植保无人机在甘蔗害虫防治上的应用效果

蔺乔仙，杨世常，夏银果，张念滇，何 珂，孟 霞，万瑞红，张云生，陈绍品，康 宁，小 依，姜吉娟，张永港*

0 引言

云南德宏蔗区在甘蔗大培土时根施新型农药防治甘蔗害虫由来已久，但随着害虫抗药性逐渐增强，用药量和防治成本不断增高，防治效果明显下降，为有效控制甘蔗生长后期害虫的为害，采用农药喷雾的防治方法，由于甘蔗生长后期植株高大，存在手工操作难、作业效率低、喷药风险大的问题。而无人机防治甘蔗害虫技术能充分利用地理信息系统、自动控制等技术，实现了无人机自动导航甘蔗植保作业功能[1]，且具有防治速度快、效率高、用药量少等优点[2]，已在省内外甘蔗病虫害防治上进行了应用和推广。我州于2016年开始引进无人机进行甘蔗害虫防治作业示范，2017年先后采用不同机型在全州各县(市)蔗区对甘蔗蓟马、螟虫、粘虫、赭色鸟喙象和甘蔗病害等进行了一定面积的防治，并取得了一定的防治效果。无人机飞防已引起了地方政府、制糖企业和蔗农的关注和重视，但无人机飞防配套技术尚未完善，对各种甘蔗病虫害的防治效果还缺乏科学的数据支撑。为有效防控甘蔗蓟马、螟虫，兼顾突发性甘蔗病虫害的防治，试验摸索出无人机飞防技术条件下的防治效果，为甘蔗虫害防治提供一定的科学依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试作物甘蔗品种：为当地主推品种，主要有粤糖 93-159、柳城 03-182、川糖 79-15、ROC20、云蔗05-51、柳城05-136。

防治对象：甘蔗蓟马、甘蔗螟虫。

供试药剂：70%噻虫嗪 ZF，先正达(中国)投资有限公司生产；2%吡虫啉 GR，湖北省天门斯普林植物保护有限公司生产；4%吡虫·毒死蜱GR，山东大农药业有限公司生产；0.4%氯虫苯甲酰胺 GR，江门市大光明农化新会有限公司生产；33%氯氟·吡虫啉SC，江苏龙灯化学有限公司生产；40%氯虫·噻虫嗪WG，先正达(中国)投资有限公司生产。具体施用方法及用量等详见表1。

表1 参试农药、用量及施药方法统计表

1.2 试验地点

试验示范地块选择在云南省陇川县景罕糖厂蔗区。其中，甘蔗蓟马防治试验示范点分别在章凤镇弄贯村弄岛村民小组、景罕镇广宋村汤文村民小组和景罕镇曼软村红光社村民小组等3个片区实施；螟虫防治试验示范点分别在景罕镇广等村拥军社村民小组、景罕镇景罕村景哏村民小组实施。

1.3 试验时间

开展甘蔗蓟马无人机防治的时间为 2018年 7月11～28日共18天。其中，章凤镇弄贯村弄岛村民小组于7月11～17日防治，景罕镇广宋村汤文村民小组和景罕镇曼软村红光社村民小组于7月18～28日防治。

甘蔗螟虫无人机防治的时间为 2018年 8月15～17日共3天全程防治至结束。

1.4 施药器材及飞行参数

试验喷雾作业采用的是昆明得一科技有限责任公司提供的极飞农业P20 2017款植保无人机，其飞行外形尺寸为：长343 mm×宽207 mm×高85 mm，机身重量：4.5 kg，最大起飞重量为：20 kg，载药容积：5～8 L，飞行时间：载药可持续飞行25 min，喷雾雾化标准：70～200 μm(可调)，着药量：40～250 粒/cm2，喷头直径：60 mm，喷洒流量：150～500 mL/min(可调)，喷幅宽度：1.5～5 m(视作业高度而定)[3-4]。

山地飞行参数：航线类型为往返航线，飞行高度为2.5～3 m (起飞位置和地块高度不同)，飞行速度为2～3 m/s(地块倾斜程度不同)，喷洒幅宽为3 m，流速为9000 mL/hm2，雾化大小为120 μm。

