克勝·蜻蜓-16無(wú)人機(jī)低空噴灑在小麥田的藥液沉積分布及對(duì)赤霉病的防治效果初探

吳重言 吳 偉 （江蘇克勝集團(tuán)股份有限公司，江蘇省建湖縣 224700）

吳愛(ài)國(guó)*（江蘇省建湖縣農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所 224700）

王國(guó)賓 王 明 （中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，北京市海淀區(qū) 100193）

克勝·蜻蜓-16無(wú)人機(jī)低空噴灑在小麥田的藥液沉積分布及對(duì)赤霉病的防治效果初探

吳重言 吳 偉 （江蘇克勝集團(tuán)股份有限公司，江蘇省建湖縣 224700）

吳愛(ài)國(guó)*（江蘇省建湖縣農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所 224700）

王國(guó)賓 王 明 （中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，北京市海淀區(qū) 100193）

為掌握克勝·蜻蜓-16無(wú)人機(jī)的多種技術(shù)參數(shù)及其病蟲(chóng)防治技術(shù)，研究了克勝·蜻蜓-16無(wú)人機(jī)超低量噴霧在小麥田的霧滴沉積分布及對(duì)赤霉病的防治效果。結(jié)果表明，克勝·蜻蜓-16無(wú)人機(jī)飛行高度距作物上部2 m，前進(jìn)速度4 m/s，每667 m2噴藥液量1 L，每667 m2添加克勝專用噴灑助劑10 mL，藥液在小麥上部、中部、下部葉片的沉積量分別為0.51、0.40、0.32 μg/cm2，在小麥整個(gè)植株上的沉積率達(dá)48.8%，均比未添加克勝專用噴灑助劑的藥液沉降率要高。在小麥揚(yáng)花初期，采用無(wú)人機(jī)噴藥，每667 m2用己足50 mL+又勝20 m L+克勝專用噴灑助劑10 mL噴霧，5 d后再用己足+克勝專用噴灑助劑進(jìn)行第2次噴霧，對(duì)小麥赤霉病的防效達(dá)78.4%，優(yōu)于其他采用無(wú)人機(jī)噴藥、未添加助劑的處理，且與人工電動(dòng)噴霧器處理間防效差異不顯著。采用無(wú)人機(jī)噴灑己足、又勝防治小麥赤霉病，未發(fā)現(xiàn)小麥生長(zhǎng)異常。

克勝·蜻蜓-16無(wú)人機(jī)；克勝專用噴灑助劑；藥液沉積分布；小麥；赤霉??；防效

赤霉病是大、小麥生產(chǎn)上的重要病害之一，分布遍及全國(guó)，以江蘇、浙江、安徽、湖北等省發(fā)生最為嚴(yán)重[1]。防治小麥赤霉病的策略是在小麥揚(yáng)花初期主動(dòng)出擊用藥防治，但每年仍因防治不及時(shí)，導(dǎo)致小麥產(chǎn)量損失15%，嚴(yán)重的產(chǎn)量損失30%。同時(shí)，隨著農(nóng)村勞動(dòng)力的老齡化及農(nóng)田迅速向種田大戶流轉(zhuǎn)集中，種田大戶防治小麥赤霉病面臨著勞動(dòng)力嚴(yán)重不足的壓力。此外，近年來(lái)小型無(wú)人機(jī)在我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用，且其外形尺寸小、重量輕、操控靈活，非常適合于中小田塊進(jìn)行病蟲(chóng)害防治或是在大田塊內(nèi)進(jìn)行局部的精準(zhǔn)施藥等[2]。因此，江蘇克勝集團(tuán)股份有限公司率先在國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)無(wú)人機(jī)，提供了小麥病蟲(chóng)防治藥劑噴灑服務(wù)。在此背景下，筆者研究了克勝·蜻蜓-16無(wú)人機(jī)超低量噴霧在小麥田的藥液沉積分布及對(duì)赤霉病的防治效果，旨在掌握克勝·蜻蜓-16無(wú)人機(jī)的多種技術(shù)參數(shù)及其病蟲(chóng)防治技術(shù)，以期為大面積應(yīng)用克勝無(wú)人機(jī)開(kāi)展病蟲(chóng)防治提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

藥劑噴霧機(jī)為克勝·蜻蜓-16無(wú)人機(jī)，該機(jī)具有6旋翼數(shù)，載藥量為10 L，雙離心式轉(zhuǎn)盤(pán)噴頭，噴頭間距1.4 m，噴頭最大轉(zhuǎn)速11000 r/min，單個(gè)噴頭流量0.74 L/min。

