山东理工职业学院 山东 济宁 272067
摘要：与传统的电喷雾器相比，植保无人机具有可操作性效率高、喷液少、劳动强度低、安全系数高等特点。近年来植物保护型无人机疾病控制研究进展飞速发展，国内外许多研究小组都使用植物保护无人机作为药剂实验，取得了宝贵的经验。
关键词：植保无人机施药；小麦蚜虫；防治效果
前言
目前，植保无人机广泛应用于小麦、水稻等低矮作物的植保作业，国内众多科研院所和农业技术推广部门对植保无人机喷雾沉积分布均匀性、雾滴飘移特性及其施药对病虫草害的防效等进行了广泛研究。影响施药效果的因素很多，与植保无人机自身相关的有机型、喷嘴类型及型号、作业高度、作业速度等，这些因素对药液雾滴在作物表面的沉积特性均有影响。
1小麦蚜虫的危害
小麦蚜虫的危害包括直接危害和间接危害两个方面：直接危害为成、若蚜吸食叶片、茎秆、嫩头和嫩穗的汁液。麦长管蚜多在植物上部叶片正面危害，抽穗灌浆后，迅速增殖，集中在穗部危害。麦二叉蚜喜在作物苗期危害，被害部形成枯斑，其他蚜虫无此症状。间接危害是指麦蚜能在危害小麦的同时，传播小麦病毒病，例如传播小麦黄矮病等。此外，蚜虫的成虫和若虫刺吸小麦茎、叶、和嫩穗的汁液后，会产生蜜露，分散在小麦叶片上，进而严重影响叶片的光合作用，造成小麦植株生长弱小。
2材料与方法
2.1试验器材
试验采用的植保无人机为3WQF120-12型单旋翼油动植保无人机，由安阳全丰航空植保科技股份有限公司生产。最大载药量12L，安装有2个LU120-02液力式喷头，机身长2.13m，宽0.70m，高0.67m，旋翼直径2.41m。主要作业参数：作业速度0～10m/s，作业高度1～4m，有效喷幅4～6m，喷头总流量1.2～2L/min。其他试验器材包括华谊单体手持式风速仪、创兴3WBD-18背负式电动喷雾器（16L，新乡市牧野区创兴喷雾器厂）、指示剂诱惑红85（上海染料研究所有限公司）、雾滴采集带（卡）、扫描仪等。
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2.2供试药剂
33%氯氟•吡虫啉悬浮剂（江苏龙灯化学有限公司）、飞防专用助剂（主要作用是调节雾滴谱、抗蒸发、抗飘移、促沉降，安阳全丰生物科技有限公司）。试验过程中，所有施药处理的用药量一致，均为75mL/hm2。
2.3试验内容
2.3.1试验地概况
试验设在河南省新乡县中国农业科学院植物保护研究所新乡综合试验基地。试验地总面积约2.35hm2，前茬作物为玉米，种植小麦品种为矮抗58。2015年10月15日整地后直播，东西方向畦，畦宽1.7m，行距40cm，株距20cm。2016年4月27日开展试验，小麦正处于扬花灌浆期，平均株高80cm。蚜虫已开始为害麦穗，是当地防控麦蚜的关键时期。试验当天温度21～26℃，相对湿度46.2%～64.5%，风速0.40～1.15m/s，风向为北风。
2.3.2试验设计
试验因素控制：本次高度控制和速度控制经由安阳全丰航空植保科技股份有限公司研发的油动直升机飞控系统，高度误差±0.1m，速度误差±0.1m/s，流量控制通过调节泵压力实现。试验前在试验场地边上60m×10m小麦种植区域测定3WQF120-12在3个高度下的喷幅。测得作业高度1m、1.5m和2m所对应的喷幅为（4±0.12）m、（4.5±0.15）m和（5±0.14）m。参考喷幅确定试验小区宽度。为优选出植保无人机的作业参数（所筛选参数均为该型植保无人机工作范围内的正常参数），试验安排了3因素3水平正交试验，因素A作业高度的3个水平分别为1m（A1）、1.5m（A2）、2m（A3）；因素B作业速度的3个水平分别为3m/s（B1）、4m/s（B2）、5m/s（B3）；因素Ｃ喷施流量的3个水平分别为1.7L/min（Ｃ1）、1.5L/min（Ｃ2）、1.3L/min（Ｃ3）。