适于无人机喷施的花生田苗后除草剂配施技术研究

吕永超陈小姝曲明静杜 龙*高华援*赵 跃刘海龙王绍伦张志民

(1.吉林省农业科学院花生研究所,吉林 公主岭136100;2.山东省花生研究所,山东 青岛266100)

花生是重要的油料作物和经济作物,稳定花生产业发展,对确保国家粮油安全具有重要意义[1]。杂草是影响花生优质、高产的重要因素之一,不仅与花生竞争光热、水肥资源,还为病虫害蔓延提供适宜环境[2-6]。 因此快速高效防除花生田间杂草,能有效提高花生产量和品质[7]。 目前,花生田杂草防除主要靠化学除草技术[8]。

吉林省花生田常见杂草主要有稗草、狗尾草、马唐、苍耳、刺耳菜、苋科杂草、藜、铁苋菜、苘麻、马齿苋等[9]。 本试验根据吉林省花生田杂草常发情况,靶向选择了苘麻、马齿苋、牛筋草和马唐4种主要杂草为施治对象,采用四旋翼无人机携药剂喷施,以人工背负式喷雾器喷施除草效果为对照进行试验,同时选用4种常用花生田除草剂,设置不同组合配比,通过对田间调查杂草数量、花生长势及产量情况,进而评价不同药物组合对花生安全性及对杂草防效。

1 材料与方法

1.1 供试药剂及试验田情况

供试品种:吉花22。 供试药剂:精喹*三氟28%乳油、乙羧氟草醚10%乳油、灭草松480 g/L水剂(巴斯夫)和高效氟吡甲禾灵108 g/L乳油(陶氏益农)。 试验在吉林省农科院花生试验田进行,土壤质地为黑钙土,有机质含量28.5 g/kg,全氮含量1.44 g/kg,有效磷含量17.08 mg/kg,速效钾含量195 mg/kg,p H 值6.62,肥力中等,墒情良好。

1.2 试验方法

试验设2种施药模式:无人机喷施和人工喷施,设8个处理,4次重复,随机区组排列。 无人机喷施处理:垄距60 cm,10 行区,行 长40m,小区面积240 m2;人工喷施处理:垄距60 cm,5行区,行长20 m,小区面积60 m2。 相同施药浓度,无人机喷液量15 L/hm2,人工背负式喷雾器施药用水量450 L/hm2。 同时设空白对照(不喷施除草剂)和无杂草处理(人工除草),各处理的除草剂种类、组合方式及喷施剂量如表1所示。

1.3 调查与统计方法

参照《农药田间药效试验准则》(二)(GB/T 17980.126-2004)要求进行[10]。

1.3.1 除草效果

采取5点取样法,每点取1m2,于药后20d、40d 调查杂草的种类和株数,计算防除效果。

防效/%=(对照组杂草株数-处理组杂草株数)/对照组杂草株数×100

1.3.2 性状调查

于收获期各处理采取5株植株,检测所取样品的主茎高、侧枝长、分枝数、单株荚果数等性状。

1.3.3 产量调查

收获期,各处理选取3点、3次重复,每点面积20m2单独收获、晒干计产。

1.3.4 安全性调查

观察有无药害及药害恢复情况。

1.3.5 数据统计与分析

采用Excel 2010和DPS 7.05进行数据整理,差异性分析采用邓肯氏新复极差法(DMRT)。

表1 除草剂种类、配比组合及施药剂量Table 1 The combinations of herbicides and application dosage

2 结果与分析

2.1 除草效果评价

如表2、表3所示,所选择的4种除草剂制剂均适宜无人机施药,其防除效果与传统人工喷药处理间无明显差异。 40d防效调查结果显示,灭草松480g/L水剂组、高效氟吡甲禾灵108g/L乳油和灭草松+高效氟吡甲禾灵组,无人机喷施后的总体防效要高于人工喷施模式。 不同药剂及组合中,精喹*三氟28%乳油、高效氟吡甲禾灵108g/L乳油单独使用时对牛筋草、马唐防效约87%～97%,但是对苘麻的防除效果不佳,乙羧氟草醚10%乳油、灭草松480g/L 水剂对反枝苋防效均在90%以上。精喹*三氟+高效氟吡甲禾灵的除草剂组合对牛筋草和马唐的防效高达100%,但并未提升对苘麻的防除效果;灭草松+高效氟吡甲禾灵组合的综合防效最高,均在90%以上。 28%精喹*三氟乳油300m L/hm2、480g/L灭草松水剂1125m L/hm2与108g/L高效氟吡甲禾灵在桶混后,因灭草松用量远低于推荐剂量,其对苘麻防效低于480g/L灭草松水剂2250mL/hm2与109g/L 高效氟吡甲禾灵乳油300m L/hm2混用处理。

