植保無人飛機低容量噴灑15%苯甲·吡唑酯微乳劑對3種蘋果葉部病害的防效評價

摘要

為明確納米殺菌劑的減量增效作用，本研究采用2種噴施方法，以水敏紙為霧滴沉積指示劑，分析植保無人飛機和背負式電動噴霧器噴施

15%苯甲·吡唑酯微乳劑（ME）和25%苯甲·吡唑酯懸浮劑（SC）兩種不同劑型

殺菌劑的霧滴密度及霧滴覆蓋率，調查并計算蘋果病葉率、病情指數、防治效果和綜合效益。結果表明，植保無人飛機飛行高度影響霧滴密度和覆蓋率，納米農藥15%苯甲·吡唑酯ME的霧滴密度和覆蓋率與25%苯甲·吡唑酯懸浮劑（SC）的霧滴密度和覆蓋率有差異。各殺菌劑處理對蘋果銹病的防效最好，防治效果均在97%以上，對蘋果黑星病的防治效果次之，末次藥后15"d的防治效果均在90%以上，對蘋果斑點落葉病有效，末次藥后15"d的防治效果均在50%以上。植保無人飛機噴施納米殺菌劑15%苯甲·吡唑酯ME在防治成本、時效性和節能上均明顯優于背負式電動噴霧器。因此，采用植保無人飛機噴施納米殺菌劑15%苯甲·吡唑酯ME可有效防治蘋果黑星病和蘋果銹病，同時實現殺菌劑減量，綜合效益較高。

關鍵詞

納米殺菌劑;"蘋果病害;"霧滴分析;"防治效果;"綜合效益

中圖分類號：

S"494

文獻標識碼："B

DOI："10.16688/j.zwbh.2023028

Evaluation"of"control"effect"of"lowvolume"spraying"of"difenoconazole·pyraclostrobin"15%"ME"on"three"apple"leaf"diseases"by"plant"protection"unmanned"aircraft"vehicle

LIU"Jianwei1，"ZHAO"Zhihui1，"LI"Jinfeng1*，"WEI"Jiangwen1，"LI"Qingmei1，"SHI"Guangliang1，LIANG"Bing2，"HU"Zhendi2

（1."Pingliang"Academy"of"Agricultural"Sciences"in"Gansu，"Pingliang"744000，China;"

2."Nanjing"Shansi"Ecological"Technology"Limited"Company，"Nanjing"210012，"China）

Abstract

To"clarify"the"effect"of"nanofugicide"difenoconazole·pyraclostrobin"15%"ME，"two"kinds"of"spraying"methods"were"adopted"in"this"test，"with"water"sensitive"paper"as"an"indicator"of"droplet"deposition."The"droplet"density"and"droplet"coverage"rate"of"different"fungicidesnbsp;sprayed"by"plant"protection"UAV"and"backpack"electric"sprayer"were"analyzed."Diseased"leaf"rate，"disease"index，"control"effect"and"overall"benefit"were"investigated."The"results"showed"that"the"flight"height"of"plant"protection"UAV"affected"droplet"deposition"density"and"coverage."Droplet"density"and"coverage"of"difenoconazole·pyraclostrobin"15%"ME"were"different"from"those"of"difenoconazole·pyraclostrobin"25%"SC."Every"treatment"had"the"best"control"effect"on"apple"rust，"with"the"efficacy"above"97%."Control"efficacy"were"above"90%"on"apple"scab"15"days"after"treatment，"but"only"50%"on"apple"Alternaria"blotch."The"control"cost，"timeliness"and"energy"saving"of"difenoconazole·pyraclostrobin"15%"ME"sprayed"by"plant"protection"UAV"were"significantly"better"than"those"of"backpack"electric"sprayer."Therefore，"application"of"difenoconazole·pyraclostrobin"15%"ME"by"plant"protection"UAV"can"control"apple"scab"and"apple"rust"effectively"and"achieve"the"reduction"of"fungicide，"with"high"overall"benefit.

