可持续农业技术发展：绿色生态与高效生产的融合策略

摘要：当今世界面临粮食安全与环境保护的双重挑战，传统农业高投入、高污染的生产模式难以为继。本研究通过文献分析与案例研究，探讨可持续农业技术发展中绿色生态与高效生产的融合策略。研究聚焦四个关键领域：土壤健康管理、水资源节约利用、生物防控技术与智慧农业系统。结果表明，保护性耕作与有机肥料应用能有效改善土壤结构；精准灌溉与雨水收集系统显著提高水资源利用效率；生物农药与天敌防控等技术大幅减少农药使用；物联网与大数据技术为农业生产提供精准决策支持。研究结论指出，通过这些创新技术的综合运用，可实现绿色生态与高效生产的协同发展，为构建可持续农业体系提供技术支撑。

关键词：可持续农业；土壤健康；节水灌溉；生物防控；智慧农业

一、优化耕作系统，提升土壤健康

土壤作为农业生产的基础，其健康状况直接决定着农业的可持续发展潜力。现代集约化农业生产中，过度耕作、单一种植与化肥滥用导致土壤结构破坏、有机质减少和生物多样性下降。优化耕作系统成为改善土壤健康的关键路径。

保护性耕作技术在提升土壤健康方面展现出显著效果。免耕或少耕技术通过减少机械扰动，保留作物残茬覆盖地表，有效减轻水土流失，增加土壤有机质含量[1]。在北方旱作区的应用实践证明，保护性耕作不仅降低了土壤侵蚀程度，同时改善了土壤团粒结构，增强了土壤持水能力。

轮作与间作系统对维护土壤健康具有不可替代的作用。合理的作物轮作打破了病虫害生活周期，减少了化学农药使用需求。豆科作物与禾本科作物的轮作模式充分利用了豆科植物固氮能力，减少了氮肥投入。间作系统通过不同作物的互补效应，提高了土地利用效率，增加了农田生物多样性。东北地区玉米与大豆间作、华北地区小麦与棉花轮作等传统模式，在现代农业中焕发出新的活力。

有机肥料应用是恢复土壤健康的有效途径。秸秆还田、绿肥种植和畜禽粪便资源化利用，形成了完整的农业废弃物循环利用体系。这些有机物质在土壤中分解，不仅提供了植物生长所需的多种营养元素，还促进了土壤微生物活性，改善了土壤生物学特性。有机肥料与化肥配合施用的技术，既满足了作物生长对养分的需求，又减少了化肥的环境风险。

二、创新灌溉技术，节约水资源利用

水资源短缺已成为制约农业可持续发展的重要因素。创新灌溉技术的开发与应用，在提高农业生产效率的同时，大幅降低了水资源消耗。

微灌技术在节水增效方面表现突出。滴灌、微喷灌等技术通过精准控制水分输送，将水分直接输送到作物根区，避免了传统漫灌方式的水分损失。这些技术在果园、温室和经济作物种植区得到广泛应用，水分利用效率显著提高[2]。结合自动控制系统的微灌装置，能够根据土壤水分状况和作物需水特性，自动调整灌溉量和灌溉时间，实现水分供应的精细化管理。

地下渗灌技术为作物提供了更为稳定的水分环境。通过埋设在土壤中的渗水管道，水分缓慢释放至根区，减少了水分蒸发损失，降低了地表盐分积累风险。这项技术在干旱半干旱地区和盐碱地改良中显示出独特优势，为困难立地条件下的农业生产提供了可行方案。

雨水收集与利用系统补充了常规水源供应。农田集雨、温室屋面集雨等多种形式的雨水收集设施，将原本流失的降水资源转化为可利用的灌溉水源。雨水利用不仅缓解了用水压力，还减少了地表径流造成的土壤侵蚀，具有多重生态效益。

