石屏小蔥疫病飛防試驗(yàn)

謝亮廖晨曾波王磊張春仙劉德東普正仙楊德榮

(1.云南云天化現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司，云南 昆明 650600；2.云南省化工研究院有限公司，云南 昆明 650228； 3.石屏瀚海農(nóng)業(yè)科技有限公司，云南 石屏 662203；4.云南云天化股份有限公司，云南 昆明 650228)

1 概述

小蔥(Allium ascalonicum)又名細(xì)香蔥、細(xì)蔥、四季蔥、細(xì)米蔥等，為百合科多年生蔥屬草本植物，是以假莖和嫩葉為食用產(chǎn)品的栽培種，原產(chǎn)亞洲，現(xiàn)在世界各地廣泛栽培。德國(guó)、日本等國(guó)家對(duì)小蔥的選育研究取得了顯著成果。小蔥具有辛香風(fēng)味，可以炒食、生食、涼拌，也是菜肴常用的佐料。小蔥還具有藥用價(jià)值，其鱗莖能解表散寒，種子可補(bǔ)腎明目[1-4]。

云天化在石屏縣寶秀鎮(zhèn)建設(shè)了74hm2蔬菜基地，開展小蔥、香菜、佛手瓜等蔬菜的栽培種植。按照高標(biāo)準(zhǔn)蔬菜基地的要求，采用標(biāo)準(zhǔn)化種植，即育苗、整地、播種(移栽)、田間管理、植保作業(yè)(病蟲害防治)、采收及采后處理均制定了相應(yīng)的技術(shù)方案，并依據(jù)種植技術(shù)方案(標(biāo)準(zhǔn))進(jìn)行種植。

在小香蔥的種植過(guò)程中，整地依托旋耕機(jī)、撒肥機(jī)以及起壟機(jī)等基本實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化；澆水與施肥利用水肥一體化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化；植保作業(yè)主要以小型電動(dòng)式背負(fù)噴霧器噴施農(nóng)藥為主，需要大量勞動(dòng)力，且勞動(dòng)強(qiáng)度大，作業(yè)效率低，成本高。采用打藥機(jī)(用拖拉機(jī)牽引)或自走式噴霧機(jī)打藥，大幅度提高了工作效率，但是云天化蔬菜基地處于坡地上，最大高差在40m左右，每個(gè)地塊之間的高差在2～20m，因此，打藥機(jī)或自走式噴霧機(jī)的打藥作業(yè)在大部分區(qū)域受到限制，為了能找到更好的植保作業(yè)方案，探索新的噴藥模式，減少勞動(dòng)力成本，提高噴藥效率，克服地形限制等因素，筆者以小蔥疫病作為標(biāo)靶物，在該基地開展了飛防試驗(yàn)，應(yīng)用植保無(wú)人機(jī)噴施農(nóng)藥，旨在探索先進(jìn)的植保無(wú)人機(jī)的應(yīng)用和先進(jìn)的施藥技術(shù)。

在小蔥種植過(guò)程中，植保方案中的農(nóng)藥、藥械和施藥技術(shù)是科學(xué)合理使用農(nóng)藥的3個(gè)同等重要因素。如果施藥技術(shù)落后，會(huì)導(dǎo)致大量農(nóng)藥不能噴灑到位或噴灑不均勻，藥劑不能充分發(fā)揮作用，在造成農(nóng)藥大量浪費(fèi)的同時(shí)，還會(huì)誘發(fā)抗藥性的產(chǎn)生[5]。因此，研究和探索農(nóng)藥、藥械和施藥技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中具有十分重要的意義。

2 材料和方法

2.1 試驗(yàn)區(qū)基本情況

石屏縣寶秀鎮(zhèn)屬典型的中亞熱帶氣候，年降雨量在775～1148mm，年平均氣溫18℃，年日照時(shí)數(shù)2176h，年均相對(duì)濕度75%，立體氣候顯著。

試驗(yàn)地塊設(shè)在云天化石屏蔬菜基地第7號(hào)地塊，位于寶秀鎮(zhèn)朱洼子村委會(huì)亞房子片區(qū)(N23°46′34″，E102°25′16″)，海拔1407.5m，地形為半山半坎，土壤為紅壤土，種植前檢測(cè)土壤，pH為7.22，有機(jī)質(zhì)12.05g·kg-1，堿解氮33.80mg·kg-1，有效磷45.88mg·kg-1，速效鉀269.06mg·kg-1。

