極飛P20 植保無人機施藥對水稻紋枯病的防治效果研究

荀 棟，何家樂，陳木森，楊浩娜，潘 樂

（1.汨羅市植保植檢站，湖南 汨羅 414400；2.湖南省農(nóng)業(yè)生物技術研究所,湖南 長沙410125；3.湖南谷成農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司，湖南 汨羅 414400）

汨羅市是湖南省糧食生產(chǎn)大縣，常年水稻種植面積在6.1 萬hm2以上。水稻紋枯病是水稻中后期的主要病害，近年來隨著稻田肥力水平不斷提高，秸稈還田技術大面積推廣，該病發(fā)生面積逐年擴增，局部重發(fā)頻率明顯上升，給水稻生產(chǎn)造成嚴重威脅[1]。該病在高溫高濕的條件下發(fā)生嚴重，特別是在高產(chǎn)稻區(qū)，發(fā)生時造成秕谷較多，千粒重下降，嚴重時可能導致水稻抽穗異常，甚至出現(xiàn)絕收[2-3]。水稻生長中后期植株茂盛，水稻病蟲害頻發(fā)，采用常規(guī)施藥方法，藥液很難防治水稻中下部病蟲害，導致防治效果不佳，有時常規(guī)施藥后還出現(xiàn)病蟲害成災現(xiàn)象，嚴重影響水稻生產(chǎn)，急需研發(fā)針對性強、效率高的防治技術。

近年來汨羅市不斷更新植保作業(yè)設備，植保無人機施藥技術得到快速發(fā)展，目前全市植保無人機設備超過120 臺，植保飛防技術在農(nóng)作物病蟲草害防治中發(fā)揮著越來越重要的作用。目前，植保無人機常采取低空低容量噴霧，防治效率高，能實現(xiàn)快速規(guī)?；粨舴乐?，同時受作物類型、作物長勢、作業(yè)時間、天氣條件等因素的限制較小，特別是在水稻分蘗后期，相對于傳統(tǒng)作業(yè)方式優(yōu)勢更加明顯[4]?；诖?，試驗比較了極飛P20 植保無人機施藥方式與擔架式機動噴霧器、背負式電動噴霧器這2 種常規(guī)施藥方式對水稻中后期紋枯病的防治效果，以期為植保無人機施藥防控稻田病蟲害提供技術支持，進而推動植保無人機的應用和發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 試驗地點及材料

試驗在汨羅市古培鎮(zhèn)南環(huán)村進行，試驗田為規(guī)則矩形，地勢開闊，排灌方便，土壤肥力中等，有機質含量23 g/kg，pH 值5.9。供試水稻品種為常規(guī)中熟秈稻湘早秈45 號。2020 年4 月12 日拋栽，秧苗密度為2.1 萬株/667m2，基本苗9 萬～10 萬株/667m2。

試驗藥劑為27.8%噻呋·己唑醇懸浮劑（浙江博仕達作物科技有限公司）和懷農(nóng)特天然植物精油助劑（美國奧羅阿格瑞國際有限公司）。

試驗設備包括：（1）極飛P20 植保無人機，廣州極飛科技有限公司生產(chǎn)，噴頭型號為高速離心噴頭，轉速為1 000～13 000 r/min，霧滴粒徑70.0～550.0 μm，飛行速度0.1～12.0 m/s，飛行高度0.5～18.0 m，流量500～30 000 mL/667m2（流量與速度成反比例關系），噴幅1.0～6.0 m（噴幅與霧滴粒徑、飛行高度相關）；（2）3WG-45 擔架式機動噴霧器，湖南豐茂植保機械有限公司生產(chǎn)，噴頭類型為單噴頭，平均霧滴51.77 μm；（3）3WBD-16HBA 型背負式電動噴霧器，山東衛(wèi)士生產(chǎn)，噴頭型號為液力切向進液式雙噴頭，d=1.6 mm，平均霧滴粒徑176.67 μm[5]。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計將矩形試驗田塊分為6 個小區(qū)，處理1～5 每個小區(qū)面積0.2 hm2，處理6 小區(qū)面積0.1 hm2，小區(qū)間設置隔離帶。處理1～3 均為植保無人機低空低容量噴霧施藥，施藥量分別為20、18 和16 g/667m2；處理4 和處理5 分別為擔架式噴霧機和人工手動噴霧器施藥，施藥量均為20 g/667m2；處理6 為空白對照區(qū)（表1）。于水稻齊穗期施藥，此時株高為90 cm，施藥時間為6 月15 日上午8：00—9：00，天氣晴，溫度24.3℃，相對濕度82%，風速0.8 m/s。

