不同雾滴在柑橘树中的沉积分布及灭杀性研究

屠 俊,丁素明,薛新宇,陈 晨

(农业农村部南京农业机械化研究所,南京 210014)

0 引言

近年来,我国柑橘产业受柑橘黄龙病影响产量大幅减少,许多果园因此毁园,我国作为全球柑橘主产国之一,柑橘产业也因此造成了巨大的经济损失[2]。虽然柑橘黄龙病无药可治[3],但可防可控,而柑橘木虱是传播柑橘黄龙病的唯一自然媒介[4-5],通过灭杀柑橘木虱就可以达到防控柑橘黄龙病的目的。柑橘木虱在江西柑橘产区一年可以繁殖6～7代,木虱多在柑橘树嫩芽处觅食、产卵,影响叶片生长同时传播黄龙病病毒。

目前,主要采用无公害综合防控措施及化学防治措施来防控柑橘木虱[6]。无公害综合防控措施包括保护并利用天敌及冬季清园灭虫等[7],化学防治主要包括在田间铺设管道和采用背负式喷雾器两种施药方式。其中,田间铺设管道需要在田间建设药池,人工拖拽管道至柑橘树附近采用手持喷头进行喷药;背负式喷雾器需要背着药桶进行施药。上述两种化学防治的施药方式都是喷淋式的喷洒农药方式,不仅人工成本高、效率低、浪费农药和水资源,而且在树叶、果实上都会有大量农药残留,对施药者本身及环境都造成了严重的污染[8]。

为了有效控制柑橘黄龙病的传播,必须提高在柑橘园中灭杀柑橘木虱的效率,在能够应对大规模突发性虫害的同时减少农药残留、保护环境[9-10]。

国内外学者在灭杀柑橘木虱的农药药剂类型、毒性及柑橘木虱的生物学特性等方面进行研究,但从植保的角度进行柑橘木虱防治的研究寥寥无几。国内学者袁会珠等通过试验证明在实际的施药过程中每个农药雾滴都有一定的作用范围[11],所以不采用喷淋式的喷洒农药的方式也能够达到理想的防治效果。王沛等通过研究不同植物叶片的表面结构,证明雾滴在具有不同表面结构特性的叶片上的沉积分布也不同[12]。国外学者Timothy等通过研究表明:沉积在靶标上的农药剂量正好满足靶标的需求时,农药的使用效率是最好的[13]。

上述研究均没有在柑橘树上进行试验,由于不同靶标对象的生理特性不同,结合以上研究所得结论在柑橘树上进行了试验,并针对柑橘树的表面结构特性进行雾滴沉积分布试验和木虱灭杀试验。试验采用4种雾滴粒径的喷头进行对比分析,寻找沉积分布好且能够高效灭杀柑橘木虱的雾滴粒径,从而改变传统的施药方式,提高施药效率,取得防控柑橘黄龙病的最佳防治效果。

1 试验装置

1.1 试验装置

在江西省赣州市柑橘研究所试验基地选取树龄在3～5年且已结有果实的柑橘树,树形为自然圆头形,所选柑橘树均受柑橘木虱侵害,且在树冠中的木虱成虫数量大于50只。选取4棵符合要求的柑橘树进行试验,为防止外界木虱影响试验结果的准确性,同时保证柑橘树的光照充足,选取40目的防虫网搭建棚室将柑橘树包围。在防虫网内借助于龙门架采用从上往下喷雾的方式进行施药,龙门架上两个喷头的间距为130cm,喷头距离树冠高0.5m,喷头与龙门架水平横杆间有15°的夹角。装置示意图如图1所示,实物图如图2所示。

图1 试验装置示意图

图2 防虫网

1.2 试验药剂

试验所用药剂为有效成分21%的噻虫嗪悬浮剂。

1.3 试验仪器和软件

水敏纸(26mm×76mm),塑封袋34cm×44cm,2900ET型气象站,WT5002N型电子天平,卷尺,1 000mL量筒,DepositScan软件,佳能扫描仪,MatLab R2018b软件。

2 沉积分布特性试验

2.1 试验方法/步骤

由于各个喷头的流量不同,试验时在各个防虫网内喷施相同浓度的农药。为保证各个处理的施药量相同,测定各个喷头各自的流量后,在控制每棵树施药量为250mL的条件下,计算出对应喷雾方式所需的施药时间,喷雾压力均为0.4MPa,其余参数如表1所示。试验在8月份进行,为柑橘膨大期。

表1 试验参数

选取规格为26mm×76mm的水敏纸作为雾滴沉积载体,试验采样点布置如图3所示。在树冠上、中、下各布置一层水敏纸,高度分别为1.2、1.0、0.8m。为了在尽可能将果树冠层结构特征都考虑到的同时采用较少的水敏纸,将采样点对称布置,在每层对称布置A、B、C、D、E等5个点,在每个点处叶片的正、反面同时用回形针固定住2张水敏纸,用于测定正、反面雾滴沉积特性[14],在选定的叶片上边做标记以保证试验采样点统一。每层正反面各5张水敏纸测到的雾滴覆盖率取平均值,就可以得到该种雾滴粒径在这一高度处在叶片正反面上雾滴的沉积覆盖率[15]。布置水敏纸时必须戴手套以防止水敏纸被手上的汗水所污染,在布置完水敏纸后根据表1调整相应施药参数,在施药完成2min以后再次戴手套收集水敏纸并在水敏纸背面写明序号放入塑封袋内。试验结束后,用扫描仪扫描水敏纸,然后用DepositScan软件分析扫描得到的图片,测定每张水敏纸的雾滴覆盖率[16]。

