生产条件变迁下河北省小麦玉米两熟生物灾害风险管理探究

生产条件变迁下河北省小麦玉米两熟生物灾害风险管理探究一、引言1.1研究背景与意义河北省作为我国的农业大省，在全国粮食生产格局中占据着举足轻重的地位。小麦和玉米作为该省的主要粮食作物，其种植模式以小麦玉米两熟制为主。这种种植模式不仅充分利用了当地的光热资源，提高了土地利用率，还对保障国家粮食安全发挥着关键作用。河北省小麦玉米两熟种植区域广泛，涉及除张家口、承德以外的9个粮食主产市140多个产粮县（市、区），其产量在全省粮食总产量中占有相当大的比重。然而，近年来河北省的农业生产条件发生了显著变化，这些变化对小麦玉米两熟种植模式下的生物灾害发生产生了深刻影响。在气候条件方面，全球气候变暖的大趋势下，河北省年平均温度呈逐年升高趋势，年均负积温减少，降雨量和相对湿度均呈下降趋势。这种气候的变化为生物灾害的发生提供了新的环境条件。一些原本在低温环境下受到抑制的病虫害，随着气温的升高，其越冬存活率提高，繁殖代数增加，从而导致病虫害的发生范围扩大和危害程度加重。如小麦赤霉病、白粉病、玉米大小斑病等病害的发生与降雨量和相对湿度密切相关，降雨和湿度的下降可能改变这些病害的流行规律。耕作方式也在不断变革。随着农业机械化的发展，传统的耕作方式逐渐被改变，如免耕、少耕等保护性耕作措施的推广，虽然在一定程度上有利于土壤保墒和减少水土流失，但也改变了土壤的生态环境，对病虫害的发生和传播产生了影响。免耕条件下，土壤中的病原菌和害虫卵可能更容易存活和积累，增加了生物灾害发生的风险。品种变化同样不可忽视。为了追求更高的产量和更好的品质，农民不断更换小麦和玉米品种。一些新品种可能对某些病虫害具有一定的抗性，但也可能对其他病虫害更为敏感。新品种的引入可能打破原有的生态平衡，导致一些次要病虫害上升为主要病虫害。水肥管理水平的提高以及机械跨区作业的普及，也在不经意间影响着生物灾害的发生。充足的水肥条件可能使作物生长更加旺盛，但也可能吸引更多的害虫取食，同时为病害的传播提供了有利条件。机械跨区作业在提高农业生产效率的同时，也可能成为病虫害远距离传播的媒介，将一个地区的病虫害带到其他地区，加大了生物灾害的扩散范围。在这样的背景下，河北省小麦玉米两熟种植面临的生物灾害形势日益严峻。病虫害种类不断增多，危害程度愈发严重，给农业生产带来了巨大的损失。据相关数据显示，河北省麦田主要病虫草害分别高达15、20、21种，其中白粉病、纹枯病、赤霉病、蚜虫、麦蜘蛛和吸浆虫等为主要病虫，杂草以播娘蒿为主。玉米病虫害种类也明显增多，大小斑病、苗枯病、根腐病、褐斑病、穗腐病、玉米螟、蓟马、地下害虫、粘虫等危害严重，粗缩病回升，局部地区流行并导致绝产，新增病害玉米顶尖腐烂病和新增虫害二点委夜蛾大面积发生。这些生物灾害不仅影响了小麦和玉米的产量和质量，还对农业生态环境造成了破坏。面对生物灾害的严峻挑战，河北省目前的小麦玉米两熟生物灾害管理却存在诸多问题。当前的管理模式偏重于危机管理，即在生物灾害发生后才采取应对措施，而风险管理相对缺失。这种被动的管理方式往往导致防治工作的滞后，无法在生物灾害发生前有效地预防和控制风险。小麦玉米生物灾害防治工作发展缓慢，减灾投入大而收效不高。由于缺乏科学的风险管理体系，在防治过程中可能存在盲目用药、防治时机不当等问题，不仅浪费了大量的人力、物力和财力，还可能对环境造成污染。因此，加强河北省小麦玉米两熟生物灾害风险管理研究具有重要的现实意义。这是切实贯彻我国“预防为主，防治结合”植保方针的重要举措。通过科学的风险管理，可以在生物灾害发生前对风险进行识别、评估和预警，提前采取有效的预防措施，减少生物灾害的发生概率和危害程度。这对于将河北省小麦玉米生物灾害损失降到最低，保障粮食安全生产和可持续发展至关重要。只有通过有效的风险管理，才能确保农业生产的稳定，提高农民的收入，促进农村经济的发展，为国家粮食安全提供坚实的保障。1.2国内外研究现状在生物灾害风险管理领域，国外起步相对较早，研究成果较为丰富。美国在20世纪中叶就开始关注农业生物灾害的管理，通过建立完善的监测预警体系，利用先进的信息技术和数据分析方法，对病虫害的发生趋势进行精准预测。美国环境保护署（EPA）制定了严格的农药使用标准和管理规范，以减少化学防治对环境的负面影响，并大力推广生物防治、物理防治等绿色防控技术，如利用天敌昆虫控制害虫种群数量。在风险评估方面，美国学者运用定量风险评估模型，结合地理信息系统（GIS）和遥感（RS）技术，对生物灾害的风险进行空间分析和评估，为风险管理决策提供科学依据。欧盟国家注重从生态系统的角度来管理生物灾害，强调可持续性和生态平衡。他们推行的农业生态补偿政策，鼓励农民采用生态友好的农业生产方式，减少化学农药的使用，保护农田生态环境，从而降低生物灾害发生的风险。欧盟还开展了大量关于生物灾害与生态系统相互作用的研究，深入探讨生物多样性对生物灾害的调控机制，为生物灾害的生态防控提供理论支持。日本在生物灾害管理方面具有独特的经验，尤其在应对水稻等作物的病虫害方面成效显著。日本建立了全国性的病虫害监测网络，通过基层农业技术推广人员和农民的密切配合，及时掌握病虫害的发生动态。在防治技术上，日本研发了一系列适合本国农业特点的高效、低毒农药，并注重农药的精准使用，以提高防治效果和减少农药残留。日本还积极推广农业机械化和标准化生产，通过改善农田基础设施和栽培管理措施，增强作物的抗病虫害能力。国内对生物灾害风险管理的研究近年来也取得了长足的发展。学者们在生物灾害的监测预警、风险评估和防控技术等方面开展了广泛的研究。在监测预警方面，我国建立了国家、省、市、县四级病虫害监测体系，利用现代信息技术实现了监测数据的实时传输和共享。通过大数据分析和人工智能技术，对病虫害的发生趋势进行预测，提高了预警的准确性和时效性。在风险评估方面，国内学者结合我国农业生产的实际情况，建立了多种生物灾害风险评估指标体系和模型，如基于层次分析法（AHP）和模糊综合评价法的风险评估模型，对生物灾害的风险进行综合评价。在小麦玉米生物灾害与生产条件关系的研究方面，国外研究主要集中在气候变化对小麦玉米病虫害的影响。有研究表明，气温升高会导致小麦锈病、玉米螟等病虫害的越冬界限北移，发生范围扩大，危害程度加重。随着全球气候变暖，小麦赤霉病在一些原本不太适宜发生的地区也开始频繁出现，给小麦生产带来了严重威胁。而在耕作制度方面，国外的一些研究指出，长期的单一耕作方式会导致土壤生态系统失衡，增加病虫害的发生风险，而采用轮作、间作等多样化的耕作制度可以改善土壤环境，减少病虫害的发生。国内对于小麦玉米生物灾害与生产条件关系的研究更为深入和全面。在气候条件方面，研究发现我国北方地区气温升高、降水分布不均等气候变化特征，导致小麦玉米病虫害的发生规律发生改变。如干旱条件下，小麦蚜虫、玉米红蜘蛛等害虫的繁殖速度加快，危害加剧；而在降水偏多的年份，小麦白粉病、玉米大斑病等病害容易流行。在耕作制度方面，我国学者研究了不同耕作方式对小麦玉米病虫害的影响，发现免耕、少耕等保护性耕作措施虽然有利于土壤保墒和减少水土流失，但如果连续多年采用，会导致土壤中病原菌和害虫卵的积累，增加生物灾害的发生风险。品种因素也是研究的重点之一，不同小麦玉米品种对病虫害的抗性存在差异，选育和推广抗病虫品种是防控生物灾害的重要措施。当前研究仍存在一些不足之处。在生物灾害风险管理方面，虽然国内外都建立了各种监测预警体系和风险评估模型，但在实际应用中，这些体系和模型的准确性和可靠性还有待提高，尤其是在应对复杂多变的农业生产环境和新型生物灾害时，往往显得力不从心。在生物灾害与生产条件关系的研究中，虽然已经认识到气候、耕作、品种等因素对生物灾害的影响，但对于这些因素之间的相互作用机制以及综合影响的研究还不够深入。例如，气候条件的变化如何与耕作方式的改变共同影响小麦玉米生物灾害的发生，目前还缺乏系统的研究。