張亞林，黃群*，馬小艷，鄧喜軍，王蘭，張西嶺*

（1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所/棉花生物學(xué)國家重點實驗室，河南 安陽455000；2.安陽全豐航空植?？萍脊煞萦邢薰荆幽?安陽455000；3.塔里木大學(xué)，新疆 阿拉爾843300）

棉花是我國五大農(nóng)作物之一，是僅次于糧食的重要農(nóng)作物，種植面積占全國農(nóng)作物總面積的3%，其產(chǎn)值卻占全國農(nóng)作物產(chǎn)值的10%左右，是單產(chǎn)貢獻(xiàn)率最高的農(nóng)作物[1]。隨著生產(chǎn)專業(yè)化和集約化程度的提高，棉花種植全程機(jī)械化病蟲害防治及生長調(diào)控也成為新時期棉花種植者的迫切要求，但是近幾年我國棉花生產(chǎn)受到多方面的嚴(yán)重威脅，棉花生產(chǎn)費時費工，機(jī)械化水平低，比較效益逐漸降低，植棉面積波動較大，生產(chǎn)形勢起伏不定[2]。其中，現(xiàn)有植棉技術(shù)落后，植保栽培措施費工、費時、費藥，是制約棉花生產(chǎn)實現(xiàn)全程機(jī)械化的障礙之一[3]?？s節(jié)胺系統(tǒng)化控是防止棉花徒長、促進(jìn)早熟和提高管理效率的有效手段，也是塑造適合棉花機(jī)械采收株型的關(guān)鍵技術(shù)[4-5]。無人機(jī)（Unmanned aerial vehicle,UAV）飛防技術(shù)具有垂直起降、低空作業(yè)、噴防精準(zhǔn)等諸多優(yōu)點，加之已具備的超低量施藥技術(shù)和自動導(dǎo)航技術(shù)，可在全程防控棉花病蟲害及棉花生長調(diào)控中能夠發(fā)揮很好的作用[6-7]。目前，無人機(jī)飛防在棉花上應(yīng)用研究主要集中無人機(jī)施藥參數(shù)對棉花的害蟲防治效果[8-9]及噴施脫葉劑對棉花的脫葉效果等方面[10-11]，利用無人機(jī)噴施縮節(jié)胺調(diào)控棉花株型的研究還鮮有報道。鑒于此，本團(tuán)隊開展了無人機(jī)噴施縮節(jié)胺對棉花生長調(diào)控效果的研究，旨在全面詳細(xì)地收集和掌握無人機(jī)噴施縮節(jié)胺對棉花株高、果枝節(jié)間長度調(diào)控效果的最佳作業(yè)參數(shù)，為推動棉田無人機(jī)飛防技術(shù)快速發(fā)展提供支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1供試品種。品種為中棉所92，具有早熟、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗病特性。2017年4月15日播種，膜下滴灌，76 cm等行距機(jī)采模式。

1.1.2供試藥劑。98%縮節(jié)胺原粉，由中棉小康生物科技有限公司生產(chǎn)。

1.1.3測試機(jī)型。3WQF125-16型智能懸浮植保機(jī)，由安陽全豐航空植?？萍脊煞萦邢薰旧a(chǎn)。

1.2 試驗方法

1.2.1無人機(jī)不同飛行高度噴施縮節(jié)胺。設(shè)置無人機(jī)飛行高度1 m、1.5 m、2 m，每667 m2用藥量為500 mL、650 mL、800 mL，共9個處理，以噴霧器噴施縮節(jié)胺和清水作為對照。

1.2.2無人機(jī)不同飛行速度噴施縮節(jié)胺。設(shè)置無人機(jī)飛行速度3 m·s－1、4 m·s－1、5 m·s－1，3種處理，以噴霧器噴施縮節(jié)胺（每667 m2用藥量為600 mL）和清水作為對照。

2017年7月7日、7月10日無人機(jī)共噴施縮節(jié)胺2次，每個處理3次重復(fù)，每個小區(qū)面積為100 m2，各小區(qū)間設(shè)置1 m的保護(hù)區(qū)。噴藥前分別對各小區(qū)固定標(biāo)記10株棉花，從噴施縮節(jié)胺當(dāng)天至打頂期間,每隔7 d分別調(diào)查棉花株高、第一果枝第一果節(jié)長。用Statistix 8.1統(tǒng)計分析軟件對調(diào)查結(jié)果進(jìn)行Duncan氏差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 無人機(jī)不同飛行高度噴施縮節(jié)胺對棉花株高、果枝節(jié)長的調(diào)控效果

由表1得出，噴施縮節(jié)胺7 d后，處理2、處理3、處理5、處理8的棉花株高增長值低于清水對照，其中處理2棉花株高增長值最小，僅為0.13 cm，比清水對照降低80%，比噴霧器噴施縮節(jié)胺降低90%，調(diào)控棉花株高增長的效果最好。對飛行高度的研究表明：當(dāng)飛行高度為1.5 m時，每667 m2用藥量為500 mL、650 mL、800 mL處理的調(diào)控效果都顯著高于飛行高度為1 m、2 m的處理。自噴施縮節(jié)胺14 d后，無人機(jī)噴施縮節(jié)胺處理棉花株高增長值都小于噴霧器噴施縮節(jié)胺，無人機(jī)噴施縮節(jié)胺處理控制株高增長的效果要優(yōu)于噴霧器噴施縮節(jié)胺，且調(diào)控效果顯著好于清水對照，隨著時間推移，無人機(jī)飛防的優(yōu)勢逐漸增大。綜上所述，當(dāng)飛行高度為1.5 m時，無人機(jī)飛防調(diào)控棉花株高增長的效果最好，優(yōu)于噴霧器噴施縮節(jié)胺。0.05 ）。

