植保無人飛機施藥防治煙草棉鈴蟲的可行性和添加助劑倍達通的作用

劉曉慧, 郭 建, 侯秋強, 劉春明, 杜亞輝, 石 鑫,袁亮亮, 黃 坤, 楊代斌, 袁會珠, 閆曉靜*,

(1. 中國農業科學院 植物保護研究所，北京 100193；2. 云南省煙草公司紅河州公司，云南 彌勒 652300；3. 河北博嘉農業有限公司，石家莊 052165)

煙草病蟲害類型多且危害大[1]，目前危害較大的病害有真菌性病害黑脛病、根黑腐病、赤星病和炭疽病，細菌性病害青枯病、野火病和角斑病，病毒性病害普通花葉病毒、黃瓜花葉病毒和馬鈴薯Y 病毒，根結線蟲以及非侵染性病害氣候斑點病等，蟲害有斜紋夜蛾、煙蚜、煙青蟲、棉鈴蟲、地老虎、金針蟲和擬地甲[2]。據統計，因病蟲害危害煙草所造成的損失占總產量的10%～15%[3]。

長期以來，煙農一直使用背負式噴霧器防治煙草病蟲害，這種方式不僅用水、用藥量大，作業效率低，而且對人體直接傷害大。近年來，植保無人飛機廣泛應用于農作物病蟲害的防治中。大量的科研協作研究與田間試驗表明，采用植保無人飛機施藥一方面能夠提高靶標作物上藥液沉積量，實現精準減量施藥；另一方面人機分離的作業模式，避免了施藥人員農藥中毒，降低了勞動強度，極大地提高了作業效率[4]。

目前，植保無人飛機在煙草上的應用主要集中在煙田監測，包括估測煙草種植面積、監測煙草長勢和病蟲害發生情況等方面[5-6]，而關于使用其防治煙草病蟲害方面研究報道甚少。本研究以5%甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽水分散粒劑為供試藥劑，對比分析了采用目前常用的多旋翼植保無人飛機與當地常用的背負式電動噴霧器對煙草棉鈴蟲的田間防治效果，同時也研究了飛防作業中加入助劑倍達通對其作業效果的影響，旨在為植保無人飛機在煙草病蟲害防治作業的推廣應用提供數據支撐與參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

大疆T20 型植保無人飛機 (由深圳大疆創新科技有限公司提供)；3WBD-20 型背負式電動噴霧器(由當地農戶提供)；手持式風速風量儀 (深圳市新華誼儀表有限公司) 。

5% 甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽水分散粒劑(emamectin benzoate 50 g/kg WG，永農生物科學有限公司；助劑倍達通 (Beidatong，植物油類，河北明順農業科技有限公司) 。

于2021 年5 月31 日在云南省紅河哈尼彝族自治州蒙自市 (23°23′ N，103°23′ E，海拔：1308 m)進行田間試驗。

煙草品種為 ‘云煙87’，團棵期，株高32～34 cm，行間距120 cm，株間距60 cm。

1.2 試驗方法

試驗共設置6 個處理 (表1) 。

表1 5%甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽WG 防治煙草棉鈴蟲藥效試驗處理設計Table 1 Treatments of the control efficacy experiments of emamectin benzoate 50 g/kg WG against H. armigera

煙株田采用常規的田間管理，施藥期間未使用任何其他殺蟲劑，各處理隨機分布，根據地塊分布，按照CK、處理5、處理1、處理4、處理2、處理3 的順序依次劃分。其中，CK 作為空白對照不噴施任何藥劑，煙株田的水肥管理與其余5 個處理一樣。

植保無人飛機采用低空低容量噴霧作業，每667 m2用水量1.5 L，以5 m/s 的飛行速度，距煙株頂芽3 m 的飛行高度，噴幅7 m 并垂直于煙草種植行的方向作業。作業過程中采用全自主飛行模式，并開啟仿地跟隨系統以確保飛行高度恒定。植保無人飛機采用SX11001VS 噴頭，噴霧霧滴的粒徑為130～250 μm (體積中徑DV50值)，最大噴灑量為3.6 L/min。背負式電動噴霧器常量噴霧，每667 m2用水量20 L。兩種植保器械作業情況如圖1 和圖2 所示。

圖1 植保無人飛機作業情況Fig. 1 Operation status of plant protection unmanned aerial vehicle (UAV)

