不同施藥器械田間農藥有效利用率試驗研究

郝東川 田瑞鈞 陳育民 馮偉明 吳穎儀 溫華良 張均功

(佛山市農業科學研究所，廣東 佛山 528145)

農藥是現階段農作物病蟲草害防控最基本的手段之一，但是受施藥器械噴施效果差、藥滴飄移等因素的影響，大量噴施的藥液不能有效接觸到病蟲草害，而是流失到土壤、空氣、水體等環境中，而隨著農業技術的快速發展，人民對農產品質量安全的重視，以及生態環境保護意識的增強，應用高利用率的噴藥器械是解決農藥污染問題的有效途徑[1，2]。當前，手動液力式噴霧的方法仍是農業生產主要的施藥器械，盡管近年來植保無人機、手推式噴霧器等一些新的施藥器械得到開發應用，然而大部分農民還在使用傳統大水量、大霧滴的噴藥方法，導致藥液浪費嚴重、噴施時間長，造成藥液霧滴在植株上的有效沉積利用率低[1，3]。為了增加農藥有效利用率，試驗分析了手推式高壓噴霧器、植保無人機、電動噴霧器3種不相同的噴藥器械在施藥后水稻、蔬菜等植株中的農藥利用率，探討不同施藥工具農藥減量增效作用，旨在促進高效施藥器械的推廣，為減少農藥用藥量提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

1.1.1 試驗儀器

分析天平，上海天平儀器廠生產；WS-5CD2電動噴霧器，山東衛士植保機械有限公司生產；手推式高壓噴霧器；植保無人機，廣州極飛科技有限公司生產；UV-1600紫外-可見分光光度計，上海美譜達儀器有限公司生產；一次性培養皿，試管，容量瓶，移液槍。

1.1.2 試驗試劑

食品染色劑誘惑紅，上海染料研究所生產；200g·L-1氯蟲苯甲酰胺懸浮劑，美國杜邦公司生產；50%吡蚜酮水分散粒劑，江蘇安邦電化有限公司生產；4%阿維·啶蟲脒乳油，山東百士威作物保護有限公司生產。

1.1.3 供試品種

“野豐占”，佛山市農業科學研究所選育；“60天甜菜心”，廣東科農蔬菜種業有限公司生產。

1.2 試驗設計

1.2.1 試驗地情況

水稻分孽期、孕穗期2次農藥有效利用率試驗在佛山市農業科學研究所試驗地進行，蔬菜農藥有效利用率研究在佛山市農業科學研究所內進行。

1.2.2 施藥器械

手推式高壓噴霧器，藥液用量32L·667m-2；植保無人機，藥液用量3L·667m-2，飛行高度1.5m，飛行速度3m·s-1；電動噴霧器，藥液用量32L·667m-2。

1.2.3 藥劑處理

水稻處理，50%吡蚜酮10g·667m-2加200g·L-1氯蟲苯甲酰胺10mL·667m-2；菜心處理，4%阿維·啶蟲脒40mL·667m-2。按每667m2使用藥液量加入食品染色劑誘惑紅16g。

1.2.4 標準溶液配制

用分析天平稱0.10g誘惑紅，溶解并定容至100mL，制成濃度為1000mg·L-1的母液。再稀釋成1mg·L-1、2mg·L-1、3mg·L-1、4mg·L-1、5mg·L-1、10mg·L-1、15mg·L-1、25mg·L-1、50mg·L-1、75mg·L-1等10個濃度誘惑紅水溶液。

1.2.5 標準曲線測定

用上述配制的誘惑紅水溶液在紫外-可見分光光度計上501nm波長處分別進行吸光度測定。

1.2.6 洗脫回收率

分別用移液槍滴加20μg、40μg、60μg、80μg誘惑紅母液在水稻、菜心植株和培養皿中，待溶液全部干后，將水稻、菜心植株放入燒杯中，用20mL蒸餾水清洗，之后用5mL蒸餾水沖洗培養皿，搖5min，靜止1min，再用分光光度計測洗脫濃度，計算出洗脫回收率，公式：

1.2.7 植株農藥利用率測量測定

水稻噴完藥待植株藥液干涸后，采用“Z”字型5點取樣法取樣，每點選擇3叢，記錄每叢株數及每667m2叢數，計算每667m2株數；菜心噴完藥待植株藥液干涸后，采用“Z”字型5點取樣法取樣，每點取菜心8株，記錄每平方米菜心株數，并折算成每667m2株數。采樣后及時將樣品帶到檢測室，水稻、菜心每株用20mL蒸餾水沖洗，用分光光度計測算誘惑紅含量，再計算農藥利用率，公式：

誘惑紅含量(μg/株)=誘惑紅質量濃度(μg·mL-1)×20mL

1.2.8 地面農藥沉積流失率測定

水稻噴霧前在2叢之間均勻放置8個培養皿，采用對角線5點取樣；菜心2株之間放置培養皿，采用對角線5點取樣，每點放置8個培養皿。待藥液干后，把地面上培養皿帶到檢測室，用5mL蒸餾水沖洗每個培養皿，用分光光度計測算誘惑紅含量，折算成單位面積誘惑紅的沉積量。計算地面藥液沉積流失率，公式：

