無人機(jī)噴灑擬除蟲菊酯類藥物對(duì)白紋伊蚊殺滅效果現(xiàn)場(chǎng)模擬試驗(yàn)研究*

張嘉鵬 李曉寧 凌遠(yuǎn)理 劉青連 許南瑜 蔡文鋒 孫超豐 夏芳芳 潘捷云** 羅 雷1，**

(1.廣州醫(yī)科大學(xué)，廣州 511436；2.廣州市海珠區(qū)疾病預(yù)防控制中心，廣州 510000；3.廣州市海珠區(qū)江南中街社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心，廣州 510260；4.廣州市疾病預(yù)防控制中心，廣州 510440)

白紋伊蚊可傳播登革熱、乙型腦炎、基孔肯雅熱等對(duì)人類健康有較大影響的急性傳染病，是重點(diǎn)監(jiān)測(cè)病媒生物之一(陳燕霞等，2019)。應(yīng)用空間噴霧殺滅蚊蟲是控制登革熱等蚊媒傳染病的重要應(yīng)急防控手段之一(李春曉等，2017)。常用的空間噴霧器械為背負(fù)式或車載式超低容量噴霧器(胡志剛等，2006)，但傳統(tǒng)的背負(fù)式噴灑技術(shù)方法勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低、人力需求大，無法滿足大面積及復(fù)雜外環(huán)境的空間應(yīng)急滅蚊處置需求，而車載式噴霧器受環(huán)境地形影響較大，在復(fù)雜地形和狹窄巷道無法發(fā)揮作用(郭玉紅等，2020)。無人機(jī)噴灑技術(shù)有著高效性、經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)勢(shì)，多應(yīng)用于農(nóng)業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域(Lietal.,2016；Duetal.,2020)。但在病媒生物防制領(lǐng)域應(yīng)用相對(duì)較少。本現(xiàn)場(chǎng)模擬試驗(yàn)通過無人機(jī)噴灑常用擬除蟲菊酯類藥物對(duì)白紋伊蚊成蚊和幼蟲的殺滅效果進(jìn)行分析和研究。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)器械與蚊蟲

1.1.1器械 本試驗(yàn)所用的施藥器械為極飛XP2020多旋翼植保機(jī)。無人機(jī)整機(jī)規(guī)格為 2 195 mm × 2 210 mm × 552 mm，重19.27 kg，啟用 RTK(實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù))情況下懸停精度為水平±10 cm，垂直±10 cm；最大飛行速度 12 m/s。有4 個(gè)離心噴頭，噴盤轉(zhuǎn)速2 000～16 000 轉(zhuǎn)/min，霧化粒徑為85～550 μm，精噴噴幅為 4.5 m?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中，通過廠家提供的“極飛農(nóng)服APP”設(shè)置無人機(jī)飛行高度為9 m，飛行速度為2 m/s，每個(gè)噴頭流量為600 mL/min。

1.1.2殺蟲劑 殺蟲劑為常用擬除蟲菊酯類藥物寶世家潔乳油(總有效成分含量10%，其中Es-生物烯丙菊酯2.5%、氯菊酯7.5%)，由武漢寶世衛(wèi)生藥械有限責(zé)任公司生產(chǎn)。

1.1.3蚊蟲來源 試驗(yàn)所用成蚊及幼蟲由中大核昆生物技術(shù)(東莞)有限公司提供。

1.2 試驗(yàn)場(chǎng)地及時(shí)間

本次試驗(yàn)選擇廣州市白云區(qū)一處空曠平坦的區(qū)域作為現(xiàn)場(chǎng)模擬試驗(yàn)的場(chǎng)地，其面積約為 700 m2。試驗(yàn)時(shí)間為2022年9月21日16：00—18：00，試驗(yàn)期間溫度為25～31 ℃，濕度68%～87%，風(fēng)速0.7～2.5 m/s，無降雨，天氣符合無人機(jī)噴灑要求。