試驗(yàn)藥劑為己足 (江蘇克勝集團(tuán)股份有限公司，每667 m2每次用50 g)、又勝(江蘇克勝集團(tuán)股份有限公司，每667 m2每次用20 g)。助劑為克勝專用噴灑助劑（江蘇克勝集團(tuán)股份有限公司，每667 m2每次用10 g）。指示劑為85%誘惑紅（浙江吉高德色素科技有限公司，每667 m2每次用20 g）。

其他試驗(yàn)材料為風(fēng)速儀（北京中西遠(yuǎn)大科技有限公司）、溫濕度儀（深圳市華圖電氣有限公司）、UV2100型紫外－可見(jiàn)分光光度計(jì)（萊伯泰科有限公司）、水敏紙（中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所自制）、濾紙、自封袋、注射器、0.45 m針頭、過(guò)濾膜等。

1.2 試驗(yàn)概況

試驗(yàn)設(shè)在江蘇省建湖縣慶豐鎮(zhèn)東喬村一農(nóng)戶小麥田內(nèi)進(jìn)行，試驗(yàn)田長(zhǎng)約115 m、寬200 m，田內(nèi)無(wú)障礙物。供試小麥品種為“鄭麥9023”，種植方式為撒播，種植密度為620株/m2。噴藥時(shí)小麥株高60 cm，長(zhǎng)勢(shì)平衡，處于揚(yáng)花初期（7%～10%）。藥前10 d未用殺菌劑，藥后10 h無(wú)降水，藥后25 d內(nèi)藥效檢查期間未用殺菌劑。噴藥時(shí)統(tǒng)一每667 m2加施悅35 mL防治蚜蟲(chóng)。兩次噴藥時(shí)氣候條件均為天氣晴朗，風(fēng)速0～1.2 m/s，溫度18～20.5 ℃，濕度52%～67%。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)處理設(shè)計(jì)（見(jiàn)表1）。無(wú)人機(jī)于2016年4月18日（小麥揚(yáng)花5%～7%時(shí)）進(jìn)行第1次噴霧，在第1次噴霧后5 d（4月23日）進(jìn)行第2次噴霧，采用縱向單幅噴霧，無(wú)人機(jī)噴施小區(qū)長(zhǎng)115 m、寬7.2 m。人工背負(fù)式電動(dòng)噴霧器小區(qū)長(zhǎng)115 m、寬7.2 m，全噴霧。

1.4 考察項(xiàng)目

1.4.1 試紙?zhí)镩g布置

在克勝·蜻蜓-16無(wú)人機(jī)噴霧開(kāi)始前，在各試驗(yàn)處理區(qū)內(nèi)布放測(cè)試濾紙和測(cè)試卡。分別在試驗(yàn)處理區(qū)與噴霧帶相垂直的線上，將試驗(yàn)桿從噴幅中心線向兩邊各布置3個(gè)點(diǎn)，每點(diǎn)間隔1 m，同時(shí)，將測(cè)試濾紙分別布置(用訂書(shū)機(jī)固定)到小麥的上部（旗葉）、中部（倒2葉）、下部（倒3葉）葉上。

1.4.2 無(wú)人機(jī)噴霧藥液在小麥田間立體沉積分布情況測(cè)定

表1 克勝·蜻蜓-16無(wú)人機(jī)防治小麥赤霉病試驗(yàn)處理設(shè)計(jì)

在室內(nèi)，準(zhǔn)確稱取誘惑紅(精確至0.0002 g)于10 mL容量瓶中，用蒸餾水定容，得到質(zhì)量濃度分別為0.5、1.0、5.0、10.0、20.0 mg/L的誘惑紅標(biāo)準(zhǔn)溶液。分別用紫外分光光度計(jì)于波長(zhǎng)514 nm處測(cè)定其吸光度值，每個(gè)濃度連續(xù)測(cè)定3次，取吸光度平均值對(duì)誘惑紅標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度作標(biāo)準(zhǔn)曲線。在田間噴霧試驗(yàn)開(kāi)始前，將一定量的誘惑紅作為指示劑加入到配置好的藥液中（每667 m2每次用20 g）。第1次噴霧結(jié)束30 min后，收集試驗(yàn)濾紙，放入自封袋中，進(jìn)行藥液沉積分布的測(cè)定。測(cè)定時(shí)向自封袋中加入蒸餾水5 mL，震蕩洗滌10 min，根據(jù)測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算洗滌液中誘惑紅的質(zhì)量濃度，推算誘惑紅在小麥植株上的沉積分布情況，即可知無(wú)人機(jī)噴霧藥液在小麥田間立體沉積分布情況。