Key"words

nanofungicide;"apple"disease;"droplet"analysis;"control"effect;"overall"benefit

我國是蘋果生產大國，蘋果栽培面積最大，產量也穩居世界首位，但單位面積產量及品質等方面與發達國家仍有一定的差距［1］。除了品種及栽培措施，病蟲害的治理及防控也是決定蘋果產量與品質的主要因素之一［23］。目前，在我國大部分地區蘋果病蟲害的化學防治主要依賴傳統的施藥器械，如人工背負式噴霧器和拉管式高壓噴霧機等地面機械，存在勞動強度大、作業成本高和作業效率低等問題［45］。近年來，中國農業航空產業發展迅速，植保無人飛機航空施藥成為新型植保作業方式。植保無人飛機屬于低空低量施藥，旋翼產生的下壓風場有利于增加藥液霧滴對作物的穿透性及均勻性，作業效果優于手動植保機械。目前，植保無人飛機施藥技術在小麥、玉米和水稻等作物上得到了廣泛應用，在高大植株作物的病蟲害防治中也發揮了重要作用［69］。

大量作業實踐結果證明［4，6，89］，植保無人飛機的防治效果由機型、環境因素和作業參數決定，同時還受助劑和農藥類型等的影響。植保無人飛機多采用離心和霧化噴頭，噴出的霧滴直徑小，而傳統常規劑型農藥雜質較多，容易堵塞噴頭，不適合植保無人飛機使用。因此，急需開發效果好、價格低、適應植保無人飛機作業的新型農藥劑型。

2019年，國際純粹與應用化學聯合會（IUPAC）將新型納米農藥評為改變世界的十大化學新興技術之首，歐美一些國家也頒布了關于納米農藥研發、利用及安全評測等方面的管理條例［1012］。在我國，還沒有關于納米農藥劑型的登記［13］，關于納米農藥對病蟲害的研究較少，尤其是對植物病害的防治方面。本研究擬通過植保無人飛機在矮化密植蘋果園噴霧，明確納米殺菌劑和傳統殺菌劑在蘋果樹體的沉積分布及對蘋果黑星病、蘋果斑點落葉病、蘋果銹病3種蘋果主要葉部病害的田間防治效果，以期為植保無人飛機科學防控蘋果病害和大面積推廣應用提供依據。

1"材料與方法

1.1"試驗地概況

試驗布設在甘肅省莊浪縣柳梁鎮河灣村（35.26°N，105.96°E），試驗區海拔1"658nbsp;m，年平均氣溫6.8℃，無霜期147"d，日照時數2"102"h，年平均降水量475.5"mm，降水主要集中在7月-9月，干旱少雨是當地最主要的氣候特點。試驗果園蘋果品種為‘煙富3號’，樹齡4"年，矮化密植栽培，行距4nbsp;m，株距2"m，平均株高2.8"m，樹冠大小和樹體長勢基本一致，該果園主要葉部病害有蘋果黑星病、蘋果斑點落葉病、蘋果銹病等。

1.2"供試藥劑與材料

納米殺菌劑：15%苯甲·吡唑酯微乳劑（ME），南京善思生態科技有限公司;25%苯甲·吡唑酯懸浮劑（SC），上海滬聯生物藥業（夏邑）股份有限公司;水敏紙（26"mm×76"mm，瑞士汽巴嘉基公司）;雙頭夾子（總高度10.5"cm，夾頭長度8"cm，張開尺寸0.8"cm），蒼南宏均商貿有限公司。

1.3"試驗設備

T30植保無人飛機（UAV），產品型號3WWDZ30A，深圳市大疆創新科技有限公司，整機質量36.5"kg，藥箱容量30"L，噴灑流量0.25～20"L/min，飛行高度1.5～15"m，有效噴幅4～9"m，飛行速度3.5～7"m/s，全向避障雷達型號為RD2424R;噴頭型號為果樹機：TXVK04，噴頭16個，噴頭流量3.6"L/min，工作壓力1"MPa。人工背負式電動噴霧器（EAP）為WS18D型背負式電動噴霧器，流量0.8"L/min（單噴頭），工作壓力0.3"MPa，噴頭孔徑1"mm，山東衛士植保機械有限公司。

1.4"試驗設計

1.4.1"施藥方式與殺菌劑處理

試驗共設置6個處理，另設空白對照，重復3次，詳見表1。每處理小區長30"m，寬8"m，面積240"m2。為避免各小區相互干擾，小區之間設置4"m寬隔離帶。蘋果花露紅期噴第1次藥，之后間隔10"d噴1次，共噴藥6次。植保無人飛機飛行高度和噴霧量是影響霧滴分布的重要因素，為明確霧滴在蘋果葉片上的沉積分布，本試驗植保無人飛機在3.5"m/s的飛行速度下，采用60"L/hm2的噴液量進行噴霧。為評估飛行高度對植保無人飛機噴霧效果的影響，設置飛行高度為3.5"m和4"m。人工噴霧處理噴霧量為3"000"L/hm2。

