不同型號大疆植保無人機防治柑橘潛葉蛾的效果及應(yīng)用效益

蔣夢俠,陳 松,馮云斌,陳慶東,米文龍,楊 月,劉 波,楊東升*

(1.四川臺沃新秀健康植物保護(hù)服務(wù)有限公司,四川 三臺 621199;2.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所 /農(nóng)業(yè)部西南作物有害生物綜合治理重點實驗室,成都 610066)

柑橘潛葉蛾(PhyllocnistiscitrellaStainton),又名潛葉蟲、繪圖蟲、鬼畫符,屬鱗翅目葉潛蛾科,是四川柑橘產(chǎn)區(qū)的重要害蟲之一,在四川各新老柑橘產(chǎn)區(qū)普遍發(fā)生[3]。柑橘潛葉蛾常以幼蟲潛入柑橘樹葉表皮下,潛食葉肉,形成銀白色蜿蜒曲折的隧道,最終造成柑橘葉片卷縮,光合作用減弱,嚴(yán)重影響了柑橘新稍的抽發(fā)和柑橘植株的正常生長,還有可能誘發(fā)潰瘍病等侵染性病害[1]。近年來由于“暖冬”氣候等因子的影響,導(dǎo)致四川柑橘潛葉蛾的發(fā)生呈逐年加重的趨勢[1]。柑橘潛葉蛾多發(fā)于新稍,但往往秋稍抽發(fā)不整齊導(dǎo)致防控時間難掌握,再加上農(nóng)村勞動力流失、用工成本增加、果農(nóng)技術(shù)不高等多重因素,導(dǎo)致對柑橘潛葉蛾的防治不及時,待造成嚴(yán)重危害時再進(jìn)行防治,不僅效果欠佳,還增加了防治成本,嚴(yán)重影響柑橘樹后期的正常生長。

在此背景下,筆者在綿陽市三臺縣開展了大疆植保無人機作業(yè)參數(shù)篩選研究以及利用大疆植保無人機防治柑橘潛葉蛾的藥效試驗,以期為柑橘潛葉蛾的高效防控提供相關(guān)依據(jù),以及探索植保無人機防控柑橘潛葉蛾的可行性和應(yīng)用效益。

1 材料與方法

1.1 試驗?zāi)康?/h3>

根據(jù)試驗訴求,在目標(biāo)柑橘園開展大疆植保無人機作業(yè)參數(shù)篩選研究、柑橘潛葉蛾防控試驗以及無人機降工減本效果探究。通過對無人機高空噴霧防治柑橘潛葉蛾的防治效果,探索大疆植保無人機在柑橘上應(yīng)用的可行性;通過無人機噴霧與傳統(tǒng)人工噴霧人工投入、用時投入等方面的對比,探索無人機在柑橘病蟲害防控中的應(yīng)用效益。

1.2 試驗對象

試驗對象:潛葉蛾(phyllocnistiscitrella),試驗作物:柑橘,品種:晚熟雜柑。

1.3 環(huán)境設(shè)施栽培條件

試驗于2023年7月31～8月30日開展,地點位于四川省綿陽市三臺縣。

試驗園詳情:試驗園柑橘樹平均株高2～3m,冠幅2.5～3m,樹形多為自然開心型,樹勢較強,種植密度約55株/667m2,柑橘潛葉蛾常有發(fā)生。試驗時,柑橘潛葉蛾輕度發(fā)生,其他病蟲害輕度混合發(fā)生。

1.4 試驗設(shè)備

大疆植保無人機-1噴霧設(shè)備參數(shù)如下,型號:大疆T50電動八旋翼植保無人飛機,飛行速度:0～10m/s。可載藥容量:50L,噴霧流量:4～24L/min,噴頭:安裝4個雙重霧化離心噴頭,噴幅:3～11m,設(shè)備生產(chǎn)廠家:深圳市大疆創(chuàng)新科技有限公司。

大疆植保無人機-2噴霧設(shè)備參數(shù)如下,型號:大疆T30電動六旋翼植保無人飛機,飛行速度:0～10m/s,可載藥容量:30L,噴霧流量:3.6～8L/min,噴頭:安裝16顆壓力式噴頭,噴幅:4～9m,設(shè)備生產(chǎn)廠家:深圳市大疆創(chuàng)新科技有限公司。

大疆植保無人機-3噴霧設(shè)備參數(shù):型號:大疆T25電動四旋翼植保無人飛機,飛行速度:0～10m/s,可載藥容量:20L,噴霧流量:4～24L/min,噴頭:安裝4個雙重霧化離心噴頭,噴幅:4～7m,設(shè)備生產(chǎn)廠家:深圳市大疆創(chuàng)新科技有限公司。