2021年11月6日，在第7號(hào)地塊種植小蔥共1.16hm2，按照種植技術(shù)方案進(jìn)行常規(guī)管理，小蔥成活后發(fā)現(xiàn)有少量疫病發(fā)生，11月下旬，由于突然降溫等因素的影響，小蔥疫病危害面積加大。

2.2 試驗(yàn)材料

2.2.1 種植品種

小蔥品種為“四季米蔥”，品種來(lái)源云南瀘西縣小蔥種植區(qū)，種苗帶有疫病。

2.2.2 農(nóng)藥

0.01%24-表蕓苔素內(nèi)酯SL(四川潤(rùn)爾科技有限公司出品，市購(gòu))、75%百菌清WP(江蘇省宜興興農(nóng)化工制品有限公司出品，市購(gòu))、60%唑醚·代森聯(lián)WG(陜西上格之路生物科學(xué)有限公司出品，市購(gòu))。

2.2.3 噴藥器械

20L背負(fù)式電動(dòng)噴霧器；大疆T20型無(wú)人機(jī)；懸停精度(GNSS)：?jiǎn)⒂肈-RTK，水平±10cm，垂直±10cm。未啟用D-RTK，水平±0.6m，垂直±0.3m；懸停時(shí)間：15min(@18000mAh &起飛重量27.5kg)、10min(@18000mAh &起飛重量42.6kg)；最大俯仰角15°；最大作業(yè)飛行速度7m·s-1；最大飛行速度10m·s-1(GNSS信號(hào)良好)；最大可承受風(fēng)速8m·s-1；最大飛行海拔高度2000m；作業(yè)箱容積20L；噴頭型號(hào)SX11001VS，最大噴灑流量3.6L·min-1；霧化粒徑SX11001VS:130～250μm；定高及仿地跟隨，山地模式最大坡度35°。

2.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)施

2.3.1 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)及地塊劃分

2.3.1.1 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)2個(gè)處理區(qū)，1個(gè)對(duì)照(CK)區(qū)，試驗(yàn)方案見表1。

表1 小蔥疫病防治試驗(yàn)方案

2.3.1.2 試驗(yàn)地塊劃分

7號(hào)地塊共1.16hm2，根據(jù)地形實(shí)際情況，T1處理噴施0.61hm2，T2處理噴施0.47hm2，CK噴清水0.08hm2。

2.3.2 試驗(yàn)方案實(shí)施

2.3.2.1 氣候情況

2021年12月6日，在云天化石屏蔬菜基地7號(hào)地塊開展試驗(yàn)，天氣晴，氣溫10～22℃，東南風(fēng)，風(fēng)速0.3～0.5m·s-1，日照4.5h，相對(duì)濕度77%(用便攜式溫濕測(cè)定儀于上午10∶00測(cè)定)。

2.3.2.2 T1處理及CK處理實(shí)施

組織3個(gè)工人，用背負(fù)式電動(dòng)噴霧器噴施農(nóng)藥，當(dāng)天完成全部0.61hm2噴藥作業(yè)，同時(shí)完成了CK處理0.08hm2噴清水作業(yè)。

2.3.2.3 T2處理實(shí)施

用無(wú)人機(jī)的GPS圍繞地塊邊沿定位地形，見圖1，無(wú)人機(jī)按照定位飛行噴藥，其飛行軌跡見圖2，其動(dòng)態(tài)噴施農(nóng)藥實(shí)景見圖3。

圖1 GPS定位

圖2 T20飛行軌跡

無(wú)人機(jī)在作業(yè)中需要更換電池，但不影響均勻噴藥，因?yàn)樵趪娝庍^(guò)程中無(wú)人機(jī)AI系統(tǒng)會(huì)對(duì)已噴過(guò)和未噴過(guò)的區(qū)域儲(chǔ)存記錄，已噴過(guò)的區(qū)域不會(huì)再噴，未噴過(guò)的區(qū)域會(huì)補(bǔ)噴，所以能確保均勻噴藥。已做過(guò)GPS定位的地塊，下次噴藥時(shí)不需要重新定位，調(diào)出上次的GPS定位地圖即可開始噴藥作業(yè)。

2.4 調(diào)查與統(tǒng)計(jì)