1.2.9 漂移及其它流失

計算公式：

漂移及其它流失率(%)=100%-(植株農藥利

用率(%)+地面沉

積流失率(%))

1.2.10 數據分析

應用Excel 2010數據分析和SPSS 19.0統計處理，應用Duncan新復極差法統計檢驗。

2 結果與分析

2.1 誘惑紅作示蹤劑

2.1.1 誘惑紅溶液的標準曲線[4]

通過檢測，誘惑紅溶液質量濃度在0～75mg·L-1范圍內呈線性相關關系。如圖1所示，以不同濃度誘惑紅溶液的吸光度作為橫坐標，用誘惑紅溶液的質量濃度作縱坐標的標準曲線，方程為y=27.099x-2.3547(R2=0.9996)。

圖1 誘惑紅溶液濃度與吸光度的線性關系圖

2.1.2 植株葉片和培養皿的洗脫回收率

為測定誘惑紅在水稻、菜心植株和培養皿中的洗脫回收率，如表1所示，不同誘惑紅在水稻、菜心植株和培養皿中的洗脫回收率分別在99.10%～107.11%、96.39%～103.01%和99.61%～107.79%。說明誘惑紅溶液在水稻、菜心植株和培養皿中的洗脫回收率高，可以用作水稻、蔬菜田間農藥利用率研究的示蹤劑。

表1 誘惑紅在水稻、菜心植株和培養皿中的平均洗脫回收率

2.2 不同施藥器械在水稻、蔬菜上的農藥利用率

2.2.1 不同施藥器械在水稻分孽期上的農藥利用率

由表2可知，植保無人機的植株農藥利用率最高為42.92%，與電動噴霧器、手推式高壓噴霧器相比分別高出4.02百分點、6.27百分點；電動噴霧器的地面沉積流失率最高為51.42%；漂移及其它流失率植保無人機>手推式高壓噴霧器>電動噴霧器。

表2 不同施藥器械在水稻分孽期上的農藥利用率

2.2.2 不同噴藥器械在水稻孕穗期上的農藥利用率

由表3可知，植株農藥利用率植保無人機最高，手推式高壓噴霧器最低，手推式高壓噴霧器與電動噴霧器差異不顯著；地面流失率植保無人機最低為17.68%，與另外2種施藥器械在0.01和0.05差異顯著水平下均有顯著差異；漂移流失率植保無人機>手推式高壓噴霧器>電動噴霧器。

表3 不同施藥器械在水稻孕穗期上的農藥利用率

2.2.3 不同噴藥器械在蔬菜上的農藥利用率

由表4可知，不同施藥器械在蔬菜上的農藥利用率均大于40%，其中植保無人機最高為52.09%；地面沉積流失率電動噴霧器與手推式噴霧器基本相當；漂移及其它流失率植保無人機>手推式高壓噴霧器>電動噴霧器，電動與手推式噴霧器漂移及其它流失率差異不顯著。

表4 不同噴藥器械在蔬菜上的農藥利用率

3 討論

植保無人機是近10年逐漸發展并趨于成熟的新型植物保護施藥器械，可以用于施藥、釋放天敵[5]，具有應用成本低、作業效率高、防治效果好等特點，非常適合用于糧食等大面積連片種植作物上，姚毅等[6]應用植保無人機施藥防治水稻稻縱卷葉螟和二化螟，防治效果與人工噴藥無顯著差異，可以降低用工成本，增加施藥效率；王偉民等[7]、旬棟等[8]應用植保無人機減少藥量控制水稻紋枯病，結果顯示在防治結果上使用植保無人機減少10%藥量較常規噴藥無顯著差異，可以減少農藥成本及勞動強度。不僅在水稻上，植保無人機還廣泛應用于小麥[9]、玉米[10]、棉花[11]、馬鈴薯[12]、柑橘[13]等作物上，然而，植保無人機在蔬菜的使用上現有的報道較少，試驗采用不同噴藥器械測試在蔬菜上的農藥有效利用率，結果表明植保無人機噴藥地面沉積流失率低、植株農藥有效利用率高，對于不同種類瓜菜及其病蟲草害的防控效果可以再進一步進行探索應用。

4 結論

試驗結果表明，水稻在分孽期和孕穗期2個時期分別采用手推式高壓噴霧器、植保無人機和電動噴霧器噴施50%吡蚜酮、200g·L-1氯蟲苯甲酰胺，菜心生長期噴施4%阿維·啶蟲脒乳油，利用誘惑紅示蹤法，測算出手推式高壓噴霧器、電動噴霧器和植保無人機3種噴藥器械噴施農藥的利用率，水稻分孽期的農藥利用率分別為36.65%、42.92%、38.90%，水稻孕穗期的農藥利用率分別為40.05%、57.65%、44.05%，菜心生長期的農藥利用率分別為41.87%、52.09%、45.56%。植保無人機與手推式高壓噴霧器、電動噴霧器相比農藥利用率均有顯著提高，據此認為，農業生產中應用植保無人機噴藥藥液使用量低、農藥有效利用率高，可以在水稻和蔬菜中應用。