不同類型飛防除草顆粒劑飄移特性初探

董 卉，唐 偉，徐紅星，黃福旦，王國榮，黃曉華*

(1. 浙江省植保檢疫與農(nóng)藥管理總站，浙江 杭州 310020；2.中國水稻研究所，浙江 杭州 311401；3.浙江省農(nóng)業(yè)科學院，浙江 杭州 310021；4.杭州市蕭山區(qū)農(nóng)(林)業(yè)技術(shù)推廣中心，浙江 杭州 311225)

目前，植保無人機已廣泛應(yīng)用于農(nóng)作物病蟲草害防治、播種、施肥等田間作業(yè)。據(jù)對浙江省飛防組織的調(diào)查，目前浙江水稻田除草主要采用植保無人機噴霧的方式。由于植保無人機載重量小、飛行快、噴頭距離作物冠層較高，多采用低容量或超低容量噴霧，藥液濃度高，霧滴細小，易對水稻和其他鄰近作物產(chǎn)生藥害[1，2]。

水稻田除草劑的施用方法主要有噴霧、毒土(藥土)、直接撒施等，根據(jù)中國農(nóng)藥信息網(wǎng)上的公開信息，我國已登記水稻田除草劑2 720個，其中1 645個噴霧施用，1 027個毒土(藥土)施用，115個可直接撒施。直接撒施的除草劑產(chǎn)品主要為顆粒劑、大粒劑、泡騰片劑、泡騰粒劑等。

日本作為植保無人機施藥技術(shù)應(yīng)用最早、發(fā)展最成熟的國家之一，截止2020年11月，已登記的水稻飛防除草劑共有175個，劑型均為顆粒劑和展膜油劑，施藥量為2.5～10 kg/hm2[3]。顆粒劑產(chǎn)品可利用植保無人機的撒播功能，可有效避免霧滴飄移及高濃度藥液藥害問題，具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益，應(yīng)用前景廣闊。

我國已登記的除草顆粒劑產(chǎn)品并未登記在植保無人機上使用，相應(yīng)的技術(shù)指標和使用方法尚不明確。本試驗對植保無人機撒施顆粒型除草劑不載藥顆粒(以下簡稱空粒)的田間飄移情況進行測定，以期明確植保無人機撒施除草顆粒劑的合適作業(yè)參數(shù)、顆粒劑飄移距離及作業(yè)安全距離。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 試驗采用種除草劑空粒進行測試。1號空粒為球狀顆粒松密度為1.24 g/mL，實密度為1.30 g/mL，粒徑3～4 mm，浙江天豐生物科技有限公司提供；2號空粒為扁球形顆粒，松密度為0.93 g/mL，實密度為0.98 g/mL，粒徑為3～4 mm，中國水稻研究所研制；3號空粒為扁球形顆粒，密度為0.98 g/mL，實密度為1.00 g/mL，粒徑2.8～3.2 mm；中國水稻研究所研制。

撒施和噴霧作業(yè)均采用大疆T-40八旋翼植保無人機進行，主要技術(shù)參數(shù)(表1)。

表1 大疆T-40植保無人機技術(shù)參數(shù)

空粒收集裝置采用直徑33 cm的漏斗，漏斗下口連接自封口塑料袋。漏斗以鐵絲固定，離地70 cm高。霧滴收集采用霧滴測試卡(35 mm×110 mm)。

試驗在晴朗微風或無風天氣進行，采用風速風向儀(型號PLC-16025)測定風向風速。

1.2 試驗方法 試驗于2022年2月28日在杭州蕭山冬閑田上進行，天氣晴朗，撒施作業(yè)時為北風，風速≤2 m/s。空粒用量1 kg/667 m2，無人機撒施作業(yè)在上風區(qū)域，空粒測試區(qū)域處于作業(yè)區(qū)域的下風方向。無人機作業(yè)區(qū)域?qū)挾?0 m，長度67 m(作業(yè)面積1畝)。以作業(yè)區(qū)域與飄移測試區(qū)域邊界線為起點，分別在下風方向距該邊界線1、2、3、4、5、6、7、8、9、10 m處放置空粒收集裝置。

無人機播撒飛行高度、飛行速度、轉(zhuǎn)速各設(shè)3個水平(表2)。1號和2號空粒采用完全隨機區(qū)組設(shè)計，共設(shè)27個處理。3號空粒因樣品量不足則采用正交試驗，各處理作業(yè)參數(shù)(表3)。試驗設(shè)3次重復。每次撒施作業(yè)結(jié)束后清點各采集器內(nèi)空粒數(shù)量，確定飄移距離。