1.4.2"霧滴分布的測試布點和測定

以水敏紙為霧滴采集卡，施藥開始前，每個處理選擇3個采樣點，根據蘋果植株高度和枝葉疏密程度確定水敏紙布置位置，在豎直方向將蘋果樹體分為上、中、下3層，上層為蘋果樹冠頂層下方5"cm處，中層為蘋果樹內膛處（主干正中），下層為蘋果樹冠底層向上5"cm處。用夾子分別將2張水敏紙一正一反卡住用于測定葉片正、反面霧滴覆蓋率和覆蓋密度。噴霧結束后，收集每個采樣點的水敏紙，并依次標記各采樣點位置，帶回室內用掃描儀（Epson"Perfection"V850"Pro，愛普生中國有限公司生產）掃描，掃描后的圖片用Image"J"1.38X圖像分析軟件進行分析，得到霧滴密度和霧滴覆蓋率。計算公式為：

霧滴覆蓋率=霧滴區域像素數試紙區域總像素數×100%;

霧滴密度（個/cm2）=霧滴總數試紙總面積。

1.5"防治效果調查

末次藥后15、30"d各調查1次防治效果。采用5點采樣法選定每小區5株果樹，在其樹冠的東、南、西、北、中5個方位各隨機選取20片葉，按照蘋果黑星病、蘋果斑點落葉病、蘋果銹病病葉分級標準，逐葉記載3種病害的病情級別，計算病葉率、病情指數和防治效果。

蘋果黑星病、蘋果斑點落葉病和蘋果銹病病葉分級標準參考李青梅等［14］和史廣亮等［15］。

病葉率=病葉數調查總葉片數×100%;

病情指數=［∑（各級代表值×發病葉片數）］/（最高級代表值×調查總葉片數）×100;

防治效果=（對照組病情指數-處理組病情指數）/對照組病情指數×100%。

1.6"綜合效益評價

根據防治效果和防治成本（包括藥劑成本、無人機和人工成本）計算末次藥后15"d的綜合效益。

綜合效益（%/元）=防治效果防治成本。

1.7"數據處理與分析

利用Excel"2007進行數據整理，差異顯著性檢驗采用SPSS"23.0中Duncan氏新復極差法進行。作圖軟件使用ORIGIN2018。

2"結果與分析

2.1"霧滴覆蓋率及霧滴密度分析

由圖1可知，就霧滴覆蓋率而言，人工噴施15%苯甲·吡唑酯ME處理（T6）在上層葉片反面和下層葉片正面的霧滴覆蓋率顯著高于其他處理，在中層葉片正面與無人飛機噴施25%苯甲·吡唑酯SC，飛行高度3.5"m處理（T1）差異不顯著（P＞0.05），但與其余處理差異顯著；在上層葉片正面，無人飛機噴施25%苯甲·吡唑酯SC，飛行高度4"m處理（T2）霧滴覆蓋率最大（P＜0.05）；在中層葉片反面，人工噴施25%苯甲·吡唑酯SC處理（T5）的霧滴覆蓋率顯著高于其他處理，無人飛機噴施15%苯甲·吡唑酯ME，飛行高度3.5"m（T3）和無人飛機噴施15%苯甲·吡唑酯ME，飛行高度4"m（T4）處理霧滴覆蓋率最小且無顯著性差異（P＞0.05）；在下層葉片反面，霧滴覆蓋率均較低。

在霧滴密度方面，無人飛機噴施15%苯甲·吡唑酯ME，飛行高度4"m處理（T4）上層和中層葉片的正反面霧滴密度均最大，顯著高于其他處理（P＜0.05）;在下層葉片反面，其霧滴密度稍低于無人飛機噴施25%苯甲·吡唑酯SC，飛行高度4"m處理（T2），但差異不顯著（P＞0.05）；在下層葉片正面，無人飛機噴施25%苯甲·吡唑酯SC，飛行高度4"m處理（T2）霧滴密度最大，顯著高于其他處理（P＜0.05）。

在防治蘋果病害的實際噴藥過程中，背負式噴霧器較植保無人飛機工作壓力小且霧化效果較差，常受限于作業人員的操作方式，導致在蘋果樹上層正面和下層反面葉片著藥較少的現象時有發生，而植保無人飛機旋翼產生的下壓風場在保證蘋果樹上層正面葉片著藥均勻的同時還可使下層反面葉片著藥，在提高農藥利用率方面具有一定的優勢。

2.2"不同處理對蘋果黑星病的防治效果

表2表明，設置的6個不同無人飛機和人工噴霧方式噴施不同劑型殺菌劑處理對蘋果黑星病的防治效果均較好，病葉率與病情指數均極顯著低于對照（Plt;0.01）。末次藥后15"d的防治效果均在90%以上。無人機飛行高度為3.5"m和4"m噴施納米殺菌劑15%苯甲·吡唑酯ME（T3和T4）的防治效果稍低于其他處理，均為90.69%，病葉率與病情指數極顯著低于對照（Plt;0.01），與其他施藥處理間無顯著差異。末次藥后30"d的防治效果除無人機飛行高度為3.5"m和4"m噴施納米殺菌劑15%苯甲·吡唑酯ME（T3和T4）兩處理外均在95%以