1.3 試驗(yàn)方案

在試驗(yàn)場(chǎng)地按照長(zhǎng)寬為4.5 m×3 m布設(shè)12個(gè)點(diǎn)位(圖1)。每點(diǎn)位放置1.5 m高支架并懸掛蚊籠，每個(gè)蚊籠內(nèi)放置20只成蚊(圖2)；每點(diǎn)地面處放置裝有50 mL隔夜自來水與25條Ⅲ齡幼蟲的開放容器，容器為擰掉黑蓋的誘卵器。作業(yè)過程中，使用無人機(jī)沿布點(diǎn)矩陣短邊中點(diǎn)直線飛過(圖1)，將藥箱內(nèi)的藥液全部均勻噴灑在該布點(diǎn)空間中，在同一場(chǎng)地及布點(diǎn)區(qū)域分別進(jìn)行1組空白對(duì)照試驗(yàn)和3組噴灑藥物試驗(yàn)。每組試驗(yàn)結(jié)束后，等待10 min再進(jìn)行下一組試驗(yàn)，以避免空氣中藥物未完全沉降進(jìn)而影響后續(xù)試驗(yàn)。

圖1 場(chǎng)地布點(diǎn)及無人機(jī)飛行路徑Fig.1 Site layout and UAV flight path

圖2 場(chǎng)地布點(diǎn)(左)及無人機(jī)噴灑藥物試驗(yàn)(右)Fig.2 Site distribution(left) and UAV drug spraying test(right)

1.4 藥物用量

隔夜自來水為空白對(duì)照組，3組試驗(yàn)組使用的藥物濃度分別為1.5%、3.0%、6.0%。每次噴灑藥物后，用清水徹底沖洗無人機(jī)藥箱，保證藥箱中無藥液殘留。

1.5 藥效評(píng)估方法

每組試驗(yàn)結(jié)束后，將各點(diǎn)的成蚊裝進(jìn)潔凈的紗織蚊籠內(nèi)并轉(zhuǎn)運(yùn)至實(shí)驗(yàn)室，將浸潤(rùn)葡萄糖水溶液的棉球放置蚊籠上方以飼養(yǎng)成蚊，幼蟲則仍用原盛水容器進(jìn)行飼養(yǎng)。分別在施藥后6、12、24 h 記錄每組成蚊及幼蟲存活數(shù)量并計(jì)算蚊蟲殺滅率(死亡率)：成蚊殺滅率(死亡率)=(施藥前成蚊數(shù)-施藥后仍存活成蚊數(shù))/施藥前成蚊數(shù)；幼蟲殺滅率(死亡率)=(施藥前幼蟲數(shù)-施藥后仍存活幼蟲數(shù))/施藥前幼蟲數(shù)。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

將試驗(yàn)處理后的成蚊與幼蟲及時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)至實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)，分別記錄各編號(hào)蚊籠與誘卵器內(nèi)成蚊與幼蟲在6、12、24 h仍存活數(shù)量。采用Excel 2016對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)收集與整理，應(yīng)用SPSS 25.0進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理和分析。經(jīng)正態(tài)性檢驗(yàn)判斷各組死亡率數(shù)據(jù)均為偏態(tài)分布，各試驗(yàn)組與對(duì)照組死亡率的比較，采用Mann Whitney U檢驗(yàn)，成蚊與幼蟲之間死亡率的比較也采用Mann Whitney U檢驗(yàn)。在同一時(shí)間點(diǎn)，三組不同藥物濃度試驗(yàn)組成蚊、幼蟲死亡率差異采用Kruskal Wallis 檢驗(yàn)進(jìn)行比較，兩兩比較采用Bonferroni多重比較。