图3 采样点布置示意图

2.2 气象条件

施药当天(2018年8月21日)多云,西南风2.1m/s,最高温度32.6℃,最低温度23.3℃,相对湿度为64%。

2.3 沉积分布特性试验结果与分析

将树冠内各层A、B、C、D、E等5点测得的数值取平均值,处理结果如表2所示。

表2 果树冠层内雾滴覆盖率

由表2中数据直观分析可知:在2号防虫网内1.2m高度处,叶片正面的雾滴覆盖率最大,为50.40%,这是因为2号喷头相比1号喷头雾滴粒径大,飘移小;3、4号喷头的雾滴粒径大,在相同流量的情况下雾滴个数少,在柑橘树叶片上分布不均匀,因此导致叶片正面雾滴覆盖率降低;在1号防虫网内1.2m高处,叶片反面的雾滴覆盖率最大,为0.26%,这是因为1号防虫网内雾滴粒径最小,更容易扩散到叶片背面。

叶片正面雾滴覆盖率如图4所示。由图4可以看出:3号防虫网内在树冠3个高度的叶片正面雾滴覆盖率都较高且最接近,甚至在1.0m高度处的覆盖率略微大于1.2m处,由此可以判断Lanao-YZS80-03喷头在柑橘树树冠中的穿透性最好。这是因为过于小的雾滴自身质量太小,在离开喷头后所具有的动能也太小;太大的雾滴虽然动能更大,但由于雾滴大,雾滴个数就会减少,被叶片阻挡的概率会增加,因此3号防虫网内的穿透性比其他防虫网内要好。

图4 叶片正面雾滴覆盖率

3个高度处的正反雾滴覆盖率对比如图5所示。由图5可知:在0.8、1.0、1.2m高度处,叶片正面雾滴覆盖率都比叶片反面雾滴覆盖率大很多。这说明,所选喷雾方式在叶片反面的雾滴附着率都比较差,应该寻找更好的能够将雾滴附着在叶片背面的喷雾方式。

图5 3个高度处的正反雾滴覆盖率对比

3 木虱灭杀试验

3.1 试验方法

由于所选试验树为3～5年树龄的柑橘树,冠层较小,所以不采用传统的五点取样法来统计虫口数量[17],而是统计整个树冠全部的虫口数量。统计木虱数量时以成虫数量为准,在施药前需统计虫口基数,保证4个防虫网内的木虱数量在50只以上且在同一数量级。施药参数如表1所示。

虫口减退率计算公式为

3.2 试验结果分析

在施药后1、3、7天进行虫口数量统计,结果如表3所示。

表3 虫口数量统计表

由表3中数据直观分析得出:在施药1天后,2号防虫网内虫口减退率最高,达到80%,而且2号防虫网内的虫口减退率在3天和7天时仍是4个防虫网中减退率最高的,灭杀效果最好。结合沉积分布试验所得结论,由于在2号防虫网内叶片正面覆盖率最高,同时2号防虫网内的木虱灭杀性最好,说明雾滴覆盖率是影响木虱灭杀性的主要因素,应选择雾滴覆盖率好的施药方式进行施药。

虫口减退率如图6所示。由图6可以看出:4个防虫网内的虫口减退率都逐渐降低。这是因为防虫网内的木虱若虫没有全部被杀死,在施药后有部分若虫成长为成虫,导致虫口减退率下降。4个防虫网内均有这个现象,结合上文的沉积试验不难发现:4种喷头在叶片反面的雾滴覆盖率都特别低,藏在叶片背面的木虱成虫及若虫没能被杀死,导致在施药后防虫网内木虱数量出现持续上升的趋势。

图6 虫口减退率

4 结论

1)2号防虫网内的叶片正面覆盖率最好,在1.2m高度处的叶片正面雾滴覆盖率为50.40%,说明雾滴太小飘移较为严重,对雾滴沉积影响较大,雾滴太大也会因为雾滴个数减少影响沉积分布均匀性。

2)3号防虫网内的雾滴穿透性最好,在树冠内3个高度处的雾滴覆盖率都接近40%。这说明,雾滴粒径对应喷雾穿透性影响较大。因为小雾滴自身质量太小,在离开喷头后所具有的动能小,雾滴飘移严重;大雾滴个数少,大部分被叶片所阻挡,难以进入冠层内部。

3)综合考虑雾滴覆盖率与木虱灭杀效率,2号防虫网内雾滴覆盖率最高,同时对木虱的灭杀效果也最好,在施药1d后的虫口减退率达到80%。这说明,雾滴覆盖率是影响木虱灭杀性的主要因素。

4)所选4种喷头在叶片反面的雾滴覆盖率都小于0.3%,其中有1个雾滴覆盖率小于0.1%。这种雾滴覆盖率无法杀死藏在叶片背面的木虱成虫及若虫,造成了在施药3天后防虫网内木虱数量上升的现象。想要更加高效地灭杀木虱,只改变雾滴粒径是不行的,还需要寻找叶片反面附着率高的喷雾方式。