上，病葉率與病情指數極顯著低于對照（Plt;0.01）。

噴施15%苯甲·吡唑酯ME時，人工處理（T6）的病葉率與病情指數顯著低于無人飛機飛行高度為3.5"m"和4"m噴施處理（T3和T4）（Plt;0.05）。兩次調查人工噴施15%苯甲·吡唑酯ME（T6）的防治效果均高于96%，顯著高于無人飛機飛行高度為3.5"m和4"m噴施納米殺菌劑15%苯甲·吡唑酯ME（Plt;0.05）。

采用無人飛機和人工噴施25%苯甲·吡唑酯SC和納米殺菌劑15%苯甲·吡唑酯ME均能對蘋果黑星病起到很好的防治效果。人工背負式電動噴霧器雖然防治效果好，但是勞動強度大，效率低，成本高。相比人工噴霧，植保無人飛機在作業效率上明顯優于背負式電動噴霧器。納米殺菌劑15%苯甲·吡唑酯ME雖然在末次藥后30"d調查時藥效有所下降，但是末次藥后15"d防效與其他處理差異不大。結合人工噴施兩種劑型苯甲·吡唑酯（T5，T6）的結果可以看出，納米殺菌劑15%苯甲·吡唑酯ME與25%苯甲·吡唑酯SC對蘋果黑星病的藥效基本一致，且在實際霧化噴施作業中不易堵塞噴頭，實用性更好。

2.3"不同處理對蘋果斑點落葉病的防治效果

由表3可知，不同處理對防治蘋果斑點落葉病均有效果，病葉率和病情指數極顯著低于對照（Plt;0.01）。末次藥后15"d各處理對蘋果斑點落葉病防治效果均在50%以上。末次藥后30"d藥效明顯下降，無人機飛行高度3.5"m和4"m噴施25%苯甲·吡唑酯SC（T1和T2）、人工噴施25%苯甲·吡唑酯SC（T5）和人工噴施納米殺菌劑15%苯甲·吡唑酯ME（T6）4個處理的防治效果較好，分別為58.79%、65.39%、66.69%和77.35%，病情指數分別被控制在0.81、0.68、0.65和0.45，病情指數極顯著低于空白對照處理（Plt;0.01）。無人機噴施納米殺菌劑15%苯甲·吡唑酯ME時，藥效有所下降，飛行高度3.5"m和4"m（T3和T4）末次藥后30"d藥效從末次藥后15"d的58.81%、62.16%降至31.25%、22.56%。人工噴施25%苯甲·吡唑酯SC（T5）和人工噴施納米殺菌劑15%苯甲·吡唑酯ME（T6）無顯著差異。

2.4"不同處理對蘋果銹病的防治效果

由表4可見，設置的6個不同無人飛機和人工噴霧方式噴施不同劑型殺菌劑處理對蘋果銹病防治效果較好，病葉率和病情指數極顯著低于對照（Plt;0.01），防效達97.75%到100%。各處理的病葉率、病情指數和防效之間差異均不顯著（P＞0.05）。可見，無人飛機和人工噴施25%苯甲·吡唑酯SC和納米殺菌劑15%苯甲·吡唑酯ME對蘋果銹病均有很高的防治效果，相較于人工噴霧和25%苯甲·吡唑酯SC，無人機噴施納米殺菌劑更易于操作，省時省力。

2.5"綜合效益分析

由表5可知，綜合2種殺菌劑的市場價格和2種噴施方式的作業成本，以防治相同面積果園為基準，3種病害2種噴施方式中無人機噴施納米殺菌劑15%苯甲·吡唑酯ME的綜合效益最高，人工噴施25%苯甲·吡唑酯SC的綜合效益最低。在對蘋果黑星病的防治中，無人機噴施納米殺菌劑15%苯甲·吡唑酯ME的綜合效益為0.48，人工噴施25%苯甲·吡唑酯SC的綜合效益為0.16，前者是后者的3倍;在對蘋果斑點落葉病的防治中，無人機噴施納米殺菌劑15%苯甲·吡唑酯ME的綜合效益（0.33）是人工噴施25%苯甲·吡唑酯SC綜合效益（0.12）的2.8倍;在對蘋果銹病的防治中，無人機噴施納米殺菌劑15%苯甲·吡唑酯ME的綜合效益（0.53）是人工噴施25%苯甲·吡唑酯SC綜合效益（0.17）的3.1倍。從防治成本方面看，本試驗條件下，每公頃果園的防治成本在187.5～597元之間，最高防治成本與最低防治成本相差409.5元，植保無人飛機噴施納米殺菌劑15%苯甲·吡唑酯ME的防治成本每公頃能節省69%;從時效性方面看，人工噴施殺菌劑每公頃需30"h，而植保無人飛機噴施僅需15"min，植保無人飛機施藥可節省99%的時間，提高了作業效率;在節能方面，常規人工背負式噴霧器在作業中每667"m2需水量為200"L，無人機每667"m2僅需4"L水，節水98%。由此可知，植保無人飛機較傳統人工背負式電動噴霧器來說作業便捷，省時省力，綜合效益較高，可顯著降低果園生產成本。

