胡红岩,任相亮,马小艳,马亚杰,姜伟丽,王丹,宋贤鹏,马艳
(中国农业科学院棉花研究所/棉花生物学国家重点实验室,河南安阳455000)
植保无人机低空施药是一项适应我国现代农业发展的新型施药技术,采用无人机施药不仅能明显提高作业效率,降低劳动力成本,而且在实际作业过程中可依据作业对象精准变量施药,降低农药用药量,减少农药残留。目前我国棉花生产过程存在机械化水平低、规模化进程慢等问题,在棉田引入和推广植保无人机施药技术,对于提高我国棉花种植的机械化水平,促进棉花生产向机械化、智能化和轻简化方向发展具有十分重要的意义。棉花采收前喷施脱叶剂,可以促进棉花叶片脱落和集中吐絮,降低棉花含杂率,提高棉花机械化采收作业效率。近年来植保无人机施药技术发展很快,采用植保无人机在棉田喷施脱叶剂受到广泛关注,但是由于我国植保无人机生产企业较多,无人机施药各自为政,棉花脱叶剂喷施作业尚无相应的行业标准,影响了植保无人机施药效果的进一步提高。如何选择合适的作业条件、技术参数,提高对棉花的脱叶催熟效果,已成为棉田植保无人机脱叶剂喷施过程中急需解决的关键技术问题。
植保无人机作业应选择株型紧凑、果枝与主茎夹角小、果枝分布均匀的棉花。无人机喷雾作业区的棉花品种应对脱叶剂敏感,落叶性较强,吐絮集中。相对叶片较少、通风透光性能好的棉花有利于农药雾滴均匀散落于棉花各个部位,棉花冠层叶片繁多、相互遮挡严重,则不利于无人机喷雾雾滴向下部穿透,使棉花中下部叶片着药量少,导致整体脱叶效果不佳。
棉花脱叶剂喷施应依据作业区域棉花种植特点和成熟期,确定无人机最佳的施药时间,一般在采收前18~25 d进行,北疆棉区在9月5日左右、南疆棉区在9月15日左右开始喷洒脱叶剂。棉花处于吐絮期,田间自然吐絮率达到50%以上、上部铃的铃期达到40~45 d为最佳喷雾时期。
1.3.1温湿度。植保无人机在环境温度小于37℃时进行作业,作业后连续7~10 d日平均气温18~20℃以上、最低温度12℃以上、相对湿度10%~85%时喷雾。湿度越大田间喷雾效果越佳,最好避开中午高温时段施药,以降低高温对药剂的蒸发而影响药效的发挥。如果喷施脱叶剂6 h内有降水,则需要重新喷施。
1.3.2风速。环境风速是影响植保无人机喷雾效果的重要因素之一,风速较大时容易发生雾滴飘移,减少有效沉积。应在无风或微风的条件下进行,当环境风速≥4 m·s-1时应采取必要的抗飘移措施,如适量添加航空助剂及抗蒸发剂等;风速≥5 m·s-1时停止喷雾作业。
根据植保无人机作业区域棉花种植模式、品种类型和田间布局等,选择合适的脱叶剂、催熟剂和助剂。植保无人机采用低容量或超低量喷雾,应依据无人机结构及特点选择适合无人机喷雾作业的脱叶剂剂型,包括常规剂型、低容量或超低容量剂型等。
根据棉花的长势和成熟度确定脱叶剂的使用剂量。正常生长的棉田推荐使用常规剂量;对于早熟且对脱叶剂敏感的品种,可以适当降低脱叶剂的使用量;田间密植度大、贪青旺长及晚熟的品种,应增大脱叶剂的剂量,以保证脱叶催熟效果。
采用植保无人机喷洒棉花脱叶剂,一般施药2次,间隔7~10 d。第1次,每666.7 m2喷施脱吐隆12~15 g,乙烯利 70~80 g;第 2 次,每 666.7 m2喷施脱吐隆12 g,乙烯利50~70 g。脱叶剂中加入伴宝助剂30~50 g,或添加适量的航空专用助剂。
植保无人机喷施作业效果与飞行高度和速度有很大关系,作业高度越高受到风速和风向的影响越大,雾滴越容易发生飘移。植保无人机喷施脱叶剂时应保持飞行高度一致,距离棉花顶部的高度为0.5~2 m为宜,最佳喷幅为4~6 m之间。植保无人机喷施作业飞行速度一般为3~5 m·s-1。飞行速度与雾滴沉积量呈负相关,飞行速度越快,其雾滴的穿透性差,棉花中下部雾滴沉积量相对较小。应根据棉花的种植密度和成熟度调整无人机作业的高度与速度,对于田间密度大、晚熟的品种,应适当降低飞行速度,以提高药剂沉积量,保证脱叶催熟效果;对于早熟且对脱叶剂敏感的品种,可以适当提高飞行速度。
喷液量是指无人机作业地块喷洒的所有药液量,与喷嘴喷洒速率、无人机作业速度等密切相关,采用植保无人机喷施作业在保证作业效率的前提下,要做到喷洒均匀一致,使棉花上、下部叶片都能着药。棉田喷施脱叶剂每666.7 m2喷液量一般为1.0~2.0 L;密植、晚熟棉田适当提高无人机喷液量,以保证脱叶效率。
使用植保无人机喷洒作业时,雾滴越小,雾化效果越好,在作物上的沉积效果越好,但雾滴越小,越容易产生飘移。因此,作业时要随时观察喷雾情况,要求喷雾雾滴均匀,防止重喷、漏喷现象。植保无人机喷施脱叶剂药液雾滴粒径小于300 μm为宜。雾滴密度覆盖度越高,药剂沉积效果越好,作业区域内雾滴数量应不少于15个·cm-2。雾滴分布均匀度以雾滴覆盖密度的变异系数表示,整个喷洒区域内变异系数越小,雾滴分布越均匀,喷雾质量越好。
喷雾结束后,针对植保无人机飞行作业难以达到的边角地、漏喷区、喷雾效果差的作业区,应及时进行人工地面补喷。飞防作业结束后在作业区域及周围树立警示标志,并告知可进入该区域的建议时间。