不同施药器械田间农药有效利用率试验研究

郝东川 田瑞钧 陈育民 冯伟明 吴颖仪 温华良 张均功

(佛山市农业科学研究所，广东 佛山 528145)

农药是现阶段农作物病虫草害防控最基本的手段之一，但是受施药器械喷施效果差、药滴飘移等因素的影响，大量喷施的药液不能有效接触到病虫草害，而是流失到土壤、空气、水体等环境中，而随着农业技术的快速发展，人民对农产品质量安全的重视，以及生态环境保护意识的增强，应用高利用率的喷药器械是解决农药污染问题的有效途径[1，2]。当前，手动液力式喷雾的方法仍是农业生产主要的施药器械，尽管近年来植保无人机、手推式喷雾器等一些新的施药器械得到开发应用，然而大部分农民还在使用传统大水量、大雾滴的喷药方法，导致药液浪费严重、喷施时间长，造成药液雾滴在植株上的有效沉积利用率低[1，3]。为了增加农药有效利用率，试验分析了手推式高压喷雾器、植保无人机、电动喷雾器3种不相同的喷药器械在施药后水稻、蔬菜等植株中的农药利用率，探讨不同施药工具农药减量增效作用，旨在促进高效施药器械的推广，为减少农药用药量提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

1.1.1 试验仪器

分析天平，上海天平仪器厂生产；WS-5CD2电动喷雾器，山东卫士植保机械有限公司生产；手推式高压喷雾器；植保无人机，广州极飞科技有限公司生产；UV-1600紫外-可见分光光度计，上海美谱达仪器有限公司生产；一次性培养皿，试管，容量瓶，移液枪。

1.1.2 试验试剂

食品染色剂诱惑红，上海染料研究所生产；200g·L-1氯虫苯甲酰胺悬浮剂，美国杜邦公司生产；50%吡蚜酮水分散粒剂，江苏安邦电化有限公司生产；4%阿维·啶虫脒乳油，山东百士威作物保护有限公司生产。

1.1.3 供试品种

“野丰占”，佛山市农业科学研究所选育；“60天甜菜心”，广东科农蔬菜种业有限公司生产。

1.2 试验设计

1.2.1 试验地情况

水稻分孽期、孕穗期2次农药有效利用率试验在佛山市农业科学研究所试验地进行，蔬菜农药有效利用率研究在佛山市农业科学研究所内进行。

1.2.2 施药器械

手推式高压喷雾器，药液用量32L·667m-2；植保无人机，药液用量3L·667m-2，飞行高度1.5m，飞行速度3m·s-1；电动喷雾器，药液用量32L·667m-2。

1.2.3 药剂处理

水稻处理，50%吡蚜酮10g·667m-2加200g·L-1氯虫苯甲酰胺10mL·667m-2；菜心处理，4%阿维·啶虫脒40mL·667m-2。按每667m2使用药液量加入食品染色剂诱惑红16g。

1.2.4 标准溶液配制

用分析天平称0.10g诱惑红，溶解并定容至100mL，制成浓度为1000mg·L-1的母液。再稀释成1mg·L-1、2mg·L-1、3mg·L-1、4mg·L-1、5mg·L-1、10mg·L-1、15mg·L-1、25mg·L-1、50mg·L-1、75mg·L-1等10个浓度诱惑红水溶液。

1.2.5 标准曲线测定

用上述配制的诱惑红水溶液在紫外-可见分光光度计上501nm波长处分别进行吸光度测定。

1.2.6 洗脱回收率

分别用移液枪滴加20μg、40μg、60μg、80μg诱惑红母液在水稻、菜心植株和培养皿中，待溶液全部干后，将水稻、菜心植株放入烧杯中，用20mL蒸馏水清洗，之后用5mL蒸馏水冲洗培养皿，摇5min，静止1min，再用分光光度计测洗脱浓度，计算出洗脱回收率，公式：

1.2.7 植株农药利用率测量测定

水稻喷完药待植株药液干涸后，采用“Z”字型5点取样法取样，每点选择3丛，记录每丛株数及每667m2丛数，计算每667m2株数；菜心喷完药待植株药液干涸后，采用“Z”字型5点取样法取样，每点取菜心8株，记录每平方米菜心株数，并折算成每667m2株数。采样后及时将样品带到检测室，水稻、菜心每株用20mL蒸馏水冲洗，用分光光度计测算诱惑红含量，再计算农药利用率，公式：

诱惑红含量(μg/株)=诱惑红质量浓度(μg·mL-1)×20mL

1.2.8 地面农药沉积流失率测定

水稻喷雾前在2丛之间均匀放置8个培养皿，采用对角线5点取样；菜心2株之间放置培养皿，采用对角线5点取样，每点放置8个培养皿。待药液干后，把地面上培养皿带到检测室，用5mL蒸馏水冲洗每个培养皿，用分光光度计测算诱惑红含量，折算成单位面积诱惑红的沉积量。计算地面药液沉积流失率，公式：