圖2 背負式電動噴霧器作業情況Fig. 2 Operation status of knapsack electric sprayer

參照文獻方法[7]先于施藥前調查各小區的棉鈴蟲蟲口基數，再分別于施藥后1、3 和7 d 調查每株煙草上棉鈴蟲活蟲數量、有蟲煙株數量和有蟲孔的煙株數量。每個小區采用五點取樣法，每點固定連續調查100 株煙草，每個小區共調查500株煙草。

1.3 數據分析

采用Excel 軟件，根據式(1)～(5)計算各處理的破葉率、蟲株率、蟲口減退率和防治效果[8]。采用軟件DPS 數據分析系統對調查數據進行單因素方差分析，采用Duncan 法進行多重比較。

式中：RL-破葉率，NA-煙株新展開1～2 片煙葉中有蟲孔的煙株數量，NT-調查總株數；RP-蟲株率，NB-有蟲株數；Nh-百株蟲量，ND-各小區活蟲數；RD-蟲口減退率，NBF-藥前百株蟲量，NAF-藥后百株蟲量；E-防治效果，RPT-藥劑處理區蟲口減退率，RCK-空白對照區蟲口減退率。

2 結果與分析

按照試驗設計對不同小區施用不同劑量的5%甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽WG，調查藥后1、3 和7 d 時煙草植株的被損葉片和棉鈴蟲數量。破葉率和蟲株率如圖3 和圖4 所示。破葉率表示棉鈴蟲危害煙草植株葉片情況，對比藥前與施藥后破葉率的變化情況(圖3)可知：施藥后空白對照的破葉率比施藥前有所上升；對比藥后3～7 d 破葉率的變化可以發現，處理2 (無人飛機+制劑劑量75 mg/hm2)、處理3 (無人飛機 + 制劑劑量75 mg/hm2+ 10 mL/L 倍達通)、處理4 (無人飛機 + 制劑劑量90 mg/hm2)在藥后7 d 與藥后3 d 的破葉率維持不變或呈現下降趨勢。這是由于隨著施藥后時間的增加，藥劑逐漸發揮作用，導致煙草棉鈴蟲取食能力下降或死亡，從而其破壞煙草植株的能力降低。可見，植保無人飛機噴施藥液可以在短期內有效控制棉鈴蟲危害煙株，減少破葉率。

圖3 不同處理的煙草植株破葉率對比Fig. 3 The comparison of rates of broken leaves in tobacco with different treatments

從圖4 可以看出，各處理后的蟲株率均低于施藥前的，且藥后7 d 均低于對照組，說明5%甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽WG 對煙草棉鈴蟲有很好的防治效果。其中，處理4 (無人飛機 + 制劑劑量90 g/hm2) 和處理5 (背負式電動噴霧器 + 制劑劑量75 g/hm2) 在藥后3 d 與7 d 之間蟲株率下降趨勢相當，說明采用植保無人飛機施藥防治煙草棉鈴蟲也可以達到與背負式電動噴霧器相當的效果。

圖4 不同處理的蟲株率的變化Fig. 4 The insect strain rates with different treatments

從圖5 可以看出：對比植保無人飛機與背負式電動噴霧器噴施甲氨基阿維菌素對煙草棉鈴蟲的防治效果，在制劑劑量為75 g/hm2時，藥后1 d，前者的防治效果顯著高于后者；藥后3 d，盡管前者的防治效果低于后者，但差異不顯著；藥后7 d，前者的防治效果顯著低于同劑量下的后者。但當制劑劑量達90 g/hm2或者添加10 mL/L 倍達通時，采用植保無人飛機的防治效果則與背負式電動噴霧器無顯著差異。由此可見，通過添加10 mL/L的助劑倍達通可以提高植保無人飛機噴施藥劑對煙草棉鈴蟲的防治效果，尤其在藥后7 d 時，添加倍達通處理的防治效果顯著高于未添加的處理。

圖5 兩種植保器械對煙草棉鈴蟲防效的比較Fig. 5 The comparison of control efficacy of two plant protection instruments on tobacco H. armigera