2 結(jié)果

2.1 成蚊中試驗(yàn)組與對(duì)照組死亡率的比較

對(duì)照組成蚊在6、12、24 h死亡率為11.36%、12.27%、12.73%。1.5%藥物濃度作用下，成蚊在6、12、24 h死亡率為74.58%、78.75%、85.00%，與對(duì)照組相比，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Z6 h=-3.673，P<0.05；Z12 h=-3.675，P<0.05；Z24 h=-4.078，P<0.05)。3.0%藥物濃度作用下，成蚊在6、12、24 h死亡率為92.92%、94.58%、96.25%，與對(duì)照組相比，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Z6 h=-4.188，P<0.05；Z12 h=-4.190，P<0.05；Z24 h=-4.263，P<0.05)。6.0%藥物濃度作用下，成蚊在6、12、24 h死亡率為98.33%、98.33%、100.00%，與對(duì)照組相比，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Z6 h=-4.317，P<0.05；Z12 h=-4.319，P<0.05；Z24 h=-4.410，P<0.05)。見表1。

2.2 成蚊中同一時(shí)間點(diǎn)不同試驗(yàn)組死亡率的比較

1.5%、3.0%、6.0%三組藥物濃度，在施藥6、12、24 h對(duì)成蚊殺滅率的差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(H=4.794，P=0.091；H=4.487，P=0.106；H=2.670，P=0.263)。見表1。

2.3 成蚊中同一試驗(yàn)組不同時(shí)間點(diǎn)死亡率的比較

1.5%濃度的藥物，在6、12、24 h對(duì)成蚊殺滅率的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(H=0.511，P=0.774)。3.0%濃度的藥物，在6、12、24 h對(duì)成蚊殺滅率的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(H=0.012，P=0.994)。6.0%濃度的藥物，在6、12、24 h對(duì)成蚊殺滅率的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(H=1.029，P=0.598)。見表1。

表1 無人機(jī)噴灑藥物前后白紋伊蚊成蚊數(shù)及死亡率Tab.1 Number and mortality of adult Aedes albopictus before and after UAV spraying

2.4 幼蚊中試驗(yàn)組與對(duì)照組死亡率的比較

對(duì)照組幼蟲在6、12、24 h時(shí)死亡率為0.00%、0.33%、0.33%。1.5%藥物濃度作用下，幼蟲在6、12、24 h時(shí)死亡率為20.33%、30.67%、32.00%，與對(duì)照組相比，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Z6 h=-3.589，P<0.05；Z12 h=-3.684，P<0.05；Z24 h=-3.683，P<0.05)。3.0%藥物濃度作用下，幼蟲在6、12、24 h死亡率為38.33%、51.33%、55.67%，與對(duì)照組相比，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Z6 h=-3.870，P<0.05；Z12 h=-3.985，P<0.05；Z24 h=-4.013，P<0.05)。6.0%藥物濃度作用下，幼蟲在6、12、24 h死亡率為68.67%、76.33%、79.33%，與對(duì)照組相比，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Z6 h=-4.467，P<0.05；Z12 h=-4.393，P<0.05；Z24 h=-4.462，P<0.05)。見表2。

表2 無人機(jī)噴灑藥物前后白紋伊蚊幼蟲數(shù)及死亡率Tab.2 Number and mortality of Aedes albopictus larvae before and after UAV spraying

2.5 幼蚊中同一時(shí)間點(diǎn)不同試驗(yàn)組死亡率的比較

施藥6 h時(shí)，1.5%、3.0%、6.0%三組藥物濃度對(duì)幼蟲殺滅率的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(H=9.865，P=0.007)，經(jīng)Bonferroni多重比較后，1.5%與6.0%藥物濃度對(duì)幼蟲的殺滅率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.006)，1.5%與3.0%、3.0%與6.0%藥物濃度對(duì)幼蟲殺滅率差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.702、P=0.164)。施藥12 h時(shí)，1.5%、3.0%、6.0%三組藥物濃度對(duì)幼蟲殺滅率的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(H=9.458，P=0.009)，經(jīng)Bonferroni多重比較后，1.5%與6.0%藥物濃度對(duì)幼蟲的殺滅率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.007)，1.5%與3.0%、3.0%與6.0%藥物濃度對(duì)幼蟲殺滅率差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.649、P=0.206)。施藥24 h時(shí)，1.5%、3.0%、6.0%三組藥物濃度對(duì)幼蟲殺滅率的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(H=10.756，P=0.005)，經(jīng)Bonferroni多重比較后，1.5%與6.0%藥物濃度對(duì)幼蟲的殺滅率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.003)，1.5%與3.0%、3.0%與6.0%藥物濃度對(duì)幼蟲殺滅率差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.529、P=0.168)。見表2。

