植保無人機在甘蔗害蟲防治上的應(yīng)用效果

藺喬仙，楊世常，夏銀果，張念滇，何 珂，孟 霞，萬瑞紅，張云生，陳紹品，康 寧，小 依，姜吉娟，張永港*

0 引言

云南德宏蔗區(qū)在甘蔗大培土?xí)r根施新型農(nóng)藥防治甘蔗害蟲由來已久，但隨著害蟲抗藥性逐漸增強，用藥量和防治成本不斷增高，防治效果明顯下降，為有效控制甘蔗生長后期害蟲的為害，采用農(nóng)藥噴霧的防治方法，由于甘蔗生長后期植株高大，存在手工操作難、作業(yè)效率低、噴藥風(fēng)險大的問題。而無人機防治甘蔗害蟲技術(shù)能充分利用地理信息系統(tǒng)、自動控制等技術(shù)，實現(xiàn)了無人機自動導(dǎo)航甘蔗植保作業(yè)功能[1]，且具有防治速度快、效率高、用藥量少等優(yōu)點[2]，已在省內(nèi)外甘蔗病蟲害防治上進(jìn)行了應(yīng)用和推廣。我州于2016年開始引進(jìn)無人機進(jìn)行甘蔗害蟲防治作業(yè)示范，2017年先后采用不同機型在全州各縣(市)蔗區(qū)對甘蔗薊馬、螟蟲、粘蟲、赭色鳥喙象和甘蔗病害等進(jìn)行了一定面積的防治，并取得了一定的防治效果。無人機飛防已引起了地方政府、制糖企業(yè)和蔗農(nóng)的關(guān)注和重視，但無人機飛防配套技術(shù)尚未完善，對各種甘蔗病蟲害的防治效果還缺乏科學(xué)的數(shù)據(jù)支撐。為有效防控甘蔗薊馬、螟蟲，兼顧突發(fā)性甘蔗病蟲害的防治，試驗摸索出無人機飛防技術(shù)條件下的防治效果，為甘蔗蟲害防治提供一定的科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試作物甘蔗品種：為當(dāng)?shù)刂魍破贩N，主要有粵糖 93-159、柳城 03-182、川糖 79-15、ROC20、云蔗05-51、柳城05-136。

防治對象：甘蔗薊馬、甘蔗螟蟲。

供試藥劑：70%噻蟲嗪 ZF，先正達(dá)(中國)投資有限公司生產(chǎn)；2%吡蟲啉 GR，湖北省天門斯普林植物保護有限公司生產(chǎn)；4%吡蟲·毒死蜱GR，山東大農(nóng)藥業(yè)有限公司生產(chǎn)；0.4%氯蟲苯甲酰胺 GR，江門市大光明農(nóng)化新會有限公司生產(chǎn)；33%氯氟·吡蟲啉SC，江蘇龍燈化學(xué)有限公司生產(chǎn)；40%氯蟲·噻蟲嗪WG，先正達(dá)(中國)投資有限公司生產(chǎn)。具體施用方法及用量等詳見表1。

表1 參試農(nóng)藥、用量及施藥方法統(tǒng)計表

1.2 試驗地點

試驗示范地塊選擇在云南省隴川縣景罕糖廠蔗區(qū)。其中，甘蔗薊馬防治試驗示范點分別在章鳳鎮(zhèn)弄貫村弄島村民小組、景罕鎮(zhèn)廣宋村湯文村民小組和景罕鎮(zhèn)曼軟村紅光社村民小組等3個片區(qū)實施；螟蟲防治試驗示范點分別在景罕鎮(zhèn)廣等村擁軍社村民小組、景罕鎮(zhèn)景罕村景哏村民小組實施。

1.3 試驗時間

開展甘蔗薊馬無人機防治的時間為 2018年 7月11～28日共18天。其中，章鳳鎮(zhèn)弄貫村弄島村民小組于7月11～17日防治，景罕鎮(zhèn)廣宋村湯文村民小組和景罕鎮(zhèn)曼軟村紅光社村民小組于7月18～28日防治。

甘蔗螟蟲無人機防治的時間為 2018年 8月15～17日共3天全程防治至結(jié)束。

1.4 施藥器材及飛行參數(shù)

