植保無(wú)人飛機(jī)施藥防治煙草棉鈴蟲(chóng)的可行性和添加助劑倍達(dá)通的作用

劉曉慧, 郭 建, 侯秋強(qiáng), 劉春明, 杜亞輝, 石 鑫,袁亮亮, 黃 坤, 楊代斌, 袁會(huì)珠, 閆曉靜*,

(1. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 植物保護(hù)研究所，北京 100193；2. 云南省煙草公司紅河州公司，云南 彌勒 652300；3. 河北博嘉農(nóng)業(yè)有限公司，石家莊 052165)

煙草病蟲(chóng)害類(lèi)型多且危害大[1]，目前危害較大的病害有真菌性病害黑脛病、根黑腐病、赤星病和炭疽病，細(xì)菌性病害青枯病、野火病和角斑病，病毒性病害普通花葉病毒、黃瓜花葉病毒和馬鈴薯Y 病毒，根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)以及非侵染性病害氣候斑點(diǎn)病等，蟲(chóng)害有斜紋夜蛾、煙蚜、煙青蟲(chóng)、棉鈴蟲(chóng)、地老虎、金針蟲(chóng)和擬地甲[2]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，因病蟲(chóng)害危害煙草所造成的損失占總產(chǎn)量的10%～15%[3]。

長(zhǎng)期以來(lái)，煙農(nóng)一直使用背負(fù)式噴霧器防治煙草病蟲(chóng)害，這種方式不僅用水、用藥量大，作業(yè)效率低，而且對(duì)人體直接傷害大。近年來(lái)，植保無(wú)人飛機(jī)廣泛應(yīng)用于農(nóng)作物病蟲(chóng)害的防治中。大量的科研協(xié)作研究與田間試驗(yàn)表明，采用植保無(wú)人飛機(jī)施藥一方面能夠提高靶標(biāo)作物上藥液沉積量，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)減量施藥；另一方面人機(jī)分離的作業(yè)模式，避免了施藥人員農(nóng)藥中毒，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，極大地提高了作業(yè)效率[4]。

目前，植保無(wú)人飛機(jī)在煙草上的應(yīng)用主要集中在煙田監(jiān)測(cè)，包括估測(cè)煙草種植面積、監(jiān)測(cè)煙草長(zhǎng)勢(shì)和病蟲(chóng)害發(fā)生情況等方面[5-6]，而關(guān)于使用其防治煙草病蟲(chóng)害方面研究報(bào)道甚少。本研究以5%甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽水分散粒劑為供試藥劑，對(duì)比分析了采用目前常用的多旋翼植保無(wú)人飛機(jī)與當(dāng)?shù)爻Ｓ玫谋池?fù)式電動(dòng)噴霧器對(duì)煙草棉鈴蟲(chóng)的田間防治效果，同時(shí)也研究了飛防作業(yè)中加入助劑倍達(dá)通對(duì)其作業(yè)效果的影響，旨在為植保無(wú)人飛機(jī)在煙草病蟲(chóng)害防治作業(yè)的推廣應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支撐與參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

大疆T20 型植保無(wú)人飛機(jī) (由深圳大疆創(chuàng)新科技有限公司提供)；3WBD-20 型背負(fù)式電動(dòng)噴霧器(由當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶(hù)提供)；手持式風(fēng)速風(fēng)量?jī)x (深圳市新華誼儀表有限公司) 。

5% 甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽水分散粒劑(emamectin benzoate 50 g/kg WG，永農(nóng)生物科學(xué)有限公司；助劑倍達(dá)通 (Beidatong，植物油類(lèi)，河北明順農(nóng)業(yè)科技有限公司) 。

于2021 年5 月31 日在云南省紅河哈尼彝族自治州蒙自市 (23°23′ N，103°23′ E，海拔：1308 m)進(jìn)行田間試驗(yàn)。

煙草品種為 ‘云煙87’，團(tuán)棵期，株高32～34 cm，行間距120 cm，株間距60 cm。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)共設(shè)置6 個(gè)處理 (表1) 。

表1 5%甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽WG 防治煙草棉鈴蟲(chóng)藥效試驗(yàn)處理設(shè)計(jì)Table 1 Treatments of the control efficacy experiments of emamectin benzoate 50 g/kg WG against H. armigera