2.6 幼蚊中同一試驗(yàn)組不同時(shí)間點(diǎn)死亡率的比較

1.5%濃度的藥物，在6、12、24 h時(shí)對(duì)幼蟲殺滅率的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(H=1.709，P=0.426)。3.0%濃度的藥物，在6、12、24 h對(duì)幼蟲殺滅率的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(H=1.161，P=0.560)。6.0%濃度的藥物，在6、12、24 h對(duì)幼蟲殺滅率的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(H=1.524，P=0.467)。見表2。

2.7 成蚊與幼蚊在同一試驗(yàn)組與同一時(shí)間點(diǎn)死亡率的比較

成蚊與幼蟲在1.5%藥物濃度作用6、12、24 h時(shí)死亡率的差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Z6 h= -3.223，P=0.001；Z12 h=-3.217，P=0.001；Z24 h=-3.531，P<0.001)。成蚊與幼蟲在3.0%藥物濃度作用6、12、24 h時(shí)死亡率的差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Z6 h=-3.524，P<0.001；Z12 h=-3.272，P=0.001；Z24 h=-3.209，P=0.001)。成蚊與幼蟲在6.0%藥物濃度作用6、12、24 h時(shí)死亡率的差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Z6 h=-2.548，P=0.011；Z12 h=-2.512，P=0.012；Z24 h=-2.134，P=0.033)。

3 討論

殺滅成蚊是蚊媒傳染病流行期間有效的控制手段，可及時(shí)切斷傳播途徑。應(yīng)用空間噴霧技術(shù)控制成蚊的方式已有90多年的歷史(Mount,1998)。隨著科技的不斷發(fā)展，無人機(jī)噴灑藥物處理害蟲已有著廣泛的應(yīng)用，近年的一些研究也表明，在城鎮(zhèn)居民環(huán)境中無人機(jī)滅蚊的效果十分顯著(郭玉紅等，2020)。本試驗(yàn)通過無人機(jī)噴灑擬除蟲菊酯藥物對(duì)白紋伊蚊殺滅效果的研究，再次驗(yàn)證了無人機(jī)噴灑技術(shù)對(duì)于蚊蟲的有效防治，并為登革熱等蚊媒傳染病在未來暴發(fā)時(shí)提供可行性的防控手段。

本次現(xiàn)場(chǎng)模擬試驗(yàn)研究結(jié)果顯示，對(duì)照組成蚊在各時(shí)間點(diǎn)的死亡率為11.36%、12.27%、12.73%，因隔夜自來水對(duì)成蚊并無作用，故對(duì)照組成蚊死亡的部分原因可能為無人機(jī)噴灑時(shí)旋翼引起的氣流或日曬等氣象條件所致。而無人機(jī)噴灑1.5%、3.0%、6.0%三種不同濃度的烯丙·氯菊乳油劑在6、12、24 h三個(gè)時(shí)間點(diǎn)對(duì)成蚊的殺滅率均與對(duì)照組有差異(P<0.05)，提示由無人機(jī)噴灑不同濃度的烯丙·氯菊乳油劑對(duì)成蚊具有一定的殺滅作用。