1.4.3 無(wú)人機(jī)噴霧藥液在小麥植株上有效沉積率的測(cè)定

第1次噴霧結(jié)束30 min后，在布置試驗(yàn)濾紙的位置取整株小麥苗，共取10點(diǎn)，每點(diǎn)取小麥苗5株，將每點(diǎn)的小麥苗放入自封袋內(nèi)，進(jìn)行藥液沉積量的測(cè)定與計(jì)算。測(cè)定時(shí)向自封袋中加入蒸餾水20 mL，震蕩洗滌10 min，根據(jù)測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算洗滌液中誘惑紅的質(zhì)量濃度，推算每點(diǎn)的誘惑紅總沉積量。隨機(jī)選取10個(gè)面積1 m2的試驗(yàn)范圍，調(diào)查該范圍內(nèi)的小麥株數(shù)，計(jì)算平均數(shù)，通過(guò)試驗(yàn)面積除以小麥株數(shù)得到每株小麥所占的面積。通過(guò)計(jì)算單位面積的施藥量乘以每株小麥的面積即可得出每株小麥的理論施藥量，最后計(jì)算出小麥田噴霧藥液的有效沉積率。

1.4.4 小麥赤霉病防效調(diào)查

待小麥赤霉病病情穩(wěn)定（5月20日）時(shí)選取各試驗(yàn)處理區(qū)面積50 cm×160 cm，調(diào)查該面積內(nèi)的小麥總穗數(shù)，仔細(xì)清查感染赤霉病的病穗，并按赤霉病4級(jí)分級(jí)法記載病情嚴(yán)重度，計(jì)算病情指數(shù)和防治效果。赤霉病防治效果（%）= [（空白對(duì)照區(qū)病情指數(shù)-處理區(qū)病情指數(shù)）/空白對(duì)照區(qū)病情指數(shù)] ×100。

1.4.5 小麥安全性調(diào)查

各處理區(qū)在各次施藥后3 d、7 d觀察小麥生長(zhǎng)表現(xiàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 小麥植株上、中、下部葉片霧滴有效沉積量

由表2可知，處理（1）與處理（2）相比，克勝·蜻蜓-16無(wú)人機(jī)飛行高度對(duì)藥液在小麥上部葉片的沉積量無(wú)影響，沉積量均為0.46 μg/cm2，但飛行高度（距作物上部距離）1 m的處理（1）的小麥中部和下部葉片的藥液沉積量要高于飛行高度2 m的處理（2），說(shuō)明降低飛行高度有利于提高藥液在小麥冠層的穿透性。處理（2）與處理（4）相比，添加克勝專用噴灑助劑對(duì)藥液在小麥冠層上的沉積量影響明顯，未添加助劑處理的藥液在小麥上部、中部、下部葉片的沉積量分別為0.46、0.16、0.14 μg/cm2，而添加助劑處理的藥液在小麥上部、中部、下部葉片的沉積量分別為0.51、0.40、0.32 μg/cm2，表明添加助劑對(duì)藥液沉積量具有明顯的提高作用。

表2 不同處理對(duì)小麥植株上部、中部、下部葉片藥液有效沉積量分布的影響

2.2 小麥植株藥劑沉積率

由表3可知，與處理（2）相比，處理（1）的藥液在小麥上的沉積率更高，說(shuō)明降低飛行高度有利于藥液在小麥上的沉積，減少藥液的漂移，增加藥液的沉積穿透性，使更多的藥液沉積到靶標(biāo)上；處理（4）在添加了克勝專用噴灑助劑后，其藥液的有效沉積率明顯比沒(méi)有添加的要高，表明添加助劑有利于藥液在小麥植株上的沉積。

表3 不同處理對(duì)小麥植株藥液沉積率的影響

2.3 對(duì)小麥赤霉病的防治效果

由表4可知，處理（4）對(duì)小麥赤霉病的防效達(dá)78.4%，優(yōu)于其他采用無(wú)人機(jī)噴藥、未添加助劑的處理，且與人工噴藥處理間防效差異不顯著。

從用藥量來(lái)看，每667 m2噴藥液量為0.5 L的處理（3）對(duì)小麥赤霉病的防效為68.4%，每667 m2噴藥液量為1.0 L的處理（2）對(duì)小麥赤霉病的防效為71.1%，每667 m2噴藥液量為1.3 L的處理（5）對(duì)小麥赤霉病的防效為77.6%，表明增加噴藥液量有利于提高防效，但作業(yè)效率有所下降。

2.4 小麥安全性

經(jīng)試驗(yàn)期間觀察，未發(fā)現(xiàn)小麥生長(zhǎng)有異常表現(xiàn)，表明采用無(wú)人機(jī)噴灑己足、又勝防治小麥赤霉病對(duì)小麥生長(zhǎng)安全。