本研究将在已有研究的基础上，针对当前研究的不足，深入探讨河北省小麦玉米两熟种植模式下，生产条件变化对生物灾害发生的影响机制，建立更加科学、准确的生物灾害风险评估体系，并提出切实可行的风险管理策略，为河北省小麦玉米的安全生产提供理论支持和技术指导。1.3研究目标与内容本研究旨在深入探究生产条件变化与河北省小麦玉米两熟生物灾害之间的内在联系，从而构建科学有效的风险管理体系，具体研究目标如下：揭示生产条件与生物灾害的关系：全面系统地分析气候条件、耕作方式、品种变化、水肥管理以及机械跨区作业等生产条件的变化，深入探究这些变化对河北省小麦玉米两熟生物灾害发生种类、发生规律和危害程度的具体影响，明确各生产条件因素与生物灾害之间的内在联系和作用机制。完善生物灾害风险评估体系：依据对生产条件变化和生物灾害发生情况的研究，选取具有代表性和敏感性的评估指标，运用科学合理的评估方法，构建一套符合河北省实际情况的小麦玉米两熟生物灾害风险评估量化指标体系。该体系能够准确地对生物灾害风险进行评估和分级，为风险管理提供可靠的依据。构建生物灾害风险管理体系：结合河北省小麦玉米两熟生物灾害风险管理的现状和存在的问题，参考国内外先进的风险管理经验，提出针对性强、切实可行的风险管理策略和措施。这些策略和措施涵盖风险预警、预防控制、应急处置和灾后恢复等各个环节，形成一个完整的风险管理体系，以提高河北省应对小麦玉米两熟生物灾害的能力，保障粮食安全生产。基于以上研究目标，本研究将开展以下内容的研究：河北省小麦玉米两熟生物灾害发生现状调查：对河北省不同生态类型区的小麦玉米两熟种植区域进行广泛的实地调查，收集近年来小麦玉米生物灾害的发生种类、发生面积、危害程度等数据，分析生物灾害的发生特点和时空分布规律。通过对大量实际数据的分析，全面了解河北省小麦玉米两熟生物灾害的发生现状，为后续研究提供基础数据支持。生产条件变化对生物灾害发生的影响分析：分别研究气候条件变化（如温度、降水、湿度等）、耕作方式变革（免耕、少耕、深耕等）、品种更替（不同抗病虫品种的应用）、水肥管理水平提高（施肥量、施肥时间、灌溉方式等）以及机械跨区作业普及等生产条件变化对小麦玉米生物灾害发生的影响。通过田间试验、数据分析和模型模拟等方法，深入剖析各生产条件因素对生物灾害发生的影响机制，明确影响生物灾害发生的关键生产条件因素。河北省小麦玉米两熟生物灾害风险评估指标体系构建：根据生产条件变化对生物灾害发生的影响分析结果，筛选出与生物灾害风险密切相关的评估指标，如气象指标、土壤指标、作物品种指标、病虫害发生指标等。运用层次分析法、模糊综合评价法等数学方法，确定各评估指标的权重和风险等级划分标准，构建河北省小麦玉米两熟生物灾害风险评估量化指标体系，并对该体系进行验证和优化，确保其科学性和实用性。河北省小麦玉米两熟生物灾害风险管理策略研究：针对河北省小麦玉米两熟生物灾害风险管理存在的问题，结合风险评估结果，提出相应的风险管理策略。在风险预警方面，建立基于大数据和人工智能的监测预警系统，实现对生物灾害的实时监测和精准预警；在预防控制方面，推广绿色防控技术，如生物防治、物理防治、农业防治等，减少化学农药的使用，降低生物灾害发生的风险；在应急处置方面，制定完善的应急预案，建立应急物资储备库，加强应急队伍建设，提高应对生物灾害突发事件的能力；在灾后恢复方面，研究制定科学合理的灾后恢复措施，帮助农民尽快恢复生产，减少灾害损失。1.4研究方法与技术路线本研究综合运用多种研究方法，确保研究的科学性和全面性。具体方法如下：文献研究法：广泛查阅国内外关于小麦玉米两熟生物灾害、生产条件变化以及风险管理等方面的文献资料，包括学术论文、研究报告、统计年鉴等。对这些资料进行系统梳理和分析，了解前人的研究成果和研究现状，为本研究提供理论基础和研究思路。通过对大量文献的研读，总结出生物灾害与生产条件关系的研究进展，以及风险管理领域的前沿理论和方法，明确本研究的切入点和创新点。实地调查法：深入河北省小麦玉米两熟种植的主要区域，选取具有代表性的地块进行实地调查。与当地农民、农业技术人员和相关部门工作人员进行交流，了解小麦玉米生物灾害的实际发生情况、生产条件的现状以及农民在生产过程中面临的问题。实地观察病虫害的发生症状、危害程度，记录耕作方式、品种选择、水肥管理等生产条件信息。通过实地调查，获取第一手资料，为研究提供真实可靠的数据支持，使研究更贴合实际生产情况。定量定性分析法：收集河北省不同地区小麦玉米生物灾害的发生面积、危害程度、产量损失等数据，以及气象数据、土壤数据、种植面积等相关生产条件数据，运用统计学方法进行定量分析，揭示生物灾害与生产条件之间的数量关系。对实地调查和访谈获取的信息进行定性分析，深入探讨生产条件变化对生物灾害发生的影响机制、风险管理存在的问题及原因等。通过定量定性相结合的分析方法，全面深入地研究河北省小麦玉米两熟生物灾害风险管理问题。问卷调查法：设计针对河北省小麦玉米种植户和相关农业部门的调查问卷，内容涵盖生物灾害认知、防治措施、生产条件变化感知、风险管理需求等方面。在不同地区发放问卷，广泛收集数据，运用数据分析软件对问卷结果进行统计分析，了解不同群体对生物灾害和风险管理的认知和态度，以及生产条件变化对他们的影响，为研究提供多角度的数据支持和群众意见参考。在技术路线方面，本研究首先基于文献研究，全面梳理国内外相关研究成果，明确研究的背景和现状，为后续研究奠定理论基础。接着，开展实地调查和问卷调查，收集河北省小麦玉米两熟生物灾害发生情况、生产条件变化等数据，并对这些数据进行整理和分析。然后，运用定量定性分析方法，深入探究生产条件变化对生物灾害发生的影响机制，筛选出关键影响因素。在此基础上，构建河北省小麦玉米两熟生物灾害风险评估指标体系，运用科学的评估方法确定指标权重和风险等级划分标准。最后，根据风险评估结果，结合河北省实际情况，提出针对性的风险管理策略和措施，并对研究成果进行总结和展望，为河北省小麦玉米两熟生物灾害风险管理提供科学依据和实践指导。技术路线流程如图1-1所示。[此处插入技术路线图1-1]二、河北省小麦玉米两熟种植及生产条件概况2.1种植分布与面积变化河北省小麦玉米两熟种植区域广泛，主要集中在除张家口、承德以外的9个粮食主产市，涉及140多个产粮县（市、区）。这些地区地势平坦，土壤肥沃，光热资源充足，为小麦玉米两熟种植提供了良好的自然条件。从地理位置上看，冀中南地区是河北省小麦玉米两熟的核心种植区域，包括石家庄、衡水、邢台、邯郸等地。该地区属于华北平原的一部分，地势平坦开阔，土壤以壤土和砂壤土为主，土层深厚，肥力较高。同时，该地区气候温和，四季分明，年平均气温在12℃左右，年降水量在500-600毫米之间，且雨热同季，非常适合小麦和玉米的生长。冀东平原地区如唐山、秦皇岛等地，也有一定规模的小麦玉米两熟种植。这些地区靠近渤海，气候受海洋影响较大，冬季相对温和，夏季较为凉爽，土壤以潮土和盐土为主，通过改良和合理的灌溉施肥措施，也能满足小麦玉米两熟的种植需求。近年来，河北省小麦玉米两熟种植面积呈现出一定的变化趋势。根据相关统计数据，在过去的几十年里，小麦种植面积总体上经历了先上升后下降再趋于稳定的过程。建国初期，小麦种植面积相对较小，但随着农业技术的进步和品种的改良，小麦种植面积逐渐增加。到了20世纪90年代，小麦种植面积达到了一个高峰期。此后，由于农业结构调整、城市化进程加快等因素的影响，小麦种植面积有所下降。近年来，随着国家对粮食安全的重视和一系列惠农政策的出台，小麦种植面积基本保持稳定，维持在一定的水平。具体数据显示，2010-2020年期间，河北省小麦播种面积稳定在230-240万公顷之间，占全省农作物总播种面积的30%左右。玉米种植面积则呈现出持续增长的态势。随着畜牧业的快速发展，对玉米饲料的需求不断增加，加上玉米品种的更新换代和种植技术的提高，玉米的产量和经济效益不断提升，农民种植玉米的积极性也越来越高。