立夏時節(jié),，農(nóng)作物進入旺盛生長,、努力成熟的階段,，農(nóng)民也進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作物,。
人類農(nóng)業(yè)發(fā)展進程，無疑也是一部作物保護技術(shù)的發(fā)展史,，作物保護對提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量和品質(zhì)功不可沒,。作物保護由來已久，在近幾十年,，作物保護技術(shù)變得更加豐富,、精準(zhǔn)和高效。隨著科技不斷進步,，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方案,。
作物保護由來已久
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,，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)事操作實踐的集合,。
作物保護歷史可謂源遠(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。
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的方法，也在積極尋求如何讓作物保護更精準(zhǔn)高效,。然而,，直到上世紀(jì)前半葉，作物保護方法大都以大量的人力和時間投入為前提,，效率相對低下,。
精準(zhǔn)高效的作物保護
隨著新技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，近幾十年來,，作物保護的思路,、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值的作物保護工具,，在防控病害、促進增產(chǎn)上具有十分重要的作用,。
再比如,，生物技術(shù)也是作物保護的有效工具之一。一個典型案例就是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,，這樣,，作物自身就能抵抗靶標(biāo)害蟲的侵害，提高了作物保護的效率和精確度,。自1995年以來,，表達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,，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,、便捷地保護作物。
此外,，微生物技術(shù)也是一種新的作物保護方法,。據(jù)估算，一湯匙土壤中,，約含有500億個微生物,，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）項目最新研發(fā)進展,。該項目已進展到第四階段（預(yù)商業(yè)化階段）,，未來商品名將為Acceleron B-360 ST。該產(chǎn)品有助于促進微生物與作物間的共生關(guān)系,，強化根系,，提升營養(yǎng)吸收能力,，預(yù)計將于2019年上市。
作物保護走向數(shù)字化
據(jù)估計,，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,，作物保護面臨的形勢依舊嚴(yán)峻，作物保護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)工具讓作物保護的進一步優(yōu)化成為可能,。無人機,、傳感器、衛(wèi)星等先進設(shè)備,，及移動計算,、數(shù)據(jù)分析等技術(shù)的使用，讓作物保護的精準(zhǔn)度和高效率更進一步,，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)雜草進行噴施,；同樣，通過安裝在農(nóng)作物周圍的地面?zhèn)鞲衅?，可獲取土壤濕度,、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)不再只是實驗室里的成果，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個研發(fā)項目進展，并強調(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)分析提供實時的肥力管理,、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,，從而采取錯誤的作物保護手段。
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營服務(wù)。打個電話,、發(fā)個短信,，印度種植玉米、棉花和蔬菜的小農(nóng)戶就能免費與當(dāng)?shù)厥苓^培訓(xùn)的專家溝通,。如問題未解決,，咨詢師將在24小時內(nèi)上門拜訪,。此外,，農(nóng)民還會收到附近市場的最新價格信息短信,、天氣變化的定期提醒。
技術(shù)手段的豐富，讓作物保護有了更多選擇,，“因地制宜”“因時制宜”的綜合解決方案已實現(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 )
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