3"結論與討論

本試驗統計了各處理不同位置采樣點的霧滴覆蓋率和霧滴密度，篩選了對蘋果3種病害具有較高活性的殺菌劑處理，對3種病害2種噴施方式的綜合效益進行統計分析，發現植保無人飛機飛行高度影響著霧滴的覆蓋率和霧滴密度，在噴施同種殺菌劑時，飛行高度對霧滴的沉積有影響。植保無人飛機噴施25%苯甲·吡唑酯SC與納米殺菌劑的霧滴覆蓋率和霧滴密度也存在差異，結合圖1，雖然植保無人飛機噴施納米殺菌劑的覆蓋率較小，但其霧滴密度較其他處理相對較大，進一步說明新型納米殺菌劑水溶性好、分布均勻。各殺菌劑處理對蘋果銹病的防效最好，防治效果均在97%以上;對蘋果黑星病的防治效果次之，末次藥后15"d的防治效果均在90%以上;對蘋果斑點落葉病有效，末次藥后15"d的防治效果均在50%以上。可見，納米殺菌劑15%苯甲·吡唑酯ME和常規殺菌劑25%苯甲·吡唑酯SC對蘋果銹病和蘋果黑星病均有較好的防治效果，可應用于蘋果生產中以上葉部病害的防控。

新型納米農藥具有對人畜環境安全、有緩釋增效等優點［1619］。胡紅巖等［8］通過無人機噴施納米農藥探討了納米殺蟲劑的沉積分布及對棉蚜的防治效果，發現納米農藥有較好的分散性，能提高常規農藥的生物活性，對棉蚜的防治效果更好。吳樹兵［20］通過不同納米藥劑、大型藥械對小麥赤霉病的防治效果進行調查，發現納米農藥是防治小麥赤霉病的理想替代藥劑，防治效果最佳。張海艷等［6］通過改變無人機作業高度和農藥噴灑量進行田間噴施試驗，發現作業高度和噴灑量都會改變霧滴的均勻性和沉積量，防治效果均達到國家防效標準，這與本試驗的結果一致。本試驗表明，納米殺菌劑15%苯甲·吡唑酯ME在防治蘋果銹病和黑星病中均有顯著的效果，配合植保無人飛機施藥能在作業效率和防治成本上明顯優于背負式電動噴霧器，在實際操作中還發現納米殺菌劑較25%苯甲·吡唑酯SC在霧化噴施作業中不易堵噴頭，分布均勻，值得大面積推廣。

施藥技術是影響農藥利用率的重要因素之一［2122］。本研究結果可以看出，植保無人飛機噴施的防治效果不如人工背負式電動噴霧器，原因在于植保無人飛機噴施過程中會有大量藥液沉積到地表，而人工噴霧能精準噴藥，農藥利用率高。在防治蘋果黑星病和蘋果斑點落葉病的試驗中發現，植保無人飛機飛行高度3.5"m和4"m噴施納米殺菌劑15%苯甲·吡唑酯ME末次藥后30"d的防治效果較末次藥后15"d差，原因可能在于納米農藥霧滴粒徑較小，由于果樹較高，無人機飛行高度設置在3.5"m和4"m，因此霧滴更易受風速的影響而發生漂移，減少了藥劑在蘋果樹上的有效沉積，這與陳吟等［23］的研究結果一致。

蘋果斑點落葉病發病早、病原流行快且抗藥性強，病斑多并有擴展聯片的現象，品種間抗病性差異大［24］。在本試驗中，6個處理的殺菌劑對蘋果斑點落葉病的防治效果均不是很好，推測可能與抗藥性相關，后期計劃進一步開展蘋果斑點落葉病對納米殺菌劑的抗藥性試驗。

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（責任編輯：田"喆）