表4 不同處理對(duì)小麥赤霉病的防治效果

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié) 論

試驗(yàn)結(jié)果表明：（1）克勝·蜻蜓-16無(wú)人機(jī)飛行高度較低時(shí)藥液會(huì)受下行氣流影響而落至地面造成藥液損失，飛行高度較高時(shí)則受風(fēng)影響較大造成藥液沉降量損失[3]，同時(shí)考慮到無(wú)人機(jī)遙控人員的疲勞程度，在大面積病蟲(chóng)防治過(guò)程中，克勝·蜻蜓-16無(wú)人機(jī)適宜的飛行高度為距作物上部距離2 m左右。（2）克勝·蜻蜓-16無(wú)人機(jī)飛行高度（距作物上部距離）2 m，前進(jìn)速度4 m/s，每667 m2噴藥液量為1 L，每667 m2添加克勝專用噴灑助劑10 mL，藥液在小麥上部、中部、下部的沉積量分別為0.51、0.40、0.32 μg/ cm2，在小麥整個(gè)植株上的沉積率達(dá)48.8%，均比未添加克勝專用噴灑助劑的藥液沉降率要高。（3）在小麥揚(yáng)花初期，采用無(wú)人機(jī)噴藥，每667 m2用己足50 mL+又勝20 mL+克勝專用噴灑助劑10 mL噴霧，5 d后再用己足+克勝專用噴灑助劑進(jìn)行第2次噴霧，對(duì)小麥赤霉病的防效達(dá)78.4%，優(yōu)于其他采用無(wú)人機(jī)噴藥、未添加助劑的處理，且與人工電動(dòng)噴霧器處理間防效差異不顯著。（4）從用藥量來(lái)看，每667 m2噴藥液量為0.5 L、1.0 L、1.3 L的處理對(duì)小麥赤霉病的防效分別為68.4%、71.1%、77.6%，表明增加噴藥液量有利于提高防效，但作業(yè)效率下降。（5）采用無(wú)人機(jī)噴灑己足、又勝防治小麥赤霉病，小麥生長(zhǎng)未發(fā)現(xiàn)異常表現(xiàn)。

3.2 討 論

目前，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)已進(jìn)入了一個(gè)全新的發(fā)展階段，其發(fā)展模式、經(jīng)營(yíng)方式、勞動(dòng)力狀況等都發(fā)生了重大變化，但農(nóng)作物病蟲(chóng)害防治模式仍沒(méi)有根本改變，已不適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要。面對(duì)大規(guī)模的病蟲(chóng)草害頻頻發(fā)生及農(nóng)村勞動(dòng)力匱乏的現(xiàn)象，我國(guó)單一的植保機(jī)械品種已無(wú)法順應(yīng)當(dāng)前形勢(shì)的要求。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，發(fā)展省力化、高工效的農(nóng)藥使用技術(shù)已逐漸成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求，而根據(jù)國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，航空施藥防治技術(shù)是目前較為先進(jìn)的有效的病蟲(chóng)草害防治手段，不僅不受地理因素的制約，且與地面機(jī)械田間作業(yè)相比，飛機(jī)作業(yè)還具有降低作業(yè)成本、不會(huì)留下轍印和損壞農(nóng)作物等特點(diǎn)。同時(shí)，航空植保機(jī)械施藥作業(yè)是在運(yùn)載作業(yè)平臺(tái)（飛行器）上掛接噴霧裝備進(jìn)行的空中作業(yè)，具有垂直起降、可懸停、可定點(diǎn)360°回轉(zhuǎn)等優(yōu)勢(shì)。此外，還具有起飛著陸場(chǎng)地要求低、外形尺寸小、飛行安全性高、地面設(shè)備簡(jiǎn)單、架設(shè)和撤收時(shí)間短等特點(diǎn)，尤其適宜在中小田塊進(jìn)行病蟲(chóng)害防治作業(yè)。但同時(shí)也有很多問(wèn)題需要改進(jìn)，如本試驗(yàn)是在微風(fēng)條件下進(jìn)行的單幅噴霧試驗(yàn)，而無(wú)人機(jī)操作人員的遙控技術(shù)、風(fēng)力、藥劑等對(duì)防治效果影響甚大，因此，仍需進(jìn)一步試驗(yàn)研究。

[1] 浙江農(nóng)業(yè)大學(xué).農(nóng)業(yè)植物病理學(xué)[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,1978：107-120.

[2] 高圓圓,張玉濤,趙酉城,等.小型無(wú)人機(jī)低空噴灑在玉米田的霧滴沉積分布及對(duì)玉米螟的防治效果初探[J].植物保護(hù), 2013,39（2）：152-157.

[3] 吳偉.克勝·蜻蜓-16無(wú)人機(jī)技術(shù)參數(shù)測(cè)試報(bào)告[Z].2015.

2016-11-20

江蘇省農(nóng)業(yè)三新工程項(xiàng)目[編號(hào)：SXGC(2016) 200]。

*為通訊作者。