無人機(jī)噴施殺蟲劑防治玉米鱗翅目害蟲效果研究

高德良，莊占興，宋化穩(wěn)，劉鈺，李麗莉，張思聰

（1.山東省農(nóng)藥科學(xué)研究院，山東 濟(jì)南 250100；2.山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，山東 濟(jì)南 250100）

玉米是我國重要的糧食作物，也是重要的飼料和工業(yè)原料來源，在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起到非常重要的作用［1，2］。隨著玉米種植面積的擴(kuò)大及種植方式的改變，玉米田鱗翅目害蟲的種類不斷增多，危害程度加重，優(yōu)勢種群數(shù)量發(fā)生變化。近年來，玉米螟、棉鈴蟲、粘蟲和桃蛀螟等在玉米田混合發(fā)生的現(xiàn)象愈加普遍，其鉆蛀玉米莖稈、穗軸及籽粒，特別是玉米生長后期穗蟲危害嚴(yán)重，籽粒的破損易引致多種真菌穗腐病發(fā)生，對玉米產(chǎn)量和品質(zhì)造成嚴(yán)重影響［3，4］。

目前玉米生產(chǎn)中害蟲防治仍依賴于化學(xué)防治措施，過量化學(xué)農(nóng)藥的使用不僅破壞生態(tài)環(huán)境、造成產(chǎn)品污染，而且加速害蟲抗藥性發(fā)展。同時，人工施藥存在農(nóng)藥職業(yè)暴露風(fēng)險，施藥人員暴露于某些農(nóng)藥與某些疾病的發(fā)病率之間存在正相關(guān)性，長時間持續(xù)地接觸農(nóng)藥會導(dǎo)致生殖細(xì)胞突變、神經(jīng)性功能障礙以及其他慢性疾病［5，6］。而且，玉米為高稈密植作物，生長后期植株高大，田間郁閉、高溫、空氣流通性差，人工噴藥存在諸多不便，施藥效率低下，防治效果難以得到較好的保障。雖有玉米田大型自走式噴霧機(jī)械、熱力煙霧機(jī)等投入使用，但是受限因素較多，仍無法滿足玉米生長中后期病蟲害防治需求［7］。

近年來，植保無人機(jī)迅速發(fā)展，植保飛防代替?zhèn)鹘y(tǒng)噴霧器進(jìn)行田間防治已被廣泛認(rèn)可，其不受地形、作物高度限制，在提高作業(yè)效率、降低人員暴露風(fēng)險的同時，還可以達(dá)到比人工噴霧更好的噴灑效果［8］。本研究通過植保無人機(jī)施藥開展生物農(nóng)藥金龜子綠僵菌、甜菜夜蛾核型多角體病毒以及化學(xué)農(nóng)藥甲維鹽、虱螨脲、氯蟲苯甲酰胺對玉米田鱗翅目害蟲的大區(qū)防治效果評價，以期為玉米田害蟲的綠色飛防技術(shù)應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗藥劑：100億孢子／克金龜子綠僵菌油懸浮劑，重慶重大生物技術(shù)發(fā)展有限公司生產(chǎn)；10億PIB／mL甜菜夜蛾核型多角體病毒懸浮劑，江西新龍生物科技股份有限公司生產(chǎn)；5%甲維鹽微乳劑，江蘇邦盛生物科技有限責(zé)任公司生產(chǎn)；5%虱螨脲乳油，江蘇中旗科技股份有限公司生產(chǎn)；5%氯蟲苯甲酰胺懸浮劑，美國富美實公司生產(chǎn)。

試驗藥械：TTA天途M6E六旋翼農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)［北方天途航空技術(shù)發(fā)展（北京）有限公司產(chǎn)品］，配備2個扇形噴頭，噴幅4～6 m，有效載荷10 L，作業(yè)高度和速度可以根據(jù)作業(yè)要求調(diào)控。飛機(jī)、飛手及其它配套設(shè)備均由章丘德地得農(nóng)資有限公司提供。

1.2 試驗設(shè)計

試驗于2019年8月22日在山東省濟(jì)南市章丘區(qū)龍山鎮(zhèn)權(quán)莊村玉米田進(jìn)行。試驗地面積約10 hm2，為承包土地集中種植，地勢平坦，周圍沒有建筑、樹木及高壓線等障礙物。玉米品種為登海605。試驗地共分11個小區(qū)，小區(qū)形狀為矩形（168 m×40 m），小區(qū)面積約6 667 m2。小區(qū)間設(shè)隔離保護(hù)帶，以防止霧滴飄移影響。每架次噴施一個小區(qū)，施藥液量 12 L／hm2，噴頭流量 850 mL／min，行駛速度 3 m／s，飛行高度距玉米頂部1.5 m，噴幅4 m。飛機(jī)沿小區(qū)長軸方向飛行，采用定位系統(tǒng)對每個小區(qū)進(jìn)行精確定位，保證噴幅的精確對接，避免重噴和漏噴。試驗共設(shè)10個飛防處理和一個空白對照，具體設(shè)計見表1。