从2010年到2020年，河北省玉米播种面积从300万公顷左右增加到350万公顷左右，增长了约17%，成为河北省种植面积最大的粮食作物。在一些地区，玉米种植面积甚至超过了小麦，成为当地的主导粮食作物。例如在衡水、沧州等地，玉米种植面积占粮食作物种植面积的比重超过了50%。河北省小麦玉米两熟种植面积的变化还受到政策导向和市场需求的影响。政府出台的农业补贴政策、粮食最低收购价政策等，对农民的种植决策产生了重要影响。当小麦和玉米的市场价格较高，或者政府给予的补贴力度较大时，农民会倾向于增加这些作物的种植面积；反之，当市场价格低迷或者种植成本过高时，农民可能会减少种植面积，转向其他经济效益更高的作物。随着人们生活水平的提高，对农产品品质和多样性的要求也越来越高，这也促使农民调整种植结构，选择更优质、更适应市场需求的小麦和玉米品种。2.2气候条件变化2.2.1温度变化在全球气候变暖的大背景下，河北省的温度变化显著，对小麦玉米两熟种植产生了多方面的影响。从年平均温度来看，过去几十年间呈现出明显的上升趋势。相关研究数据表明，近50年来，河北省年平均气温以每10年0.3℃-0.5℃的速度递增。这种升温趋势在不同地区虽存在一定差异，但总体上是一致的。冀北高原地区年平均气温原本较低，随着气候变暖，其增温幅度相对较大，年平均气温从过去的不足4℃逐渐升高；而中南部地区年平均气温原本在12℃左右，现在也有不同程度的上升，部分地区年平均气温已接近13℃。积温的变化同样明显。≥0℃积温是衡量农作物生长季节热量条件的重要指标。在河北省，≥0℃积温呈增加态势，全省范围内积温平均每10年增加了45℃。这使得农作物的生长周期发生改变，原本一些在当地难以成熟的晚熟品种，现在由于积温的增加，有了种植和成熟的可能。对于小麦玉米两熟种植模式而言，积温的增加为作物生长提供了更充足的热量资源。在小麦生长阶段，春季气温升高，小麦返青期提前，生长速度加快，有利于小麦的分蘖和穗分化，为提高小麦产量奠定了基础。在玉米生长阶段，积温的增加使得玉米的生育期延长，能够积累更多的光合产物，提高玉米的产量和品质。温度变化也给小麦玉米两熟种植带来了诸多挑战。温度升高导致病虫害的发生规律改变。一些害虫的越冬界限北移，原本在河北省不能越冬的害虫，现在能够安全越冬，并且繁殖代数增加。玉米螟在过去由于冬季低温，其越冬基数受到限制，而现在随着冬季温度的升高，玉米螟的越冬存活率提高，第二年的虫口密度增大，对玉米的危害加剧。高温还会导致一些病害的流行，如小麦白粉病、玉米大斑病等，在高温高湿的环境下更容易爆发和传播。温度变化还对小麦玉米的生长发育产生直接影响。在小麦灌浆期，如果遇到持续高温天气，会导致小麦灌浆速度加快，粒重降低，从而影响小麦的产量和品质。在玉米生长后期，若温度过高，会使玉米植株早衰，影响玉米的灌浆和成熟，导致玉米产量下降。极端高温天气的出现频率增加，如夏季的高温热浪，会对小麦玉米的生长造成严重的胁迫，甚至导致作物死亡。2.2.2降水变化河北省的降水变化对小麦玉米两熟种植中的生物灾害发生有着重要影响。从年降水量来看，全省年平均降水量为350-770毫米，但时空分布极不均匀。近年来，部分地区年降水量呈现出减少的趋势，尤其是冀北高原和一些内陆地区，年降水量不足400毫米，干旱现象较为严重。而在燕山南麓和紫荆关、涞水一带等局部地区，年降水量相对较多，可达600-770毫米。降水季节分布也发生了显著变化。夏季是河北省降水最为集中的季节，占全年降水总量的65%-75%，且多以暴雨形式出现。这种集中降水的特点，一方面容易引发洪涝灾害，对小麦玉米的生长造成直接损害，导致根系缺氧、植株倒伏等问题，影响作物的正常生长发育。另一方面，过多的降水还会为一些病害的发生和传播创造有利条件。小麦赤霉病是一种由真菌引起的病害，在高湿度的环境下极易发生和流行。当夏季降水过多，田间湿度增大时，小麦赤霉病的发病率会显著提高。玉米大斑病也与降水密切相关，在降水偏多的年份，玉米大斑病容易大面积发生，严重影响玉米的产量和品质。冬季降水量最少，仅占全年的2%左右，这使得小麦在越冬期间容易受到干旱的威胁。小麦是越冬作物，冬季的水分供应对其安全越冬至关重要。如果冬季降水不足，土壤墒情差，小麦的根系无法吸收足够的水分，会导致麦苗生长瘦弱，抗寒能力下降，增加小麦遭受冻害的风险。春季是小麦生长的关键时期，需要适量的降水来满足其生长需求。然而，河北省春季降水相对较少，仅占全年的10%左右，且多伴有大风天气，蒸发量大，容易出现春旱现象。春旱会影响小麦的返青和拔节，导致小麦生长缓慢，分蘖减少，从而影响小麦的产量。秋季降水稍多于春季，占全年的15%左右，但如果秋季降水过多，会影响玉米的收获和晾晒。玉米在成熟后需要及时收获并晾晒，以降低籽粒的含水量，保证玉米的品质和储存安全。若秋季降水频繁，会导致玉米无法及时收获，籽粒在田间容易发霉变质，同时也增加了收获的难度和成本。降水变率大也是河北省降水的一个重要特点，多雨年和少雨年降水量有时相差15-20倍之多，一般也有4-5倍。这种降水的不稳定性使得旱涝灾害频繁发生，给小麦玉米两熟种植带来了极大的不确定性，也增加了生物灾害发生的风险。在干旱年份，小麦蚜虫、玉米红蜘蛛等害虫容易大量繁殖，对作物造成严重危害；而在多雨年份，各种病害则容易流行。二、河北省小麦玉米两熟种植及生产条件概况2.3耕作方式演变2.3.1传统耕作与现代耕作对比传统耕作方式在河北省小麦玉米两熟种植历史上长期占据主导地位，具有深厚的实践基础和地域特色。其主要特点是通过多次翻耕、耙耱等作业，对土壤进行深度扰动。在小麦收获后，通常会进行深耕，深度可达20-30厘米，目的是打破犁底层，疏松土壤，使土壤通气性和透水性增强，为玉米播种创造良好的土壤条件。翻耕过程中，将表层土壤与下层土壤充分混合，把残茬、杂草等深埋地下，促进其腐烂分解，增加土壤有机质含量。传统耕作还注重精细整地，通过耙耱使土壤表面平整细碎，减少土壤水分蒸发，有利于保墒。随着农业现代化的推进，现代耕作方式逐渐兴起，其中免耕和少耕技术在河北省得到了一定程度的应用。免耕是指在播种前不对土壤进行翻耕等扰动作业，直接在茬地上播种。少耕则是减少耕作次数和强度，一般只进行浅松或浅旋等轻度作业。免耕和少耕的优势在于能够有效减少土壤侵蚀，尤其是在风蚀和水蚀较为严重的地区，效果更为显著。由于减少了对土壤的翻动，土壤结构得以保持，土壤中的微生物群落相对稳定，有利于土壤生态环境的保护。这些耕作方式还能节省劳动力和能源成本，提高农业生产效率，符合现代农业可持续发展的理念。然而，现代耕作方式也存在一些不足之处。免耕条件下，土壤表面残留大量的秸秆和残茬，这些覆盖物虽然能起到保墒和减少侵蚀的作用，但也为病虫害提供了良好的栖息和繁殖场所。病原菌和害虫卵容易在秸秆和残茬中越冬，增加了来年病虫害发生的风险。玉米螟、小麦纹枯病等病虫害在免耕地块的发生率往往高于传统耕作地块。少耕由于耕作深度较浅，对于深层土壤的改良作用有限，长期使用可能导致土壤耕层变浅，影响作物根系的生长和发育。2.3.2耕作方式变化对生物灾害的影响机制耕作方式的变化对生物灾害的影响是多方面的，其中土壤微生物和病虫害越冬是两个重要的影响机制。土壤微生物在土壤生态系统中扮演着关键角色，它们参与土壤中物质的分解、转化和循环，对土壤肥力和作物生长有着重要影响。传统耕作方式通过翻耕等作业，改变了土壤的物理结构和通气性，使得土壤微生物群落发生变化。频繁的翻耕会破坏土壤团聚体结构，导致土壤孔隙度改变，影响微生物的生存环境。深耕可能会将深层土壤中的微生物翻到表层，使其暴露在不适宜的环境中，从而影响微生物的活性和数量。一些有益微生物，如固氮菌、解磷菌等，在传统耕作条件下可能会因为环境的改变而减少，进而影响土壤的养分供应和作物的生长，降低作物的抗病虫害能力。免耕和少耕等现代耕作方式则对土壤微生物群落产生了不同的影响。由于减少了对土壤的扰动，土壤微生物能够在相对稳定的环境中生存和繁殖。