表1 不同飛行高度噴施縮節(jié)胺對棉花株高、果枝節(jié)長的調(diào)控效果

噴施縮節(jié)胺7 d后，各處理棉花果節(jié)增長值比清水對照小，其中處理8棉花果節(jié)增長值最小，為1.22 cm，比清水對照降低53%，比噴霧器噴施縮節(jié)胺降低42%。不同飛防高度的比較結(jié)果表明：飛行高度為1.5 m時的調(diào)控效果最好。噴施縮節(jié)胺14 d后，無人機(jī)飛防調(diào)控棉花果節(jié)增長效果顯著提高，1.5 m的飛防高度依然是最佳飛行高度；噴施縮節(jié)胺21 d后，無人機(jī)噴施縮節(jié)胺處理棉花果節(jié)增長值都小于噴霧器噴施縮節(jié)胺，優(yōu)于噴霧器噴施縮節(jié)胺，無人機(jī)飛防的優(yōu)勢逐漸增大。其中處理5棉花果節(jié)增長值最小，僅為2.14 cm，比清水對照降低55%，比噴霧器噴施縮節(jié)胺降低41%。綜上所述，當(dāng)飛防高度為1.5 m時，無人機(jī)飛防調(diào)控棉花果節(jié)增長的效果最好，優(yōu)于噴霧器噴施縮節(jié)胺。

2.2 無人機(jī)不同飛行速度噴施縮節(jié)胺對棉花株高、果枝節(jié)長的調(diào)控效果

由表2得出，噴施縮節(jié)胺7 d后，當(dāng)無人機(jī)飛行速度為4 m·s－1時，棉花株高的增長值最小，僅為0.20 cm，顯著低于清水對照，調(diào)控棉花株高增長的效果最好。噴施縮節(jié)胺14 d后，無人機(jī)飛防3個處理棉花株高增長值都小于清水對照，但調(diào)控效果與噴霧器噴施縮節(jié)胺差異不顯著。噴施縮節(jié)胺21 d后，處理2棉花株高增長值為0.77 cm，比清水對照降低70%，比噴霧器噴施縮節(jié)胺降低56%。綜上所0.05 ）。述，當(dāng)無人機(jī)飛行速度為4 m·s－1時，控制棉花株高增長的效果最好。

表2 不同飛行速度噴施縮節(jié)胺對棉花株高、果枝節(jié)長的調(diào)控效果

噴施縮節(jié)胺7 d后，處理組的棉花果節(jié)增長值都顯著低于清水對照，對果節(jié)生長有明顯的抑制作用。當(dāng)無人機(jī)飛行速度為4 m·s－1時，棉花果節(jié)的增長值最小，為0.78 cm，調(diào)控棉花果節(jié)增長的效果最好，比清水對照控旺效果提高65%，比噴霧器噴施縮節(jié)胺調(diào)控效果提高52%。噴施縮節(jié)胺14 d后，無人機(jī)噴施縮節(jié)胺處理的棉花果節(jié)增長值依然顯著低于清水對照，持續(xù)發(fā)揮對果枝生長的抑制作用。綜上所述，當(dāng)無人機(jī)飛行速度為4 m·s－1時，控制棉花果節(jié)增長的效果最好。

3 結(jié)論與討論

無人機(jī)飛防以其靈活、高效、安全等獨特的優(yōu)勢，勢必為我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展開辟一片新的天地，增強(qiáng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全程機(jī)械化發(fā)展水平[12-13]。本試驗結(jié)果表明，當(dāng)無人機(jī)飛行高度為1.5 m、飛行速度為4 m·s－1時，棉花株高、果節(jié)增長值顯著低于清水對照，且優(yōu)于其他無人機(jī)噴施縮節(jié)胺處理，對棉花生長調(diào)控的效果最好，對塑造適合棉花機(jī)械采收株型起到了重要作用，為無人機(jī)飛防技術(shù)的推廣應(yīng)用提供了支撐。

無人機(jī)飛行高度、飛行速度等作業(yè)參數(shù)對霧滴沉積分布有較大影響，同時環(huán)境溫度、濕度、風(fēng)速也是影響霧滴沉積結(jié)果的重要因素，進(jìn)而影響施藥效果。沙帥帥等[14]推薦在棉田應(yīng)用P20植保無人機(jī)施藥時，當(dāng)飛行高度為3 m、飛行速度為5 m·s－1時施藥，對棉蚜有較好的控制作用，且對棉花安全，無藥害，這與本研究結(jié)果存在差異，這可能由于無人機(jī)機(jī)型、噴施的對象或施藥環(huán)境因素等不同所致。因此，在棉田進(jìn)行無人機(jī)飛防作業(yè)時，應(yīng)選擇在無風(fēng)或微風(fēng)的天氣作業(yè)，且考慮所用的無人機(jī)性能。