煙株田采用常規(guī)的田間管理，施藥期間未使用任何其他殺蟲(chóng)劑，各處理隨機(jī)分布，根據(jù)地塊分布，按照CK、處理5、處理1、處理4、處理2、處理3 的順序依次劃分。其中，CK 作為空白對(duì)照不噴施任何藥劑，煙株田的水肥管理與其余5 個(gè)處理一樣。

植保無(wú)人飛機(jī)采用低空低容量噴霧作業(yè)，每667 m2用水量1.5 L，以5 m/s 的飛行速度，距煙株頂芽3 m 的飛行高度，噴幅7 m 并垂直于煙草種植行的方向作業(yè)。作業(yè)過(guò)程中采用全自主飛行模式，并開(kāi)啟仿地跟隨系統(tǒng)以確保飛行高度恒定。植保無(wú)人飛機(jī)采用SX11001VS 噴頭，噴霧霧滴的粒徑為130～250 μm (體積中徑DV50值)，最大噴灑量為3.6 L/min。背負(fù)式電動(dòng)噴霧器常量噴霧，每667 m2用水量20 L。兩種植保器械作業(yè)情況如圖1 和圖2 所示。

圖1 植保無(wú)人飛機(jī)作業(yè)情況Fig. 1 Operation status of plant protection unmanned aerial vehicle (UAV)

圖2 背負(fù)式電動(dòng)噴霧器作業(yè)情況Fig. 2 Operation status of knapsack electric sprayer

參照文獻(xiàn)方法[7]先于施藥前調(diào)查各小區(qū)的棉鈴蟲(chóng)蟲(chóng)口基數(shù)，再分別于施藥后1、3 和7 d 調(diào)查每株煙草上棉鈴蟲(chóng)活蟲(chóng)數(shù)量、有蟲(chóng)煙株數(shù)量和有蟲(chóng)孔的煙株數(shù)量。每個(gè)小區(qū)采用五點(diǎn)取樣法，每點(diǎn)固定連續(xù)調(diào)查100 株煙草，每個(gè)小區(qū)共調(diào)查500株煙草。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 軟件，根據(jù)式(1)～(5)計(jì)算各處理的破葉率、蟲(chóng)株率、蟲(chóng)口減退率和防治效果[8]。采用軟件DPS 數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)對(duì)調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析，采用Duncan 法進(jìn)行多重比較。

式中：RL-破葉率，NA-煙株新展開(kāi)1～2 片煙葉中有蟲(chóng)孔的煙株數(shù)量，NT-調(diào)查總株數(shù)；RP-蟲(chóng)株率，NB-有蟲(chóng)株數(shù)；Nh-百株蟲(chóng)量，ND-各小區(qū)活蟲(chóng)數(shù)；RD-蟲(chóng)口減退率，NBF-藥前百株蟲(chóng)量，NAF-藥后百株蟲(chóng)量；E-防治效果，RPT-藥劑處理區(qū)蟲(chóng)口減退率，RCK-空白對(duì)照區(qū)蟲(chóng)口減退率。

2 結(jié)果與分析

按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)不同小區(qū)施用不同劑量的5%甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽WG，調(diào)查藥后1、3 和7 d 時(shí)煙草植株的被損葉片和棉鈴蟲(chóng)數(shù)量。破葉率和蟲(chóng)株率如圖3 和圖4 所示。破葉率表示棉鈴蟲(chóng)危害煙草植株葉片情況，對(duì)比藥前與施藥后破葉率的變化情況(圖3)可知：施藥后空白對(duì)照的破葉率比施藥前有所上升；對(duì)比藥后3～7 d 破葉率的變化可以發(fā)現(xiàn)，處理2 (無(wú)人飛機(jī)+制劑劑量75 mg/hm2)、處理3 (無(wú)人飛機(jī) + 制劑劑量75 mg/hm2+ 10 mL/L 倍達(dá)通)、處理4 (無(wú)人飛機(jī) + 制劑劑量90 mg/hm2)在藥后7 d 與藥后3 d 的破葉率維持不變或呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。這是由于隨著施藥后時(shí)間的增加，藥劑逐漸發(fā)揮作用，導(dǎo)致煙草棉鈴蟲(chóng)取食能力下降或死亡，從而其破壞煙草植株的能力降低?？梢?jiàn)，植保無(wú)人飛機(jī)噴施藥液可以在短期內(nèi)有效控制棉鈴蟲(chóng)危害煙株，減少破葉率。

