克勝·蜻蜓-16無人機低空噴灑在小麥田的藥液沉積分布及對赤霉病的防治效果初探

吳重言 吳 偉 （江蘇克勝集團股份有限公司，江蘇省建湖縣 224700）

吳愛國*（江蘇省建湖縣農業科學研究所 224700）

王國賓 王 明 （中國農業科學院植物保護研究所，北京市海淀區 100193）

克勝·蜻蜓-16無人機低空噴灑在小麥田的藥液沉積分布及對赤霉病的防治效果初探

吳重言 吳 偉 （江蘇克勝集團股份有限公司，江蘇省建湖縣 224700）

吳愛國*（江蘇省建湖縣農業科學研究所 224700）

王國賓 王 明 （中國農業科學院植物保護研究所，北京市海淀區 100193）

為掌握克勝·蜻蜓-16無人機的多種技術參數及其病蟲防治技術，研究了克勝·蜻蜓-16無人機超低量噴霧在小麥田的霧滴沉積分布及對赤霉病的防治效果。結果表明，克勝·蜻蜓-16無人機飛行高度距作物上部2 m，前進速度4 m/s，每667 m2噴藥液量1 L，每667 m2添加克勝專用噴灑助劑10 mL，藥液在小麥上部、中部、下部葉片的沉積量分別為0.51、0.40、0.32 μg/cm2，在小麥整個植株上的沉積率達48.8%，均比未添加克勝專用噴灑助劑的藥液沉降率要高。在小麥揚花初期，采用無人機噴藥，每667 m2用己足50 mL+又勝20 m L+克勝專用噴灑助劑10 mL噴霧，5 d后再用己足+克勝專用噴灑助劑進行第2次噴霧，對小麥赤霉病的防效達78.4%，優于其他采用無人機噴藥、未添加助劑的處理，且與人工電動噴霧器處理間防效差異不顯著。采用無人機噴灑己足、又勝防治小麥赤霉病，未發現小麥生長異常。

克勝·蜻蜓-16無人機；克勝專用噴灑助劑；藥液沉積分布；小麥；赤霉病；防效

赤霉病是大、小麥生產上的重要病害之一，分布遍及全國，以江蘇、浙江、安徽、湖北等省發生最為嚴重[1]。防治小麥赤霉病的策略是在小麥揚花初期主動出擊用藥防治，但每年仍因防治不及時，導致小麥產量損失15%，嚴重的產量損失30%。同時，隨著農村勞動力的老齡化及農田迅速向種田大戶流轉集中，種田大戶防治小麥赤霉病面臨著勞動力嚴重不足的壓力。此外，近年來小型無人機在我國農業生產中得到了廣泛應用，且其外形尺寸小、重量輕、操控靈活，非常適合于中小田塊進行病蟲害防治或是在大田塊內進行局部的精準施藥等[2]。因此，江蘇克勝集團股份有限公司率先在國內開發無人機，提供了小麥病蟲防治藥劑噴灑服務。在此背景下，筆者研究了克勝·蜻蜓-16無人機超低量噴霧在小麥田的藥液沉積分布及對赤霉病的防治效果，旨在掌握克勝·蜻蜓-16無人機的多種技術參數及其病蟲防治技術，以期為大面積應用克勝無人機開展病蟲防治提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

藥劑噴霧機為克勝·蜻蜓-16無人機，該機具有6旋翼數，載藥量為10 L，雙離心式轉盤噴頭，噴頭間距1.4 m，噴頭最大轉速11000 r/min，單個噴頭流量0.74 L/min。

試驗藥劑為己足 (江蘇克勝集團股份有限公司，每667 m2每次用50 g)、又勝(江蘇克勝集團股份有限公司，每667 m2每次用20 g)。助劑為克勝專用噴灑助劑（江蘇克勝集團股份有限公司，每667 m2每次用10 g）。指示劑為85%誘惑紅（浙江吉高德色素科技有限公司，每667 m2每次用20 g）。

其他試驗材料為風速儀（北京中西遠大科技有限公司）、溫濕度儀（深圳市華圖電氣有限公司）、UV2100型紫外－可見分光光度計（萊伯泰科有限公司）、水敏紙（中國農業科學院植物保護研究所自制）、濾紙、自封袋、注射器、0.45 m針頭、過濾膜等。

1.2 試驗概況

試驗設在江蘇省建湖縣慶豐鎮東喬村一農戶小麥田內進行，試驗田長約115 m、寬200 m，田內無障礙物。供試小麥品種為“鄭麥9023”，種植方式為撒播，種植密度為620株/m2。噴藥時小麥株高60 cm，長勢平衡，處于揚花初期（7%～10%）。藥前10 d未用殺菌劑，藥后10 h無降水，藥后25 d內藥效檢查期間未用殺菌劑。噴藥時統一每667 m2加施悅35 mL防治蚜蟲。兩次噴藥時氣候條件均為天氣晴朗，風速0～1.2 m/s，溫度18～20.5 ℃，濕度52%～67%。