表1 試驗設計

1.2.2 設備條件（1）極飛P20 型植保無人機：飛行速度3 m/s，飛行高度離冠層1 m （仿地飛行1.8），噴幅4 m（處分蘗后期）；藥液量為0.5 L/667m2。（2）3WG-45 擔架式機動噴霧器：配備新型遠程寬幅噴槍，噴槍射程10 m，噴幅7.6 m，噴槍流量為34 L/min，工作壓力為1.0～3.5 Mpa；藥液量為50 L/667m2。（3）3WBD-16HBA 背負式電動噴霧器：噴頭為雙扇形噴頭，噴頭流量1 L/min；工作壓力為0.2～0.4 Mpa ；人工行走速度約0.6 m/s；藥液量為30 L/667m2。

1.2.3 藥劑配方用量按照表1 的設計方案，采用2次稀釋法配置藥液逐一進行噴施。因植保無人機藥液量較少，故采用極飛P20 專用灌藥機灌藥，以便降低誤差。

1.2.4 調查方法施藥后觀察水稻田間長勢，考察是否存在藥害及機械損傷現(xiàn)象。

根據(jù)GBT 15791—2011 水稻紋枯病測報技術規(guī)范，用小區(qū)對角線5 點取樣法選擇調查點，每點5 叢水稻，以株為單位調查每小區(qū)施藥前、施藥后7、14 d 的發(fā)病情況。水稻紋枯病病情按照以下分級標準分為0～9 級：0 級，全株無??；1 級，第4 葉片及其以下各葉鞘、葉片發(fā)?。ㄒ詣θ~為第1 片葉）；3 級，第3 葉片及其以下各葉鞘、葉片發(fā)??；5 級，第2 葉片及其以下各葉鞘、葉片發(fā)??；7 級，劍葉葉片及其以下各葉鞘、葉片發(fā)病；9 級，全株發(fā)病，提早枯死。根據(jù)公式（1）～（4）計算病害發(fā)生率、病害減退率、病情指數(shù)、防治效果[6-7]。

1.2.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析用IBM SPSS Statistics 19 軟件進行數(shù)據(jù)分析，采用Duncan 氏新復極差分析法進行差異顯著性分析[7]，田間數(shù)據(jù)以平均數(shù)±標準誤表示。結合當?shù)夭煌┧幵O備田間操作實際和施藥經(jīng)驗，統(tǒng)計分析不同藥械的作業(yè)效率和成本。

2 結果與分析

2.1 不同施藥方式對水稻安全性的影響

施藥后1、3、7 d 進行田間觀察發(fā)現(xiàn)，處理1～3均未出現(xiàn)水稻生長不良等藥害及機械風場損傷等現(xiàn)象，表明使用極飛P20 植保無人機低空噴霧不影響水稻正常生長；處理4 出現(xiàn)小片機械損傷痕跡，3 d 后基本恢復，表明擔架式機動噴霧器對水稻有一定的機械損傷；其他小區(qū)水稻生長正常。

2.2 不同施藥方式防治效果的比較

由表2 可知，當用藥量為20 g/667m2時，植保無人機、擔架式機動噴霧器和背負式電動噴霧器的防治效果分別為92.32%、91.22%和87.79%，前二者的防效顯著高于第三者；采用植保無人機施藥的處理，用藥量為16 g/667m2時，防治效果為83.22%，顯著低于其他藥劑處理，而用藥量為18 g/667m2時，防治效果為91.15%，與擔架式機動噴霧器處理的防效相當，顯著高于背負式電動噴霧器處理的防效。這表明，與常規(guī)噴霧器施藥方式相比，植保無人機在用藥量降低10%時，仍可獲得相同甚至更好的防治效果，同時可大幅度節(jié)省施藥時的用水量。