圖3 不同處理的煙草植株破葉率對(duì)比Fig. 3 The comparison of rates of broken leaves in tobacco with different treatments

從圖4 可以看出，各處理后的蟲(chóng)株率均低于施藥前的，且藥后7 d 均低于對(duì)照組，說(shuō)明5%甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽WG 對(duì)煙草棉鈴蟲(chóng)有很好的防治效果。其中，處理4 (無(wú)人飛機(jī) + 制劑劑量90 g/hm2) 和處理5 (背負(fù)式電動(dòng)噴霧器 + 制劑劑量75 g/hm2) 在藥后3 d 與7 d 之間蟲(chóng)株率下降趨勢(shì)相當(dāng)，說(shuō)明采用植保無(wú)人飛機(jī)施藥防治煙草棉鈴蟲(chóng)也可以達(dá)到與背負(fù)式電動(dòng)噴霧器相當(dāng)?shù)男Ч?/p>

圖4 不同處理的蟲(chóng)株率的變化Fig. 4 The insect strain rates with different treatments

從圖5 可以看出：對(duì)比植保無(wú)人飛機(jī)與背負(fù)式電動(dòng)噴霧器噴施甲氨基阿維菌素對(duì)煙草棉鈴蟲(chóng)的防治效果，在制劑劑量為75 g/hm2時(shí)，藥后1 d，前者的防治效果顯著高于后者；藥后3 d，盡管前者的防治效果低于后者，但差異不顯著；藥后7 d，前者的防治效果顯著低于同劑量下的后者。但當(dāng)制劑劑量達(dá)90 g/hm2或者添加10 mL/L 倍達(dá)通時(shí)，采用植保無(wú)人飛機(jī)的防治效果則與背負(fù)式電動(dòng)噴霧器無(wú)顯著差異。由此可見(jiàn)，通過(guò)添加10 mL/L的助劑倍達(dá)通可以提高植保無(wú)人飛機(jī)噴施藥劑對(duì)煙草棉鈴蟲(chóng)的防治效果，尤其在藥后7 d 時(shí)，添加倍達(dá)通處理的防治效果顯著高于未添加的處理。

圖5 兩種植保器械對(duì)煙草棉鈴蟲(chóng)防效的比較Fig. 5 The comparison of control efficacy of two plant protection instruments on tobacco H. armigera