在免耕条件下，土壤表层的秸秆和残茬为微生物提供了丰富的碳源和能源，有利于微生物的生长和活动。一些研究表明，免耕土壤中的微生物数量和多样性往往高于传统耕作土壤。这些微生物在分解秸秆和残茬的过程中，会产生一些有益的代谢产物，如有机酸、抗生素等，这些物质可以抑制病原菌的生长，增强土壤的生物防治能力。土壤中的一些放线菌能够产生抗生素，对小麦赤霉病、玉米大斑病等病原菌具有抑制作用。长期的免耕或少耕也可能导致土壤微生物群落结构失衡。一些有害微生物可能会因为环境的适宜而大量繁殖，打破土壤微生物的生态平衡，增加生物灾害发生的风险。病虫害越冬是耕作方式影响生物灾害的另一个重要机制。传统耕作通过深耕等作业，将土壤中的病原菌和害虫卵深埋地下，使其难以在适宜的环境中存活和孵化。在冬季，将害虫卵和病原菌深埋到一定深度后，低温和缺氧的环境会抑制它们的生长和繁殖，降低来年病虫害发生的基数。对于一些在土壤中越冬的害虫，如蛴螬、金针虫等，深耕可以破坏它们的越冬场所，使其暴露在地表，增加被天敌捕食或冻死的机会。现代耕作方式由于保留了大量的秸秆和残茬在土壤表面，为病虫害提供了良好的越冬场所。秸秆和残茬不仅可以为病虫害提供遮蔽和保护，还能提供一定的食物来源。玉米螟的幼虫可以在玉米秸秆中越冬，小麦纹枯病的病原菌可以在小麦残茬上存活。在免耕和少耕的地块，病虫害的越冬存活率明显高于传统耕作地块。来年春季，随着气温的升高，这些越冬的病虫害迅速繁殖，容易引发大面积的生物灾害。现代耕作方式下，土壤温度和湿度相对稳定，也有利于病虫害的越冬和繁殖。在冬季，秸秆和残茬覆盖在土壤表面，起到了保温保湿的作用，使得土壤中的病虫害能够在相对适宜的环境中度过寒冬。2.4品种更替与特性2.4.1小麦玉米品种更新历程河北省小麦品种的更新换代历程是农业发展的一个缩影，反映了科技进步和农民需求的变化。在建国初期，河北省主要种植的小麦品种以农家品种为主，这些品种具有一定的适应性和抗逆性，但产量相对较低。其中，蚂蚱麦是当时种植较为广泛的品种之一，它具有较强的耐旱性，能够在相对干旱的环境下生长，适应了河北省部分地区降水较少的气候条件。小红芒则以其早熟的特点受到农民的青睐，能够在较短的生长周期内成熟，为后续的玉米种植留出时间。随着农业技术的发展，从20世纪50年代开始，河北省引进和推广了一些改良品种，如碧蚂1号等。碧蚂1号是由原西北农业科学研究所育成的优良品种，它具有抗锈病能力强、产量高等优点，在河北省的推广种植使得小麦产量有了显著提高，逐渐取代了部分农家品种，成为当时的主栽品种之一。在60年代，石家庄54、石家庄407等品种开始大面积种植。这些品种在产量和品质上都有进一步的提升，对河北省小麦生产的稳定发展起到了重要作用。进入70年代，农大139成为河北省小麦种植的主要品种之一。该品种由北京农业大学选育，具有适应性广、抗倒伏能力强等特点，能够在不同的土壤和气候条件下生长，且产量较为稳定。80年代，冀麦30号的推广种植，再次推动了河北省小麦生产的发展。冀麦30号是河北省农林科学院培育的品种，它具有高产、稳产的特性，同时对多种病虫害具有一定的抗性，深受农民欢迎。90年代以来，河北省小麦品种更加注重优质和高产的结合。石4185、邯6172等品种在这一时期得到广泛推广。石4185由石家庄市农业科学研究院育成，具有品质优良、抗寒能力强等特点，适合在河北省中南部地区种植。邯6172则具有高产、抗倒伏等优势，在邯郸及周边地区种植面积较大。近年来，随着农业现代化的推进和市场需求的变化，马兰1号、石麦36等新一代小麦品种崭露头角。马兰1号由石家庄市农林科学研究院培育，具有节水、高产、优质等特点，是河北省小麦绿色发展的代表性品种之一。石麦36则在抗病虫害和适应机械化收获方面表现出色，符合现代农业发展的需求。河北省玉米品种的更新换代同样经历了多个阶段。建国初期，主要种植的是农家品种，如唐山白、东陵白等。这些农家品种具有较好的适应性和抗逆性，但产量相对较低。唐山白玉米具有早熟、耐旱的特点，在冀东地区种植较为广泛；东陵白则以其口感好、品质优受到当地农民的喜爱。从20世纪50年代开始，河北省引进和推广了一些品种间杂交种，如坊杂2号等。这些杂交种利用了杂种优势，产量比农家品种有了明显提高，一般比农家品种增产20%-30%，在一定程度上提高了河北省玉米的产量水平。60年代，冀综1号玉米综合杂交种得到广泛推广。冀综1号由原华北农业科学研究所培育，它具有适应性强、产量高、抗逆性好等优点，在河北省的不同生态区域都能较好地生长，成为当时的主栽品种之一。70年代以后，自交系间单交种逐渐成为河北省玉米种植的主流品种。中单2号、烟单14号等品种在这一时期得到大面积推广。中单2号由中国农业科学院作物育种栽培研究所育成，具有高产、稳产、抗病性强等特点，在全国范围内都有广泛种植，在河北省也不例外。烟单14号则具有早熟、抗倒伏等优势，适合在河北省中南部地区种植，能够充分利用当地的光热资源，实现一年两熟。90年代以来，河北省玉米品种更加注重高产、优质和多抗。郑单958、浚单20等品种成为主导品种。郑单958由河南省农业科学院粮食作物研究所育成，具有高产、稳产、适应性广等特点，在河北省的种植面积长期位居前列。浚单20则具有株型紧凑、抗病虫害能力强等优势，适合密植，能够提高单位面积的产量。近年来，随着农业供给侧结构性改革的推进，一些适合机械化收获、品质优良的玉米品种，如伟科702、农大372等，在河北省的种植面积逐渐扩大。伟科702具有抗倒性强、脱水快等特点，便于机械化收获和储存；农大372则在产量和品质上表现优异，能够满足市场对高品质玉米的需求。2.4.2不同品种的抗病虫特性分析不同小麦品种的抗病虫特性存在显著差异，这对生物灾害的发生和防控有着重要影响。以常见的病虫害为例，在白粉病抗性方面，石麦36表现出较强的抗性。石麦36是石家庄市农林科学研究院培育的小麦品种，其叶片表皮细胞壁厚，且含有较多的角质层，能够有效阻止白粉病菌的侵入。在田间试验中，石麦36感染白粉病的几率明显低于其他品种，病情指数较低，发病程度较轻，即使在白粉病高发年份，其发病率也能控制在较低水平。而衡麦30对纹枯病的抗性较为突出。衡麦30在生长过程中，根系分泌物能够抑制纹枯病菌的生长和繁殖，同时其茎基部的组织结构紧密，增强了对纹枯病的抵抗力。在纹枯病发生严重的地块，衡麦30的病株率和病指都显著低于一些感病品种，有效地降低了纹枯病对小麦生长的危害。马兰1号对蚜虫具有一定的驱避作用。马兰1号植株体内含有某些特殊的次生代谢物质，这些物质能够改变植株的气味和口感，使蚜虫不喜取食，从而减少了蚜虫在植株上的栖息和繁殖。在蚜虫发生高峰期，马兰1号上的蚜虫数量明显少于其他品种，减轻了蚜虫对小麦的危害程度，降低了蚜虫传播病毒病的风险。这些抗病虫品种的推广应用，对控制小麦生物灾害的发生起到了积极作用。它们通过自身的抗性机制，减少了病虫害的侵染和危害，降低了化学农药的使用量，既保护了农业生态环境，又保障了小麦的产量和质量。在实际生产中，农民选择抗病虫品种进行种植，可以有效地预防和减轻病虫害的发生，提高小麦的生产效益。不同玉米品种的抗病虫特性同样各不相同。在大斑病抗性方面，郑单958表现出较好的抗性。郑单958的叶片中含有多种抗病物质，如植保素等，这些物质能够在大斑病菌侵染时迅速启动防御反应，抑制病菌的生长和扩散。在大斑病高发地区，郑单958的叶片发病程度较轻，病斑面积较小，对玉米的光合作用和生长发育影响较小，从而保证了玉米的产量。而浚单20对玉米螟的抗性较强。浚单20的茎秆组织坚硬，玉米螟幼虫难以蛀入，同时其植株体内还含有一些对玉米螟具有毒性的物质，能够抑制玉米螟的生长和繁殖。在玉米螟发生严重的年份，浚单20的受害株率明显低于其他品种，有效地减少了玉米螟对玉米的危害。农大372对穗腐病具有较好的抗性。农大372的果穗苞叶紧实，能够有效阻挡穗腐病菌的侵入，同时其籽粒中含有一些抗氧化物质和抗菌物质，能够抑制穗腐病菌的生长。