再生稻植保無人機病蟲害防治適宜飛行參數研究

余為仆，周忠雄，徐國華，吳蕓紫，柳 冕，許 暉，楊洪勇，謝 磊

（1.荊州農業科學院，湖北 荊州 434000；2.湖北凱龍楚興化工集團有限公司，湖北 荊門 448000）

隨著水稻生產向著全面機械化方向發展，植保無人機在水稻病蟲害防治方面的應用漸呈蓬勃之勢，植保無人機進行大面積噴藥作業，可以短期快速壓低病原基數、蟲口密度，具有速度快、效率高、持續效果好、防治費用低、節約用水用藥等優勢，并可有效解決不方便下田、防治力量不足等難題，在現代農業中受到越來越廣泛的運用。植保無人機運用于病蟲害防治對再生稻生產的減損增產有著更為重要的地位。適宜的無人機作業參數對病蟲害防治效果有著顯著的影響。無人機作業參數主要包括高度、速度、噴液量、霧滴粒徑等方面。

在江漢平原，再生稻面積達6.7 萬hm2，再生稻作為一種能節本省工、提質增效、充分利用溫光水土資源的水稻生產方式，起著增產穩糧的重要作用，為了保證再生季充足的穗數，在栽植密度上，再生稻與一季稻略有不同，再生稻更要求合理密植。江漢平原再生稻使用植保無人機進行病蟲害防治尚處于起步階段，再生稻病蟲害防治、無人機的選擇和操作參數均無統一規范。本試驗以常見的大疆MG-1S 植保無人機為操作對象，研究了不同飛行速度對噴霧量、噴霧液滴直徑以及再生稻田病蟲害防控效果的影響，旨在為進一步規范無人機在再生稻田上的使用提供應用參考。

1 無人機作業參數

1.1 高度

植保無人機普遍采用的是壓力式扇形噴嘴，根據該型噴嘴中間多、兩頭少的特性，相鄰噴嘴應保持噴幅30% 以上重疊才能保障噴灑均勻，MG 系列植保無人機、極飛無人機以及與其性能結構相近的無人機型應保持相對作業高度在1.5～2.0 m，高度過高將造成藥液漂移與蒸發加劇，過低則噴桿上相鄰噴頭噴出的霧滴重疊不足，噴頭正下方附近霧滴多，相鄰噴頭中間位置霧滴少，霧滴分布不均勻，造成漏噴［1，2］。

1.2 速度

作業速度會影響霧滴穿透性、飄移性。隨著作業速度的提高，穿透性將會降低，霧滴在作物中下部的沉積減少，而霧滴的飄移將會增加，根據大量試驗以及病蟲害情況，作業速度在4～6 m/s［3］。

1.3 噴液量

由于無人機為低容量作業，田間作業時，每公頃噴液量應嚴格控制以防止發生藥害。綜合考慮防效、作業成本、藥劑對作物的影響等因素，一般飛防處理時，噴液量為18.0～22.5 L。

1.4 霧滴粒徑

噴霧最佳的霧滴粒徑為40～100 μm。防治飛行的害蟲適合使用10～50 μm 的細小殺蟲劑霧滴，防治作物葉面爬行類害蟲幼蟲適合采用30～150 μm的霧滴粒徑，防治作物病害適合采用30～150 μm 的霧滴粒徑。由于飛防所用藥劑屬于高濃度，藥液量少，噴霧須均勻、霧滴須細小，防止漏噴、重噴［4，5］。

2 材料與方法

2.1 試驗地概況

試驗地點選在湖北省荊州市江陵縣三湖農場，處于北亞熱帶季風濕潤氣候區，年降雨量900～1 100 mm，無霜期246～262 d，土質為壤土，肥力中等。

2.2 材料與處理

再生稻品種為豐兩優香1 號，3 月20 日播種，4月23 日移栽，株行距30 cm×14 cm。

植保無人機選用大疆MG-1S，噴頭型號XR11001 VS（霧化粒徑130～250 μm，額度流量0.379 L/min）。設置飛行速度4、5、6、7 m/s 4 個處理及空白對照（未進行任何防治），每處理面積200 m2（寬4 m，長50 m），每處理設3 次重復，其他飛行參數參考前述數據。