1.5%、3.0%、6.0%三種藥物濃度無人機(jī)噴灑處置分別在6、12、24 h三個(gè)點(diǎn)的成蚊殺滅率差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，提示無人機(jī)噴灑此藥物對(duì)成蚊的殺滅作用不隨時(shí)間的變化而增加，且成蚊在3種藥物濃度作用24 h內(nèi)的死亡率均達(dá)到85%以上，表明在噴藥當(dāng)天可以大幅度有效降低成蚊數(shù)，此結(jié)果與一項(xiàng)研究?jī)煞N殺蟲劑超低容量噴霧殺滅白紋伊蚊的研究結(jié)果相吻合(秦彥珉等，2021)。1.5%、3.0%、6.0%藥物濃度組在施藥6、12、24 h三個(gè)不同時(shí)點(diǎn)對(duì)成蚊殺滅率的差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，說明無人機(jī)噴灑此藥物殺滅成蚊，在相對(duì)較低濃度的條件下同樣可發(fā)揮顯著作用，即無人機(jī)噴灑藥物的高效性與經(jīng)濟(jì)性(戚劍雄等，2020)。

本次現(xiàn)場(chǎng)模擬試驗(yàn)研究結(jié)果顯示，無人機(jī)噴灑1.5%、3.0%、6.0%三種不同濃度的烯丙·氯菊乳油劑在6、12、24 h三個(gè)時(shí)間點(diǎn)對(duì)幼蟲的殺滅率均與對(duì)照組有差異(P<0.05)，提示由無人機(jī)噴灑不同濃度的烯丙·氯菊乳油劑對(duì)幼蚊具有一定的殺滅作用。1.5%、3.0%、6.0%濃度藥物分別在6、12、24 h對(duì)幼蟲殺滅率的差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，提示相同藥物濃度下無人機(jī)噴灑擬除蟲菊酯類藥物對(duì)幼蟲的殺滅作用不隨時(shí)間的變化而增加。而1.5%與6.0%藥物濃度對(duì)幼蟲的殺滅率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，提示無人機(jī)噴灑相對(duì)較高濃度的烯丙·氯菊乳油劑對(duì)幼蟲殺滅效果更為顯著。通過觀察各試驗(yàn)點(diǎn)位幼蟲死亡率，發(fā)現(xiàn)不同點(diǎn)位的幼蟲死亡率存在差異，推測(cè)是受無人機(jī)飛行高度或風(fēng)速與風(fēng)向的影響，導(dǎo)致藥液未均勻分布于施藥空間時(shí)便作用于地面。

無人機(jī)分別噴灑三種不同濃度的藥物6、12、24 h時(shí)，成蚊與幼蟲的死亡率差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。盡管無人機(jī)噴灑6.0%濃度的烯丙·氯菊乳油劑，對(duì)幼蟲的殺滅率在24 h為79.33%，相對(duì)于成蚊的100.00%死亡率有所降低，但仍有一定的控制效果。在一項(xiàng)雨水井投放滅蚊幼藥物對(duì)居民區(qū)白紋伊蚊控制效果研究中(任志華等，2021)發(fā)現(xiàn)，在8—10月的蚊蟲高峰季節(jié),僅靠小區(qū)雨水井藥物投放和公共區(qū)域的孳生地治理難以達(dá)到登革熱六級(jí)預(yù)警事件控制要求，提示在蚊蟲密度高峰形成前，應(yīng)用無人機(jī)藥物噴灑定期對(duì)蚊幼孳生地進(jìn)行處置，可有效阻止登革熱等蚊媒傳染病的暴發(fā)，且無人機(jī)藥物噴灑采用超低容量噴霧的方式，使用的藥物濃度低、藥量少，這不僅對(duì)環(huán)境污染小，且對(duì)蚊媒處置更高效，這為登革熱疫情暴發(fā)時(shí)針對(duì)環(huán)境復(fù)雜、人員噴灑無法深入作業(yè)的外環(huán)境進(jìn)行蚊媒殺滅應(yīng)急處置提供了新的有效技術(shù)手段，可大大提升現(xiàn)場(chǎng)蚊媒滅殺的實(shí)施效果和效率。

本試驗(yàn)是在空曠地帶進(jìn)行的模擬現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，且所用施藥器械為針對(duì)空曠空間作業(yè)設(shè)計(jì)的無人機(jī)，在城市居民區(qū)或植被密集場(chǎng)所等環(huán)境中作業(yè)的滅蚊效果需進(jìn)一步研究。