1.3 試驗設計

試驗處理設計（見表1）。無人機于2016年4月18日（小麥揚花5%～7%時）進行第1次噴霧，在第1次噴霧后5 d（4月23日）進行第2次噴霧，采用縱向單幅噴霧，無人機噴施小區長115 m、寬7.2 m。人工背負式電動噴霧器小區長115 m、寬7.2 m，全噴霧。

1.4 考察項目

1.4.1 試紙田間布置

在克勝·蜻蜓-16無人機噴霧開始前，在各試驗處理區內布放測試濾紙和測試卡。分別在試驗處理區與噴霧帶相垂直的線上，將試驗桿從噴幅中心線向兩邊各布置3個點，每點間隔1 m，同時，將測試濾紙分別布置(用訂書機固定)到小麥的上部（旗葉）、中部（倒2葉）、下部（倒3葉）葉上。

1.4.2 無人機噴霧藥液在小麥田間立體沉積分布情況測定

表1 克勝·蜻蜓-16無人機防治小麥赤霉病試驗處理設計

在室內，準確稱取誘惑紅(精確至0.0002 g)于10 mL容量瓶中，用蒸餾水定容，得到質量濃度分別為0.5、1.0、5.0、10.0、20.0 mg/L的誘惑紅標準溶液。分別用紫外分光光度計于波長514 nm處測定其吸光度值，每個濃度連續測定3次，取吸光度平均值對誘惑紅標準溶液濃度作標準曲線。在田間噴霧試驗開始前，將一定量的誘惑紅作為指示劑加入到配置好的藥液中（每667 m2每次用20 g）。第1次噴霧結束30 min后，收集試驗濾紙，放入自封袋中，進行藥液沉積分布的測定。測定時向自封袋中加入蒸餾水5 mL，震蕩洗滌10 min，根據測定的標準曲線計算洗滌液中誘惑紅的質量濃度，推算誘惑紅在小麥植株上的沉積分布情況，即可知無人機噴霧藥液在小麥田間立體沉積分布情況。

1.4.3 無人機噴霧藥液在小麥植株上有效沉積率的測定

第1次噴霧結束30 min后，在布置試驗濾紙的位置取整株小麥苗，共取10點，每點取小麥苗5株，將每點的小麥苗放入自封袋內，進行藥液沉積量的測定與計算。測定時向自封袋中加入蒸餾水20 mL，震蕩洗滌10 min，根據測定的標準曲線計算洗滌液中誘惑紅的質量濃度，推算每點的誘惑紅總沉積量。隨機選取10個面積1 m2的試驗范圍，調查該范圍內的小麥株數，計算平均數，通過試驗面積除以小麥株數得到每株小麥所占的面積。通過計算單位面積的施藥量乘以每株小麥的面積即可得出每株小麥的理論施藥量，最后計算出小麥田噴霧藥液的有效沉積率。

1.4.4 小麥赤霉病防效調查

待小麥赤霉病病情穩定（5月20日）時選取各試驗處理區面積50 cm×160 cm，調查該面積內的小麥總穗數，仔細清查感染赤霉病的病穗，并按赤霉病4級分級法記載病情嚴重度，計算病情指數和防治效果。赤霉病防治效果（%）= [（空白對照區病情指數-處理區病情指數）/空白對照區病情指數] ×100。

1.4.5 小麥安全性調查

各處理區在各次施藥后3 d、7 d觀察小麥生長表現。

2 結果與分析

2.1 小麥植株上、中、下部葉片霧滴有效沉積量

由表2可知，處理（1）與處理（2）相比，克勝·蜻蜓-16無人機飛行高度對藥液在小麥上部葉片的沉積量無影響，沉積量均為0.46 μg/cm2，但飛行高度（距作物上部距離）1 m的處理（1）的小麥中部和下部葉片的藥液沉積量要高于飛行高度2 m的處理（2），說明降低飛行高度有利于提高藥液在小麥冠層的穿透性。處理（2）與處理（4）相比，添加克勝專用噴灑助劑對藥液在小麥冠層上的沉積量影響明顯，未添加助劑處理的藥液在小麥上部、中部、下部葉片的沉積量分別為0.46、0.16、0.14 μg/cm2，而添加助劑處理的藥液在小麥上部、中部、下部葉片的沉積量分別為0.51、0.40、0.32 μg/cm2，表明添加助劑對藥液沉積量具有明顯的提高作用。

