不同型號大疆植保無人機防治柑橘潛葉蛾的效果及應用效益

蔣夢俠,陳 松,馮云斌,陳慶東,米文龍,楊 月,劉 波,楊東升*

(1.四川臺沃新秀健康植物保護服務有限公司,四川 三臺 621199;2.四川省農業科學院植物保護研究所 /農業部西南作物有害生物綜合治理重點實驗室,成都 610066)

柑橘潛葉蛾(PhyllocnistiscitrellaStainton),又名潛葉蟲、繪圖蟲、鬼畫符,屬鱗翅目葉潛蛾科,是四川柑橘產區的重要害蟲之一,在四川各新老柑橘產區普遍發生[3]。柑橘潛葉蛾常以幼蟲潛入柑橘樹葉表皮下,潛食葉肉,形成銀白色蜿蜒曲折的隧道,最終造成柑橘葉片卷縮,光合作用減弱,嚴重影響了柑橘新稍的抽發和柑橘植株的正常生長,還有可能誘發潰瘍病等侵染性病害[1]。近年來由于“暖冬”氣候等因子的影響,導致四川柑橘潛葉蛾的發生呈逐年加重的趨勢[1]。柑橘潛葉蛾多發于新稍,但往往秋稍抽發不整齊導致防控時間難掌握,再加上農村勞動力流失、用工成本增加、果農技術不高等多重因素,導致對柑橘潛葉蛾的防治不及時,待造成嚴重危害時再進行防治,不僅效果欠佳,還增加了防治成本,嚴重影響柑橘樹后期的正常生長。

在此背景下,筆者在綿陽市三臺縣開展了大疆植保無人機作業參數篩選研究以及利用大疆植保無人機防治柑橘潛葉蛾的藥效試驗,以期為柑橘潛葉蛾的高效防控提供相關依據,以及探索植保無人機防控柑橘潛葉蛾的可行性和應用效益。

1 材料與方法

1.1 試驗目的

根據試驗訴求,在目標柑橘園開展大疆植保無人機作業參數篩選研究、柑橘潛葉蛾防控試驗以及無人機降工減本效果探究。通過對無人機高空噴霧防治柑橘潛葉蛾的防治效果,探索大疆植保無人機在柑橘上應用的可行性;通過無人機噴霧與傳統人工噴霧人工投入、用時投入等方面的對比,探索無人機在柑橘病蟲害防控中的應用效益。

1.2 試驗對象

試驗對象:潛葉蛾(phyllocnistiscitrella),試驗作物:柑橘,品種:晚熟雜柑。

1.3 環境設施栽培條件

試驗于2023年7月31～8月30日開展,地點位于四川省綿陽市三臺縣。

試驗園詳情:試驗園柑橘樹平均株高2～3m,冠幅2.5～3m,樹形多為自然開心型,樹勢較強,種植密度約55株/667m2,柑橘潛葉蛾常有發生。試驗時,柑橘潛葉蛾輕度發生,其他病蟲害輕度混合發生。

1.4 試驗設備

大疆植保無人機-1噴霧設備參數如下,型號:大疆T50電動八旋翼植保無人飛機,飛行速度:0～10m/s。可載藥容量:50L,噴霧流量:4～24L/min,噴頭:安裝4個雙重霧化離心噴頭,噴幅:3～11m,設備生產廠家:深圳市大疆創新科技有限公司。

大疆植保無人機-2噴霧設備參數如下,型號:大疆T30電動六旋翼植保無人飛機,飛行速度:0～10m/s,可載藥容量:30L,噴霧流量:3.6～8L/min,噴頭:安裝16顆壓力式噴頭,噴幅:4～9m,設備生產廠家:深圳市大疆創新科技有限公司。

