植保無人機防控邊坡園林綠地菟絲子初報

譚志堅 肖裕 王勝

摘要：指出了應(yīng)用植保無人機加栽除草荊防除樹木冠層寄生性菟絲子草害是近期植保新器械應(yīng)用的熱門領(lǐng)域，用常規(guī)噴霧器人工施藥費時費力、防除效果不佳。2019年6月上旬，在菟絲子發(fā)生危害的高峰期，通過無人機噴灑專用除草劑25倍液、50倍液兩個劑量，均達(dá)到在保障寄主植物正常生長的基礎(chǔ)上，取得了很好的防控效果。

關(guān)鍵詞：無人機;除草劑;菟絲子;寄主;夾竹桃

中圖分類號：S765.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-9944（2019）19-0153-04

1引言

近年來，菟絲子北至東北，南至福建，云南，在中國大部分區(qū)域包括重慶都發(fā)生了危害。重慶是以丘陵山地為主的地形地貌，其中邊坡園林綠地也是重慶園林綠地的重要組成部分。菟絲子在邊坡園林綠地中蔓延侵害灌喬木植物為重害地帶。由于菟絲子生長迅速，部分會覆蓋樹冠，影響苗木莖葉光合作用，且吸取寄主營養(yǎng)物質(zhì)用于自身生長，致使寄主葉片黃化易落，枝稍干枯，長勢衰落。輕則影響植物生長和觀賞效果，重則致全株死亡，已威脅到了城市生態(tài)，受到了業(yè)界的廣泛重視。由于邊坡地形特殊，無法使用打藥車，背負(fù)式噴霧器射程有限且效率低下，亟需找到效率高、耗時少的新方法來防除邊坡綠地中的菟絲子。

針對以上情況，搭載農(nóng)藥噴施設(shè)備的小型多旋翼植保無人機，具有垂直起降、低空低速懸停、場地受限小、地形適應(yīng)性強、噴施效率高、霧化效果好和使用成本低等特點，可適應(yīng)丘陵山地等復(fù)雜地形并有效實現(xiàn)農(nóng)藥的減量增效。因此，多旋翼無人機在防除危害邊坡園林綠地菟絲子具有較高的應(yīng)用價值。但植保無人機在城市園林綠化領(lǐng)域的研究和應(yīng)用才剛剛起步，尤其是作業(yè)參數(shù)、配套的藥劑及地面配套措施等還有待研究，目前運用植保無人機對城市園林綠地上進(jìn)行雜草防控的研究缺乏報道。為此，筆者使用菟絲子專用防除藥劑，于2019年度實驗測定了植保無人機在不同施藥劑量下的噴施效果，以探索園林綠地中的菟絲子防控效果。

2試驗環(huán)境條件

實驗地點在重慶城區(qū)某城市道路旁的邊坡園林綠地中，邊坡高約30m，坡度40°，防除面積1.3畝，見圖1。植保無人機飛行日極見圖2。

3材料與方法

（1）試驗對象：菟絲子（Cuscutachinensis Lam.）。試驗植物：寄主園林植物為夾竹桃（NeriumindicumMill.）。試驗藥劑：專用藥劑，藥劑濃度為50倍和25倍。重慶園林綠地菟絲子危害及防除藥劑篩選”研究課題研制（提供）。

（2）施藥器具：植保無人機型號為大疆MG-1，搭載4個噴頭，噴頭型號XRll001，霧化粒徑130～250um。農(nóng)智優(yōu)（重慶）農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司（提供）。

（3）施藥時間：于2019年6月6日下午施藥，實驗期間天氣多云，氣溫23～33℃，風(fēng)力微風(fēng)。

（4）施藥方法：植保無人機沿菟絲子侵害嚴(yán)重區(qū)域的規(guī)劃路徑飛行，飛行高度高于夾竹桃1.5～2m處，飛行速度3.4m/s，噴幅3m，噴霧量為每畝噴藥量按1.6L計。

4結(jié)果

藥后5、10、15、30d分四次拍攝菟絲子受害癥狀和夾竹桃是否有藥害，記載藥害癥狀、恢復(fù)情況，用圖片（目測）加文字描述防除效果（表1）。

夾竹桃藥害和菟絲子受害癥狀見表1和圖3～10，由表1得知50倍液和25倍液藥劑夾竹桃在施藥后30d后植株恢復(fù)正常生長。

菟絲子受害癥狀，50倍藥劑藥后5d藤莖失水萎蔫;10d后藤莖生長點下垂、停止生長;15d后藤莖部分呈黑斑;30d后藤莖部分干枯。25倍藥后5d藤莖陸續(xù)變色、下垂，停止生長;10d后部分干枯，開始死亡;15d后藤莖大部分干枯;30d后藤莖干枯。