考察各因素对单旋翼油动植保无人机施药后在小麦冠层上部（穗部和旗叶处）、中部（倒二叶和倒三叶之间）和底部（小麦根部）的雾滴沉积分布和对小麦蚜虫防效的影响。其中，单位面积施用药液量=喷施总流量/（作业速度×喷幅宽度）。为衡量植保无人机施药效果，试验还设计了人工背负式电动喷雾器施药处理（喷施药液量为240L/hm2，以下简称人工处理），同时设置不施药的空白对照，统计蚜虫防治效果。每个处理飞行航线长度为100m，宽度为4个喷幅的宽度。由于飞防处理面积较大，故在各处理内选择不同样点作为重复。处理间设置6m的隔离带。在试验当天的气象条件下，各处理间的药液飘移可忽略。同时，为消除飞机在起飞时加速阶段和返航时减速阶段对药液沉积分布的影响，雾滴采集点和药效调查点均设在距离起飞点30m、50m和70m的距离，每个处理的雾滴采集点各设置3条采样带，每条采样带均匀设置17个雾滴采集点。每个雾滴采集点均在小麦上部、中部和底部放置雾滴采集卡。
2.3.3小麦蚜虫防效调查
每小区采用5点取样，每点固定20株有蚜株（穗），分别于试验当日施药前、施药后第1天、第3天和第7天各调查1次固定株（穗）上的蚜虫头数。计算各施药处理对蚜虫的防效。防治效果（%）=［1-（空白对照区药前活虫数×处理区药后活虫数）/（空白对照区药后活虫数×处理区药前活虫数）］×100
2.3.4整体流程
试验当天，调查各处理施药前蚜虫虫口基数。植保无人机在对各处理喷施药液时，加入药液量3%的诱惑红85作为指示剂。当药液喷施到冠层后，会显示在雾滴采集卡上。施药后待卡上雾滴干燥，将其收进自封袋，密封，标记编号，带回室内扫描处理。扫描后的图像通过DepositＳcan进行分析，得出单位面积内的雾滴密度。施药后定期对空白对照区、人工处理区和植保无人机施药9个处理区进行药效调查。利用L9（33）正交试验设计，对小麦冠层上部、中部和底部雾滴密度，药后第1天和第3天蚜虫防治效果进行相关分析。
3对蚜虫的防效
从防治效果看，药后第1天以人工处理的防效最高，为66.80%。无人机9个处理的防效40.40%～61.08%，均显著低于人工处理。将防效与小麦冠层上部雾滴沉积密度进行Ｐearson相关性分析显示，药后第1天蚜虫防治效果与小麦冠层雾滴沉积密度相关系数为0.939，达到极显著水平。
药后第3天时，各处理防效均有所提高。其中，无人机防效最高（82.62%）的为处理1（作业高度1m，作业速度3m/s，喷施流量1.7L/min），与人工处理防效（82.36%）相当。药后第3天防效与小麦冠层雾滴沉积密度的相关系数为0.870，较第1天有所下降，但仍处于极显著水平。人工处理由于喷施药液量大，对蚜虫的防治效果也较好。
药后第7天时，除人工处理防效（89.36%）外，无人机施药9个处理中，有5个处理的防效大于80%。其中，防效最高（89.44%）的仍为处理1（作业高度1m，作业速度3m/s，喷施流量1.7L/min）。此时防效与小麦冠层雾滴沉积密度相关系数仅为0.65，并不显著。施药第7天，药剂通过内吸传导已到达小麦植株各部位，蚜虫吸食带药植株均可中毒死亡，因此第7天各处理间施药效果差异不大。
结束语
应用植保无人机的主要目的不仅是要提高小麦植株对病害的抗性能力，进一步实现小麦稳产、高产的目标，而且要提升大面积小麦防治病害的效率，缩短防治时间，降低病害长期对植株为害，降低小麦生产种植成本。
参考文献
［1］张京，何雄奎，宋坚利，等.无人驾驶直升机航空喷雾参数对雾滴沉积的影响［Ｊ］.农业机械学报，2012，43（12）：94-96.
［2］邱白晶，王立伟，蔡东林，等.无人直升机作业高度与速度对喷雾沉积分布的影响［Ｊ］.农业工程学报，2013，29（24）：25-32.
论文作者:李冲
论文发表刊物:《防护工程》2018年第33期
论文发表时间:2019/2/22
标签：雾滴论文; 无人机论文; 小麦论文; 蚜虫论文; 作业论文; 药液论文; 效果论文; 《防护工程》2018年第33期论文;