表2 撒施作業(yè)參數(shù)表

表3 撒施作業(yè)參數(shù)正交試驗表

本次試驗設(shè)噴霧對照，噴霧作業(yè)時，風速為0 m/s。噴霧霧滴飄移距離試驗用水量2 L/667 m2，飛行高度2.8 m，飛行速度5 m/s。作業(yè)區(qū)域位置不變，以作業(yè)區(qū)域與飄移測試區(qū)域邊界線為起點，分別在下風方向距該邊界線1、3、5、7、11 m、離地面高度70 cm處水平放置霧滴測試卡，設(shè)3次重復。

2 試驗結(jié)果

2.1 作業(yè)參數(shù)對飄移距離的影響 3種測試空粒在不同作業(yè)參數(shù)下的飄移距離(表4)。采用DPS軟件對飄移距離數(shù)據(jù)進行方差分析，結(jié)果表明，飛行高度對3種測試空粒的飄移距離均有顯著影響(1號空粒p=0，2號空粒p=0.001，3號空粒p=0.002)，高度越高，飄移距離越遠，(圖1)。飛行速度和轉(zhuǎn)速對飄移距離的影響不顯著。

圖1 飛行高度對飄移距離的影響

表4 不同作業(yè)參數(shù)下3種空粒的飄移距離

對于1號和3號空粒，飛行高度、飛行速度、轉(zhuǎn)速三者之間無明顯交互作用，但對2號空粒，飛行高度和飛行速度間存在明顯交互作用(p=0.03)，(圖2)。飛行高度為4 m、飛行速度6 m/s的作業(yè)參數(shù)下，飄移距離最遠，顯著高于除飛行高度為4 m、飛行速度5 m /s以外其他7個組合。

圖2 不同飛行高度和飛行速度組合對2號空粒飄移距離的影響

2.2 不同空粒類型比較 將3種空粒在表3列出的9種作業(yè)參數(shù)組合下的飄移距離進行比較，2號空粒的飄移距離明顯小于1號空粒，但2號與3號之間，1號與3號之間無明顯差異，(表5)。

表5 不同類型空粒飄移距離比較

2.3 噴霧霧滴飄移距離 用霧滴分析軟件對沉積的霧滴數(shù)進行讀取，結(jié)果顯示霧滴分布隨作業(yè)邊距的增加而顯著降低，但距離作業(yè)區(qū)11 m處仍可采集到霧滴(圖3)。

圖3 不同采集距離霧滴沉積情況

3 討論

從試驗結(jié)果來看，用無人機進行除草作業(yè)時，種測試空粒的實測最遠飄移距離只有7 m，而噴霧霧滴在無風的情況下至少飄移了11 m，顆粒劑的飄移距離明顯少于噴霧，對鄰近敏感作物更安全。植保無人機撒施除草劑顆粒時，將作業(yè)參數(shù)設(shè)置為飛行高度2～3 m，飛行速度4～6 m/s，轉(zhuǎn)速800～1 000轉(zhuǎn)/min，飄移距離可以控制在5 m內(nèi)。如遇風力較大，或鄰近作物安全距離不足的情況下，可適當降低飛行高度和飛行速度來減少飄移。

種空粒中粒徑較大、密度較輕的扁球形2號空粒抗飄移能力最強，這可能是不同形狀、粒徑、密度顆粒在風場中受力不同、風阻面積不同導致其飄移距離存在差異。但由于試驗條件所限，未能采集更多不同類型顆粒來進一步明確形狀、粒徑、密度等指標對飄移距離的影響。

我國現(xiàn)已登記的水稻田除草顆粒劑產(chǎn)品有88個，其中藥肥有35個，用量在4～50 kg/667 m2之間，14個顆粒劑產(chǎn)品的用量在1～2.5 kg/667 m2之間，其余產(chǎn)品用量均<1 kg/667 m2。考慮到離心式撒播盤對低劑量的撒播用量難以精確控制，建議畝用藥量較低的顆粒劑在無人機撒施過程中拌適量肥料一起使用。

與常規(guī)噴霧或毒土法施藥相比，采用無人機撒施水稻田飛防封閉除草顆粒劑可大幅提高作業(yè)效率，實現(xiàn)“機器換人”，降低了勞動成本。且噴霧除草時，水稻田需先排水，施藥后24 h再復水，并保存3～5 cm水層5～7 d，而撒施顆粒劑只要保水5～7 d，田間管理較為簡單。施藥時，顆粒劑不直接接觸作物葉片而直接進入田間水層，減少了飛防高濃度噴霧除草可能存在的水稻安全性風險及除草劑飄移風險，對作物較為安全。顆粒劑飛防用藥亦可在陰雨天或微風天氣條件下進行，可有效避免因天氣原因不能及時施藥的問題。