試驗噴霧作業(yè)采用的是昆明得一科技有限責(zé)任公司提供的極飛農(nóng)業(yè)P20 2017款植保無人機，其飛行外形尺寸為：長343 mm×寬207 mm×高85 mm，機身重量：4.5 kg，最大起飛重量為：20 kg，載藥容積：5～8 L，飛行時間：載藥可持續(xù)飛行25 min，噴霧霧化標(biāo)準(zhǔn)：70～200 μm(可調(diào))，著藥量：40～250 粒/cm2，噴頭直徑：60 mm，噴灑流量：150～500 mL/min(可調(diào))，噴幅寬度：1.5～5 m(視作業(yè)高度而定)[3-4]。

山地飛行參數(shù)：航線類型為往返航線，飛行高度為2.5～3 m (起飛位置和地塊高度不同)，飛行速度為2～3 m/s(地塊傾斜程度不同)，噴灑幅寬為3 m，流速為9000 mL/hm2，霧化大小為120 μm。

平地飛行參數(shù)：航線類型為往返航線，飛行高度為3 m，飛行速度為5 m/s，噴灑幅寬為3 m，流速為9000 mL/hm2，霧化大小為120 μm。

1.5 試驗設(shè)計

該研究是在甘蔗大培土根施藥劑防治的基礎(chǔ)上進(jìn)行，均采用大區(qū)對比設(shè)計，共實施無人機飛防133.02 hm2。其中，甘蔗薊馬防治試驗示范分別在弄島村民小組、紅光村民小組和湯文村民小組3個地方實施，實施無人機飛防總面積為87.6 hm2(弄島點49.73 hm2，紅光點15.4 hm2，湯文點22.47 hm2)，在根施70%噻蟲嗪ZF 225 g/hm2的基礎(chǔ)上，6～7月選用33%氯氟·吡蟲啉SC 240 mL/hm2進(jìn)行無人機噴藥防治，以根施 70%噻蟲嗪 ZF 225 g/hm2為對照(CK)，對照總面積共10 hm2(弄島點5 hm2，紅光社點3 hm2，湯文點2 hm2)。

甘蔗螟蟲防治試驗示范分別在擁軍社村民小組和景哏村民小組2個地方實施，實施無人機飛防總面積為45.42 hm2(擁軍社點41.62 hm2、景哏點3.8 hm2)，擁軍社試驗點在根施 4%吡蟲·毒死蜱 GR 30 kg/hm2的基礎(chǔ)上，于8月份甘蔗螟蟲為害初期選用40%氯蟲·噻蟲嗪 WG 240 g/hm2進(jìn)行無人機噴藥防治，以根施4%吡蟲·毒死蜱GR 30 kg/hm2為CK1，CK1面積為 6 hm2；景哏試驗點在根施 2%吡蟲啉GR 30 kg+0.4%氯蟲苯甲酰胺GR 30 kg/hm2的基礎(chǔ)上，于8月份甘蔗螟蟲為害初期選用40%氯蟲·噻蟲嗪WG 240 g/hm2進(jìn)行無人機噴藥防治，以根施2%吡蟲啉GR 30 kg+0.4%氯蟲苯甲酰胺GR 30 kg/hm2為CK2，CK2面積為2 hm2。田間管理以大田管理水平一致。詳見表1。

1.6 調(diào)查時間及方法

甘蔗薊馬：于2018年7月9日開展噴藥前甘蔗薊馬發(fā)生情況定點調(diào)查，于7月30日進(jìn)行防治效果調(diào)查(紅光社 8月 9日調(diào)查)。調(diào)查時每個片區(qū)調(diào)查5～6個點，每個點調(diào)查4個小點，每小點隨機調(diào)查5株甘蔗，記錄單株薊馬量并計算防效[5]。

甘蔗螟蟲：于2018年10月25日進(jìn)行防治效果調(diào)查，每個片區(qū)調(diào)查5～6個點，每個點調(diào)查5個小點，每個小點在蔗行中順序調(diào)查30株甘蔗，記錄甘蔗螟害株數(shù)和螟害節(jié)數(shù)，計算螟害株率、螟害節(jié)率及防效[6]。

