P20植保无人机作业参数优化及其施药对棉蚜防效评价

沙帅帅，王喆，肖海兵，马小艳,，黄群，王兰 *

（1.塔里木大学/农业部阿拉尔作物有害生物科学观测实验站/塔里木大学南疆农业有害生物综合治理重点实验室，新疆阿拉尔843300；2.新疆生产建设兵团第三师四十五团农业科，新疆图木舒克844000；3.中国农业科学院棉花研究所，河南安阳455000)

航空喷雾施药因作业效果好、不受地形地势限制而被广泛应用[1]。但其喷雾和防治效果受飞行作业参数（飞行高度、速度等）和气象条件影响[2]。近年来，植保无人机技术研究已经广泛开展[2-4]。管贤平[5]和陈盛德等[6]对植保无人机航空喷施作业参数（飞行高度、速度和有效喷幅等）的研究已取得一定成果。赵冰梅等也利用无人机喷施氟啶虫胺腈悬浮剂防治棉田蚜虫[7]。但目前关于植保无人机喷雾防治棉田蚜虫的作业参数及其防治效果未见报道。本研究基于广州极飞科技股份有限公司生产的P20新型植保无人机，开展无人机航空喷雾物理参数与防治效果的对比分析，探讨该机具的性能以及使用不同剂型农药时的作业效果，并与常规机力牵引式施药进行对比，为应用植保无人机防控棉花蚜虫提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 试验作物

供试棉花品种为新陆中61号。

1.2 防治对象

棉蚜（Aphis gossypii）。

1.3 试验环境条件

试验地点为新疆生产建设兵团第三师45团24连15号地。该地块棉花种植集中连片面积较大，棉花品种、种植模式、田间管理相同，地力水平基本一致，棉田蚜虫发生严重，达到防治指标。

该试验田于2016年4月5日开始播种，采用机采棉模式，行株距配置为（64+12）cm×12 cm，理论密度为每666.7 m21.462万株。

1.4 试验方法

1.4.1试验药剂。1.5%（质量分数，下同）吡虫啉超低容量剂（ULV）、5%吡虫啉乳油（新疆伟农科技发展有限责任公司）、YC-03助剂（广州极飞科技有限公司）。

1.4.2试验设备。植保无人机P20，由广州极飞科技有限公司生产；机力牵引式喷雾机，由河南云飞科技发展有限公司生产。

1.4.3试验设计。共设11个处理，每个处理重复3次，每小区面积912 m2（60 m×15.2 m），每个处理之间设置6 m的保护行。分别使用无人机、常规植保机械按照表1的试验设计逐条进行喷施。本试验于2016年6月25日12时一次性施药，施药时棉花正处于蕾期。

表1 不同喷雾方式喷洒不同剂型吡虫啉防治棉花蚜虫的试验设计

1.4.4调查方法。于6月24日中午12时，采用对角线5点取样法（下同）调查棉蚜虫口基数，每个点查连续的5株挂牌并做好标记，定为固定株；分别于施药后1 d、7 d、10 d、14 d共4次调查上述固定株的残存棉蚜数。计算虫口减退率、防治效果[7]。并观察药后各处理药害的发生情况。

2 结果及分析

2.1 结果

各处理施药后1 d、7 d、10 d、14 d对棉蚜的防效见表2。

表2 采用不同喷雾方式喷洒不同剂型吡虫啉对棉蚜的防效 %

2.2 无人机不同飞行高度对棉蚜防效的影响

由表2可知，在飞行速度为5 m·s－1下，当P20植保无人机飞行高度为3 m时，应用吡虫啉超低容量剂施药后10 d内对棉蚜有较好的控制作用，最大防效达到93.8%；飞行高度为2 m时，防效最差。药后10 d各处理防效均有所下降。药后14 d时，各处理对棉花蚜虫的防效均不理想，尤其是飞行高度为2 m时。

2.3 无人机不同飞行速度对棉蚜防效的影响

P20植保无人机飞行高度为3 m，飞行速度为4 m·s－1和5 m·s－1时，喷施吡虫啉超低容量剂对棉蚜的防效均较好，分别为93.6%和93.8%（表2）。但在试验调查中发现，当飞行速度为4 m·s－1时，部分棉花叶片发生药害。飞行速度为6 m·s－1时，防效最差，最高防效仅为85.2%。