3 討論

已有研究表明，與地面噴霧器械相比，采用植保無人飛機噴施農藥防治病蟲草害更高效便利。商艷蘭[9]對比分析采用植保無人飛機與背負式噴霧器噴施2.5%氯氟氰菊酯乳油與25%吡蟲啉可濕性粉劑對小麥蚜蟲的防治效果。結果表明：使用相同劑量的殺蟲劑，藥后1、3 和7 d 時二者的防效相當；當殺蟲劑減量33%時，藥后1～3 d采用植保無人飛機噴施的防治效果顯著低于使用背負式噴霧器，藥后7 d 前者的防治效果達到最佳且與后者的防治效果相當，但前者的作業效率是后者的5.76 倍。焦雨軒等[10]對比分析采用噴桿噴機、噴槍和植保無人飛機噴施35%氟啶 ? 啶蟲脒水分散粒劑、40%聯肼 ? 乙螨唑懸浮劑、98%甲派嗡可溶粉劑和1.8%阿維菌素乳油對棉蚜的防治效果。結果表明：植保無人飛機的霧滴沉積分布優于噴桿噴霧機和噴槍，3 種植保器械施藥后10 d對棉蚜的防治效果均達到80%以上，且植保無人飛機比噴桿噴霧機和噴槍可節省60 倍的水量和藥液。伏榮桃等[11]對比分析了多旋翼植保無人飛機與背負式電動噴霧器防治水稻病蟲害 (稻瘟病、紋枯病、稻曲病、螟蟲、稻飛虱) 的防治效果。結果表明：植保無人飛機使葉片正反面均可著藥，防治效率明顯高于人工防治，且在最適飛行高度、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。郭華偉等[12]研究比較了植保無人飛機與背負式噴霧器噴施蟲螨腈防治茶小綠葉禪的田間防效、農藥殘留動態和作業效率。結果表明，兩種噴施方式下對茶小綠葉蟬的防效相當，蟲螨腈在茶鮮葉中的消解動態無差異，但植保無人飛機的作業效率是背負式噴霧器的14.1 倍。本研究結果表明：采用植保無人飛機噴施5%甲氨基阿維菌素WG 對煙草棉鈴蟲的防治效果隨施藥劑量的增加而增加；在施藥劑量相同(75 g/hm2) 時，采用背負式電動噴霧器，藥后3 d 和7 d 對煙草棉鈴蟲的防治效果高于采用多旋翼植保無人飛機；在添加10 mL/L 的助劑倍達通或提高20%施藥劑量的情況下，采用多旋翼植保無人飛機噴施藥劑對棉鈴蟲的防效從64.00%分別提高到92.59%或93.93%，可達到與采用背負式噴霧器噴施藥劑相當的防治水平。從作業效率方面來看，植保無人飛機的作業效率可達到背負式電動噴霧器的30 倍以上；從水量使用方面來看，植保無人飛機施液量為22.50 L/hm2，背負式電動噴霧器施液量為300 L/hm2，植保無人飛機可以節約用水92.50%。相比于背負式電動噴霧器械，采用植保無人飛機低容量噴霧技術可以顯著節省用工時間和人力并提高作業效率，適合于現代農業規模化煙草種植的發展方式。因此，植保無人飛機在煙草病蟲害防治過程具有巨大的前景。

目前已有大量科研協作研究和田間藥效試驗表明，采用植保無人飛機施藥在防治主要農作物病蟲害時效果較好，如其對水稻病蟲害如稻飛虱、稻縱卷葉螟、紋枯病、稻曲病等的防治效果在80%～90%之間[13-17]，對小麥病蟲害如麥蚜、吸漿蟲、白粉病、赤霉病及麥田雜草的防效在55%～100%之間[18-20]，對玉米病蟲害如玉米螟的防效在50%～90%[21-22]，對棉蚜的防效可達70%～100%[23]等。但由于將植保無人飛機施藥應用于煙草病蟲害防治的研究尚匱乏，導致煙草病蟲害的統防統治缺乏系統性的指導和理論依據。因此，要加強對植保無人飛機在煙草病蟲害防治的應用研究，建議從以下兩點入手：1) 針對煙草不同生長階段植株的長勢與生理狀態以及煙草病蟲害發生特征篩選合適的飛行參數 (飛行高度、飛行速度、施藥量等) 及防治時期；2) 通過分析添加不同類型飛防助劑對藥液在煙草植株上沉積量的影響，篩選適用于煙草病蟲害防治的飛防助劑。