白菜田不同藥械的霧滴分布與農藥利用率

王浩祺，王 萌，羅 蘭，李旭霖，袁忠林，荊世新

（1.青島農業大學植物醫學學院/山東省植物病蟲害綜合防控重點實驗室，山東 青島 266109；2.青島農業大學資源與環境學院，山東 青島 266109；3.青島農業大學建筑工程學院，山東 青島 266109；4青島市膠州大白菜研究所，山東 膠州 266300）

白菜是我國北方地區栽培面積最大、產量最高的蔬菜，其含有蛋白質、多種維生素和鈣、磷等多種礦物質，營養豐富[1]。據統計青島地區白菜種植面積約占全市蔬菜總面積的16%[2]。近年來隨著全球氣候變暖及耕作制度的改變，白菜病蟲害發生嚴重，在整個生長期內，主要病蟲害有霜霉病、軟腐病、黑斑病、病毒病、菜蚜、菜青蟲、小菜蛾和甜菜夜蛾等，嚴重影響了蔬菜的生長和質量[3-4]。

在白菜病蟲害的綜合防治中，除選用優良品種，加強栽培管理的農業措施外，優先選用綠色防治技術如誘蟲燈、性誘劑和黃板控制害蟲種群數量，減少用藥次數，保障蔬菜的安全和減輕環境污染尤為重要[5-6]。雖然農藥在使用中存在污染環境、抗藥性和農藥殘留等問題，但農藥在蔬菜病蟲害綜合防治中仍是主要的措施之一，科學使用農藥、高效利用農藥愈來愈受到國家的重視[7]。如何提高農藥有效利用率是目前農業上的重要課題。

農藥利用率是指單位面積內沉積在靶標上的農藥量占所使用農藥總量的比例，也就是沉積率[8]。提高農藥利用率的具體措施有推廣新型施藥機械，加強病蟲害監測預警，提高測報準確率和科學施藥等，其中藥械是影響有效利用率的主要因素[9]。我國的噴霧藥械主要有常規的背負式噴霧器，包括手動和電動，其中手動噴霧器市場占有率達80%，而這些噴霧器施藥不勻勻，利用率低[10]。近年來，隨著農業科學技術的發展，電動和機動植保施藥器械如自走式噴桿噴霧機和植保無人機等發展快速，不僅提高了工作效率，同時大幅度地提高了農藥利用率[11-12]。

為了提高農藥的利用率，有效防治白菜主要病蟲害，推廣新型藥械在白菜上應用從而達到減藥控害的目的。本文比較不同噴霧藥械在白菜上噴施藥液后的農藥利用率及藥液霧滴密度、大小及覆蓋率來評價不同噴霧藥械農藥減量增效作用，為白菜田的農藥減施增效提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

誘惑紅購于上海染料研究所有限公司南通分公司，水敏紙購于重慶六六山下植保科技有限公司，UV-2600 紫外可見分光光度計（島津儀器（蘇州）有限公司），打印掃描一體機（DCP-7080D），Imagepy-maser 軟件，電子天平，皮尺，5 L錐形瓶，QYC-211D恒溫空氣搖床（上海福瑪實驗設備有限公司）等。

3WJD-18背負式靜電噴霧器（山東衛士植保機械有限公司），工作壓力為0.15～0.4 MPa，為單噴頭，噴頭孔徑均為1 mm。3WZ-26 型自走式噴桿噴霧機（臺州市路橋滬豐塑業有限公司），工作壓力為1.0～4.0 Mpa，為3 噴頭，噴頭孔徑均為1.0 mm。植保無人機（山東晨誠科技有限公司），六旋翼電動植保無人機，藥箱容量為20 L，飛行高度為2.0 m，工作壓力為0.5 MPa，流量1.04 L/min。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗條件

試驗于2020 年9 月—10 月在青島市膠州西安家溝村大白菜研究所基地進行。白菜采用高壟栽培，壟距75 cm，株距50 cm。白菜品種為膠白1號。作業用藥為葉面肥，噴霧液中添加誘惑紅為示蹤劑對沉積藥液進行定量分析。

1.2.2 誘惑紅標準曲線的建立

準確稱取0.250 g 誘惑紅于25 mL 容量瓶中，用蒸餾水定容，充分混勻溶解，得到104μg/mL 的誘惑紅質量濃度溶液，適當稀釋得到質量濃度分別為40、20、10、5、2.5、1.25、0.625μg/mL 標準溶液質量濃度，用分光光度計于波長501 nm 處測定吸光度值，每個濃度重復3 次，取平均值繪制誘惑紅濃度與吸光值標準曲線。

1.2.3 霧滴粒徑、密度及沉積量的測定

霧滴粒徑密度及沉積量采用Imagepy-maser 軟件分析[13]。施藥噴霧開始前，在試驗小區內5 點的白菜上各夾放一張水敏紙；噴霧結束后，收取水敏紙裝入自封袋，帶回實驗室，利用Imagepy-maser 軟件測定霧滴粒徑、密度及沉積量。分別進行了背負式靜電噴霧器、自走噴桿噴霧機和植保無人機噴霧霧滴分布情況分析。

1.2.4 農藥利用率測定

農藥利用率的測定采用誘惑紅示蹤法進行[14]。按1 g/L誘惑紅添加到噴霧液中，噴霧結束后，按對角線五點取樣法，每點取白菜1 株，共取5 株，放入自封袋帶回實驗室測定白菜上誘惑紅的沉積量。每顆白菜放入5 L錐形瓶內，加入1 L自來水振蕩洗滌，搖床參數設置為27℃、160 rpm、30 min，使誘惑紅完全溶解。用分光光度計測定洗滌液在501nm 波長處的吸光度值，依據誘惑紅濃度-吸光值線性回歸方程計算洗滌液中誘惑紅質量濃度。