三、减少化学投入，增强生物防控效能

农业生产中过度依赖化学农药和肥料，导致环境污染、生物多样性下降和食品安全风险。减少化学投入、发展生物防控技术，成为农业绿色发展的必然选择。

生物农药在替代化学农药方面取得重要进展。微生物农药、植物源农药和昆虫生长调节剂等生物制剂，具有高效、低毒、低残留的特点。苏云金芽孢杆菌制剂对鳞翅目害虫的防控、寡雄腐霉制剂对土传病害的抑制，显示出生物农药的应用潜力。虽然生物农药在作用速度和稳定性方面尚有局限，但通过配方优化和应用技术创新，这些问题正逐步得到解决。

天敌昆虫在害虫防控中发挥着独特作用。捕食性和寄生性天敌的保护与利用，构建了农田生态系统内的自然控制机制。设施农业中释放瓢虫、草蛉、赤眼蜂等天敌昆虫控制害虫，已形成成熟技术体系。通过营造适宜天敌生存的农田环境，如植物多样性景观的构建，可增强天敌种群的稳定性，提高生物防控效果。

物理防控技术与生物防控形成互补。色板诱捕、频振式杀虫灯和防虫网等物理设施，在害虫监测和控制方面效果显著。这些非化学防控手段与生物防控技术相结合，构建了多层次的绿色防控体系，大幅减少了化学农药的使用需求。

抗性品种培育为病虫害防控提供了基础保障。现代育种技术培育的抗病虫害品种，通过自身抗性机制降低了病虫害危害。这些品种与生物防控技术相配合，形成了多重防御屏障，进一步减少了化学投入的依赖。

四、整合智慧农业，促进生态平衡发展

智慧农业技术的迅速发展为可持续农业提供了新动力。通过整合物联网、大数据、人工智能等现代信息技术，传统农业正经历深刻变革，向着精准化、智能化方向发展。

农业物联网系统实现了农田环境的实时监测。土壤传感器、气象站和作物生长监测设备组成的感知网络，不间断采集农田生态系统数据。这些数据通过无线传输技术汇集到云平台，为农业生产决策提供基础信息。环境参数监测不仅提高了农业生产的精准性，还为生态评价提供了科学依据。

精准农业管理模式显著提高了资源利用效率。基于卫星定位和遥感技术的变量施肥、变量灌溉和变量播种，实现了农业投入的精准配置。农业机械导航系统降低了作业重叠和漏喷，减少了资源浪费。这种精准管理方式不仅提高了生产效率，还减轻了农业活动对环境的影响。

农业大数据分析为农业决策提供支持。作物生长模型、病虫害预警模型和产量预测模型，通过处理海量农业数据，生成科学的管理建议。气象灾害预警系统帮助农民提前采取防范措施，降低气候变化带来的风险。这些数据驱动的决策工具，使农业生产由经验型向科学型转变。

智能农机装备减轻了劳动强度，提高了作业质量。自动导航拖拉机、精量播种机和自动收获机等智能装备，实现了农业机械化与智能化的融合。设施农业中的环境控制系统和自动化作业系统，创造了最适宜作物生长的人工环境。智能装备的广泛应用，不仅解决了农村劳动力短缺问题，还提升了农业生产的标准化水平。

五、结语

可持续农业发展需要绿色生态与高效生产的深度融合。通过优化耕作系统、创新灌溉技术、发展生物防控和整合智慧农业，传统农业正逐步转型为资源节约型、环境友好型的现代农业。技术创新是可持续农业发展的核心动力。生物技术与信息技术的交叉融合，为解决农业面临的资源环境约束提供了新思路和新手段。未来技术发展应更加注重适用性和系统性，满足不同区域、不同规模农业生产的多样化需求。体制机制创新是技术推广应用的重要保障。构建多元化技术推广体系，健全绿色技术激励机制，完善农业科技评价标准，将有力促进可持续农业技术的广泛应用。

参考文献：

[1]李海莲，周海英.绿色生态农业在农业经济可持续发展中的作用研究[J].山西农经，2025，（04）：139-141.DOI：10.16675/j.cnki.cn14-1065/f.2025.04.040.

[2]宋洁.农业经济中的绿色生态农业发展模式[J].农村科学实验，2025，（03）：102-104.DOI：10.20264/j.cnki.rse.2025.03.036.