1.7 計算依據(jù)

甘蔗薊馬(頭/株)=調(diào)查總頭數(shù)÷調(diào)查甘蔗株數(shù)

甘蔗薊馬相對防效(%)=(對照區(qū)單株薊馬-飛防區(qū)單株薊馬)÷對照區(qū)單株薊馬×100

甘蔗薊馬防效(%)=(防治前平均單株薊馬-防治后平均單株薊馬)÷防治前平均單株薊馬×100

螟害株率(%)=螟害株數(shù)÷調(diào)查總株數(shù)×100

螟害株率相對防效(%)=(對照區(qū)螟害株率-飛防區(qū)螟害株率)÷對照區(qū)螟害株率×100

螟害節(jié)率(%)=螟害節(jié)數(shù)÷調(diào)查總節(jié)數(shù)×100

螟害節(jié)率相對防效(%)=(對照區(qū)螟害節(jié)率-飛防區(qū)螟害節(jié)率)÷對照區(qū)螟害節(jié)率×100

2 結(jié)果與分析

2.1 甘蔗薊馬防治效果與分析

為探索無人機噴藥對甘蔗薊馬的防治情況，在甘蔗薊馬大發(fā)生期，于2018年7月30日對各試驗示范點進(jìn)行了調(diào)查。防治后，飛防區(qū)平均單株薊馬為9.9頭/株，比CK平均單株薊馬30.6頭/株下降了20.7頭/株，相對防效為67.6%，其中，弄島點飛防區(qū)平均單株薊馬為10.5頭/株，比CK平均單株薊馬33.5頭/株下降了 23.0頭/株，相對防效為 68.7%，紅光社點飛防區(qū)平均單株薊馬為14.2頭/株，比CK平均單株薊馬37.5頭/株下降了23.3頭/株，相對防效為 62.1%，湯文點飛防區(qū)平均單株薊馬為5.7頭/株，比 CK平均單株薊馬 13.5頭/株下降了 7.8頭/株，相對防效為 57.8%；與飛防區(qū)防治前相比，防治后平均單株薊馬為9.9頭/株，比防治前平均單株薊馬 59.9頭/株下降了 50.0頭/株，相對防效為83.5%，其中，弄島點防治后平均單株薊馬為 10.5頭/株，比防治前平均單株薊馬52.3頭/株下降了41.8頭/株，相對防效為79.9%，湯文點防治后平均單株薊馬為 5.7頭/株，比防治前平均單株薊馬 68.3頭/株下降了62.7頭/株，相對防效為91.7%。詳見表2。

表2 甘蔗薊馬防效調(diào)查統(tǒng)計表

2.2 甘蔗螟蟲防治效果與分析

為了解無人機噴藥對甘蔗螟蟲的防治情況，于2018年10月25日對各試驗示范點進(jìn)行了調(diào)查，詳見表3。從飛防區(qū)與CK1的調(diào)查結(jié)果看，飛防區(qū)平均螟害株率為7.3%，比CK1平均螟害株率83.3%下降了76.0個百分點，相對防效為91.2%；飛防區(qū)平均螟害節(jié)率為0.6%，比CK1平均螟害節(jié)率15.5%下降了14.9個百分點，相對防效為96.1%。從飛防區(qū)與 CK2的調(diào)查結(jié)果看，飛防區(qū)平均螟害株率為7.3%，比CK2平均螟害株率15.2%下降了7.8個百分點，相對防效為 52.0%；飛防區(qū)平均螟害節(jié)率為0.6%，比CK2平均螟害節(jié)率1.3%下降了0.7個百分點，相對防效為53.2%。

2.3 防治成本分析

表3 甘蔗螟蟲防效調(diào)查統(tǒng)計表

甘蔗薊馬飛防區(qū)共投入795元/hm2(其中，根施70%噻蟲嗪ZF 225 g/hm2農(nóng)藥費375元/hm2，噴施33%氯氟·吡蟲啉 GR 240 mL/hm2農(nóng)藥費 120元/hm2，機噴工時費300元/hm2)，比CK根施70%噻蟲嗪ZF 225 g/hm2農(nóng)藥費375元/hm2多投入420元/hm2。詳見表4。