3 討論

已有研究表明，與地面噴霧器械相比，采用植保無(wú)人飛機(jī)噴施農(nóng)藥防治病蟲(chóng)草害更高效便利。商艷蘭[9]對(duì)比分析采用植保無(wú)人飛機(jī)與背負(fù)式噴霧器噴施2.5%氯氟氰菊酯乳油與25%吡蟲(chóng)啉可濕性粉劑對(duì)小麥蚜蟲(chóng)的防治效果。結(jié)果表明：使用相同劑量的殺蟲(chóng)劑，藥后1、3 和7 d 時(shí)二者的防效相當(dāng)；當(dāng)殺蟲(chóng)劑減量33%時(shí)，藥后1～3 d采用植保無(wú)人飛機(jī)噴施的防治效果顯著低于使用背負(fù)式噴霧器，藥后7 d 前者的防治效果達(dá)到最佳且與后者的防治效果相當(dāng)，但前者的作業(yè)效率是后者的5.76 倍。焦雨軒等[10]對(duì)比分析采用噴桿噴機(jī)、噴槍和植保無(wú)人飛機(jī)噴施35%氟啶 ? 啶蟲(chóng)脒水分散粒劑、40%聯(lián)肼 ? 乙螨唑懸浮劑、98%甲派嗡可溶粉劑和1.8%阿維菌素乳油對(duì)棉蚜的防治效果。結(jié)果表明：植保無(wú)人飛機(jī)的霧滴沉積分布優(yōu)于噴桿噴霧機(jī)和噴槍?zhuān)? 種植保器械施藥后10 d對(duì)棉蚜的防治效果均達(dá)到80%以上，且植保無(wú)人飛機(jī)比噴桿噴霧機(jī)和噴槍可節(jié)省60 倍的水量和藥液。伏榮桃等[11]對(duì)比分析了多旋翼植保無(wú)人飛機(jī)與背負(fù)式電動(dòng)噴霧器防治水稻病蟲(chóng)害 (稻瘟病、紋枯病、稻曲病、螟蟲(chóng)、稻飛虱) 的防治效果。結(jié)果表明：植保無(wú)人飛機(jī)使葉片正反面均可著藥，防治效率明顯高于人工防治，且在最適飛行高度、飛行速度和添加飛防助劑等條件下，對(duì)水稻病蟲(chóng)害防治效果顯著。郭華偉等[12]研究比較了植保無(wú)人飛機(jī)與背負(fù)式噴霧器噴施蟲(chóng)螨腈防治茶小綠葉禪的田間防效、農(nóng)藥殘留動(dòng)態(tài)和作業(yè)效率。結(jié)果表明，兩種噴施方式下對(duì)茶小綠葉蟬的防效相當(dāng)，蟲(chóng)螨腈在茶鮮葉中的消解動(dòng)態(tài)無(wú)差異，但植保無(wú)人飛機(jī)的作業(yè)效率是背負(fù)式噴霧器的14.1 倍。本研究結(jié)果表明：采用植保無(wú)人飛機(jī)噴施5%甲氨基阿維菌素WG 對(duì)煙草棉鈴蟲(chóng)的防治效果隨施藥劑量的增加而增加；在施藥劑量相同(75 g/hm2) 時(shí)，采用背負(fù)式電動(dòng)噴霧器，藥后3 d 和7 d 對(duì)煙草棉鈴蟲(chóng)的防治效果高于采用多旋翼植保無(wú)人飛機(jī)；在添加10 mL/L 的助劑倍達(dá)通或提高20%施藥劑量的情況下，采用多旋翼植保無(wú)人飛機(jī)噴施藥劑對(duì)棉鈴蟲(chóng)的防效從64.00%分別提高到92.59%或93.93%，可達(dá)到與采用背負(fù)式噴霧器噴施藥劑相當(dāng)?shù)姆乐嗡?。從作業(yè)效率方面來(lái)看，植保無(wú)人飛機(jī)的作業(yè)效率可達(dá)到背負(fù)式電動(dòng)噴霧器的30 倍以上；從水量使用方面來(lái)看，植保無(wú)人飛機(jī)施液量為22.50 L/hm2，背負(fù)式電動(dòng)噴霧器施液量為300 L/hm2，植保無(wú)人飛機(jī)可以節(jié)約用水92.50%。相比于背負(fù)式電動(dòng)噴霧器械，采用植保無(wú)人飛機(jī)低容量噴霧技術(shù)可以顯著節(jié)省用工時(shí)間和人力并提高作業(yè)效率，適合于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)規(guī)?；療煵莘N植的發(fā)展方式。因此，植保無(wú)人飛機(jī)在煙草病蟲(chóng)害防治過(guò)程具有巨大的前景。

目前已有大量科研協(xié)作研究和田間藥效試驗(yàn)表明，采用植保無(wú)人飛機(jī)施藥在防治主要農(nóng)作物病蟲(chóng)害時(shí)效果較好，如其對(duì)水稻病蟲(chóng)害如稻飛虱、稻縱卷葉螟、紋枯病、稻曲病等的防治效果在80%～90%之間[13-17]，對(duì)小麥病蟲(chóng)害如麥蚜、吸漿蟲(chóng)、白粉病、赤霉病及麥田雜草的防效在55%～100%之間[18-20]，對(duì)玉米病蟲(chóng)害如玉米螟的防效在50%～90%[21-22]，對(duì)棉蚜的防效可達(dá)70%～100%[23]等。但由于將植保無(wú)人飛機(jī)施藥應(yīng)用于煙草病蟲(chóng)害防治的研究尚匱乏，導(dǎo)致煙草病蟲(chóng)害的統(tǒng)防統(tǒng)治缺乏系統(tǒng)性的指導(dǎo)和理論依據(jù)。因此，要加強(qiáng)對(duì)植保無(wú)人飛機(jī)在煙草病蟲(chóng)害防治的應(yīng)用研究，建議從以下兩點(diǎn)入手：1) 針對(duì)煙草不同生長(zhǎng)階段植株的長(zhǎng)勢(shì)與生理狀態(tài)以及煙草病蟲(chóng)害發(fā)生特征篩選合適的飛行參數(shù) (飛行高度、飛行速度、施藥量等) 及防治時(shí)期；2) 通過(guò)分析添加不同類(lèi)型飛防助劑對(duì)藥液在煙草植株上沉積量的影響，篩選適用于煙草病蟲(chóng)害防治的飛防助劑。