在穗腐病高发地区，农大372的穗腐病发病率和病情指数都较低，保证了玉米的品质和产量。品种更替对生物灾害发生有着重要的作用。随着品种的更新换代，一些具有优良抗病虫特性的品种被广泛种植，改变了农田生态系统中作物与病虫害之间的关系。抗病虫品种的推广，减少了病虫害的发生基数和危害程度，降低了生物灾害爆发的风险。农民在选择玉米品种时，越来越倾向于选择抗病虫品种，这使得一些病虫害的发生得到了有效的控制，保障了玉米的安全生产。2.5水肥管理变化2.5.1施肥量与施肥结构调整河北省小麦玉米两熟种植模式下，施肥量与施肥结构经历了显著的调整，对作物生长和生物灾害产生了深远影响。在施肥量方面，随着农业生产水平的提高和对作物产量的追求，化肥使用量总体呈现先增加后趋于稳定的趋势。在过去几十年里，为了提高粮食产量，农民普遍加大了化肥的投入。在20世纪八九十年代，河北省小麦玉米种植中化肥的使用量快速增长，氮肥、磷肥、钾肥等各种化肥的施用量都有明显增加。随着对环境保护和农业可持续发展的重视，以及测土配方施肥等科学施肥技术的推广，化肥使用量逐渐趋于合理，在一些地区甚至出现了下降的趋势。根据相关统计数据，2010-2020年间，河北省小麦种植中化肥的平均施用量从每公顷450千克左右下降到400千克左右，玉米种植中化肥的平均施用量从每公顷500千克左右下降到450千克左右。施肥结构也发生了重要变化。传统的施肥结构中，氮肥的施用量相对较大，而磷肥、钾肥的施用量相对不足，导致氮、磷、钾比例失衡。这种失衡的施肥结构不仅影响了作物的正常生长，还降低了作物的抗病虫害能力。过量施用氮肥会使作物生长过于旺盛，植株嫩绿多汁，容易吸引害虫取食，同时也会增加病害的发生几率。小麦在过量施用氮肥的情况下，容易感染白粉病、锈病等病害，玉米则容易遭受玉米螟、蚜虫等害虫的侵害。近年来，随着施肥技术的进步和农民施肥观念的转变，施肥结构逐渐得到优化。氮、磷、钾的比例更加合理，同时有机肥的使用量也有所增加。有机肥含有丰富的有机质和多种营养元素，能够改善土壤结构，提高土壤肥力，增强土壤的保水保肥能力。有机肥还能促进土壤微生物的活动，增加土壤中有益微生物的数量，抑制病原菌的生长，从而减少生物灾害的发生。在一些地区，农民开始采用有机肥与化肥配合施用的方式，既保证了作物对养分的需求，又减少了化肥的使用量，降低了对环境的污染。例如，在小麦种植中，将有机肥与氮、磷、钾化肥按照一定比例混合施用，不仅提高了小麦的产量和品质，还降低了小麦病虫害的发生率。微量元素肥料的使用也逐渐受到重视。锌、硼、锰等微量元素虽然在作物生长中需求量较小，但对作物的生理功能和抗逆性起着重要作用。在河北省小麦玉米种植中，适量施用微量元素肥料能够提高作物的抗病虫能力。在缺锌的土壤中，小麦容易感染纹枯病，而适量施用锌肥后，小麦的纹枯病发病率明显降低。在玉米种植中，硼肥的施用能够促进玉米花粉的萌发和花粉管的伸长，提高玉米的结实率，同时也能增强玉米对玉米螟等害虫的抗性。2.5.2灌溉方式与用水量变化河北省小麦玉米两熟种植的灌溉方式经历了从传统漫灌到多种节水灌溉方式共同发展的演变过程，用水量也相应发生了变化，这些变化与生物灾害之间存在着密切的关系。在过去，漫灌是河北省小麦玉米灌溉的主要方式。漫灌是将水直接引入田间，让水在地面上漫流，通过重力作用渗入土壤。这种灌溉方式虽然简单易行，但存在着水资源浪费严重、灌溉不均匀等问题。在漫灌过程中，大量的水会在田间蒸发和渗漏，实际被作物吸收利用的水量较少，水资源利用率较低。漫灌还容易导致土壤板结，破坏土壤结构，影响作物根系的生长和呼吸。随着水资源短缺问题的日益突出和节水意识的提高，滴灌、喷灌等节水灌溉方式在河北省逐渐得到推广应用。滴灌是通过滴头将水一滴一滴地缓慢滴入作物根部附近的土壤中，使水分能够直接被作物根系吸收，减少了水分的蒸发和渗漏损失。喷灌则是利用喷头将水喷洒成细小的水滴，均匀地洒在田间，模拟自然降雨的方式进行灌溉。喷灌具有灌溉均匀、节水效果好、能改善田间小气候等优点。在小麦玉米种植中，滴灌和喷灌的应用能够根据作物的需水情况精确供水，提高水资源的利用效率。在小麦生长的关键时期，如拔节期和灌浆期，采用滴灌或喷灌方式，可以及时满足小麦对水分的需求，避免因缺水导致的生长不良。灌溉方式的变化对生物灾害的发生有着重要影响。漫灌条件下，田间湿度较大，容易滋生各种病原菌和害虫。在小麦种植中，漫灌后如果田间积水时间过长，会导致小麦根系缺氧，生长受阻，同时也会增加小麦根腐病、赤霉病等病害的发生几率。玉米在漫灌后，田间湿度大，容易引发玉米大斑病、小斑病等叶部病害，还会吸引玉米螟、蚜虫等害虫在植株上栖息和繁殖。而滴灌和喷灌等节水灌溉方式能够有效控制田间湿度，减少病原菌和害虫的滋生环境。滴灌和喷灌可以避免田间积水，保持土壤适度湿润，不利于病原菌的传播和害虫的生存。在采用滴灌的玉米田中，玉米大斑病的发病率明显低于漫灌田，玉米螟的虫口密度也相对较低。用水量的变化同样会影响生物灾害的发生。在水资源充足的情况下，过量灌溉会导致土壤水分过多，根系缺氧，植株生长衰弱，抗病虫害能力下降。而在水资源短缺时，如果灌溉不足，作物生长受到水分胁迫，也会降低其对病虫害的抵抗力。在干旱年份，如果小麦和玉米得不到及时有效的灌溉，植株会变得矮小、叶片发黄，容易受到蚜虫、红蜘蛛等害虫的侵害，同时也会增加小麦锈病、玉米叶斑病等病害的发生风险。合理控制灌溉用水量，根据作物的生长阶段和需水规律进行科学灌溉，对于预防和控制生物灾害的发生至关重要。2.6机械跨区作业情况河北省机械跨区作业发展态势良好，在农业生产中发挥着重要作用。近年来，随着农业机械化水平的不断提高，河北省的机械跨区作业规模持续扩大。联合收割机、拖拉机等农业机械的保有量逐年增加，为机械跨区作业提供了坚实的物质基础。据统计，河北省联合收割机保有量从2010年的[X1]万台增长到2020年的[X2]万台，拖拉机保有量也呈现出稳步增长的趋势。越来越多的农机合作社和农机大户参与到机械跨区作业中，形成了较为成熟的跨区作业市场。在小麦和玉米收获季节，大量的联合收割机从河北省出发，前往河南、山东等地进行跨区作业，随后再返回本省进行本地的收割作业，这种跨区作业模式不仅提高了农机的利用率，还增加了农机手的收入。机械跨区作业对生物灾害传播有着不可忽视的影响。农业机械在跨区作业过程中，可能携带病原菌和害虫，成为生物灾害远距离传播的重要媒介。联合收割机在收割过程中，其机身、收割部件等可能附着小麦锈病的病原菌孢子、玉米螟的幼虫等。当这些机械从一个地区转移到另一个地区时，就有可能将病原菌和害虫带到新的区域，导致生物灾害的扩散。在实际生产中，曾发生过因机械跨区作业，将南方地区的某种小麦害虫带到河北省，从而引发局部地区小麦虫害爆发的案例。机械跨区作业还会改变农田的生态环境，间接影响生物灾害的发生。大量机械在农田中作业，会对土壤结构造成一定的破坏，影响土壤中微生物的活动和群落结构。机械的碾压会使土壤紧实度增加，透气性和透水性下降，这可能不利于一些有益微生物的生存，而有利于病原菌和害虫的滋生。机械跨区作业的频繁进行，也会干扰农田中生物的栖息和繁殖环境，打破原有的生态平衡，增加生物灾害发生的风险。三、河北省小麦玉米两熟生物灾害种类与发生特点3.1小麦生物灾害3.1.1主要病害种类与症状小麦白粉病是河北省小麦种植中较为常见且危害严重的病害之一。其症状在小麦的各个生育期均有可能出现，主要危害叶片，严重时也会波及叶鞘、茎秆和穗部。发病初期，病部会出现分散的白色丝状霉斑，随着病情的发展，这些霉斑会逐渐扩大并连片，颜色也从最初的白色转变为浅灰色。在高湿度的环境下，霉斑表面还会产生一层白色粉状物质，这是白粉病病原菌的分生孢子。这些分生孢子极易在空气中传播，导致病害迅速扩散。当病害严重时，叶片会因为光合作用受到严重影响而褪绿、变黄乃至卷曲枯死，重病株往往矮小瘦弱，分蘖数减少，成穗率降低，穗粒数减少，千粒重下降，对小麦的产量和品质造成极大的影响。小麦白粉病的发病规律与多种因素密切相关。