在達到防治標準時，進行植保無人機作業，防治藥劑為增效劑派米瑞，乙酰甲胺磷（95%）可溶粒劑1 200 g/hm2，丙環嘧菌酯（18.7% 懸浮劑）750 mL/hm2，氯蟲苯甲酰胺（35% 水分散粒劑）90 g/hm2，稻瘟靈（30% 乳油）1 800 mL/hm2。

2.3 調查方法

1）紋枯病調查。按照紋枯病分級標準分別于防治前的7 月4 日、防治后的7 月24 日進行病級調查，每塊田用對角線五點取樣，每點20 叢，共查100叢。計算叢發病率和株發病率，并從中選取10 叢進行嚴重度分級。病情指數=［—（各發病級數×發病株數）/（調查總株數×4）］×100，防效=［1-（空白對照區藥前病指×處理區藥后病指）/（空白對照區藥后病指×處理區藥前病指）］×100%。

2）二化螟調查。分別于防治前7 月4 日、防治后7 月24 日進行病級調查，每個試驗小區均采用平行跳躍取樣法，每點隨機10 叢，共取50 叢調查。蟲害率=蟲傷株/調查總株數×100%。防效=（藥前蟲害率-藥后蟲害率）/藥前蟲害率×100%。

3）無人機噴霧相關參數測定。每個試驗小區以線陣方式布置3 條采樣帶，每條采樣帶布置5 個霧滴采樣點，每個采樣帶布置2×5 共10 個采樣點，每兩行采樣點之間距離5 m，每兩列采樣點之間距離1/6（0.5 m），每個采樣點在水稻植株上部、中部放置水敏紙進行霧滴采集（水敏紙尺寸9 cm×3 cm），每個試驗小區設采集區3 個，每區采樣3×10 共30 個樣本。無人機噴霧避開雨天及大風天氣。總滴數是水敏紙上檢測到的有效霧滴總數，霧滴密度是每平方厘米內的有效霧滴數目，DV0.5是霧滴中值粒徑數量（表示適宜農業噴灑靶標吸收的霧滴數量）［5］，沉積量是霧滴沉降在水敏紙上的有效量。

4）飛行時間和藥量的計算。每小區分別進行飛行計時，從無人機起飛到噴液結束算一個飛行周期。每一飛行周期前后都用量筒測量無人機藥艙藥液體積。

2.4 數據處理

數據的統計分析采用DPS 2000 數據處理系統進行分析。

3 結果與分析

3.1 不同處理飛行時間和實際噴灑量比較

從表1 可以看出，在采用額定噴流量的條件下，隨著飛行速度升高，飛行時間和實際噴灑量隨之減少。相比飛行速度4 m/s，5、6、7 m/s 的處理飛行時間分別減少11.1%、24.4%、33.3%，藥劑量分別減少7.3%、22.9%、34.4%。

表1 不同飛行速度下飛行時間和實際噴灑量比較（高度1.8 m）

3.2 不同處理霧滴參數比較

從表2、表3 可以看出，植保無人機作業參數設置為高度1.8 m、速度在4～7 m/s，隨著飛行速度的提高，水敏紙霧滴的總滴數、霧滴密度、DV0.5及沉積量都有一定程度的下降，當飛行速度提高到7 m/s時，下降程度較飛行速度4 m/s 和5 m/s 處理差異顯著。

3.3 不同處理病蟲害防效比較

從表4 可以看出，不同處理相比對照防效都有明顯提高，4 m/s 和5 m/s 的處理防效相當。當飛行速度超過6 m/s 時（即噴灑量低于11.1 L/hm2），對二化螟的防效相比4 m/s 和5 m/s 兩處理顯著下降。

表2 植株上部水敏紙霧滴參數比較

表3 植株中部水敏紙霧滴參數比較

表4 不同處理病蟲害防效比較

4 小結與討論

本試驗以植保無人機代表性機型大疆MS-G1為防治工具，驗證了無人機防治再生稻病蟲害過程中適宜高度、噴液量、霧滴粒徑等一些經驗性技術參數，同時比較了植保無人機在不同速度下的防治效果。結果表明，以大疆MS-G1 為代表的無人機型飛行參數設置飛行高度為1.8 m，采用額定流量0.379 L/min，在4～6 m/s 飛行速度范圍內都能達到良好的防治效果，但隨著飛行速度的提高，防治效果有所下降。綜合防治效率和防治成本來看，飛行速度設為5 m/s 的處理防治效益優于其他處理。