再生稻植保無人機(jī)病蟲害防治適宜飛行參數(shù)研究

余為仆，周忠雄，徐國華，吳蕓紫，柳 冕，許 暉，楊洪勇，謝 磊

（1.荊州農(nóng)業(yè)科學(xué)院，湖北 荊州 434000；2.湖北凱龍楚興化工集團(tuán)有限公司，湖北 荊門 448000）

隨著水稻生產(chǎn)向著全面機(jī)械化方向發(fā)展，植保無人機(jī)在水稻病蟲害防治方面的應(yīng)用漸呈蓬勃之勢，植保無人機(jī)進(jìn)行大面積噴藥作業(yè)，可以短期快速壓低病原基數(shù)、蟲口密度，具有速度快、效率高、持續(xù)效果好、防治費(fèi)用低、節(jié)約用水用藥等優(yōu)勢，并可有效解決不方便下田、防治力量不足等難題，在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中受到越來越廣泛的運(yùn)用。植保無人機(jī)運(yùn)用于病蟲害防治對再生稻生產(chǎn)的減損增產(chǎn)有著更為重要的地位。適宜的無人機(jī)作業(yè)參數(shù)對病蟲害防治效果有著顯著的影響。無人機(jī)作業(yè)參數(shù)主要包括高度、速度、噴液量、霧滴粒徑等方面。

在江漢平原，再生稻面積達(dá)6.7 萬hm2，再生稻作為一種能節(jié)本省工、提質(zhì)增效、充分利用溫光水土資源的水稻生產(chǎn)方式，起著增產(chǎn)穩(wěn)糧的重要作用，為了保證再生季充足的穗數(shù)，在栽植密度上，再生稻與一季稻略有不同，再生稻更要求合理密植。江漢平原再生稻使用植保無人機(jī)進(jìn)行病蟲害防治尚處于起步階段，再生稻病蟲害防治、無人機(jī)的選擇和操作參數(shù)均無統(tǒng)一規(guī)范。本試驗以常見的大疆MG-1S 植保無人機(jī)為操作對象，研究了不同飛行速度對噴霧量、噴霧液滴直徑以及再生稻田病蟲害防控效果的影響，旨在為進(jìn)一步規(guī)范無人機(jī)在再生稻田上的使用提供應(yīng)用參考。

1 無人機(jī)作業(yè)參數(shù)

1.1 高度

植保無人機(jī)普遍采用的是壓力式扇形噴嘴，根據(jù)該型噴嘴中間多、兩頭少的特性，相鄰噴嘴應(yīng)保持噴幅30% 以上重疊才能保障噴灑均勻，MG 系列植保無人機(jī)、極飛無人機(jī)以及與其性能結(jié)構(gòu)相近的無人機(jī)型應(yīng)保持相對作業(yè)高度在1.5～2.0 m，高度過高將造成藥液漂移與蒸發(fā)加劇，過低則噴桿上相鄰噴頭噴出的霧滴重疊不足，噴頭正下方附近霧滴多，相鄰噴頭中間位置霧滴少，霧滴分布不均勻，造成漏噴［1，2］。

1.2 速度

作業(yè)速度會影響霧滴穿透性、飄移性。隨著作業(yè)速度的提高，穿透性將會降低，霧滴在作物中下部的沉積減少，而霧滴的飄移將會增加，根據(jù)大量試驗以及病蟲害情況，作業(yè)速度在4～6 m/s［3］。

1.3 噴液量

由于無人機(jī)為低容量作業(yè)，田間作業(yè)時，每公頃噴液量應(yīng)嚴(yán)格控制以防止發(fā)生藥害。綜合考慮防效、作業(yè)成本、藥劑對作物的影響等因素，一般飛防處理時，噴液量為18.0～22.5 L。

1.4 霧滴粒徑

噴霧最佳的霧滴粒徑為40～100 μm。防治飛行的害蟲適合使用10～50 μm 的細(xì)小殺蟲劑霧滴，防治作物葉面爬行類害蟲幼蟲適合采用30～150 μm的霧滴粒徑，防治作物病害適合采用30～150 μm 的霧滴粒徑。由于飛防所用藥劑屬于高濃度，藥液量少，噴霧須均勻、霧滴須細(xì)小，防止漏噴、重噴［4，5］。

2 材料與方法

2.1 試驗地概況

試驗地點選在湖北省荊州市江陵縣三湖農(nóng)場，處于北亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候區(qū)，年降雨量900～1 100 mm，無霜期246～262 d，土質(zhì)為壤土，肥力中等。

2.2 材料與處理

再生稻品種為豐兩優(yōu)香1 號，3 月20 日播種，4月23 日移栽，株行距30 cm×14 cm。

植保無人機(jī)選用大疆MG-1S，噴頭型號XR11001 VS（霧化粒徑130～250 μm，額度流量0.379 L/min）。設(shè)置飛行速度4、5、6、7 m/s 4 個處理及空白對照（未進(jìn)行任何防治），每處理面積200 m2（寬4 m，長50 m），每處理設(shè)3 次重復(fù)，其他飛行參數(shù)參考前述數(shù)據(jù)。

