植保無人機噴藥沉積分布及對蘋果褐斑病防效比較試驗

徐曉厚，蓋 瑜，曲向新，劉 冰，宮玉東

（1 龍口市現代果樹技術研究所，山東265718）（2 煙臺市牟平區文化街道農業綜合服務中心）（3 萊陽市農技推廣中心）

植保無人機是用于農林植物保護作業的無人駕駛飛機，通過地面遙控或導航飛控，來實現噴灑作業。截至2020 年底，我國植保無人機保有量10萬架，居世界首位[1]。近年來，無人機被列入農機補貼的省份逐年增多，全國均在積極推廣植保無人機技術[2]。由于植保無人機作業效率高、作業成本低、效果顯著、操作便捷、對施藥人員安全性高等優點，在小麥、玉米、水稻、棉花等大田作物上得到廣泛應用[3]。蘋果是我國北方第一大水果，全國面積約200 萬hm2，一般成齡蘋果樹每667 m2需噴灑藥液200～300 kg[4]，每年噴藥次數8～12 次，單位面積用藥量、工作量均是大田作物的幾十倍，植保無人機市場容量巨大。蘋果褐斑病［Marssonina mali（P.Henn）Ito］是導致蘋果樹早期落葉的最主要病害，主要為害新梢下部老葉片，病菌潛育期6～12 d，從侵染到落葉需要13～55 d，一般在6 月中旬開始發病，7—9 月為發病高峰，造成大量落葉[5]。由于蘋果樹樹冠高大，盛果期果園覆蓋率75%～80%，葉面積系數3.5～4.0，每667 m2枝量7.5 萬～8.0 萬條[6]，植保無人機的防效令人擔憂，至今報道很少。本試驗采用極目E-A2021 植保無人機和人工高壓機動噴霧器2 種施藥方式，以健攻及飛防助劑為試驗藥劑，探索不同施藥方法對蘋果褐斑病的防治效果。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗蘋果園設在山東省龍口市新嘉鎮徐家莊村，平原地，壤土，pH 值6.5，有機質含量1.1%，主栽品種煙富3 號，喬砧，行株距4.0 m×2.5 m，樹齡9 年，紡錘形樹形，平均樹高3.3 m，樹冠通透，冠幅2.7 m，歷年蘋果褐斑病中等偏重發生。試驗園每667 m2年施商品有機肥200 kg、復合肥160 kg，年澆水4 次，管理水平中等。

施藥器械：極目E-A2021 全地形版全域感知植保無人機（2021 款），蘇州極目機器人科技有限公司生產提供。起飛重量45 kg，負載量20 L，續航時間10～12 min/架次，采用2021 款彌霧雙噴頭。人工施藥器械采用歐森OS-30 型高壓機動噴霧器，市購，采用環形三頭噴頭，噴孔直徑0.8 mm。

供試藥劑：健攻（12%苯甲·氟酰胺懸浮劑）、飛防助劑均由巴斯夫（中國）有限公司提供。

其他材料：水敏紙76 mm×26 mm（先正達作物保護公司生產）、雙面膠、塑封袋等。

1.2 試驗設計

試驗共設4 個處理（表1），每個處理600 m2，各試驗區條件基本一致，處理之間設置8～9 m 隔離帶，避免藥液漂移干擾。2021 年6 月20 日、7 月11 日、8 月22 日噴藥，共3 次。施藥前在無人機處理區分別選擇樹冠上層（2.3 m）、中層（1.5 m）、下層（0.7 m）的外圍、內膛葉面、葉背放置水敏紙，每處理放置15 張水敏紙，用雙面膠固定。

表1 試驗處理

飛防按照常量噴灑（每667 m26 L）作業質量要求[7]，結合蘋果園實際作業情況和經驗，采用十字交叉作業法，即先順蘋果種植行向飛行噴灑1 遍，再垂直種植行向飛行噴灑1 遍。具體參數如下：飛行速度1.5 m/s，噴幅4.5 m，作業高度仿地飛行，始終距離冠層2.3 m，霧滴粒徑40μm。

人工噴藥按照大容量噴霧（每667 m2200 L）作業質量要求[8]，高壓機動噴霧器工作壓力3.0 MPa，霧滴粒徑145μm。

1.3 調查內容及方法

（1）霧滴檢測。無人機施藥結束后，待霧滴干燥后，戴橡皮膠套，立即取下水敏紙，以防吸潮。然后將不同處理的水敏紙放入對應的塑封袋內，封口保存，帶回實驗室檢測。室內先對水敏紙進行掃描，然后用Depositscan 圖像處理軟件對圖像進行處理，檢測霧滴大小、霧滴密度、覆蓋率等指標。

