低緯高原甘蔗主要病蟲害無人機防控技術

王曉燕，倉曉燕，張榮躍，單紅麗，范源洪，徐 宏，黃丕忠，李澤娟，段婷穎，康 寧，李文鳳，黃應昆*

(1云南省農業科學院甘蔗研究所，云南開遠661699；2云南省高原特色農業產業研究院，云南昆明650201；3云南紫辰農業發展有限公司，云南祥云672100；4臨滄南華糖業有限公司，云南臨滄677500；5云南凱米克農業技術服務有限公司，云南昆明650000；6德宏州甘蔗科學研究所，云南隴川678707)

0 前言

近年來，由于氣候變化、甘蔗連作和品種抗性降低等影響，致使甘蔗病蟲發生世代重疊和交叉、季節性差異性不明顯，導致甘蔗梢腐病、褐條病和外來新蟲種、條螟、白螟等多種病蟲在云南臨滄南華、孟連昌裕、新平南恩、紅河糖業公司等低緯高原蔗區暴發流行危害成災，減產減糖嚴重，甘蔗生產正面臨著日益嚴峻的災害威脅[1-4]。據相關的調查結果顯示，主栽品種粵糖93-159、ROC25的梢腐病、褐條病等多種病害復合侵染，爆發流行為害成災，減產減糖嚴重。其中，梢腐病發生面廣、為害重，并具有災害性暴發流行趨勢，據小樣點分析評估，病株率平均為81.1%，嚴重的可達到100%；甘蔗產量損失率平均為38.42%，最多可達48.5%；甘蔗糖分平均降低3.14%，最多的降低4.21%[5-6]。蟲害方面，由于近年氣候特殊，多雨濕潤，外來新蟲種、條螟、白螟種群增長快，暴發流行趨勢明顯，對甘蔗產量、糖分影響較大，據小樣點調查綜合分析，螟害株率平均為 79.33%，嚴重的 100%；螟害節率平均為13%，最高的19.41%，中后期危害斷尾，普遍損失加重，影響甘蔗單產 30%以上，甘蔗錘度約下降了4.19個百分點[6-7]。

甘蔗中后期病蟲防控人工施藥困難、效率低、成本高，而無人機飛防技術具有超低量施藥、高作業效率等優點，可有效解決甘蔗高桿作物中后期施藥難、勞動力缺乏和作業效率低等問題，對于加快推進甘蔗病蟲統防統治進程，高效控制大面積病蟲發生，提高甘蔗產量和糖分，具有極為明顯效果，對保障蔗糖業持續健康穩定發展具有不可估量作用。

針對傳統人工噴藥防治存在的缺陷和甘蔗高稈作物中后期施藥難、勞動力缺乏和作業效率低等問題，2016～2018年，我們從飛防機型選擇、專用藥及助劑篩選、藥械融合、田間作業、技術規范、規模化應用組織模式等層面對甘蔗主要病蟲飛防技術進行了系統開發示范，分析確定了適宜低緯高原蔗區的無人機機型及飛行技術參數，篩選出無人機飛防最佳藥劑配方組合和施用技術，凝練形成了低緯高原蔗區甘蔗主要病蟲無人機防控技術且大面積成功應用(2018～2019年每年推廣應用無人機飛防15527 hm2)，為全面推廣應用無人機飛防甘蔗病蟲常態化提供了成熟的全程技術支撐。為加大無人機噴施農藥防治甘蔗病蟲害的引領和輻射帶動作用，充分發揮無人機在甘蔗高稈作物中后期病蟲害防控優勢，擴大應用面積，推進甘蔗病蟲統防統治進程，提高甘蔗病蟲害整體防控效果，本文就低緯高原甘蔗主要病蟲害無人機防控技術作系統介紹，以供蔗區參考。

1 防治原則與適用范圍

堅持“預防為主、統防統治”的原則，樹立“科學植保、公共植保、綠色植?！崩砟睿ㄟ^選用良種、輪作間作等農藝措施，減輕病蟲對甘蔗生長的為害，有效控制病蟲害發生流行。

無人機飛防主要適用于地塊相對集中的連片蔗園的大面積病蟲害防控。原則上蔗園坡度不超過30?，地勢平緩、蔗葉保存率 50%以上、郁閉度 0.5以上、無影響無人機飛行安全障礙物的蔗園。

2 田間蔗園病蟲動態巡查

每年4～8月，根據主要病蟲害癥狀特點，至少每月進行2～3次田間巡查，觀察大田甘蔗病情蟲情動態，正確診斷，在發生初期及時防治。

3 無人機飛防技術

3.1 機型選擇及飛行技術參數

根據目前無人機在低緯高原云南甘蔗病蟲害防治上的開發示范和應用情況，推薦無人機機型及飛行技術參數見表1。其中，主要對極目3WWDZ-10B、大疆3WWDSZ-10017和極飛農業P20 2017這3種機型及其對應的飛行技術參數進行簡述與對比。