人工作業(yè)設(shè)備:農(nóng)寶3WBD-20-9背負(fù)式電動噴霧器,容量20L,出水量4L/min,水壓0.65MPa,安裝4孔防風(fēng)噴頭,設(shè)備生產(chǎn)廠家:安徽阜陽明輝塑膠科技有限公司。

1.5 無人機霧滴沉降試驗

1.5.1 霧滴沉降試驗 在目標(biāo)柑橘園開展大疆植保無人機霧滴沉降試驗,通過設(shè)計3因素3水平正交試驗,對比不同型號的大疆植保無人機在不同作業(yè)高度、不同作業(yè)速度下,在柑橘中上部位的霧滴沉積情況。每個組號重復(fù)3次,每組試驗的面積為667m2。試驗因素、水平如表1所示。用正交試驗法,按正交表L9(34)設(shè)計,正交試驗方案如表2。

表1 試驗因素與水平

表2 正交試驗方案

表3 試驗處理

1.5.2 霧滴沉降數(shù)據(jù)采集與處理

無人機沿柑橘栽培行飛行,每組試驗選擇1顆柑橘樹進(jìn)行采樣,以柑橘樹冠頂部往下0.5m處布置上采樣層,1.0m處布置中采樣層,每個采樣層以無人機前進(jìn)方向最前端、最左側(cè)為第一取樣點,以“Z”字形布置取樣點,每層橫、豎各設(shè)置3個取樣點,合計每層9個取樣點,每株共計采樣18個,具體分布如圖1[2-3]。使用水敏紙作為霧滴分布測試的工具,每張水敏紙背面按順序進(jìn)行編號,用回形針將水敏紙固定在柑橘葉片上,用于收集葉片表面霧滴沉降情況。

圖1 采樣分布圖

試驗完成,確定水敏紙上的霧滴干燥后,按序號收集水敏紙,并逐一放入對應(yīng)的自封袋中,帶到實驗室進(jìn)行掃描,掃描后的圖像通過DepositScan軟件進(jìn)行處理,對霧滴的沉積分布數(shù)據(jù)進(jìn)行提取。

1.6 藥效對比試驗

以無人機交互試驗設(shè)置好的試驗組號,與人工噴霧進(jìn)行藥效對比試驗。

1.6.1 試驗設(shè)計 每個組號重復(fù)次數(shù):3次,試驗面積667m2,按照試驗方案,根據(jù)設(shè)計劑量,準(zhǔn)確量取用藥量,采用2次稀釋方法,配成藥液,進(jìn)行葉面噴霧,特別注意對新梢葉片的噴霧。人工噴霧以葉片滴水為度。

1.6.2 調(diào)查時間和次數(shù) 按照《農(nóng)藥田間藥效試驗準(zhǔn)則(二)》[4]要求,試驗共進(jìn)行5次調(diào)查,其中7月31日進(jìn)行基數(shù)調(diào)查,8月3日(藥后3d)、8月7日(藥后7d)、8月10日(藥后10d)進(jìn)行(殺蟲效果)調(diào)查。另外,于8月20日(藥后20d),即秋梢葉片充分展開時進(jìn)行葉片被害率、保梢效果調(diào)查。

1.6.3 調(diào)查方法 (1)殺蟲效果調(diào)查 按照《農(nóng)藥田間藥效試驗準(zhǔn)則(二)》[4]要求,每小區(qū)調(diào)查2株柑橘樹,每株按東、西、南、北、中五個方位固定6個新稍,記錄60個新梢的殘幼蟲數(shù)。

(2)保梢效果調(diào)查 按照《農(nóng)藥田間藥效試驗準(zhǔn)則(二)》[4]要求,每小區(qū)調(diào)查2株柑橘樹,每株按東、西、南、北、中五個方位固定6個新梢,記錄60個新梢的危害情況,按下列標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分級。

0級:葉片未受害;1級:有蟲食隧道,但葉片未變形;3級:有蟲食隧道,且葉片變形;5級:葉片半邊卷曲;7級:葉片全卷,落葉。

1.6.4 藥效計算方法

防治效果(%)=(1-

葉片被害指數(shù)(%)=

保稍效果(%)=

2 結(jié)果與分析

2.1 安全性分析

藥后20d時,各處理均未發(fā)現(xiàn)明顯藥害。

2.2 UAV噴灑霧滴在柑橘中上冠層空間的分布

由表4可知,影響霧滴在柑橘冠層上沉積密度的因素首先是飛機型號,動力越大、噴頭霧化效果越好的機型,霧滴沉積效果越好;其次是作業(yè)的高度與速度。在試驗組號1～9中,較優(yōu)的作業(yè)水平為T50無人機,作業(yè)高度2m,作業(yè)速度3m/s。

