采取措施防治病蟲害以保護(hù)作物。
人類農(nóng)業(yè)發(fā)展進(jìn)程，無疑也是一部作物保護(hù)技術(shù)的發(fā)展史，作物保護(hù)對提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量和品質(zhì)功不可沒。作物保護(hù)由來已久，在近幾十年，作物保護(hù)技術(shù)變得更加豐富、精準(zhǔn)和高效。隨著科技不斷進(jìn)步，如今，數(shù)字農(nóng)業(yè)為種植者提供更為系統(tǒng)、綜合和定制化的作物保護(hù)方案。
作物保護(hù)由來已久
如同人類會生病一樣，植物在其生長中，也會受到病蟲害侵?jǐn)_。所謂作物保護(hù)，就是一套旨在使農(nóng)作物免受病害、害蟲和雜草侵襲的工具和農(nóng)事操作實(shí)踐的集合。
作物保護(hù)歷史可謂源遠(yuǎn)流長。幾千年前，兩河流域的蘇美爾人就已利用硫來控制害蟲；公元前600年左右，希臘和羅馬人使用油、灰燼和其他物質(zhì)驅(qū)除害蟲；到了17、18世紀(jì)，尼古丁、草藥、銅等也被用于作物保護(hù)。
作物輪作、土地翻耕、覆蓋作物等是人類在農(nóng)業(yè)漫長的發(fā)展中，通過對病蟲害發(fā)生規(guī)律、作物生長環(huán)境的觀察、學(xué)習(xí)和研究所凝練出的智慧，用以幫助減少土壤板結(jié)，提高土壤肥力，改善土壤的保水能力，防治害蟲和雜草。
一直以來，農(nóng)民不僅在傳承作物保護(hù)的方法，也在積極尋求如何讓作物保護(hù)更精準(zhǔn)高效。然而，直到上世紀(jì)前半葉，作物保護(hù)方法大都以大量的人力和時(shí)間投入為前提，效率相對低下。
精準(zhǔn)高效的作物保護(hù)
隨著新技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，近幾十年來，作物保護(hù)的思路、技術(shù)和方法有了新突破。
比如，化學(xué)品就是一種非常有價(jià)值的作物保護(hù)工具，在防控病害、促進(jìn)增產(chǎn)上具有十分重要的作用。
再比如，生物技術(shù)也是作物保護(hù)的有效工具之一。一個(gè)典型案例就是Bt（蘇云金芽孢胞桿菌）的應(yīng)用，它產(chǎn)生一種高度特異性蛋白，可殺死靶標(biāo)鱗翅目害蟲。一方面，在已鑒定的數(shù)千種Bt菌株中，已知至少有200種具有殺蟲特性，因而，Bt菌劑常以液態(tài)噴灑的微生物殺蟲劑（MCPA）形式被有機(jī)農(nóng)業(yè)廣泛使用；另一方面，科學(xué)家將Bt蛋白基因轉(zhuǎn)入作物中，使Bt蛋白在作物體內(nèi)持續(xù)表達(dá)，這樣，作物自身就能抵抗靶標(biāo)害蟲的侵害，提高了作物保護(hù)的效率和精確度。自1995年以來，表達(dá)Bt蛋白的生物技術(shù)種子因突出的防御蟲害表現(xiàn)在世界多地迅速被采用。
同時(shí)，育種家也開發(fā)出了耐草甘膦和麥草畏等耐除草劑的作物品種，并已商業(yè)化種植，幫助種植者更好地管理農(nóng)田雜草，更高效、便捷地保護(hù)作物。
此外，微生物技術(shù)也是一種新的作物保護(hù)方法。據(jù)估算，一湯匙土壤中，約含有500億個(gè)微生物，這些微生物對植物的生長發(fā)揮著極為重要的作用。微生物技術(shù)“源于自然，用于農(nóng)田”，利用自然界存在的微生物來提高作物產(chǎn)量、保護(hù)作物。
孟山都公司和諾維信公司組成的生物農(nóng)業(yè)聯(lián)盟（The BioAg Alliance）走在了這項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)前列。該聯(lián)盟成立于2013年，致力于農(nóng)業(yè)微生物產(chǎn)品研發(fā)，繼2017年發(fā)布微生物拌種劑Acceleron B-300 SAT后，今年年初，又公布了其玉米生物增產(chǎn)II（Corn BioYield 2）項(xiàng)目最新研發(fā)進(jìn)展。該項(xiàng)目已進(jìn)展到第四階段（預(yù)商業(yè)化階段），未來商品名將為Acceleron B-360 ST。該產(chǎn)品有助于促進(jìn)微生物與作物間的共生關(guān)系，強(qiáng)化根系，提升營養(yǎng)吸收能力，預(yù)計(jì)將于2019年上市。