2.4.1 小蔥疫病調(diào)查與統(tǒng)計(jì)

小蔥疫病是由煙草疫霉Phytophthora nicotianaeVan.Breda de hann.(屬鞭毛菌亞門真菌)引發(fā)的病害[6]，從大田觀察發(fā)現(xiàn)，該病主要為害葉片(蔥管)，病部初期呈暗綠色水漬狀斑，濕度、溫度條件適宜時(shí)，病斑迅速擴(kuò)展，蔥管頂端(蔥尖)開始脫水干枯，呈灰白色“干尾”狀，從上往下危害，嚴(yán)重時(shí)，干枯部位從上到下直達(dá)蔥管的2/3處。一般情況下，干枯部位達(dá)蔥管1/2處時(shí)，蔥管呈濕腐狀，并導(dǎo)致蔥葉(蔥管)黃化干枯下垂。根據(jù)董偉研究資料[7]，該病也危害小蔥莖部和根部，莖部受害后，根盤處呈水漬狀，淺褐色至暗綠色腐爛。根部受害，根毛少，變褐腐爛，濕度大時(shí)病部可長(zhǎng)出白色稀疏霉層。在石屏蔬菜基地未見該病危害莖部和根部的情況，所以，本研究只調(diào)查蔥管受害的病情指數(shù)。

圖3 T20動(dòng)態(tài)噴施農(nóng)藥實(shí)景

2.4.2 藥前調(diào)查

2021年12月5日，在打藥前分別在TT1、TT2處理區(qū)及CK處理區(qū)各隨機(jī)抽取10行小蔥(每行11叢，共計(jì)110叢)調(diào)查。TT1處理110叢小蔥總蔥管數(shù)為3169根，發(fā)病蔥管數(shù)1362根，發(fā)病率42.98%；TT2處理110叢小蔥總蔥管數(shù)為3051根，發(fā)病蔥管數(shù)1298根，發(fā)病率42.54%；CK處理110叢小蔥總蔥管數(shù)為3208根，發(fā)病蔥管數(shù)1274根，發(fā)病率39.71%，見表2。對(duì)調(diào)查過(guò)的小蔥插牌標(biāo)記。

2.4.3 藥后調(diào)查

2021年12月20日，按照藥前調(diào)查時(shí)的標(biāo)記，對(duì)藥前調(diào)查的小蔥進(jìn)行藥后調(diào)查，調(diào)查各處理的總蔥管數(shù)、發(fā)病蔥管數(shù)、病情指數(shù)，計(jì)算發(fā)病率和相對(duì)防治效果，分級(jí)方法和計(jì)算公式如下，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見表2。

0級(jí)：無(wú)??；1級(jí)：蔥管脫水干枯長(zhǎng)度占蔥管總長(zhǎng)度的5%以下；3級(jí)：蔥管脫水干枯長(zhǎng)度占蔥管總長(zhǎng)度的6%～10%；5級(jí)：蔥管脫水干枯長(zhǎng)度占蔥管總長(zhǎng)度的11%～25%；7級(jí)：蔥管脫水干枯長(zhǎng)度占蔥管總長(zhǎng)度的26%～50%；9級(jí)：蔥管脫水干枯長(zhǎng)度占蔥管總長(zhǎng)度的51%以上。

(1)

(2)

(3)

表2 小蔥疫病防治調(diào)查統(tǒng)計(jì)

2.4.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Office 2016(Excel)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，采用SPSS 24.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析(P<0.05)，分析結(jié)果見表2。

2.4.5 噴藥成本統(tǒng)計(jì)

3個(gè)工人，用背負(fù)式電動(dòng)噴霧器噴施農(nóng)藥，完成0.69hm2，工時(shí)費(fèi)為390元，平均工時(shí)費(fèi)為565.22元·hm-2，每個(gè)工人每天能完成0.20～0.27hm2噴施作業(yè)；大疆T20無(wú)人機(jī)噴施成本約為150.00元·hm-2，每天可完成10～13hm2的噴施作業(yè)。