5藥劑對夾竹桃生長的影響及菟絲子防控的效果

5.1夾竹桃生長抑制評價

綜合藥害癥狀分析，防除藥劑對夾竹桃生長抑制率可分為兩種情況，藥劑濃度50倍和25倍藥劑屬輕微藥害，對園林景觀質(zhì)量和植物生長影響短暫且范圍很小，均在可接受范圍之內(nèi)。

5.2菟絲子防除效果評價

50倍和25倍藥劑對菟絲子中毒都屬于有效。

5.3綜合評價

以安全性、有效性原則綜合評價，25倍藥劑藥后效果在防除寄生在夾竹桃上菟絲子的效果優(yōu)于50倍的防除效果。

6討論分析

據(jù)統(tǒng)計，在我國航空農(nóng)業(yè)植保作業(yè)面積從2013年的不足10萬畝次增長到2018年的3億畝次，5年增長3000多倍，2019年。該數(shù)據(jù)更將猛增至5億畝次。

化學(xué)除草劑防除園林綠地的菟絲子，具有對寄主安全、作用迅速、使用用量少、對環(huán)境友好等特點，但在坡地施藥過程中受打藥工具和地形影響，導(dǎo)致霧滴分布、壓力強度等因素變化影響，施藥效果不穩(wěn)定。隨著航空植保技術(shù)的不斷提升，目前隨著精確導(dǎo)航技術(shù)提升，植保無人機已經(jīng)能在山地、丘陵等復(fù)雜地形實現(xiàn)避障飛行。植保無人機其旋翼向下產(chǎn)生巨大氣流，在上空將藥液精確噴施至靶標(biāo)對象（土壤表面或植物表面），其霧滴細(xì)勻、穿透力強、飄移量小、沉降均勻、沉降密度大，加之作業(yè)全程由GPS導(dǎo)航并自動規(guī)劃航線，可減少或避免漏噴、重噴現(xiàn)象，從而能大幅度提高藥劑的利用率和防控效果，減少藥害發(fā)生幾率，降低施藥劑量，提升打藥效率，是防控邊坡雜草較為理想的除草劑噴灑器械。人工防除寄生在在邊坡園林綠地的菟絲子可清理200m。/（人·d），防除效果不佳且存在有安全風(fēng)險（例如爬高作業(yè)對工人的安全防護(hù)）。本次實驗在微風(fēng)無雨條件下，噴藥面積860m²耗時20min，這表明藥劑防除效率明顯優(yōu)于人工防除，極大縮短了作業(yè)時間，且對園林景觀影響也很小。

但是植保無人機作業(yè)時受實時天氣、園林植物的生長情況、雜草靶標(biāo)等因素影響，在作業(yè)時要綜合考慮無人機性能、無人機操作者技能水平。當(dāng)飛行高度超過一定限度，風(fēng)力超過3級、藥液霧滴飄移情況就會出現(xiàn)，影響防除效果。還可能會危及到相鄰的園林植物上造成藥害。所以在植保無人機作業(yè)時，噴藥量宜控制在0.5～1L/畝，有必要時應(yīng)在藥液中添加飛防專用助劑以減少藥液飄移，從而提高藥液的利用率，避免了飄移而產(chǎn)生的重噴、漏噴和藥害，避免污染環(huán)境以及對非靶標(biāo)植物的影響，充分發(fā)揮藥劑的作用效應(yīng)、顯著降低藥劑的施用量。未來可基于包括機器視覺和衛(wèi)星導(dǎo)航等的多傳感器融合精準(zhǔn)施藥作業(yè)，并進(jìn)一步研究智能導(dǎo)航算法。解決信號傳送過程的穩(wěn)定性、根據(jù)雜草分布和密度變化等因素規(guī)劃出具有科學(xué)性、經(jīng)濟(jì)性、安全性的除草作業(yè)路線。另外，無人機飛防除草對園林植物，經(jīng)濟(jì)林木的安全性、樹體內(nèi)部徹底防除的有效性，是目前仍然值得繼續(xù)探索的問題。

綜上表明，利用植保無人機噴施該種除草劑，對菟絲子的控制效果較好，對園林景觀影響小，且作業(yè)時間短，是防除寄生在城市園林綠地中菟絲子值得推廣應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)、安全、高效的除草劑噴施新技術(shù)。

7結(jié)論

與傳統(tǒng)噴藥相比，植保無人機每分鐘可噴灑1～2畝，可以節(jié)約50%的農(nóng)藥使用量和90%的用水量。應(yīng)用植保無人機防控寄生在邊坡園林綠地中的菟絲子既提高了工作效率效果，降低了水的使用量和勞動強度，還保證了作業(yè)者的安全，避免了對園林植物的踩壓，降低污染源對植物安全。因此，植保無人機飛防是提升對寄生園林植物中的菟絲子防除效率的有力手段，具有推廣應(yīng)用的價值。安全快速防除園林雜草將有效提高城市園林綠地景觀效果。促進(jìn)城市人居環(huán)境向生態(tài)化、可持續(xù)化方向發(fā)展。