2.4 不同农药剂型及剂量对棉蚜防效的影响

在飞行高度3 m、速度5 m·s－1）下，P20植保无人机喷洒不同剂型、不同剂量的吡虫啉对棉花蚜虫防效表明，1.5%吡虫啉超低容量剂的防效好于5%吡虫啉乳油；吡虫啉超低容量剂对棉蚜的防效随着其使用剂量的降低而降低（表2）。

2.5 不同喷雾方式对棉蚜的防效对比

通过对比无人机喷施（处理7～9）和机力牵引式喷杆喷雾机喷施（处理10）5%吡虫啉乳油对棉蚜的防效可知，机力牵引式喷杆喷雾机施药效果更好（表 2）。

3 讨论

P20植保无人机喷施超低容量药剂防治棉蚜具有施药效率高、防治效果好、省钱省力等优点。该机具的推广应用对于棉蚜、棉叶螨等病虫害大面积爆发时进行应急防控施药具有重要意义。无人机飞行高度影响蚜虫防治效果。分析其原因为：无人机飞行高度过低时，喷施的大部分农药雾滴集中沉积在小区中间，而沉积在小区边缘区域的雾滴较少，导致小区边缘防治效果较差，从而影响小区整体防效，且在调查过程中发现有部分棉株产生药害；飞行速度过高时，喷施的农药雾滴在沉降过程中易随风漂移，导致防效不理想。陈盛德等推荐在麦田应用无人机施药时，较佳的作业高度为2 m左右，作业速度为4 m·s－1左右，其平均有效喷幅为≥2.58 m[6]，这与本研究结果存在差异。这可能由于喷施的对象或施药环境因素等不同。

无人机飞防与背负式电动喷雾器喷施氟啶虫胺腈对棉蚜药后1～7 d的校正防效无显著差异[7]；而机力牵引式喷杆喷雾机施药的防效明显优于背负式电动喷雾器施药[7]。这与本研究机力牵引式喷杆喷雾机施药效果较优结论相近。

另外，从本试验吡虫啉超低容量剂（ULV）的防效优于吡虫啉乳油可知，植保无人机喷雾防治棉蚜需优质的专用剂型和助剂。此外，本试验未考虑到施药环境因素，施药环境因素对棉田施药效果的评价有待进一步试验。

4 结论

P20植保无人机飞行速度为5 m·s－1时，施药后10 d内飞行高度为3 m的处理对棉蚜有较好的控制作用。在飞行高度3 m、速度5 m·s－1时，P20植保无人机喷洒吡虫啉超低容量剂对棉蚜的防效大于吡虫啉乳油，且高剂量的吡虫啉超低容量剂处理防效大于低剂量；机力牵引式喷杆喷雾机施药防效高于无人机喷药。

[1]Thomson S J,Huang Y B,Hanks J E,et al.Improving flow response of a variable-rate aerial application system by interactive refinement[J].Computers and Electronics in Agriculture,2010,73(1):99-104.

[2]Lan Y B,Thomson S J,Huang Y B,et al.Current status and future directions of precision aerial application for site-specific crop management in the USA[J].Computers and Electronic in Agriculture,2010,74(1):34-38.

[3]Zhu H,Lan Y B,Wu W F,et al.Development of a PWM precision spraying controller for unmanned aerial vehicles [J].Journal of Bionic Engineering,2010,7(3):276-283.

[4]马小艳，王志国，姜伟丽，等.无人机飞防技术现状及在我国棉田应用前景分析[J].中国棉花，2016，43(6)：7-11.

[5]管贤平.无人机作业参数对喷雾沉积的影响 [J].湖北农业科学，2014，53(3)：677-680.

[6]陈盛德，兰玉彬，李继宇，等.植保无人机航空喷施作业有效喷幅的评定与试验[J].农业工程学报，2017，33(7)：82-90.

[7]赵冰梅，张强，朱玉永.无人机低空喷雾氟啶虫胺腈防治棉花蚜虫效果[J].农药科学与管理，2017，38(2)：54-57.