在達(dá)到防治標(biāo)準(zhǔn)時，進(jìn)行植保無人機(jī)作業(yè)，防治藥劑為增效劑派米瑞，乙酰甲胺磷（95%）可溶粒劑1 200 g/hm2，丙環(huán)嘧菌酯（18.7% 懸浮劑）750 mL/hm2，氯蟲苯甲酰胺（35% 水分散粒劑）90 g/hm2，稻瘟靈（30% 乳油）1 800 mL/hm2。

2.3 調(diào)查方法

1）紋枯病調(diào)查。按照紋枯病分級標(biāo)準(zhǔn)分別于防治前的7 月4 日、防治后的7 月24 日進(jìn)行病級調(diào)查，每塊田用對角線五點取樣，每點20 叢，共查100叢。計算叢發(fā)病率和株發(fā)病率，并從中選取10 叢進(jìn)行嚴(yán)重度分級。病情指數(shù)=［—（各發(fā)病級數(shù)×發(fā)病株數(shù)）/（調(diào)查總株數(shù)×4）］×100，防效=［1-（空白對照區(qū)藥前病指×處理區(qū)藥后病指）/（空白對照區(qū)藥后病指×處理區(qū)藥前病指）］×100%。

2）二化螟調(diào)查。分別于防治前7 月4 日、防治后7 月24 日進(jìn)行病級調(diào)查，每個試驗小區(qū)均采用平行跳躍取樣法，每點隨機(jī)10 叢，共取50 叢調(diào)查。蟲害率=蟲傷株/調(diào)查總株數(shù)×100%。防效=（藥前蟲害率-藥后蟲害率）/藥前蟲害率×100%。

3）無人機(jī)噴霧相關(guān)參數(shù)測定。每個試驗小區(qū)以線陣方式布置3 條采樣帶，每條采樣帶布置5 個霧滴采樣點，每個采樣帶布置2×5 共10 個采樣點，每兩行采樣點之間距離5 m，每兩列采樣點之間距離1/6（0.5 m），每個采樣點在水稻植株上部、中部放置水敏紙進(jìn)行霧滴采集（水敏紙尺寸9 cm×3 cm），每個試驗小區(qū)設(shè)采集區(qū)3 個，每區(qū)采樣3×10 共30 個樣本。無人機(jī)噴霧避開雨天及大風(fēng)天氣。總滴數(shù)是水敏紙上檢測到的有效霧滴總數(shù)，霧滴密度是每平方厘米內(nèi)的有效霧滴數(shù)目，DV0.5是霧滴中值粒徑數(shù)量（表示適宜農(nóng)業(yè)噴灑靶標(biāo)吸收的霧滴數(shù)量）［5］，沉積量是霧滴沉降在水敏紙上的有效量。

4）飛行時間和藥量的計算。每小區(qū)分別進(jìn)行飛行計時，從無人機(jī)起飛到噴液結(jié)束算一個飛行周期。每一飛行周期前后都用量筒測量無人機(jī)藥艙藥液體積。

2.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析采用DPS 2000 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同處理飛行時間和實際噴灑量比較

從表1 可以看出，在采用額定噴流量的條件下，隨著飛行速度升高，飛行時間和實際噴灑量隨之減少。相比飛行速度4 m/s，5、6、7 m/s 的處理飛行時間分別減少11.1%、24.4%、33.3%，藥劑量分別減少7.3%、22.9%、34.4%。

表1 不同飛行速度下飛行時間和實際噴灑量比較（高度1.8 m）

3.2 不同處理霧滴參數(shù)比較

從表2、表3 可以看出，植保無人機(jī)作業(yè)參數(shù)設(shè)置為高度1.8 m、速度在4～7 m/s，隨著飛行速度的提高，水敏紙霧滴的總滴數(shù)、霧滴密度、DV0.5及沉積量都有一定程度的下降，當(dāng)飛行速度提高到7 m/s時，下降程度較飛行速度4 m/s 和5 m/s 處理差異顯著。

3.3 不同處理病蟲害防效比較

從表4 可以看出，不同處理相比對照防效都有明顯提高，4 m/s 和5 m/s 的處理防效相當(dāng)。當(dāng)飛行速度超過6 m/s 時（即噴灑量低于11.1 L/hm2），對二化螟的防效相比4 m/s 和5 m/s 兩處理顯著下降。

表2 植株上部水敏紙霧滴參數(shù)比較

表3 植株中部水敏紙霧滴參數(shù)比較

表4 不同處理病蟲害防效比較

4 小結(jié)與討論

本試驗以植保無人機(jī)代表性機(jī)型大疆MS-G1為防治工具，驗證了無人機(jī)防治再生稻病蟲害過程中適宜高度、噴液量、霧滴粒徑等一些經(jīng)驗性技術(shù)參數(shù)，同時比較了植保無人機(jī)在不同速度下的防治效果。結(jié)果表明，以大疆MS-G1 為代表的無人機(jī)型飛行參數(shù)設(shè)置飛行高度為1.8 m，采用額定流量0.379 L/min，在4～6 m/s 飛行速度范圍內(nèi)都能達(dá)到良好的防治效果，但隨著飛行速度的提高，防治效果有所下降。綜合防治效率和防治成本來看，飛行速度設(shè)為5 m/s 的處理防治效益優(yōu)于其他處理。