1.3 測定指標(biāo)

施藥28 d后分別對各處理區(qū)進(jìn)行取樣剖稈，調(diào)查玉米植株被害情況。各處理均分為5個重復(fù)調(diào)查區(qū)，每重復(fù)區(qū)4點取樣，每點剖稈調(diào)查5株，每處理總計調(diào)查100株。分別記錄被害株數(shù)、蟲孔數(shù)、鱗翅目幼蟲種類及各自活蟲數(shù)，計算被害株率、蟲孔率、被害株減退率、蟲孔減退率、蟲口減退率及防治效果［9-11］。

被害株率（%）＝被害株數(shù)／調(diào)查總株數(shù)×100；

蟲孔率（%）＝蟲孔數(shù)／調(diào)查總株數(shù)×100；

被害株減退率（%）＝（空白對照區(qū)被害株率-藥劑處理區(qū)被害株率）／空白對照區(qū)被害株率×100；

蟲孔減退率（%）＝（空白對照區(qū)蟲孔率-藥劑處理區(qū)蟲孔率）／空白對照區(qū)蟲孔率×100；

蟲口減退率（%）＝（空白對照區(qū)活蟲數(shù)-藥劑處理區(qū)活蟲數(shù)）／空白對照區(qū)活蟲數(shù)×100；

防治效果（%）＝（被害株減退率＋蟲孔減退率＋蟲口減退率）／3×100。

1.4 數(shù)據(jù)分析

利用Microsoft Excel 2007和DPSv7.05統(tǒng)計軟件分析處理數(shù)據(jù)，用Duncan’s新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 各藥劑對玉米受害的控制效果

10億PIB／mL甜菜夜蛾核型多角體病毒懸浮劑（處理4、處理5和處理6）和5%氯蟲苯甲酰胺懸浮劑（處理10）控制效果較為突出，被害株減退率均達(dá)50%以上，蟲孔減退率達(dá) 69.84% ～80.95%；100億孢子／克金龜子綠僵菌油懸浮劑150 mL（666.7m2用量，下同）處理和5%甲維鹽微乳劑＋5%虱螨脲乳油30 mL處理蟲孔減退率也達(dá)60%左右（表2）。

2.2 各藥劑對玉米鱗翅目害蟲發(fā)生的控制效果

由表3看出，對照區(qū)以玉米螟和棉鈴蟲為主（51、64頭／百株），兼有少量的桃蛀螟（6頭／百株）、粘蟲（4頭／百株）和高粱條螟（1頭／百株）。10億PIB／mL甜菜夜蛾核型多角體病毒懸浮劑（處理4、處理5和處理6）和5%氯蟲苯甲酰胺懸浮劑（處理10）對玉米螟的控制效果較好，蟲口減退率均達(dá)92%以上。各藥劑對棉鈴蟲的控制效果不理想，只有10億PIB／mL甜菜夜蛾核型多角體病毒懸浮劑75、100 mL處理和5%氯蟲苯甲酰胺懸浮劑20 mL處理蟲口減退率達(dá)到了50%以上。10億PIB／mL甜菜夜蛾核型多角體病毒懸浮劑75、100 mL處理和5%氯蟲苯甲酰胺懸浮劑20 mL處理對玉米田鱗翅目害蟲的總體控制情況較為突出，蟲口減退率均達(dá)70%以上，分別為70.63%、77.78%和75.40%；其次依次為10億PIB／mL甜菜夜蛾核型多角體病毒懸浮劑50 mL處理、5%甲維鹽微乳劑＋5%虱螨脲乳油30 mL處理、100億孢子／克金龜子綠僵菌油懸浮劑150 mL處理，蟲口減退率分別為61.11%、57.94%和51.59%。