1.2.9 漂移及其它流失

计算公式：

漂移及其它流失率(%)=100%-(植株农药利

用率(%)+地面沉

积流失率(%))

1.2.10 数据分析

应用Excel 2010数据分析和SPSS 19.0统计处理，应用Duncan新复极差法统计检验。

2 结果与分析

2.1 诱惑红作示踪剂

2.1.1 诱惑红溶液的标准曲线[4]

通过检测，诱惑红溶液质量浓度在0～75mg·L-1范围内呈线性相关关系。如图1所示，以不同浓度诱惑红溶液的吸光度作为横坐标，用诱惑红溶液的质量浓度作纵坐标的标准曲线，方程为y=27.099x-2.3547(R2=0.9996)。

图1 诱惑红溶液浓度与吸光度的线性关系图

2.1.2 植株叶片和培养皿的洗脱回收率

为测定诱惑红在水稻、菜心植株和培养皿中的洗脱回收率，如表1所示，不同诱惑红在水稻、菜心植株和培养皿中的洗脱回收率分别在99.10%～107.11%、96.39%～103.01%和99.61%～107.79%。说明诱惑红溶液在水稻、菜心植株和培养皿中的洗脱回收率高，可以用作水稻、蔬菜田间农药利用率研究的示踪剂。

表1 诱惑红在水稻、菜心植株和培养皿中的平均洗脱回收率

2.2 不同施药器械在水稻、蔬菜上的农药利用率

2.2.1 不同施药器械在水稻分孽期上的农药利用率

由表2可知，植保无人机的植株农药利用率最高为42.92%，与电动喷雾器、手推式高压喷雾器相比分别高出4.02百分点、6.27百分点；电动喷雾器的地面沉积流失率最高为51.42%；漂移及其它流失率植保无人机>手推式高压喷雾器>电动喷雾器。

表2 不同施药器械在水稻分孽期上的农药利用率

2.2.2 不同喷药器械在水稻孕穗期上的农药利用率

由表3可知，植株农药利用率植保无人机最高，手推式高压喷雾器最低，手推式高压喷雾器与电动喷雾器差异不显著；地面流失率植保无人机最低为17.68%，与另外2种施药器械在0.01和0.05差异显著水平下均有显著差异；漂移流失率植保无人机>手推式高压喷雾器>电动喷雾器。

表3 不同施药器械在水稻孕穗期上的农药利用率

2.2.3 不同喷药器械在蔬菜上的农药利用率

由表4可知，不同施药器械在蔬菜上的农药利用率均大于40%，其中植保无人机最高为52.09%；地面沉积流失率电动喷雾器与手推式喷雾器基本相当；漂移及其它流失率植保无人机>手推式高压喷雾器>电动喷雾器，电动与手推式喷雾器漂移及其它流失率差异不显著。

表4 不同喷药器械在蔬菜上的农药利用率

3 讨论

植保无人机是近10年逐渐发展并趋于成熟的新型植物保护施药器械，可以用于施药、释放天敌[5]，具有应用成本低、作业效率高、防治效果好等特点，非常适合用于粮食等大面积连片种植作物上，姚毅等[6]应用植保无人机施药防治水稻稻纵卷叶螟和二化螟，防治效果与人工喷药无显著差异，可以降低用工成本，增加施药效率；王伟民等[7]、旬栋等[8]应用植保无人机减少药量控制水稻纹枯病，结果显示在防治结果上使用植保无人机减少10%药量较常规喷药无显著差异，可以减少农药成本及劳动强度。不仅在水稻上，植保无人机还广泛应用于小麦[9]、玉米[10]、棉花[11]、马铃薯[12]、柑橘[13]等作物上，然而，植保无人机在蔬菜的使用上现有的报道较少，试验采用不同喷药器械测试在蔬菜上的农药有效利用率，结果表明植保无人机喷药地面沉积流失率低、植株农药有效利用率高，对于不同种类瓜菜及其病虫草害的防控效果可以再进一步进行探索应用。

4 结论

试验结果表明，水稻在分孽期和孕穗期2个时期分别采用手推式高压喷雾器、植保无人机和电动喷雾器喷施50%吡蚜酮、200g·L-1氯虫苯甲酰胺，菜心生长期喷施4%阿维·啶虫脒乳油，利用诱惑红示踪法，测算出手推式高压喷雾器、电动喷雾器和植保无人机3种喷药器械喷施农药的利用率，水稻分孽期的农药利用率分别为36.65%、42.92%、38.90%，水稻孕穗期的农药利用率分别为40.05%、57.65%、44.05%，菜心生长期的农药利用率分别为41.87%、52.09%、45.56%。植保无人机与手推式高压喷雾器、电动喷雾器相比农药利用率均有显著提高，据此认为，农业生产中应用植保无人机喷药药液使用量低、农药有效利用率高，可以在水稻和蔬菜中应用。