飛防助劑對航空植保產(chǎn)業(yè)發(fā)展的貢獻

張春華，張宗儉，姚登峰，盧忠利，李小龍

（1.中化化工科學(xué)技術(shù)研究總院有限公司，北京 100083；2.北京廣源益農(nóng)化學(xué)有限責(zé)任公司，北京 100083）

航空植保是利用飛行器噴撒農(nóng)藥或肥料，從而對農(nóng)田、森林、草原的病、蟲、草害進行防治或進行田間植物生長管理，也簡稱為飛防。航空植保是一種航空與植保相結(jié)合的技術(shù)，我國近幾年無人機研發(fā)水平迅速提高，給航空植保的發(fā)展提供了硬件基礎(chǔ)，同時我國又是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國，病蟲害防治總面積超過5.3億hm2（80億畝次），給航空植保的發(fā)展提供了巨大的發(fā)展空間。

1 國內(nèi)外航空植保的發(fā)展現(xiàn)狀

在有人機噴藥方面，美國是目前農(nóng)業(yè)航空裝備技術(shù)最先進、應(yīng)用最廣泛的國家，其農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以大農(nóng)場為主，農(nóng)用飛機以載藥量大、作業(yè)效率高的有人駕駛固定翼飛機為主，施藥作業(yè)已達到規(guī)范化水平。無人機施藥方面，日本是世界上無人機噴藥第一大國，擁有注冊的農(nóng)用植保無人機2 346架（2014年統(tǒng)計），航空施藥面積占總耕地面積的50%以上，配套施藥技術(shù)也比較成熟。日本地貌以山區(qū)和丘陵為主，平原面積小，更適合使用體積小、靈活的無人機施藥。

我國開展飛行器施藥防治農(nóng)業(yè)、林業(yè)有害生物和衛(wèi)生防疫工作已有50多年的歷史，對突發(fā)性、爆發(fā)性有害生物的控制取得很好的效果，但一直以固定翼飛機為主，集中在大型農(nóng)場，飛機數(shù)量和農(nóng)田病蟲害的防治面積增長緩慢。2006年第一次中日南京航空植保研討會后，我國借鑒日本航空植保的經(jīng)驗，開始無人機的產(chǎn)業(yè)化探索，2010年第一架商用植保無人機交付市場，正式開啟了我國植保無人機產(chǎn)業(yè)化的序幕。經(jīng)過幾年的發(fā)展，我國航空植保迅速崛起，飛防事業(yè)發(fā)生了翻天覆地的變化，2016年植保無人機保有量達到6 500架，首次超過日本，2018年我國植保無人機保有量達到3.15萬架，飛防總作業(yè)面積突破2 000萬hm2（3億畝次），施藥作物有水稻、小麥、玉米、棉花和油菜等。

2 航空植保施藥特點和優(yōu)勢

2.1 作業(yè)效率高

航空植保作業(yè)效率與通常的人工噴霧相比具有快速、高效、靈活和突擊性強等特點，可以及時防控突發(fā)性大面積病蟲害。尤其是固定翼飛機，對突發(fā)性、爆發(fā)性農(nóng)林業(yè)有害生物的控制取得很好的效果。

2.2 適應(yīng)性強

不受作物長勢、土壤含水量及地形的限制，可有效解決高桿作物、水田、丘陵、山地等人工和地面機械作業(yè)難的問題。雨季過后，土壤泥濘，機械和人工都無法施藥，無人機則不受此限制。

2.3 節(jié)水節(jié)藥效果明顯

航空施藥一般667 m2（每畝）噴液量在1 L左右，省水省藥。《全國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃》提出了“一控二減三基本”方針，即嚴格控制農(nóng)業(yè)用水總量，減少化肥、農(nóng)藥施用量，地膜、秸稈和畜禽糞便基本資源化利用。在“一控二減”方面，無人機將發(fā)揮巨大作用。采用無人機作業(yè)，可節(jié)約用水量90%，減少農(nóng)藥用量30%～50%。

表1是植保無人機與傳統(tǒng)施藥方式對比情況。

表1 植保無人機與傳統(tǒng)施藥方式對比表

3 飛防助劑對航空植保施藥技術(shù)提升的貢獻

施藥技術(shù)是航空植保能否健康發(fā)展的核心。專家建議：在植保無人機應(yīng)用技術(shù)研究中，一定要保證防效后再推廣下去。在熟練的專業(yè)人員操作下，飛行參數(shù)（飛行高度、速度）控制穩(wěn)定，此時直接影響藥效的因素主要是噴霧藥液的理化性能與霧化性能，如藥液穩(wěn)定性、表面張力、霧滴粒徑和霧滴分布均勻性等。