平地飞行参数：航线类型为往返航线，飞行高度为3 m，飞行速度为5 m/s，喷洒幅宽为3 m，流速为9000 mL/hm2，雾化大小为120 μm。

1.5 试验设计

该研究是在甘蔗大培土根施药剂防治的基础上进行，均采用大区对比设计，共实施无人机飞防133.02 hm2。其中，甘蔗蓟马防治试验示范分别在弄岛村民小组、红光村民小组和汤文村民小组3个地方实施，实施无人机飞防总面积为87.6 hm2(弄岛点49.73 hm2，红光点15.4 hm2，汤文点22.47 hm2)，在根施70%噻虫嗪ZF 225 g/hm2的基础上，6～7月选用33%氯氟·吡虫啉SC 240 mL/hm2进行无人机喷药防治，以根施 70%噻虫嗪 ZF 225 g/hm2为对照(CK)，对照总面积共10 hm2(弄岛点5 hm2，红光社点3 hm2，汤文点2 hm2)。

甘蔗螟虫防治试验示范分别在拥军社村民小组和景哏村民小组2个地方实施，实施无人机飞防总面积为45.42 hm2(拥军社点41.62 hm2、景哏点3.8 hm2)，拥军社试验点在根施 4%吡虫·毒死蜱 GR 30 kg/hm2的基础上，于8月份甘蔗螟虫为害初期选用40%氯虫·噻虫嗪 WG 240 g/hm2进行无人机喷药防治，以根施4%吡虫·毒死蜱GR 30 kg/hm2为CK1，CK1面积为 6 hm2；景哏试验点在根施 2%吡虫啉GR 30 kg+0.4%氯虫苯甲酰胺GR 30 kg/hm2的基础上，于8月份甘蔗螟虫为害初期选用40%氯虫·噻虫嗪WG 240 g/hm2进行无人机喷药防治，以根施2%吡虫啉GR 30 kg+0.4%氯虫苯甲酰胺GR 30 kg/hm2为CK2，CK2面积为2 hm2。田间管理以大田管理水平一致。详见表1。

1.6 调查时间及方法

甘蔗蓟马：于2018年7月9日开展喷药前甘蔗蓟马发生情况定点调查，于7月30日进行防治效果调查(红光社 8月 9日调查)。调查时每个片区调查5～6个点，每个点调查4个小点，每小点随机调查5株甘蔗，记录单株蓟马量并计算防效[5]。

甘蔗螟虫：于2018年10月25日进行防治效果调查，每个片区调查5～6个点，每个点调查5个小点，每个小点在蔗行中顺序调查30株甘蔗，记录甘蔗螟害株数和螟害节数，计算螟害株率、螟害节率及防效[6]。

1.7 计算依据

甘蔗蓟马(头/株)=调查总头数÷调查甘蔗株数

甘蔗蓟马相对防效(%)=(对照区单株蓟马-飞防区单株蓟马)÷对照区单株蓟马×100

甘蔗蓟马防效(%)=(防治前平均单株蓟马-防治后平均单株蓟马)÷防治前平均单株蓟马×100

螟害株率(%)=螟害株数÷调查总株数×100

螟害株率相对防效(%)=(对照区螟害株率-飞防区螟害株率)÷对照区螟害株率×100

螟害节率(%)=螟害节数÷调查总节数×100

螟害节率相对防效(%)=(对照区螟害节率-飞防区螟害节率)÷对照区螟害节率×100

2 结果与分析

2.1 甘蔗蓟马防治效果与分析

为探索无人机喷药对甘蔗蓟马的防治情况，在甘蔗蓟马大发生期，于2018年7月30日对各试验示范点进行了调查。防治后，飞防区平均单株蓟马为9.9头/株，比CK平均单株蓟马30.6头/株下降了20.7头/株，相对防效为67.6%，其中，弄岛点飞防区平均单株蓟马为10.5头/株，比CK平均单株蓟马33.5头/株下降了 23.0头/株，相对防效为 68.7%，红光社点飞防区平均单株蓟马为14.2头/株，比CK平均单株蓟马37.5头/株下降了23.3头/株，相对防效为 62.1%，汤文点飞防区平均单株蓟马为5.7头/株，比 CK平均单株蓟马 13.5头/株下降了 7.8头/株，相对防效为 57.8%；与飞防区防治前相比，防治后平均单株蓟马为9.9头/株，比防治前平均单株蓟马 59.9头/株下降了 50.0头/株，相对防效为83.5%，其中，弄岛点防治后平均单株蓟马为 10.5头/株，比防治前平均单株蓟马52.3头/株下降了41.8头/株，相对防效为79.9%，汤文点防治后平均单株蓟马为 5.7头/株，比防治前平均单株蓟马 68.3头/株下降了62.7头/株，相对防效为91.7%。详见表2。