大疆植保無人機-3噴霧設備參數:型號:大疆T25電動四旋翼植保無人飛機,飛行速度:0～10m/s,可載藥容量:20L,噴霧流量:4～24L/min,噴頭:安裝4個雙重霧化離心噴頭,噴幅:4～7m,設備生產廠家:深圳市大疆創新科技有限公司。

人工作業設備:農寶3WBD-20-9背負式電動噴霧器,容量20L,出水量4L/min,水壓0.65MPa,安裝4孔防風噴頭,設備生產廠家:安徽阜陽明輝塑膠科技有限公司。

1.5 無人機霧滴沉降試驗

1.5.1 霧滴沉降試驗 在目標柑橘園開展大疆植保無人機霧滴沉降試驗,通過設計3因素3水平正交試驗,對比不同型號的大疆植保無人機在不同作業高度、不同作業速度下,在柑橘中上部位的霧滴沉積情況。每個組號重復3次,每組試驗的面積為667m2。試驗因素、水平如表1所示。用正交試驗法,按正交表L9(34)設計,正交試驗方案如表2。

表1 試驗因素與水平

表2 正交試驗方案

表3 試驗處理

1.5.2 霧滴沉降數據采集與處理

無人機沿柑橘栽培行飛行,每組試驗選擇1顆柑橘樹進行采樣,以柑橘樹冠頂部往下0.5m處布置上采樣層,1.0m處布置中采樣層,每個采樣層以無人機前進方向最前端、最左側為第一取樣點,以“Z”字形布置取樣點,每層橫、豎各設置3個取樣點,合計每層9個取樣點,每株共計采樣18個,具體分布如圖1[2-3]。使用水敏紙作為霧滴分布測試的工具,每張水敏紙背面按順序進行編號,用回形針將水敏紙固定在柑橘葉片上,用于收集葉片表面霧滴沉降情況。

圖1 采樣分布圖

試驗完成,確定水敏紙上的霧滴干燥后,按序號收集水敏紙,并逐一放入對應的自封袋中,帶到實驗室進行掃描,掃描后的圖像通過DepositScan軟件進行處理,對霧滴的沉積分布數據進行提取。

1.6 藥效對比試驗

以無人機交互試驗設置好的試驗組號,與人工噴霧進行藥效對比試驗。

1.6.1 試驗設計 每個組號重復次數:3次,試驗面積667m2,按照試驗方案,根據設計劑量,準確量取用藥量,采用2次稀釋方法,配成藥液,進行葉面噴霧,特別注意對新梢葉片的噴霧。人工噴霧以葉片滴水為度。

1.6.2 調查時間和次數 按照《農藥田間藥效試驗準則(二)》[4]要求,試驗共進行5次調查,其中7月31日進行基數調查,8月3日(藥后3d)、8月7日(藥后7d)、8月10日(藥后10d)進行(殺蟲效果)調查。另外,于8月20日(藥后20d),即秋梢葉片充分展開時進行葉片被害率、保梢效果調查。

1.6.3 調查方法 (1)殺蟲效果調查 按照《農藥田間藥效試驗準則(二)》[4]要求,每小區調查2株柑橘樹,每株按東、西、南、北、中五個方位固定6個新稍,記錄60個新梢的殘幼蟲數。

(2)保梢效果調查 按照《農藥田間藥效試驗準則(二)》[4]要求,每小區調查2株柑橘樹,每株按東、西、南、北、中五個方位固定6個新梢,記錄60個新梢的危害情況,按下列標準進行分級。

0級:葉片未受害;1級:有蟲食隧道,但葉片未變形;3級:有蟲食隧道,且葉片變形;5級:葉片半邊卷曲;7級:葉片全卷,落葉。

1.6.4 藥效計算方法

防治效果(%)=(1-

葉片被害指數(%)=

保稍效果(%)=

2 結果與分析

2.1 安全性分析

藥后20d時,各處理均未發現明顯藥害。

2.2 UAV噴灑霧滴在柑橘中上冠層空間的分布

由表4可知,影響霧滴在柑橘冠層上沉積密度的因素首先是飛機型號,動力越大、噴頭霧化效果越好的機型,霧滴沉積效果越好;其次是作業的高度與速度。在試驗組號1～9中,較優的作業水平為T50無人機,作業高度2m,作業速度3m/s。