3.2 甘蔗主要病蟲害無人機飛防最佳藥劑配方組合和施用技術

通過近年多點無人機在低緯高原云南蔗區的甘蔗病蟲害防治上的開發示范和應用，篩選出適宜無人機飛防的最佳藥劑配方組合和施用技術(詳見表2)，以期能為甘蔗的生產實踐提供一定的指導。

3.3 制定無人機防治綜合方案

按照甘蔗不同病蟲害發生發展情況，選取防治最佳藥劑(組合)及其用量(表2)，針對飛防蔗園面積、品種和栽管現狀、氣候等因素，制定無人機飛防總體方案、單次飛防作業要求、人員分工和保障及應急措施等。

3.4 無人機飛防作業規程

⑴無人機飛防氣候條件：能見度大于2 km，最大風速不超過 5 m/s，噴霧時相對濕度應在 60%以上，避免雨天施藥，施藥后至少保持3～4 h不下雨；最適應的噴藥氣溫是 20～30℃，當氣溫度超過 30℃時，影響防治效果，原則上暫停飛防。

⑵在滿足氣候條件的情況下，嚴格按照預定的防治方案和規定作業要求，設定飛行參數和操作程序，由專業無人機操作人員進行操作飛防。

⑶確定總防治面積、飛防次數和飛防過程的銜接和規范性操作。

⑷飛行前檢查、飛行后清洗(作業后噴灑系統必須清洗)，注意在飛行過程中的作物和人員安全，杜絕出現次生災害。

3.5 注意事項

⑴蔗園附近無桑樹、養蜂場、魚塘等敏感作物生物和養殖場所、水庫等。如有，需要提前告知。

⑵起飛前觀察作業田塊及周邊障礙物，驅散田間及圍觀人員，起降期間所有人員須與無人機相距10 m以上。

⑶飛行中禁止任何人員進入作業區，注意觀察無人機飛行姿態，確保飛行安全，如有異常，立即返航或迫降。

表1 適宜低緯高原蔗區的無人機機型及飛行技術參數

表2 篩選的無人機飛防最佳藥劑配方組合和施用技術

⑷無人機操作人員須穿戴專業防護設備。

⑸如發生人畜危害和次生災害，應按照預定方案緊急處突。

3.6 調查方法

3.6.1 甘蔗螟蟲防效調查方法

隨機選取3塊田塊，每塊采用3點(3行)取樣，每點(行)順序調查10株共30株。調查統計總株(節)數和螟害株(節)數，按以下公式計算螟害株率和螟害節率及防治效果。

3.6.2 甘蔗病害防效調查方法

在調查螟害株率和螟害節率的田塊中，同時調查梢腐病和褐條病發病情況。采用3點(3行)取樣，梢腐病每點(行)調查 100株共 300株，記錄調查總株數及病株數，計算病株率和防治效果；褐條病每點(行)調查 20株共 60株，目測完全展開的全部葉片感病狀況及侵染面積百分率，記錄調查總株數及各級發病株數，計算病情指數和防治效果。參照楊子林等[8]的標準進行甘蔗褐條病病情分級，其中，0級無可見病斑；1級發病面積比為1%以下；2級發病面積比為1%～3%；3級發病面積比為4%～5%；4級發病面積比為 6%～10%；5級發病面積比為11%～15%；6級發病面積比為16%～25%；7級發病面積比為 26%～50%；8級發病面積比為 51%～75%；9級發病面積比為 76%～100%。按以下公式計算病株率或病情指數和防效。

3.6.3 甘蔗產量和糖分測定

于12月甘蔗成熟收獲期，小區實測產各處理取66 m2，分別收砍稱量蔗莖產量，大區實測產各處理分別收砍1車采用GPS丈量面積，稱量蔗莖產量；各處理砍取10條有代表性的蔗莖，按中國甘蔗糖業標準化與質量檢測中心制定的二次旋光法，采用美國魯道夫(Rudolph) AUTOPOL 880全自動糖度分析系統測定分析甘蔗糖分。

4 無人機防控技術應用及效果

為降低暴發流行災害性甘蔗病蟲給蔗農和企業造成的損失，解決高桿作物后期噴施困難、勞動力緊張和作業效率低的問題，同時探索植保無人機在甘蔗扶貧產業上規?；\用的現代組織模式。2018年和2019年，臨滄南華糖業有限公司每年推廣應用無人機飛防面積為15527 hm2(圖1)。無人機飛防病蟲總體防效達85%以上，僅有局部田塊因魚塘、桑樹果蔬、田邊地頭、電桿電線、樹木等環境因素影響，未能防控或防控受影響效果欠佳；抽樣調查結果顯示，因大面積飛防，即使未能防控和空白對照區其蟲口密度、蟲株率和病情病株率均較上年明顯下降30%以上。