甘蔗螟蟲擁軍社飛防區(qū)共投入 1200元/hm2(其中，根施4%吡蟲啉·毒死脾GR 30 kg/hm2農(nóng)藥費480元/hm2，噴施40%氯蟲·噻蟲嗪WG 240 g/hm2農(nóng)藥費420元/hm2，機噴工時費300元/hm2)，比CK1根施4%吡蟲啉·毒死脾GR 30 kg/hm2(480元/hm2)多投入720元/hm2；景哏飛防區(qū)共投入1965元/hm2(其中，根施0.4%氯蟲苯甲酰胺GR 30 kg/hm2+2%吡蟲啉GR 30 kg/hm2農(nóng)藥費1245元/hm2，噴施40%氯蟲·噻蟲嗪WG 240 g/hm2農(nóng)藥費420元/hm2，機噴工時費300元/hm2)，比CK2根施0.4%氯蟲苯甲酰胺GR 30 kg/hm2+2%吡蟲啉GR 30 kg/hm2(1245元/hm2)，多投入720元/hm2。詳見表4。

3 結(jié)論與討論

3.1 對甘蔗薊馬防治效果較好

在甘蔗薊馬大發(fā)生期，使用植保無人機噴施33%氯氟·吡蟲啉GR 240 mL/hm2對甘蔗薊馬的防治效果較好，與 CK相比，相對防效為 67.6%，與飛防前相比相對防效為83.5%。

3.2 對甘蔗螟蟲防治效果顯著

在甘蔗螟蟲蛀莖危害初期，使用植保無人機噴施40%氯蟲·噻蟲嗪ZF 240 g/hm2對甘蔗螟蟲的防治效果顯著，與 CK1相比，對螟害株的相對防效為91.2%，對螟害節(jié)的相對防效為 96.1%；與 CK2相比，對螟害株的相對防效為 52.0%，對螟害節(jié)的相對防效為53.8%。

表4 成本概算統(tǒng)計表 單位：元/hm2

3.3 效率高

植保無人機在甘蔗蟲害防治應(yīng)用中達(dá)到了人藥分離、省工、省時、減藥、減水、降低勞動強度、防治速度快、作業(yè)面積大、安全高效的目的，同時有望解決甘蔗中后期植株高大病蟲害防治困難的問題，適宜在甘蔗病蟲害防治中推廣應(yīng)用。使用植保無人機在甘蔗蟲害防治上效果較好，與龔恒亮(2017)無人機施藥防治甘蔗綿蚜研究結(jié)論一致[4]。

3.4 存在的問題

一是受制于地形。無人機雖然適宜各種地形，但相比之下，平壩田塊防治速度快且噴灑均勻，而山地蔗操作難度大，作業(yè)時間長，存在防治死角，不能在最佳防治時間完成，一定程度上影響到防治效果。

二是受制于天氣。高溫、下雨、大風(fēng)天氣不能正常飛行，一定程度上影響到防治進(jìn)度。

三是增加了勞動成本。通個實施，甘蔗薊馬使用無人機噴藥比常規(guī)防治多增加4200元/hm2；甘蔗螟蟲使用無人機噴藥比常規(guī)防治多增加720元/hm2。

3.5 建議

鑒于本試驗是在甘蔗大培土根施藥劑防治的基礎(chǔ)上進(jìn)行，由于甘蔗中后期植株高大時，存在手工防控操作難、作業(yè)效率低的問題，從調(diào)查結(jié)果看，植保無人機噴藥對甘蔗薊馬和甘蔗螟蟲均有顯著的防效，建議在甘蔗薊馬防治上飛噴選用33%氯氟·吡蟲啉GR 240 mL/hm2，噴施的最佳時間為6月下旬～7月份前，甘蔗薊馬蟲口數(shù)開始大發(fā)生但無危害癥狀時進(jìn)行防治，效果更佳，在甘蔗螟蟲防治上飛噴選用40%氯蟲·噻蟲嗪ZF 240 g/hm2，噴施的最佳時間為8月中旬，甘蔗螟蟲開始鉆蛀蔗莖危害時進(jìn)行防治，效果更佳。