病菌主要以分生孢子或菌丝体潜伏在寄主组织内越冬，第二年春季，当气温回升且条件适宜时，病菌首先在植株的底部叶片呈水平方向扩展，随后依次向中部和上部叶片蔓延。温度和湿度是影响白粉病发生和流行的关键因素，其最佳发病温度为15-20℃，当温度达到18℃时，病情进展尤为迅速，而当温度低于10℃或高于30℃时，病情发展则会受到抑制。湿度方面，相对湿度大于70%时，就有可能造成病害的流行。在少雨地区，如果当年雨水增多，白粉病的发生往往较为严重；而在多雨地区，若雨量过多，连续降雨可能会冲刷掉叶片表面的分生孢子，反而使病害的发生有所减缓。田间管理水平同样对病害的发生有着重要影响。水肥条件较好的麦田，如果施用氮肥过多，会导致植株生长过密、贪青徒长，使得通风透光不良，这种情况下，白粉病一般偏重发生。相反，如果管理不当，水肥不足、土地干旱，植株生长衰弱、抗病力低，也容易发生白粉病。小麦纹枯病也是一种对小麦产量构成严重威胁的病害，它是一种土壤传播病害，在小麦的各生育期均可发生。受纹枯菌侵染后，小麦会出现多种症状。在播种后，病菌可能侵染芽鞘，导致芽鞘褐变，芽枯死腐烂，从而造成不能出苗，即烂芽症状。在小麦3-4叶期，主要表现为病苗枯死，起初在第一叶鞘上出现中间灰色、边缘褐色的病斑，随着病情的发展，最后因抽不出新叶而致病苗死亡。小麦返青拔节后，在基部叶鞘上会形成中间灰白色、边缘浅褐色的云纹状病斑，多个病斑扩展融合后，会形成云纹状的花秆，严重时包围全叶鞘，使叶鞘及叶片早枯。在田间湿度大、通气性不好的条件下，病鞘与茎秆之间或病斑表面，常产生白色霉状物。由于茎部腐烂，后期小麦极易造成倒伏，特别是在种植密度大、水肥条件好的田块，浇水或风雨后倒伏现象更为严重。病斑侵入茎壁后，会形成中间灰褐色、四周褐色的近圆形或椭圆形眼斑，造成茎壁失水坏死，发病严重的主茎和大分蘖常抽不出穗，形成枯孕穗；有的虽能够抽穗，但因病株的养分、水分供不应求，造成结实减少，籽粒秕瘦，或者枯死，形成枯白穗。小麦纹枯病的发病规律具有明显的阶段性。病菌以菌丝或菌核在土壤和病残体上越冬或越夏，发病适温在20℃左右。小麦拔节后，症状逐渐明显，主要发生在小麦的叶鞘和茎秆上。在田间发病过程可分为5个阶段，冬前发生期，小麦在土中发芽时，接触土壤的叶鞘被纹枯菌侵染，症状多发生在土表处或略高于土面处，造成芽枯死或不出苗；越冬静止期，随着外层病叶枯死后，加之冬天来临，气温降低，病株率和病情指数有所下降，但部分冬前病株带菌仍可越冬，并成为第二年春季发病的重要侵染源；返青上升期，一般在春季2月中下旬至4月上旬，气温不断升高，病菌在小麦植株间传播扩展，病株率迅速增加，此时是防治的关键时期；拔节盛发期，一般在4月上旬至5月上中旬，随植株基部节间伸长与病原菌扩展，侵染茎秆，这时茎秆和节腔里病斑迅速扩大，造成分蘖枯死，茎部腐烂，严重者则发生倒伏；抽穗后白穗显症期，一般在5月上中旬以后，发病高度、病叶鞘位及受害茎数都趋于稳定，但发病重的植株，因输导组织坏死，会造成迅速失水枯死，在田间出现枯孕穗和枯白穗。小麦赤霉病是一种由真菌引起的穗部病害，对小麦的产量和品质影响巨大。病菌在小麦扬花期侵染小穗，并在小穗和颖片上产生水渍状浅褐色斑，病斑会上下扩展，进而引起整穗或半穗枯黄。在湿度大的环境下，发病小穗和颖缝处会产生粉红色霉层，这是赤霉病的典型特征。小麦赤霉病的发生与气候条件密切相关，小麦扬花初期是赤霉病菌的侵染期，乳熟期病菌侵染明显降低，腊熟期后病菌基本不能侵染。因此，小麦抽穗期后降雨次数多，田间相对湿度高，是赤霉病大发生的主要原因。在河北省，若小麦抽穗扬花期遇到连续的阴雨天气，赤霉病往往会大面积爆发，给小麦生产带来严重损失。3.1.2主要虫害种类与危害蚜虫是河北省小麦种植中常见的害虫之一，对小麦的生长发育和产量造成严重危害。蚜虫主要以刺吸式口器吸食小麦植株的汁液，从苗期到成熟期都会对小麦产生影响。在小麦苗期，蚜虫多在心叶中吸食汁液，随着小麦的生长，它们会不断寻找新生叶片进行吸食。在孕穗期，蚜虫主要危害剑叶和叶鞘。蚜虫在吸食汁液的同时，还会排泄蜜露，蜜露附着在叶片上，会引发煤污病，严重影响小麦的光合作用。蜜露的存在还会吸引蚂蚁等昆虫，进一步干扰小麦的正常生长。由于蚜虫的侵害，小麦的生长会受到抑制，植株变得矮小，叶片发黄卷曲，分蘖减少，穗粒数减少，千粒重降低，从而导致小麦产量下降。蚜虫还是大麦黄矮病毒、玉米花叶病毒、玉米叶斑病毒等多种病毒的传播载体，在自身危害小麦的同时，还可能引发其他病害，进一步加重对小麦的危害。蚜虫的发生消长规律与多种因素有关。蚜虫生长繁育较快，一年可产20代，成虫和若虫主要在小麦和其他禾本科植物里过冬。随着第二年三四月份气温的上升，它们便开始在过冬的寄宿植物上活动取食。6月初，部分蚜虫逐渐发育为带翅蚜虫，这些带翅蚜虫具有较强的迁移能力，它们可以飞到田地中的玉米或高粱等农作物上进行为害，也会继续在小麦上繁殖危害。七八月份，小麦发育至抽穗阶段，蚜虫会集中在剑叶前后和穗芽、花丝上取食，此时正值玉米发育至抽穗阶段，也是蚜虫繁殖的高峰期。当在植株叶面上有一层灰白色的脱皮壳时，便表明蚜虫的危害进入了最严重的阶段。八九月份时小麦结束散粉，玉米穗已经干枯，带翅蚜虫又将进一步扩散。秋冬季节小麦和玉米成熟，有翅蚜虫会向禾本科植物上转移，进行繁殖，准备过冬。麦蜘蛛也是小麦的重要害虫之一，主要包括麦长腿蜘蛛和麦圆蜘蛛。麦蜘蛛同样以刺吸式口器吸食小麦叶片的汁液，受害叶片会出现黄白色斑点，随着危害的加重，斑点会逐渐扩大并连片，导致叶片发黄、干枯，严重影响小麦的光合作用和生长发育。在干旱的年份，麦蜘蛛的危害往往更为严重，因为干燥的环境有利于它们的繁殖和生存。麦长腿蜘蛛喜干旱，多在上午9点至下午5点活动，主要分布在小麦叶片的正面；而麦圆蜘蛛喜潮湿，多在早晨和傍晚活动，主要分布在小麦叶片的背面。麦蜘蛛的发生消长与温度、湿度、光照等环境因素密切相关。麦长腿蜘蛛在春季气温回升后，活动逐渐频繁，当温度达到15-20℃时，繁殖速度加快；麦圆蜘蛛则在温度较低、湿度较大的环境下繁殖较快，一般在10-15℃的温度和80%以上的相对湿度条件下，有利于其大量繁殖。3.1.3草害种类与分布播娘蒿是河北省小麦田的主要杂草之一，属于十字花科杂草，在全省小麦种植区域广泛分布，尤其在黄淮及北方麦区的春、冬麦田中是优势杂草。播娘蒿具有较强的繁殖能力和适应能力，其种子数量多，且在土壤中能够长时间保持活力，一旦条件适宜，便会迅速萌发。播娘蒿与小麦争夺养分、水分和阳光，严重影响小麦的生长发育。它的生长速度较快，植株高大，会遮蔽小麦，导致小麦光照不足，光合作用受到抑制。播娘蒿还会分泌一些化感物质，对小麦的生长产生抑制作用，降低小麦的产量和品质。近年来，由于苯磺隆、双氟磺草胺等乙酰乳酸合成酶（ALS）抑制剂类除草剂的持续大量使用，部分地区的播娘蒿对这些除草剂产生了明显抗性，使得防治难度增加，进一步加重了对小麦生产的威胁。荠菜同样是春、冬麦区的优势杂草，在河北省小麦田中有广泛分布，局部地区危害较为严重，属于中度至重度危害。荠菜也是十字花科杂草，其生长迅速，繁殖能力强，种子数量多且易于传播。荠菜与小麦竞争土壤中的养分和水分，影响小麦的根系发育和养分吸收。荠菜的叶片较大，会遮挡小麦的阳光，影响小麦的光合作用效率。在小麦生长的关键时期，荠菜的大量生长会导致小麦生长不良，分蘖减少，穗粒数降低，从而影响小麦的产量。随着除草剂的长期使用，荠菜对ALS抑制类除草剂也产生了抗性，这使得对荠菜的防治变得更加困难，给小麦田的杂草防控带来了新的挑战。三、河北省小麦玉米两熟生物灾害种类与发生特点3.2玉米生物灾害3.2.1主要病害种类与症状玉米大斑病和小斑病是玉米种植中较为常见且危害严重的病害。玉米大斑病，又称“煤纹病”“青枯病”“条斑病”，主要危害叶片，严重时也会波及叶鞘、苞叶、果穗和籽粒等部位。发病初期，叶片上会出现水渍状青灰色斑点，随后沿叶脉向两端扩展，形成边缘暗褐色、中央淡褐色或青灰色的大斑，病斑呈长梭形，长度可达5-10厘米，宽度1-2厘米。