選擇云南耿馬蔗區作為試驗點，選點抽樣調查結果表明(見表3)：①所用藥劑配方對中后期條螟、白螟的螟害株或螟害節均具有良好的防控效果，螟害株防效為 73.08%～100%，平均防效達 86.96%～100%，各試點總體平均螟害株防效為91.67%；螟害節防效為 79.23%～100%，平均防效達 90.83%～100%，各試點總體平均螟害節防效為95.39%；②所用藥劑配方對梢腐病、褐條病均具有良好的防控效果，梢腐病防效為61.18%～92.94%，各試點總體平均防效達74.35%；褐條病防效為78.41%～83.26%，各試點總體平均防效達80.74%。

云南耿馬蔗區甘蔗主要病蟲害無人機飛防增產及增糖效果詳見表 4。小區實測產量，飛防 1次比空白對照增產6450～53250 kg/hm2，平均增產23550 kg/hm2，飛防 2次比飛防 1次增產 7200～24600 kg/hm2，平均增產 13650 kg/hm2?；炇覚z測甘蔗糖分，飛防1次比對照高0.54～3.93個百分點；大區實測產量，飛防 1次比空白對照增產 24600 kg/hm2。

5 小結與展望

云南是我國第 2大糖料基地，常年種蔗 33.33萬hm2左右，2016/17年榨季19.6萬人種蔗脫貧，蔗糖業已成為云南邊疆民族地區產業扶貧、鄉村振興的支柱產業，其在促進邊疆地區經濟發展、農民增收和地方財政增長中發揮著重要作用。云南蔗區地處低緯高原，近年來，由于氣候變化、甘蔗連作和品種抗性降低等影響，致使甘蔗病蟲發生世代重疊和交叉、季節性差異性不明顯，導致甘蔗梢腐病褐條病和外來新蟲種條螟白螟等多種病蟲暴發流行危害成災，減產減糖嚴重，甘蔗生產正面臨日益嚴峻災害威脅[1-4]。為有效防控甘蔗中后期病蟲，通常采用人工農藥噴霧的防治方法，但由于甘蔗生長后期植株高大，存在手工操作難、作業效率低、噴藥風險大和成本高等問題。而作為精準施藥設備，無人機提高了農藥利用率，且具有作業效率高、地形適應能力強、作業安全、高效環保等優點，有效解決了高桿作物病蟲防治存在的問題，為有效防控甘蔗病蟲成功開辟一條輕簡高效新途徑。

圖1 甘蔗病蟲無人機防控對比

表3 云南耿馬蔗區甘蔗主要病蟲害無人機飛防防效

表4 云南耿馬蔗區甘蔗主要病蟲害無人機飛防增產及增糖效果

針對甘蔗中后期病蟲防控施藥難、勞力缺乏和作業效率低等問題，2016～2018年，我們從飛防機型選擇、專用藥及助劑篩選、藥械融合、田間作業、技術規范、規?；瘧媒M織模式等層面對甘蔗主要病蟲飛防技術進行了系統開發示范，分析確定了適宜低緯高原蔗區的無人機機型及飛行技術參數，篩選出無人機飛防最佳藥劑配方組合和施用技術(表1、表2)，凝練形成了低緯高原蔗區甘蔗主要病蟲無人機防控技術且大面積成功應用(2018～2019年每年推廣應用無人機飛防15527 hm2，病蟲總體防效達85%以上)，為全面推廣應用無人機飛防甘蔗病蟲常態化提供了成熟的全程技術支撐。

但由于低緯高原甘蔗病蟲種類繁多、混合發生，蔗區多是丘陵山地、坡度大地塊小等因素，現階段的甘蔗病蟲無人機飛防還存在以下不足：一是雖然無人機適宜各種地形，但相比平壩田塊，低緯高原蔗區多為山地蔗，坡度大，操作難度大，作業時間長，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。二是配套專用藥劑不足。在無人機飛防過程中，藥劑、助劑的選擇及多種農藥的混配對提高作業效率和綜合防治效果，實現擴大使用范圍或兼治效果至關重要。今后，我們將重點研究解決適宜低緯高原多種病蟲混合發生的復合高效多功能農藥的篩選及飛防配套專用藥劑的研發，進一步凝練提升低緯高原甘蔗病蟲害無人機飛防技術，以期為有效降低暴發流行災害性甘蔗病蟲給蔗農和企業造成的損失，提高甘蔗產量和糖分，實現甘蔗病蟲全程精準防控，甘蔗提質增效，保障國家食糖安全提供技術支撐。