表2 不同施藥方式對水稻紋枯病的防治效果

2.3 不同施藥方式作業(yè)效率的比較

通過實際操作情況分析，并結合以往使用3 種藥械作業(yè)的經(jīng)驗，比較了3 種不同的藥械的作業(yè)效率（表3），發(fā)現(xiàn)：（1）使用背負式電動噴霧器施藥，作業(yè)時間長、作業(yè)效率低、勞動強度大、透氣性差，如果長時間作業(yè)，容易發(fā)生人員藥物中毒和高溫中暑等事件，而且由于人工作業(yè)易出現(xiàn)漏噴和重噴的現(xiàn)象，用藥量控制誤差較大，影響作物受藥面積和受藥程度的均一性，因此難以實現(xiàn)預期的防治效果；（2）使用擔架式機動噴霧器，勞動強度相對較低，作業(yè)效率有明顯提高，但是對作物的機械損傷相對較大，同時用水量較大，農(nóng)藥的利用率不高，易造成環(huán)境污染，且對高大密集型的農(nóng)作物防治效果不佳，還會受到作業(yè)車道、水源、氣候條件等因素的制約；（3）采用新型植保無人機低空低容量施藥作業(yè)，不僅施藥作業(yè)效率高、農(nóng)藥用量少、用水量小、勞動強度低，而且還具有運輸方便、安全可靠等特點，是可實現(xiàn)快速規(guī)?；静∠x害專業(yè)化統(tǒng)防統(tǒng)治的新型植保藥械。

表3 3 種植保機械使用效率的比較

3 小結與討論

試驗結果顯示，極飛P20 型植保無人機施藥對水稻紋枯病的防治效果，與同等劑量的擔架式機動噴霧器和背負式電動噴霧器效果相當，甚至減少藥劑使用量的10%，也能達到相同甚至更好的防治效果。植保無人機作業(yè)噴施的藥液量為0.5 L/667m2，相對于同等條件下的擔架式噴霧器（藥液量為50 L/667m2）和人工手動噴霧（藥液量為30 L/667m2），節(jié)水率高達98%以上，同時降低農(nóng)藥使用量約10%，實現(xiàn)了農(nóng)藥的減量使用，降低了環(huán)境污染。其具體優(yōu)勢表現(xiàn)在：極飛P20 型植保無人機屬于低空低容量噴霧，接近作物噴灑，避免了農(nóng)藥的漂移和流失；農(nóng)藥噴灑霧滴細小、均勻，覆蓋面積較大，容易擊中靶標，提高了防治效果和防治效率；同時植保無人機能產(chǎn)生較強的向下壓力，作物葉片正反兩面均有著藥，可實現(xiàn)立體防治。

植保無人機具有勞動強度低、作業(yè)效率高且對作物安全的特點。隨著農(nóng)村土地流轉日漸增多，散戶種植逐漸被農(nóng)業(yè)合作社、家庭農(nóng)場等規(guī)?；N植所取代，植保無人機防控作物病蟲害的方式也慢慢被農(nóng)民認可。伏榮桃等[8]研究表明，植保無人機在最適飛行高度、飛行速度和添加飛防助劑等條件下，對水稻病蟲害防治效果顯著，具有大面積推廣應用價值。筆者的試驗也驗證了在水稻中后期病蟲害防治困難時期，應用植保無人機施藥防治水稻紋枯病效果最好，同時解決了水稻中后期病蟲害防治勞動強度大、容易延誤防治時機等問題，避免了水稻產(chǎn)量的虧損。郭海明等[9]指出，推進專業(yè)化統(tǒng)防統(tǒng)治，推廣運用植保新技術，是構建湖南現(xiàn)代植保體系的發(fā)展方向。

運用極飛P20 植保無人機低空低容量噴霧技術，在保證藥效的同時，可降低農(nóng)藥使用量約10%，農(nóng)藥減量增效效果明顯，同時植保無人機防治效率高，能實現(xiàn)大面積快速作業(yè)，更加符合現(xiàn)代種植大戶、合作社需求，有利于推進農(nóng)業(yè)社會化服務、助力鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)興旺。