作物保護(hù)走向數(shù)字化
據(jù)估計(jì)，2050年全球人口數(shù)量將接近百億，這意味著農(nóng)業(yè)需養(yǎng)活更多的人口。然而，目前在發(fā)展中國家，約40％~50％的作物產(chǎn)量損失來源于病蟲害或收獲后的損失。由此可見，作物保護(hù)面臨的形勢依舊嚴(yán)峻，作物保護(hù)的工具需不斷完善和優(yōu)化。
繼化學(xué)品、生物和微生物技術(shù)后，數(shù)字農(nóng)業(yè)工具讓作物保護(hù)的進(jìn)一步優(yōu)化成為可能。無人機(jī)、傳感器、衛(wèi)星等先進(jìn)設(shè)備，及移動(dòng)計(jì)算、數(shù)據(jù)分析等技術(shù)的使用，讓作物保護(hù)的精準(zhǔn)度和高效率更進(jìn)一步，并減少了對環(huán)境的影響。
比如，種植者可將攝像頭和成像設(shè)備安裝在無人機(jī)上，用于發(fā)現(xiàn)可能發(fā)生損害的農(nóng)作物；利用“可視化噴施”技術(shù)，通過獲取的圖片計(jì)算生長于作物間的雜草的確切位置，從而精確地瞄準(zhǔn)雜草進(jìn)行噴施；同樣，通過安裝在農(nóng)作物周圍的地面?zhèn)鞲衅鳎色@取土壤濕度、溫度和氣壓等多種氣候指標(biāo)，并協(xié)助評估作物受脅迫指數(shù)。
如今，大數(shù)據(jù)農(nóng)業(yè)不再只是實(shí)驗(yàn)室里的成果，而是農(nóng)民觸手可及的技術(shù)。今年年初，孟山都公司旗下的氣候公司公布了17個(gè)研發(fā)項(xiàng)目進(jìn)展，并強(qiáng)調(diào)研究范圍將拓展到全球更多區(qū)域。此前，針對美國、加拿大、巴西和歐洲部分地區(qū)的大農(nóng)戶和商業(yè)用戶，氣候公司已推出了Climate FieldViewTM 數(shù)字農(nóng)業(yè)平臺。該平臺擁有數(shù)據(jù)采集、可視化及分析的功能，能將收集到的田間數(shù)據(jù)傳送到云端，并直觀展現(xiàn)給農(nóng)民；并可基于數(shù)據(jù)分析提供實(shí)時(shí)的肥力管理、播種處方、病害診斷、產(chǎn)量分析等數(shù)據(jù)服務(wù)。
對小農(nóng)戶來說，他們亦從數(shù)據(jù)科學(xué)中受益。比如， 2016年，秋粘蟲在加納暴發(fā)，通過移動(dòng)應(yīng)用程序收集的數(shù)據(jù)，科學(xué)家第一次在非洲準(zhǔn)確鑒定出兩種黏蟲。換言之，如缺失關(guān)鍵的數(shù)據(jù)信息，加納的農(nóng)民可能會將秋黏蟲與其他害蟲混淆，從而采取錯(cuò)誤的作物保護(hù)手段。
此外，據(jù)了解，針對亞非地區(qū)小農(nóng)戶，孟山都專門開發(fā)FarmRiseTM小農(nóng)戶數(shù)字平臺。在印度，已有約400萬農(nóng)民注冊使用該平臺的試運(yùn)營服務(wù)。打個(gè)電話、發(fā)個(gè)短信，印度種植玉米、棉花和蔬菜的小農(nóng)戶就能免費(fèi)與當(dāng)?shù)厥苓^培訓(xùn)的專家溝通。如問題未解決，咨詢師將在24小時(shí)內(nèi)上門拜訪。此外，農(nóng)民還會收到附近市場的最新價(jià)格信息短信、天氣變化的定期提醒。
技術(shù)手段的豐富，讓作物保護(hù)有了更多選擇，“因地制宜”“因時(shí)制宜”的綜合解決方案已實(shí)現(xiàn)。對于種植者而言，通過組合不同技術(shù)和方法，便可高效、精準(zhǔn)、便捷地取得最優(yōu)效果。
(文章來源：中國科學(xué)報(bào) )
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