表2 不同處理對小麥植株上部、中部、下部葉片藥液有效沉積量分布的影響

2.2 小麥植株藥劑沉積率

由表3可知，與處理（2）相比，處理（1）的藥液在小麥上的沉積率更高，說明降低飛行高度有利于藥液在小麥上的沉積，減少藥液的漂移，增加藥液的沉積穿透性，使更多的藥液沉積到靶標上；處理（4）在添加了克勝專用噴灑助劑后，其藥液的有效沉積率明顯比沒有添加的要高，表明添加助劑有利于藥液在小麥植株上的沉積。

表3 不同處理對小麥植株藥液沉積率的影響

2.3 對小麥赤霉病的防治效果

由表4可知，處理（4）對小麥赤霉病的防效達78.4%，優于其他采用無人機噴藥、未添加助劑的處理，且與人工噴藥處理間防效差異不顯著。

從用藥量來看，每667 m2噴藥液量為0.5 L的處理（3）對小麥赤霉病的防效為68.4%，每667 m2噴藥液量為1.0 L的處理（2）對小麥赤霉病的防效為71.1%，每667 m2噴藥液量為1.3 L的處理（5）對小麥赤霉病的防效為77.6%，表明增加噴藥液量有利于提高防效，但作業效率有所下降。

2.4 小麥安全性

經試驗期間觀察，未發現小麥生長有異常表現，表明采用無人機噴灑己足、又勝防治小麥赤霉病對小麥生長安全。

表4 不同處理對小麥赤霉病的防治效果

3 結論與討論

3.1 結 論

試驗結果表明：（1）克勝·蜻蜓-16無人機飛行高度較低時藥液會受下行氣流影響而落至地面造成藥液損失，飛行高度較高時則受風影響較大造成藥液沉降量損失[3]，同時考慮到無人機遙控人員的疲勞程度，在大面積病蟲防治過程中，克勝·蜻蜓-16無人機適宜的飛行高度為距作物上部距離2 m左右。（2）克勝·蜻蜓-16無人機飛行高度（距作物上部距離）2 m，前進速度4 m/s，每667 m2噴藥液量為1 L，每667 m2添加克勝專用噴灑助劑10 mL，藥液在小麥上部、中部、下部的沉積量分別為0.51、0.40、0.32 μg/ cm2，在小麥整個植株上的沉積率達48.8%，均比未添加克勝專用噴灑助劑的藥液沉降率要高。（3）在小麥揚花初期，采用無人機噴藥，每667 m2用己足50 mL+又勝20 mL+克勝專用噴灑助劑10 mL噴霧，5 d后再用己足+克勝專用噴灑助劑進行第2次噴霧，對小麥赤霉病的防效達78.4%，優于其他采用無人機噴藥、未添加助劑的處理，且與人工電動噴霧器處理間防效差異不顯著。（4）從用藥量來看，每667 m2噴藥液量為0.5 L、1.0 L、1.3 L的處理對小麥赤霉病的防效分別為68.4%、71.1%、77.6%，表明增加噴藥液量有利于提高防效，但作業效率下降。（5）采用無人機噴灑己足、又勝防治小麥赤霉病，小麥生長未發現異常表現。

3.2 討 論

目前，農業生產已進入了一個全新的發展階段，其發展模式、經營方式、勞動力狀況等都發生了重大變化，但農作物病蟲害防治模式仍沒有根本改變，已不適應現代農業發展的需要。面對大規模的病蟲草害頻頻發生及農村勞動力匱乏的現象，我國單一的植保機械品種已無法順應當前形勢的要求。隨著我國經濟的快速發展，發展省力化、高工效的農藥使用技術已逐漸成為農業生產的需求，而根據國外經驗，航空施藥防治技術是目前較為先進的有效的病蟲草害防治手段，不僅不受地理因素的制約，且與地面機械田間作業相比，飛機作業還具有降低作業成本、不會留下轍印和損壞農作物等特點。同時，航空植保機械施藥作業是在運載作業平臺（飛行器）上掛接噴霧裝備進行的空中作業，具有垂直起降、可懸停、可定點360°回轉等優勢。此外，還具有起飛著陸場地要求低、外形尺寸小、飛行安全性高、地面設備簡單、架設和撤收時間短等特點，尤其適宜在中小田塊進行病蟲害防治作業。但同時也有很多問題需要改進，如本試驗是在微風條件下進行的單幅噴霧試驗，而無人機操作人員的遙控技術、風力、藥劑等對防治效果影響甚大，因此，仍需進一步試驗研究。

[1] 浙江農業大學.農業植物病理學[M].上海：上海科學技術出版社,1978：107-120.

[2] 高圓圓,張玉濤,趙酉城,等.小型無人機低空噴灑在玉米田的霧滴沉積分布及對玉米螟的防治效果初探[J].植物保護, 2013,39（2）：152-157.

[3] 吳偉.克勝·蜻蜓-16無人機技術參數測試報告[Z].2015.

2016-11-20

江蘇省農業三新工程項目[編號：SXGC(2016) 200]。

*為通訊作者。