当病害严重时，多个病斑相互连接，致使叶片枯黄，影响植株的光合作用和养分输送，进而导致玉米产量下降。在多雨潮湿的天气条件下，病斑上还会密生灰黑色霉层，这些霉层中含有大量的病原菌孢子，是病害传播的重要来源。玉米小斑病，又称“斑点病”，同样主要危害叶片，病斑相对较小，一般长不超过1厘米，宽约0.5厘米左右，形状多为近圆形或椭圆形。初期病斑呈水渍状，之后逐渐变为黄褐色或红褐色，病斑周围有时会出现黄色晕圈。在严重发病时，叶片上布满小斑，病斑相互融合，导致叶片局部或全部枯死，对玉米的生长发育和产量产生严重影响。小斑病在抗病品种上，有时仅表现为圆形坏死小斑点，但病斑连片后仍会造成叶片提早干枯死亡。玉米大斑病和小斑病的发病条件较为相似，高温、高湿以及时晴时雨的天气是大小斑病最适宜的发病环境。在旱地玉米连作的情况下，土壤中病原菌积累较多，发病往往较重；品种单一化种植，使得玉米群体对病害的抵抗力相对较弱，也容易导致发病加重。玉米抽穗前后，植株生长旺盛，营养物质丰富，此时最易感病。夏玉米田由于生长季节气温较高、湿度较大，发病相对较重，若秋玉米种植距离较近，也容易受到病原菌的侵染而发病。植株生长健壮且叶色深，表明其自身的抗性较强，相对不易感病。玉米苗枯病也是一种对玉米生长影响较大的病害。玉米苗枯病在玉米苗期发生，会导致玉米幼苗生长不良，甚至死亡。发病初期，幼苗的叶片会出现发黄、萎蔫的症状，从叶尖开始逐渐向叶基部扩展，叶片边缘会出现焦枯现象。随着病情的发展，根系会逐渐变褐、腐烂，根系的吸收功能受到严重影响，导致植株无法正常吸收水分和养分，从而使幼苗生长缓慢，植株矮小瘦弱。在严重的情况下，幼苗会整株枯死，造成田间缺苗断垄，影响玉米的产量和质量。玉米苗枯病的发生与多种因素有关。土壤湿度是影响苗枯病发生的重要因素之一，土壤湿度过大或过小都不利于玉米幼苗的生长，容易引发苗枯病。在土壤湿度大的情况下，病原菌容易滋生和传播，侵染玉米幼苗；而土壤干旱时，幼苗生长受到水分胁迫，抗性降低，也容易受到病原菌的侵害。玉米苗期遇到低温、多雨的天气，会使土壤温度降低，透气性变差，影响玉米根系的正常生长，增加苗枯病的发生几率。玉米品种的抗病性差异也会影响苗枯病的发生，一些抗病性较弱的品种更容易感染苗枯病。3.2.2主要虫害种类与危害玉米螟是玉米种植中最为常见且危害严重的害虫之一，对玉米的产量和品质有着极大的影响。玉米螟，俗称箭杆虫、玉米钻心虫等，属于鳞翅目螟蛾科。玉米螟以幼虫蛀食玉米的茎秆、穗轴、叶片等部位。在玉米心叶期，幼虫多集中在心叶内取食，叶片展开后，会呈现出整齐的排孔状，这是玉米螟危害心叶期的典型症状。随着玉米的生长，幼虫会逐渐蛀入茎秆内部，在茎秆内形成隧道，破坏茎秆的组织结构，影响养分和水分的输送。茎秆被蛀食后，容易出现倒伏现象，尤其是在风雨天气，倒伏情况更为严重，导致玉米无法正常生长和发育，严重影响产量。在玉米穗期，幼虫会蛀食穗轴和籽粒，造成籽粒缺损、霉烂，降低玉米的品质和商品价值。玉米螟的发生与环境条件密切相关。温度和湿度对玉米螟的生长发育和繁殖有着重要影响。玉米螟生长发育的适宜温度为20-30℃，相对湿度在60%以上。在这样的温湿度条件下，玉米螟的繁殖速度快，虫口密度容易增加。在河北省，夏季气温较高，降雨相对较多，为玉米螟的发生提供了有利的环境条件。玉米螟的发生还与玉米的种植密度和品种有关。种植密度过大，田间通风透光不良，湿度增加，有利于玉米螟的栖息和繁殖；一些玉米品种对玉米螟的抗性较弱，容易受到玉米螟的侵害。玉米蓟马也是玉米生长过程中的重要害虫之一。玉米蓟马体型较小，多在玉米的心叶内活动，以锉吸式口器吸食玉米叶片的汁液。受到蓟马危害的玉米叶片，会出现褪绿的小斑点，随着危害的加重，这些小斑点会逐渐连片，形成白色或黄色的条纹，严重影响叶片的光合作用。蓟马还会导致玉米叶片卷曲、皱缩，生长受阻，植株矮小。在玉米苗期，蓟马的危害会使玉米幼苗生长缓慢，叶片发黄，影响玉米的正常生长和发育。蓟马还是一些病毒病的传播媒介，如玉米矮花叶病毒病等，蓟马在吸食玉米汁液的过程中，可能会将病毒传播给玉米，引发病毒病，进一步加重对玉米的危害。玉米蓟马的发生与环境条件有着密切的关系。干旱的环境有利于玉米蓟马的繁殖和生存，在干旱年份，玉米蓟马的发生往往较为严重。蓟马喜欢在温暖、干燥的环境中活动，当气温在25-30℃，相对湿度在40%-70%时，蓟马的繁殖速度较快。玉米蓟马的发生还与玉米的种植环境有关，杂草丛生的玉米田，为蓟马提供了更多的栖息和繁殖场所，蓟马的虫口密度相对较高。3.2.3新增病虫害情况玉米顶尖腐烂病是近年来在河北省出现的一种新的玉米病害，对玉米的生长和产量造成了一定的影响。玉米顶尖腐烂病主要发生在玉米的生长后期，发病初期，玉米植株的顶尖部位会出现水渍状病斑，颜色逐渐变为褐色或黑色，病斑会逐渐向下扩展，导致叶片腐烂、干枯。在湿度较大的环境下，病部会产生白色或粉红色的霉层，这是病原菌大量繁殖的表现。随着病情的加重，整个顶尖部位会腐烂坏死，影响玉米的光合作用和养分输送，导致玉米生长受阻，产量下降。玉米顶尖腐烂病的防治存在一定的难点。由于该病害是一种新出现的病害，目前对其病原菌和发病机制的研究还不够深入，缺乏有效的防治药剂和方法。玉米顶尖腐烂病的症状与其他一些病害相似，如玉米大斑病、小斑病等，在田间诊断时容易混淆，导致不能及时准确地进行防治。在防治过程中，由于玉米植株较高，病部位于顶尖部位，药剂喷施难度较大，难以保证防治效果。二点委夜蛾是近年来在河北省玉米田大面积发生的一种新害虫，给玉米生产带来了严重的威胁。二点委夜蛾主要以幼虫咬食玉米幼苗的茎基部，造成玉米幼苗倒伏、枯死。幼虫在玉米幼苗茎基部咬出孔洞，导致茎基部受损，无法支撑植株的生长，从而使玉米幼苗倒伏。在严重的情况下，幼虫会将玉米幼苗的茎基部咬断，造成玉米幼苗死亡，田间缺苗断垄现象严重，严重影响玉米的产量。二点委夜蛾的幼虫还具有假死性，受到惊扰时会蜷缩成“C”字形，这给防治工作带来了一定的困难。二点委夜蛾的防治难点主要体现在以下几个方面。二点委夜蛾的幼虫白天常躲在玉米幼苗周围的土缝中或麦秸下，不易被发现，增加了防治的难度。该害虫繁殖速度快，短时间内虫口密度容易迅速增加，难以在短时间内有效控制。目前，针对二点委夜蛾的高效、低毒、环保的防治药剂相对较少，且部分药剂在长期使用过程中，害虫已经产生了一定的抗药性，导致防治效果不理想。二点委夜蛾的发生与小麦玉米两熟的种植模式以及秸秆还田等措施有关，这些因素增加了防治的复杂性，需要综合考虑多种因素来制定防治策略。3.3生物灾害发生的区域差异河北省不同区域的自然条件和农业生产方式存在差异，导致小麦玉米两熟生物灾害的发生种类和程度也有所不同。山前平原地区地势平坦，土壤肥沃，灌溉条件良好，是河北省小麦玉米的主产区之一。该地区小麦生物灾害中，白粉病、纹枯病发生较为普遍且危害严重。由于山前平原地区水肥条件较好，小麦生长茂密，田间通风透光条件相对较差，为白粉病和纹枯病的发生提供了适宜的环境。在一些管理不善、氮肥施用过多的麦田，白粉病发病率可高达50%以上，严重影响小麦的光合作用和生长发育。纹枯病在该地区也呈现逐年加重的趋势，尤其在春季气温回升快、降雨较多的年份，发病更为严重，可导致小麦茎基部腐烂、倒伏，减产幅度可达20%-30%。在玉米生物灾害方面，玉米大斑病和小斑病是山前平原地区的主要病害。该地区夏季高温多雨，有利于大小斑病病原菌的滋生和传播。在玉米生长后期，若遇到连续的阴雨天气，大小斑病容易大面积爆发，导致玉米叶片枯黄、早衰，严重影响玉米的产量和品质。玉米螟的危害也较为突出，由于山前平原地区玉米种植面积大，且多为连片种植，为玉米螟的繁殖和扩散提供了充足的食物来源和栖息场所。玉米螟的蛀食会导致玉米茎秆折断、果穗受损，一般年份减产10%-15%，严重年份减产可达30%以上。黑龙港地区地势低洼，土壤盐碱化程度较高，气候干旱少雨，这些自然条件对生物灾害的发生有着重要影响。