（2）調查方法及時間。噴藥前調查發病基數，第2 次噴藥后11 d、第3 次噴藥后18 d 各調查1 次，共調查3 次。每處理分4 個小區調查（記作4 次重復），每小區2 株樹，每處理共計8 株。在每株樹的東、南、西、北每個方位各固定2 個新梢，定期調查新梢全部葉片，記錄總葉數、各級病葉數。同時于第1 次噴藥后3 d、第2 次噴藥后7 d 目測藥劑對蘋果樹是否有藥害。

病葉分級標準：0 級，無病斑；1 級，病斑面積占整個葉面積的10%以下；3 級，病斑面積占整個葉面積的11%～25%；5 級，病斑面積占整個葉面積的26%～40%；7 級，病斑面積占整個葉面積的41%～65%；9 級，病斑面積占整個葉面積的66%以上。

病情指數=［∑（各級病葉數×相對級數值）/（調查總葉數×9）］×100

防治效果（%）=［（空白對照區病情指數-處理區病情指數）/空白對照區病情指數］×100

1.4 試驗當日氣象資料

6 月20 日多云，風力2 級，最低氣溫22 ℃，最高氣溫30 ℃，日平均氣溫27.5 ℃，空氣相對濕度50%；7 月11 日多云轉小雨，風力3 級，最低氣溫26 ℃，最高氣溫34 ℃，日平均氣溫29.6 ℃，空氣相對濕度64%；8 月22 日晴，風力1 級，最低氣溫24 ℃，最高氣溫31 ℃，日平均氣溫28.3 ℃，空氣相對濕度57%。第2 次噴藥（7 月11 日）后1 h 遇4 mm 小雨，無補噴。

2 結果與分析

2.1 無人機噴藥的霧滴密度及覆蓋率

由表2 可以看出，無人機噴施的霧滴密度，葉面、葉背均以樹冠上層最高，葉面、葉背相差不大。樹冠中層葉面霧滴密度小于上層而大于下層，但與上層和下層差異均不大，葉面、葉背相差最大；葉背霧滴密度最小，明顯小于上層和下層。樹冠下層葉面霧滴密度小于上層和中層；葉背霧滴密度小于上層而大于中層，葉面、葉背差值居中。無人機噴施的霧滴覆蓋率以樹冠上層葉片的正反面最高，中層和下層葉片正反面的覆蓋率均較低。

表2 蘋果樹不同部位無人機噴藥霧滴密度和覆蓋率

2.2 無人機噴藥對蘋果褐斑病的防效

從表3 可以看出，植保無人機和人工噴施健攻對比，防效差異不顯著。目測水敏紙上霧滴，無人機噴施的果樹，樹冠下層和內膛葉片正反面普遍著藥量少，與人工噴施相比還有一定差距。增加飛防專用助劑，效果非但不明顯，而且略有下降。可能是由該小區枝量略多、樹冠偏大所致。調查還發現，采用無人機噴施的處理，發病葉片主要集中在樹冠下層和內膛；而人工噴霧的果樹，樹冠上層葉片褐斑病發病率明顯高于無人機噴施。

表3 無人機噴藥對蘋果褐斑病的防治效果

2.3 無人機噴藥的安全性

第1 次噴藥后3 d、第2 次噴藥后7 d 觀察，未發現噴藥對蘋果樹生長造成不良影響，葉片、幼果和新梢均表現正常，無任何藥害癥狀。

3 討論與小結

綜合分析，影響無人機防效的最主要因素是蘋果園單位面積枝條數量、樹冠通風透光條件及風力大小，建議用于樹齡8 年以下、每667 m2枝量8 萬條以下、行距4 m 以上、通風透光十分良好的紡錘形或主干形蘋果園。傳統的主干疏散分層形、小冠疏層形，每667 m2枝量10 萬條以上，這類樹冠密閉的蘋果園不建議選用植保無人機防治。

本試驗結果表明，在9 年生紡錘形樹、樹冠通透的喬化紅富士蘋果園，極目E-A2021 植保無人機和人工高壓機動噴霧器2 種施藥方式對蘋果褐斑病的防效無顯著差異。無人機低空常規噴霧健攻（每667 m26 L）對蘋果樹安全，無藥害發生。試驗還表明，植保無人機的防治效果對蘋果樹冠枝量大小、通風透光條件十分敏感。

無人機噴施農藥預防蘋果褐斑病，推薦藥劑及使用量為健攻每667 m2133 mL，噴藥液量每667 m25～6 L。采用極目E-A2021 全地形版全域感知植保無人機，2021 款彌霧雙噴頭十字交叉法作業。噴霧時作業行距4.5 m，作業速度1.5 m/s，噴幅4.5 m，作業高度仿地飛行，始終距離冠層2.3 m，霧滴粒徑40μm。施藥應選擇無風或微風（1～2 級）天氣的早晨或傍晚，噴藥前做好地塊的打點測量工作。雨季來臨前半個月（6 月中旬）噴第1 次藥，生長后期根據降雨量、降雨次數及當年褐斑病發生程度，間隔15～20 d 噴1 次，連續噴3～4 次。