3.1 飛防助劑的作用

目前我國飛防專用藥劑還較少，現(xiàn)有常規(guī)農(nóng)藥制劑難以獲得穩(wěn)定的防效，需要加入噴霧助劑彌補藥劑的不足。航空植保中使用噴霧助劑是專門針對航空噴霧易飄移、藥液不穩(wěn)定等研發(fā)的專用助劑，也叫飛防助劑。航空植保霧滴在下落過程中容易蒸發(fā)或者飄移，偏離指定靶標或停留在空中，此時加入具有保濕抗飄移作用的噴霧助劑，可改善藥液性能，減少飄移，提高沉積率。南方氣溫高，藥液在下落過程中蒸發(fā)嚴重，霧滴變小增加了飄移風(fēng)險，或蒸發(fā)變成純農(nóng)藥粒子，影響防治效果，此時需要加入具有保濕功能的助劑。另外，飛防施藥時農(nóng)藥稀釋濃度高，經(jīng)常多種農(nóng)藥或肥料復(fù)配，易導(dǎo)致絮凝、沉淀等問題的產(chǎn)生。針對此類問題需要加入具有兼容作用的噴霧助劑，提高藥液的穩(wěn)定性。

3.2 我國飛防助劑的研發(fā)

我國噴霧助劑發(fā)展較晚，主要研究地面噴霧助劑，雖然過去有人機施藥液中也加入沉降劑，但都未大規(guī)模商品化。2010年當我國第一架植保無人機投入使用時，專業(yè)飛防助劑產(chǎn)品在終端市場上還處于空白。北京廣源益農(nóng)公司針對航空噴霧助劑開展專項研究，以改性植物油為主要原料開發(fā)出了適合飛機施藥的飛防助劑“邁飛”，并于2014年投入市場。“邁飛”以其優(yōu)異的產(chǎn)品質(zhì)量和效果，目前已發(fā)展成為我國飛防助劑第一品牌。油類助劑與葉片表面蠟質(zhì)層有高的親和性，可促進藥液的持續(xù)吸收，能使液滴保濕，減少水分揮發(fā)，減少小霧滴的形成，從而能減少霧滴飄移。通過復(fù)配使產(chǎn)品具有良好的潤濕鋪展性能，還能增加藥液的黏附性，近幾年對農(nóng)藥減施增效做出了突出貢獻。

近幾年隨著航空植保迅速發(fā)展，飛防助劑研究也越來越多，但種類仍以植物油類和有機硅類的為主，也有高分子表面活性劑類產(chǎn)品在開發(fā)。隨著飛防施藥種類和作物的增加，在飛防作業(yè)中不斷出現(xiàn)新的問題，對助劑的需求也不斷朝著精細化方向發(fā)展。定制飛防助劑將成為未來發(fā)展方向。

3.3 飛防助劑應(yīng)用

北京廣源益農(nóng)公司在“邁飛”開發(fā)過程中對其應(yīng)用效果進行了大量研究。在與殺蟲劑5.7%甲維鹽WDG復(fù)配，采用電動三角翼無人機施藥防治稻縱卷葉螟試驗中，施藥14 d效果最佳，其中5.7%甲維鹽WDG 14 g/667 m2（不加“邁飛”）處理防效為62.19%，加入“邁飛”后防效可達70.21%～88.56%。在與殺菌劑43%戊唑醇SC復(fù)配，用油動無人機施藥防治蘋果褐斑病試驗中，加入“邁飛”對43%戊唑醇SC的防病效果影響較大，明顯降低了病葉率，3 000倍液噴霧時，加入“邁飛”實際防治效果增加明顯，降低農(nóng)藥用量至4 000倍液并加入“邁飛”與3 000倍液單用效果基本一致。

國內(nèi)有不少學(xué)者對飛防助劑的應(yīng)用進行研究，張占英等對“邁飛”在防治水稻紋枯病中的減量增效性能進行了評價，結(jié)果表明無人機噴藥添加飛防專用增效劑“邁飛”15 mL/667 m2，在減少農(nóng)藥用量30%的情況下，均可達到較理想的防治效果。周曉欣系統(tǒng)地研究了幾種不同類型航空噴霧助劑的表面張力、潤濕性、接觸角和霧滴粒徑，并測試了助劑對霧滴蒸發(fā)的抑制作用，最終在田間測試了無人機添加助劑對霧滴在水稻冠層沉積分布的影響，結(jié)果表明添加助劑后，每平方厘米的霧滴個數(shù)隨著助劑濃度的增加而增多。

4 結(jié) 語

飛防助劑通過提高藥液穩(wěn)定性，改善藥液理化性能和噴霧性能，最終達到增效目的，對無人機施藥技術(shù)的發(fā)展具有促進作用。目前市場上飛防助劑產(chǎn)品種類越來越豐富，可適用于不同的施藥需求。飛防專用助劑已經(jīng)成為飛防植保健康發(fā)展的“幕后英雄”。