表4 霧滴沉降分布結果

2.3 柑橘潛葉蛾防治效果評價

2.3.1 不同無人機型號對柑橘潛葉蛾田間防治效果評價 試驗結果見表5,可知,藥后3d,各處理的防效表現為處理2>處理1>處理6>處理8>處理10>處理4>處理7>處理5>處理9>處理3,其中處理1、處理2、處理4、處理6、處理8、處理10的防效均達到了80%以上,以處理2(T50無人機在作業高度2m,作業速度3m/s)的防效最好,防效為86.11%。

表5 不同無人機型號對柑橘潛葉蛾田間防治試驗結果

藥后6d時,各處理的防效表現為處理2>處理1>處理8>處理6>處理4>處理10>處理7>處理5>處理9>處理3,其中處理1、處理2、處理4、處理6、處理8的防效均達到了90%以上,仍以處理2(T50無人機在作業高度2m,作業速度3m/s)的防效最好,防效高達96.68%。

藥后10d時,各處理的防效表現為處理2>處理1>處理6>處理4>處理8>處理10>處理7>處理5>處理9>處理3,其中處理1、處理2、處理4、處理6的防效保持在90%以上,仍以處理2(T50無人機在作業高度2m,作業速度3m/s)的防效最好,防效保持在93.52%。

2.3.2 保稍效果評價 由表6可知,各處理的保稍效果,表現為處理2>處理1>處理8>處理6>處理4>處理7>處理10>處理5>處理9>處理3,其中,處理1、處理2、處理4、處理6、處理8的保稍效果均達到了95%以上,其中以以處理2(T50無人機在作業高度2m,作業速度3m/s)的保稍效果最好,達到了98.33%。

表6 不同無人機型號防治柑橘潛葉蛾田間保稍結果

2.4 UVA噴霧施藥防控柑橘潛葉蛾與人工施藥效率對比分析

由表7可知,與傳統人工作業方式相比,無人機完成667m2柑橘地的噴霧時間僅需1min左右,且只需2人即可,而傳統人工作業需20min,且需5人同時進行噴霧作業,同時人工噴霧作業用水量遠超無人機作業。

表7 無人機防控柑橘潛葉蛾與人工施藥效率對比

3 結論

根據霧滴在柑橘樹冠層的沉積效果、對柑橘潛葉蛾的防治效果以及保稍效果,得出以下試驗結論:①在大疆植保無人機型號篩選方面,最適宜用于柑橘潛葉蛾防治的型號為T50,具有動力強,載藥量大,噴頭霧化效果好,霧滴沉積密度高等優點,適用于柑橘潛葉蛾等發生于柑橘中上部位的病蟲害。②在作業參數篩選方面,防治柑橘潛葉蛾等發生于柑橘中上層樹冠的病蟲害時,最佳作業高度為2m,作業速度3m/s。③在防治效果方面,應用大疆植保無人機對柑橘潛葉蛾進行噴霧防治,具有很好的防治效果,防效并不低于傳統的人工噴霧。

隨著現代農業的快速發展,農用無人機正在成為規模化農業生產中高效省工、節約成本管理的重要平臺[2],在有效防治病蟲害的同時,節約了大量的人工成本,降低了生產投入。

綜上所述,大疆植保無人機對發生于柑橘中上部位的病蟲害具有很好的防治效果,但由于此次試驗主要針對的是柑橘“自然開心型”樹形,而柑橘樹還存在其他不同類型的樹形結構,因此,無人機在柑橘不同樹型的應用效果、對不同發生部位的病蟲害防治效果如何,仍是一個需要不停探索、求證的課題。