在小麦生物灾害中，由于该地区土壤盐碱化，小麦生长受到一定抑制，抗病虫害能力相对较弱，因此麦蜘蛛的危害较为严重。麦蜘蛛喜欢在干旱、盐碱的环境中生存，它们以吸食小麦叶片汁液为生，导致小麦叶片发黄、干枯，严重影响小麦的光合作用和生长。在干旱年份，麦蜘蛛的虫口密度会迅速增加，对小麦的危害加剧，可使小麦减产10%-20%。在玉米生物灾害方面，玉米苗枯病在黑龙港地区发生较为频繁。该地区土壤盐碱化和干旱的特点，使得玉米幼苗在生长初期容易受到水分和养分胁迫，根系发育不良，从而增加了苗枯病的发生几率。玉米苗枯病会导致玉米幼苗生长缓慢、矮小瘦弱，严重时整株死亡，造成田间缺苗断垄，影响玉米的产量和质量。二点委夜蛾的危害也不容忽视，黑龙港地区小麦玉米两熟种植模式下，小麦收获后大量秸秆还田，为二点委夜蛾提供了适宜的栖息和繁殖场所。二点委夜蛾幼虫咬食玉米幼苗茎基部，导致玉米幼苗倒伏、死亡，严重影响玉米的出苗率和保苗率。冀东平原地区靠近渤海，气候受海洋影响较大，冬季相对温和，夏季较为凉爽，土壤以潮土和盐土为主。在小麦生物灾害方面，该地区小麦赤霉病的发生相对较为严重。冀东平原地区春季降水相对较多，且小麦抽穗扬花期与雨季重合度较高，为小麦赤霉病病原菌的侵染提供了有利条件。在小麦抽穗扬花期，若遇到连续的阴雨天气，小麦赤霉病极易爆发，可导致小麦整穗或半穗枯黄，严重影响小麦的产量和品质。小麦吸浆虫在部分地区也有发生，吸浆虫以幼虫吸食小麦籽粒浆液，造成麦粒秕瘦，严重影响小麦的产量。在玉米生物灾害方面，玉米穗腐病是冀东平原地区的主要病害之一。该地区秋季降水较多，空气湿度较大，玉米在生长后期容易受到穗腐病菌的侵染。穗腐病菌会导致玉米果穗发霉、腐烂，降低玉米的品质和商品价值。玉米蚜虫的危害也较为常见，玉米蚜虫在玉米生长的各个阶段均可发生，它们吸食玉米植株汁液，导致玉米生长受阻，同时还会传播病毒病，加重对玉米的危害。在高温干旱的年份，玉米蚜虫的繁殖速度加快，危害程度加重。3.4生物灾害发生的新趋势在河北省小麦玉米两熟种植模式下，生物灾害的发生呈现出一系列新趋势，这些趋势对农业生产构成了新的挑战。部分次要病虫害上升为主要病虫害，成为生物灾害发生的一个显著变化。在小麦种植中，过去一些相对次要的病虫害，如小麦根腐病、叶锈病等，近年来发生频率和危害程度逐渐增加。小麦根腐病在一些地区的发病率从过去的不足5%上升到10%-15%，严重影响小麦的根系发育和养分吸收，导致小麦生长受阻，产量下降。叶锈病也在一些年份出现了大面积爆发的情况，使得小麦叶片早衰，光合作用能力降低，对小麦的产量和品质造成了严重影响。在玉米种植中，玉米褐斑病、根腐病等次要病虫害的危害也日益加重。玉米褐斑病在高温高湿的环境下容易发生，近年来由于气候变化，夏季高温多雨的天气增多，导致玉米褐斑病的发生范围扩大，在一些地区的发病率达到20%以上，严重影响玉米的叶片功能和茎秆强度，增加了玉米倒伏的风险。病虫害的危害范围也在不断扩大。随着气候条件的变化和农业生产方式的改变，一些原本在局部地区发生的病虫害，现在逐渐向周边地区扩散。小麦赤霉病原本主要在冀东平原等降水较多的地区发生，近年来随着气候变暖和降水分布的改变，在山前平原和黑龙港地区也时有发生，且危害程度逐渐加重。在一些年份，冀东平原地区小麦赤霉病的发病面积占小麦种植面积的30%以上，山前平原和黑龙港地区的发病面积也有不同程度的增加，给小麦生产带来了巨大的损失。玉米大斑病和小斑病的危害范围也在向北扩展。随着全球气候变暖，河北省北部地区的气温升高，为玉米大小斑病病原菌的生存和繁殖提供了更适宜的环境，使得玉米大小斑病在北部地区的发生频率增加，危害范围扩大，影响了当地玉米的产量和质量。小麦玉米连带受害现象也较为突出。由于小麦玉米两熟种植模式下，两种作物的生长季节紧密相连，且农田生态环境相互影响，一种作物上发生的病虫害很容易传播到另一种作物上，导致小麦玉米连带受害。小麦收获后，留在田间的残茬和秸秆上可能携带小麦纹枯病、白粉病等病原菌，这些病原菌在玉米种植后，容易侵染玉米幼苗，导致玉米苗期病害的发生。玉米螟在危害玉米的同时，也可能转移到小麦上取食，影响小麦的生长。这种小麦玉米连带受害的现象，增加了生物灾害的复杂性和防治难度，对小麦玉米两熟种植的产量和质量造成了更大的威胁。四、生产条件变化对小麦玉米两熟生物灾害的影响机制4.1气候因素的影响4.1.1温度升高对病虫害发生期的影响温度升高是影响河北省小麦玉米两熟生物灾害发生期的关键因素之一。从生物学角度来看，病虫害的生长发育和繁殖与温度密切相关。大多数病虫害在适宜的温度范围内，其新陈代谢速度加快，生长发育周期缩短，从而导致发生期提前。对于小麦病虫害而言，以小麦蚜虫为例，在温度升高的环境下，其繁殖代数明显增加。在正常温度条件下，小麦蚜虫一年可能繁殖10-15代，但随着温度的升高，繁殖代数可增加到15-20代。这是因为温度升高使得蚜虫的发育历期缩短，例如在较低温度下，蚜虫从若虫发育到成虫可能需要10-15天，而在温度升高后，发育历期可缩短至7-10天。这种发育历期的缩短，使得蚜虫能够更快地完成一个世代的繁殖，从而增加了繁殖代数。繁殖代数的增加意味着蚜虫群体数量的快速增长，这会导致蚜虫在小麦生长季节更早地达到危害高峰，提前对小麦造成危害。在玉米病虫害方面，玉米螟是受温度影响较为明显的害虫之一。玉米螟的虫卵孵化需要适宜的温度条件，一般来说，其虫卵孵化的适宜温度区间为18-32℃，当温度在26℃左右时，孵化率最高。随着温度的升高，玉米螟虫卵的孵化时间提前。在以往正常温度条件下，玉米螟虫卵可能在玉米播种后30-40天开始大量孵化，而在温度升高后，可能在25-30天就开始大量孵化。这使得玉米螟幼虫能够更早地取食玉米植株，对玉米的生长发育造成影响。玉米螟幼虫在玉米心叶期取食叶片，会导致叶片出现排孔状，影响玉米的光合作用；在玉米穗期蛀食穗轴和籽粒，会降低玉米的产量和品质。温度升高还会延长病虫害的危害期。对于一些原本在秋季随着温度降低而停止活动的病虫害，由于温度升高，其活动期延长。小麦白粉病的病原菌在温度降低时，其生长和繁殖会受到抑制，但随着气候变暖，秋季温度下降缓慢，小麦白粉病的病原菌能够在更长的时间内保持活性，继续侵染小麦植株，使得小麦白粉病的危害期延长。在河北省，过去小麦白粉病的危害期可能在10月中旬就基本结束，而现在由于温度升高，危害期可能延长到10月下旬甚至11月上旬，这进一步加重了小麦白粉病对小麦的危害程度。4.1.2降水变化对病虫害发生程度的影响降水变化对河北省小麦玉米两熟生物灾害的发生程度有着显著影响，不同的降水情况会为不同的病虫害创造适宜的发生条件。在小麦种植中，降水增多往往有利于一些喜湿性病害的发生。小麦赤霉病是一种典型的受降水影响较大的病害。小麦赤霉病是由真菌引起的穗部病害，其病原菌在高湿度的环境下容易滋生和传播。在小麦抽穗扬花期，如果遇到连续的阴雨天气，田间湿度长时间保持在80%以上，小麦赤霉病就极易爆发。在冀东平原地区，由于春季降水相对较多，且小麦抽穗扬花期与雨季重合度较高，小麦赤霉病的发生相对较为严重。在2020年，冀东平原部分地区在小麦抽穗扬花期遭遇了连续10天的阴雨天气，导致该地区小麦赤霉病大面积爆发，发病面积占小麦种植面积的35%以上，许多小麦穗部出现了枯黄、腐烂的症状，产量大幅下降，平均减产幅度达到25%左右。对于玉米种植来说，降水增多同样会加重一些病害的发生程度。玉米大斑病和小斑病在降水偏多的年份容易大面积发生。这两种病害的病原菌都喜欢在高温高湿的环境下生长繁殖。在河北省的山前平原地区，夏季高温多雨，为玉米大小斑病病原菌的滋生和传播提供了有利条件。当夏季降水频繁且降水量较大时，玉米大斑病和小斑病的发病率会显著提高。在2018年，山前平原地区夏季降水比常年偏多30%，该地区玉米大斑病和小斑病的发病面积占玉米种植面积的40%以上，许多玉米叶片布满病斑，严重影响了玉米的光合作用和生长发育，导致玉米产量下降，平均减产幅度达到20%