2.5 不同處理的分析

2.5.1 分蘗情況分析

從表2可以看出，相同11行110叢小蔥，TT1總蔥管數(shù)從藥前3169根增加到藥后3865根，新分蘗蔥管696根，分蘗率21.96%；TT2總蔥管數(shù)從藥前3051根增加到藥后4058根，新分蘗蔥管1007根，分蘗率33.00%；CK總蔥管數(shù)從藥前3208根增加到藥后3315根，新分蘗蔥管107根，分蘗率3.34%。分蘗率TT2>TT1>CK，TT2和TT1顯著高于CK處理，表明疫病對(duì)蔥管分蘗的影響顯著。

2.5.2 發(fā)病率分析

從表2可以看出，TT1處理發(fā)病率下降了9.07%，TT2處理發(fā)病率下降了22.60%，CK處理發(fā)病率上升了38.04%。TT2處理較TT1處理達(dá)到顯著水平，TT1和TT2較CK均達(dá)到顯著水平。

2.5.3 相對(duì)防效分析

TT2處理的相對(duì)防效為69.23%，高于TT1處理的66.52%，但差異未達(dá)到顯著水平。

3 結(jié)論

本研究通過(guò)對(duì)TT1和TT2分蘗情況、發(fā)病率影響、相對(duì)防效、小蔥直觀表現(xiàn)以及工時(shí)成本和噴藥效率等綜合因素分析，在小蔥種植過(guò)程中可以采用“大疆T20型無(wú)人機(jī)”代替人工噴藥，作業(yè)效率可提高30倍左右，同時(shí)解決了勞動(dòng)力緊缺問(wèn)題。

4 討論

航空植保作業(yè)(飛防作業(yè))效率與常規(guī)的人工噴藥相比具有快速、高效、靈活和突擊性強(qiáng)等特點(diǎn)，可以及時(shí)防控突發(fā)性大面積病蟲害[8]，所以，航空植保越來(lái)越受到種植者的青睞，特別是規(guī)模種植，植保無(wú)人機(jī)承擔(dān)了很大一部分噴藥的作業(yè)任務(wù)，植保無(wú)人機(jī)的保有量也在不斷增加。據(jù)報(bào)道，我國(guó)2017年農(nóng)用無(wú)人機(jī)保有量8500架，2020年達(dá)10萬(wàn)架[9]，充分說(shuō)明植保無(wú)人機(jī)的應(yīng)用得到了越來(lái)越多種植者的認(rèn)可，專業(yè)從事航空噴灑(撒)的通用航空企業(yè)也不斷涌現(xiàn)。農(nóng)業(yè)種植的多樣性決定了植保作業(yè)噴藥方式的差異性，所以，研究植保無(wú)人機(jī)在小蔥上的應(yīng)用技術(shù)具有十分重要的意義。

本研究中，藥劑及其用量相同，但噴頭霧滴粒徑有差異，20L背負(fù)式電動(dòng)噴霧器霧滴粒徑在300μm以上，大疆T20型無(wú)人機(jī)霧滴粒徑在130～250μm(SX11001VS)，試驗(yàn)結(jié)果表明，TT2處理的相對(duì)防效(69.23%)高于TT1處理(66.52%)。因?yàn)檗r(nóng)業(yè)噴霧中的霧滴運(yùn)輸和噴霧分布在一定程度上取決于霧滴粒徑分布[10]，防治效果都會(huì)隨著霧滴粒徑的降低而增加[11]。噴霧當(dāng)天為東南風(fēng)1級(jí)，風(fēng)速0.3～0.5m·s-1，對(duì)無(wú)人機(jī)噴灑農(nóng)藥基本沒(méi)有影響，試驗(yàn)結(jié)果與王士林等[12]研究成果——噴頭產(chǎn)生的霧滴粒徑大小與對(duì)風(fēng)的敏感性正相關(guān)的結(jié)論一致。

在噴藥作業(yè)中，大疆T20型無(wú)人機(jī)螺旋槳的風(fēng)力較大，相對(duì)于20L背負(fù)式電動(dòng)噴霧器，更容易對(duì)小香蔥植株產(chǎn)生更大的沖擊力，使植株、蔥管之間相互摩擦或形成傷口，使病原菌易侵入。但是，由于處理中加入了保護(hù)性殺菌劑75%百菌清WP(300倍液)，對(duì)小蔥起到了保護(hù)作用，即百菌清在作物受體表面形成一層保護(hù)膜，以阻斷病菌侵入[13]，提高了防治效果。所以，植保無(wú)人機(jī)的使用藥劑配方也是一個(gè)關(guān)鍵因素。