1.3 數據分析

農藥利用率及變異系數計算公式如下：

所有數據采用Excel2020 軟件制表分析，采用DPSv6.5 軟件進行差異性顯著分析。

2 結果與分析

2.1 誘惑紅標準曲線

誘惑紅在501 nm 處其標準溶液質量濃度與吸光度的線性回歸方程為y=0.0447x+0.0215（R2=0.998 6），表明在測定范圍內誘惑紅的質量濃度與吸光度線性相關（見圖1）。

圖1 誘惑紅濃度與吸光值標準曲線Fig.1 Standard curve of allure red concentration and absorbance

2.2 不同噴霧藥械的霧滴粒徑、密度及沉積量比較

背負式靜電噴霧器、自走式噴桿噴霧機和植保無人機的藥滴覆蓋率分別為28.42%、44.99%和2.92%，自走式噴桿噴霧機的覆蓋率明顯高于背負式靜電噴霧器和植保無人機，且差異顯著；3 種噴霧機械的霧滴密度分別為101.98 個/cm2、81.66 個/cm2和49.39 個/cm2，以背負式靜電噴霧器霧滴密度高于自走式噴桿噴霧機，但差異不顯著，均與植保無人機差異顯著；3 種噴霧機械的霧滴體積中徑分別為228.32μm、272.11μm 和137.12μm，且3 種藥械的霧滴體積中徑差異顯著，以植保無人機的霧滴體積中徑最小；3種噴霧機械的霧滴沉積量分別為1.37μL/cm2、3.18μL/cm2和0.10μL/cm2，三者差異顯著，以自走式噴桿噴霧機的沉積量最大，植保無人機最小（見表1）。

表1 不同藥械在白菜上的霧滴覆蓋率、霧滴密度、體積中徑和沉積量Tab.1 Droplet deposition rate，density and VMD on Chinese cabbage of different sprayers

綜上，自走式噴桿噴霧機的覆蓋率、霧滴體積中徑和沉積量明顯高于背負式靜電噴霧器和植保無人機，植保無人機的霧滴體積中徑小于背負式靜電噴霧器和自走式噴桿噴霧機。

2.3 不同噴霧藥械的農藥利用率

背負式靜電噴霧器在白菜苗期、蓮座期和結球期農藥利用率隨著白菜生育期而提高，以苗期最低，結球期最高（見表2）。在白菜蓮座期，背負式靜電噴霧器和自走式噴桿噴霧機的農藥利用率分別為34.81%和46.37%，自走式噴桿噴霧機比背負式靜電噴霧器農藥利率提高11.56 個百分點；在白菜結球期，背負式靜電噴霧器和植保無人機的農藥利用率分別為53.60%和60.41%，植保無人機比背負式靜電噴霧器農藥利率提高6.81個百分點。

表2 不同藥械在白菜不同生育期的農藥利用率Tab.2 Pesticides effective utilization rate on Chinese cabbage at different growth stages of three sprayers

在白菜苗期、蓮座期和結球期，背負式靜電噴霧器農藥利用率的變異系數分別為41.45%、24.00%和54.28%。在白菜蓮座期，自走式噴桿噴霧機農藥利用率的變異系數為13.05%，小于背負靜電噴霧器，說明自走式噴桿噴霧機的噴霧效果好于背負式式靜電噴霧器；在白菜結球期，植保無人機農藥利用率的變異系數為6.80%，小于背負靜電噴霧器，說明植保無人機具有更佳的霧化系統，產生的霧滴更小，效果好于背負式靜電噴霧器。

3 結論與討論

本研究以秋白菜為施藥對象，采用誘惑紅示蹤法測定了背負式靜電噴霧器、自走式噴桿噴霧機和植保無人機在白菜上的利用率。研究發現，背負式靜電噴霧器隨著白菜的生育期不同，利用率有所提高，以苗期為最低，結球期最高，變異系數為24.00%～54.28%。在白菜蓮座期自走式噴桿噴霧機的農藥利用率高于背負式靜電噴霧器，且變異系數較小；在白菜結球期，植保無人機的農藥利用率高于背負式靜電噴霧器，同樣變異系數較小。自走式噴桿噴霧機和植保無人機的農藥利用率比背負式靜電噴霧器分別提高11.56%和6.81%，所以推薦在白菜上施藥時采用自走式噴桿噴霧機和植保無人機，以提高農藥的利用率，從而達到減藥增效的目的。

3種噴霧藥械的覆蓋率、霧滴密度、霧滴粒徑和沉積量也存在顯著差異。自走式噴桿噴霧機的覆蓋率和沉積量最大，說明其噴霧穩定且均勻；植保無人機的霧滴粒徑最小，說明霧化效果好。藥械是影響農藥利用率的關鍵因素，新型的植保藥械可有效提高農藥利用率。植保無人機低空低容量噴霧技術在水稻、小麥、玉米等作物病蟲害防治中農藥利用率達到了49.1%～57.1%，顯著高于地面背負式常規噴霧技術[12]，因此應大力推廣植保無人機使用技術。3種藥械的霧滴粒徑雖有差異，但均在100～300μm，其防效是否有差異值得進一步驗證。