表4 霧滴沉降分布結(jié)果

2.3 柑橘潛葉蛾防治效果評價

2.3.1 不同無人機型號對柑橘潛葉蛾田間防治效果評價 試驗結(jié)果見表5,可知,藥后3d,各處理的防效表現(xiàn)為處理2>處理1>處理6>處理8>處理10>處理4>處理7>處理5>處理9>處理3,其中處理1、處理2、處理4、處理6、處理8、處理10的防效均達(dá)到了80%以上,以處理2(T50無人機在作業(yè)高度2m,作業(yè)速度3m/s)的防效最好,防效為86.11%。

表5 不同無人機型號對柑橘潛葉蛾田間防治試驗結(jié)果

藥后6d時,各處理的防效表現(xiàn)為處理2>處理1>處理8>處理6>處理4>處理10>處理7>處理5>處理9>處理3,其中處理1、處理2、處理4、處理6、處理8的防效均達(dá)到了90%以上,仍以處理2(T50無人機在作業(yè)高度2m,作業(yè)速度3m/s)的防效最好,防效高達(dá)96.68%。

藥后10d時,各處理的防效表現(xiàn)為處理2>處理1>處理6>處理4>處理8>處理10>處理7>處理5>處理9>處理3,其中處理1、處理2、處理4、處理6的防效保持在90%以上,仍以處理2(T50無人機在作業(yè)高度2m,作業(yè)速度3m/s)的防效最好,防效保持在93.52%。

2.3.2 保稍效果評價 由表6可知,各處理的保稍效果,表現(xiàn)為處理2>處理1>處理8>處理6>處理4>處理7>處理10>處理5>處理9>處理3,其中,處理1、處理2、處理4、處理6、處理8的保稍效果均達(dá)到了95%以上,其中以以處理2(T50無人機在作業(yè)高度2m,作業(yè)速度3m/s)的保稍效果最好,達(dá)到了98.33%。

表6 不同無人機型號防治柑橘潛葉蛾田間保稍結(jié)果

2.4 UVA噴霧施藥防控柑橘潛葉蛾與人工施藥效率對比分析

由表7可知,與傳統(tǒng)人工作業(yè)方式相比,無人機完成667m2柑橘地的噴霧時間僅需1min左右,且只需2人即可,而傳統(tǒng)人工作業(yè)需20min,且需5人同時進(jìn)行噴霧作業(yè),同時人工噴霧作業(yè)用水量遠(yuǎn)超無人機作業(yè)。

表7 無人機防控柑橘潛葉蛾與人工施藥效率對比

3 結(jié)論

根據(jù)霧滴在柑橘樹冠層的沉積效果、對柑橘潛葉蛾的防治效果以及保稍效果,得出以下試驗結(jié)論:①在大疆植保無人機型號篩選方面,最適宜用于柑橘潛葉蛾防治的型號為T50,具有動力強,載藥量大,噴頭霧化效果好,霧滴沉積密度高等優(yōu)點,適用于柑橘潛葉蛾等發(fā)生于柑橘中上部位的病蟲害。②在作業(yè)參數(shù)篩選方面,防治柑橘潛葉蛾等發(fā)生于柑橘中上層樹冠的病蟲害時,最佳作業(yè)高度為2m,作業(yè)速度3m/s。③在防治效果方面,應(yīng)用大疆植保無人機對柑橘潛葉蛾進(jìn)行噴霧防治,具有很好的防治效果,防效并不低于傳統(tǒng)的人工噴霧。

隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展,農(nóng)用無人機正在成為規(guī)模化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中高效省工、節(jié)約成本管理的重要平臺[2],在有效防治病蟲害的同時,節(jié)約了大量的人工成本,降低了生產(chǎn)投入。

綜上所述,大疆植保無人機對發(fā)生于柑橘中上部位的病蟲害具有很好的防治效果,但由于此次試驗主要針對的是柑橘“自然開心型”樹形,而柑橘樹還存在其他不同類型的樹形結(jié)構(gòu),因此,無人機在柑橘不同樹型的應(yīng)用效果、對不同發(fā)生部位的病蟲害防治效果如何,仍是一個需要不停探索、求證的課題。