表2 甘蔗蓟马防效调查统计表

2.2 甘蔗螟虫防治效果与分析

为了解无人机喷药对甘蔗螟虫的防治情况，于2018年10月25日对各试验示范点进行了调查，详见表3。从飞防区与CK1的调查结果看，飞防区平均螟害株率为7.3%，比CK1平均螟害株率83.3%下降了76.0个百分点，相对防效为91.2%；飞防区平均螟害节率为0.6%，比CK1平均螟害节率15.5%下降了14.9个百分点，相对防效为96.1%。从飞防区与 CK2的调查结果看，飞防区平均螟害株率为7.3%，比CK2平均螟害株率15.2%下降了7.8个百分点，相对防效为 52.0%；飞防区平均螟害节率为0.6%，比CK2平均螟害节率1.3%下降了0.7个百分点，相对防效为53.2%。

2.3 防治成本分析

表3 甘蔗螟虫防效调查统计表

甘蔗蓟马飞防区共投入795元/hm2(其中，根施70%噻虫嗪ZF 225 g/hm2农药费375元/hm2，喷施33%氯氟·吡虫啉 GR 240 mL/hm2农药费 120元/hm2，机喷工时费300元/hm2)，比CK根施70%噻虫嗪ZF 225 g/hm2农药费375元/hm2多投入420元/hm2。详见表4。

甘蔗螟虫拥军社飞防区共投入 1200元/hm2(其中，根施4%吡虫啉·毒死脾GR 30 kg/hm2农药费480元/hm2，喷施40%氯虫·噻虫嗪WG 240 g/hm2农药费420元/hm2，机喷工时费300元/hm2)，比CK1根施4%吡虫啉·毒死脾GR 30 kg/hm2(480元/hm2)多投入720元/hm2；景哏飞防区共投入1965元/hm2(其中，根施0.4%氯虫苯甲酰胺GR 30 kg/hm2+2%吡虫啉GR 30 kg/hm2农药费1245元/hm2，喷施40%氯虫·噻虫嗪WG 240 g/hm2农药费420元/hm2，机喷工时费300元/hm2)，比CK2根施0.4%氯虫苯甲酰胺GR 30 kg/hm2+2%吡虫啉GR 30 kg/hm2(1245元/hm2)，多投入720元/hm2。详见表4。

3 结论与讨论

3.1 对甘蔗蓟马防治效果较好

在甘蔗蓟马大发生期，使用植保无人机喷施33%氯氟·吡虫啉GR 240 mL/hm2对甘蔗蓟马的防治效果较好，与 CK相比，相对防效为 67.6%，与飞防前相比相对防效为83.5%。

3.2 对甘蔗螟虫防治效果显著

在甘蔗螟虫蛀茎危害初期，使用植保无人机喷施40%氯虫·噻虫嗪ZF 240 g/hm2对甘蔗螟虫的防治效果显著，与 CK1相比，对螟害株的相对防效为91.2%，对螟害节的相对防效为 96.1%；与 CK2相比，对螟害株的相对防效为 52.0%，对螟害节的相对防效为53.8%。

表4 成本概算统计表 单位：元/hm2

3.3 效率高

植保无人机在甘蔗虫害防治应用中达到了人药分离、省工、省时、减药、减水、降低劳动强度、防治速度快、作业面积大、安全高效的目的，同时有望解决甘蔗中后期植株高大病虫害防治困难的问题，适宜在甘蔗病虫害防治中推广应用。使用植保无人机在甘蔗虫害防治上效果较好，与龚恒亮(2017)无人机施药防治甘蔗绵蚜研究结论一致[4]。

3.4 存在的问题

一是受制于地形。无人机虽然适宜各种地形，但相比之下，平坝田块防治速度快且喷洒均匀，而山地蔗操作难度大，作业时间长，存在防治死角，不能在最佳防治时间完成，一定程度上影响到防治效果。

二是受制于天气。高温、下雨、大风天气不能正常飞行，一定程度上影响到防治进度。

三是增加了劳动成本。通个实施，甘蔗蓟马使用无人机喷药比常规防治多增加4200元/hm2；甘蔗螟虫使用无人机喷药比常规防治多增加720元/hm2。

3.5 建议

鉴于本试验是在甘蔗大培土根施药剂防治的基础上进行，由于甘蔗中后期植株高大时，存在手工防控操作难、作业效率低的问题，从调查结果看，植保无人机喷药对甘蔗蓟马和甘蔗螟虫均有显著的防效，建议在甘蔗蓟马防治上飞喷选用33%氯氟·吡虫啉GR 240 mL/hm2，喷施的最佳时间为6月下旬～7月份前，甘蔗蓟马虫口数开始大发生但无危害症状时进行防治，效果更佳，在甘蔗螟虫防治上飞喷选用40%氯虫·噻虫嗪ZF 240 g/hm2，喷施的最佳时间为8月中旬，甘蔗螟虫开始钻蛀蔗茎危害时进行防治，效果更佳。