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2.2 农艺性状

表4显示,各处理杂草对花生主茎高、侧枝长、分枝数影响不显著,处理组与无杂草对照组相比,百果质量、百仁质量和出仁率也无显著差异,但是精喹*三氟28%乳油组、乙羧氟草醚10%乳油组、高效氟吡甲禾灵108g/L 乳油、高效氟吡甲禾灵108g/L 乳油和乙羧氟草醚+高效氟吡甲禾灵5组处理中,花生单株荚果数下降明显,单株生产力显著降低。 灭草松480g/L 水剂组下降程度较小,灭草松+高效氟吡甲禾灵组和精喹*三氟+灭草松+高效氟吡甲禾灵组并未出现显著差异。 结合上述的田间杂草防除效果显示,防效不佳的处理花生单株荚果数下降显著,且苘麻的防除效果对单株荚果数的影响最为明显。

2.3 花生产量

表5所示,精喹*三氟28%乳油、乙羧氟草醚10%乳油、高效氟吡甲禾灵108g/L乳油、精喹*三氟+高效氟吡甲禾灵、乙羧氟草醚+高效氟吡甲禾灵5个处理的花生产量较无杂草对照下降显著,荚果减产48.5%～69.5%,籽仁减产49.2%～70.2%。灭草松480g/L水剂组相比无杂草对照组产量降幅较小,荚果和籽仁分别降低了20.3%和15.6%。灭草松+高效氟吡甲禾灵组和精喹*三氟+灭草松+高效氟吡甲禾灵组产量基本与对照组持平。测产结果与杂草防除结果和性状调查结果一致,显示不同除草剂及组合配比的防除效果存在差异,草害造成花生单株荚果数减少,单株生产力降低,进而减产,其中苘麻的作用效果最为显著。

2.4 花生安全性调查

观察结果显示,各处理的花生未发现药害症状,试验所选除草剂均可用无人机喷施。

3 结论和讨论

目前,化学除草是花生田间杂草防除的主要手段,利用背负式喷雾器或自走式喷雾机是主要的施药方法。 但人工喷洒作业劳动强度高,对操作人员存在一定危害性,农残、农药浪费等问题较严重;自走式喷雾机常会对农作物本身产生一定的物理性踩踏创伤而影响产量,且难以应对复杂地形条件,在农药减施,降低农残等方面没有做到良好改善。

近几年,农用无人机市场逐渐成熟,利用无人机喷施杀虫剂、杀菌剂已在部分地区成功推广[12-13],飞防无论在作业效率、防治效果、药剂减量等方面均显示出巨大优势[14-15]。 但是,无人机喷药属超低容量喷雾,喷液量低于15 L/hm2,无人机喷施除草剂对作物、非靶标生物的安全性及对杂草防效一直是大家需要谨慎面对的问题。 因此,本研究对利用无人机对花生田苗后杂草进行茎叶喷雾的可行性进行了初步探索。

本试验结果表明,所有无人机处理小区花生均未出现药害,其对杂草防效不低于人工喷施处理。但就工作效率而言,无人机施药是目前最为高效的技术手段,其有效作业宽度可达4～6 m,一般作业飞行速度为3～4 m/s,喷施效率远高于现有的人工施药和农机施药模式[16-17]。 并且,由于喷洒效果的提升,无人机能极大节省药剂及喷洒用水,显著降低成本和资源消耗,相关研究证实,无人机喷施成本甚至仅为传统植保机械作业成本的14%[13],切实做到减施增效,保护生态环境。

4种除草剂及不同配比组合均对花生田间杂草具有一定的防除效果,但由于所作用的杂草科属不同,不同药剂和不同组合配比的防除效果存在差异。 花生性状和产量调查结果显示,杂草在一定数量内对花生植株的长势影响并不明显,对荚果和籽仁品质的影响也不是很大,与前人测试花生田间杂草对花生农艺性状的影响所获得的结果基本一致[18-20]。 但本研究显示田间杂草明显干扰了单株花生的结果数量,使单株生产力下降,进而造成花生田间减产,且草害越严重,减产数量越大。 因试验地块苘麻是优势种群,药剂对该杂草的防效会明显影响对杂草的整体防效,对苘麻多发区域,建议使用480 g/L灭草松水剂2250 g/hm2进行防除。

针对苘麻及禾本科杂草发生严重的地区,推荐使用480 g/L灭草松水剂2250 g/hm2与108 g/L高效氟吡甲禾灵乳油300 g/hm2混用进行无人机喷雾,其对杂草的综合防效在90%以上。 本研究中利用无人机喷施除草剂时未添加专用助剂,而无人机工作特点导致的除草剂漂移对周围非靶标生物的影响尚需做进一步评价,对相关助剂对药剂漂移的影响也需进行深入研究。