表2 各藥劑對玉米受害的控制效果

表3 各藥劑對玉米鱗翅目害蟲發(fā)生的控制效果

2.3 各藥劑對玉米鱗翅目害蟲的防治效果

100億孢子／克金龜子綠僵菌油懸浮劑100、125、150 mL處理防治效果分別為 23.85%、37.74%和47.36%，5%甲維鹽微乳劑＋5%虱螨脲乳油 10、20、30 mL處理防治效果分別為37.07%、45.37%和55.26%，兩種藥劑各劑量處理對玉米鱗翅目害蟲危害防治效果均不理想（圖1）。10億PIB／mL甜菜夜蛾核型多角體病毒懸浮劑50、75、100 mL處理和5%氯蟲苯甲酰胺懸浮劑20 mL處理防治效果分別為60.90%、69.08%、75.26%和70.65%，防治效果相對較好。不同藥劑處理間的被害株減退率、蟲孔減退率、蟲口減退率和防治效果等指標(biāo)趨勢基本一致。

圖1 各藥劑對玉米鱗翅目害蟲的防治效果

2.4 作物安全性

田間試驗過程中各處理均未見明顯藥害發(fā)生，說明各試驗藥劑在供試劑量下對玉米安全可靠。

3 討論與結(jié)論

鱗翅目害蟲玉米螟、棉鈴蟲、桃蛀螟是玉米上的主要蛀莖害蟲［12］。玉米螟為玉米上的第一大害蟲，一般年份可造成春玉米減產(chǎn)10%左右，大發(fā)生年份可使夏玉米減產(chǎn)30%以上［13］。隨著氣候變化及種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整，棉鈴蟲、桃蛀螟對夏玉米危害呈加重趨勢，逐漸成為玉米穗期的優(yōu)勢害蟲［14-17］。本研究試驗區(qū)玉米穗期害蟲以棉鈴蟲和玉米螟為主，棉鈴蟲的發(fā)生量高于玉米螟，分別占鱗翅目害蟲發(fā)生總量的50.79%和40.48%。棉鈴蟲主要發(fā)生部位為雌穗，玉米螟在莖稈和雌穗上均有發(fā)生。

傳統(tǒng)化學(xué)農(nóng)藥因農(nóng)藥殘留、害蟲抗性、環(huán)境影響等問題逐步被選擇性禁用，而一些微生物農(nóng)藥以其選擇性高、對人畜無害、對環(huán)境污染小、不易產(chǎn)生抗藥性等特點被推向市場且備受青睞［18］。本研究結(jié)果顯示，微生物農(nóng)藥甜菜夜蛾核型多角體病毒對玉米鱗翅目害蟲的防治效果優(yōu)于甲維鹽和虱螨脲的混配組合，與當(dāng)前普遍用于防治鱗翅目害蟲的化學(xué)農(nóng)藥氯蟲苯甲酰胺效果相當(dāng)。甜菜夜蛾核型多角體病毒對玉米螟的控制尤為突出，蟲口減退率達(dá)92%以上。10億PIB／mL甜菜夜蛾核型多角體病毒懸浮劑100 mL劑量下對玉米鱗翅目害蟲危害防治效果達(dá)75.26%，優(yōu)于其它化學(xué)藥劑處理。金龜子綠僵菌對玉米鱗翅目害蟲的控制效果不及甜菜夜蛾核型多角體病毒，但與化學(xué)藥劑甲維鹽和虱螨脲的混配組合基本相當(dāng)。

隨著人們對農(nóng)作物綠色防控要求的增加，生物農(nóng)藥配合高效率、安全的機(jī)械化施藥技術(shù)勢必被逐漸接受和推廣應(yīng)用，并成為以后農(nóng)業(yè)植保的主要手段。行走式機(jī)械仍存在用藥量大、藥劑利用率低、工作效率低、施藥者接觸農(nóng)藥幾率大等問題。植保無人機(jī)是目前最為先進(jìn)的農(nóng)業(yè)航空施藥器械，具有噴灑效果好、噴霧效率高、適用性好、安全系數(shù)高（人藥、人機(jī)分離）、對作物損傷小以及顯著減少農(nóng)藥施用量等優(yōu)點［19-21］。飄逸控制技術(shù)是目前農(nóng)業(yè)航空植保的核心問題，應(yīng)加大針對不同作業(yè)條件、機(jī)型風(fēng)場結(jié)構(gòu)、作物冠層特征差異等的模型研究，及飛防專用制劑和助劑的研發(fā)推廣，提高噴施霧滴的抗蒸發(fā)、抗飄逸性，以不斷提升航空植保的農(nóng)藥利用效率。同時，高效綠色生物農(nóng)藥的研發(fā)推廣工作仍需提速，以跟進(jìn)改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境、推進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的腳步。