胡紅巖，任相亮，馬小艷，姜偉麗，馬亞杰，王丹，馬艷

（中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所/棉花生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南安陽(yáng)455000）

化學(xué)脫葉是棉花機(jī)械化采收的重要環(huán)節(jié)，噴灑脫葉劑不僅可以促進(jìn)棉花葉片脫落和集中吐絮，而且可以有效降低棉花含雜率[1]。棉花脫葉劑脫葉效果直接影響著棉花的產(chǎn)量和品質(zhì)。目前我國(guó)棉花機(jī)械化采收存在的問(wèn)題主要是棉花整體脫葉率低，而其主要原因是棉花密度高，棉花冠層葉片相互遮擋，交叉重疊嚴(yán)重，下部葉片因著藥（脫葉劑）量少而不能及時(shí)脫落[2]。棉花脫葉效果除了與棉花品種、脫葉劑配方及環(huán)境溫濕度有關(guān)外[3-5]，還與施藥器械有很大關(guān)系[6-7]。近年來(lái)，航空植保低空低量施藥技術(shù)大力發(fā)展，為植保無(wú)人機(jī)在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用開辟了道路。我國(guó)新疆棉花大面積種植模式非常適合植保無(wú)人機(jī)噴施作業(yè)，但是目前對(duì)于植保無(wú)人機(jī)施藥對(duì)棉花脫葉效果的影響研究較少。本文比較分析了植保無(wú)人機(jī)與人工噴施噻苯隆·敵草隆對(duì)棉花的脫葉、催熟效果及對(duì)棉花產(chǎn)量主要因子和纖維品質(zhì)指標(biāo)的影響，以期為棉田植保無(wú)人機(jī)噴施作業(yè)提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1試驗(yàn)場(chǎng)地。試驗(yàn)于2017年9月在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所試驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)（河南省安陽(yáng)縣）進(jìn)行，棉花品種為中棉所79，棉花種植密度5.5萬(wàn)株·hm－2，行距0.8 m。噴施脫葉劑時(shí)正值棉花吐絮期，棉鈴?fù)滦趼势骄?0%左右，噴霧期間環(huán)境風(fēng)速為1.50 m·s－1，溫度 32.76 ℃，相對(duì)濕度為 32.92%。

1.1.2供試藥劑。540 g·L－1噻苯隆·敵草隆懸浮劑由中棉小康生物科技有限公司提供。

1.1.3測(cè)試機(jī)型與設(shè)備。本次試驗(yàn)采用的是3WQF120-12智能懸浮植保無(wú)人機(jī)，由安陽(yáng)全豐航空植?？萍加邢薰咎峁?；測(cè)試機(jī)型共2個(gè)噴頭，噴液壓力0.2 MPa～0.3 MPa，噴灑流量0.8～1.6 L·min－1，噴幅寬度 4～6 m。 作業(yè)高度 1.5 m 左右，作業(yè)速度5 m·s－1。人工噴霧采用西班牙“沒(méi)得比”背負(fù)式手動(dòng)噴霧器噴霧，2個(gè)噴頭，流量4.5 L·min－1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

噴霧試驗(yàn)共設(shè)置7個(gè)藥劑處理，分別進(jìn)行無(wú)人機(jī)噴霧（處理 1～3）和人工噴霧（處理 4～6），無(wú)人機(jī)按照22.5 L·hm－2的噴液量噴施，人工噴霧采用背負(fù)式手動(dòng)噴霧器進(jìn)行噴霧，噴液量為450 L·hm－2，同時(shí)設(shè)置人工噴施清水450 L·hm－2作為對(duì)照（處理7），詳見表1。試驗(yàn)小區(qū)長(zhǎng)50 m，寬16 m；為避免相互影響，各處理之間設(shè)置4 m寬隔離帶，不設(shè)重復(fù)。無(wú)人機(jī)作業(yè)噴幅為4 m，高度1.5 m左右，速度 5 m·s－1，每小區(qū)噴施作業(yè) 2個(gè)來(lái)回，每個(gè)處理進(jìn)行1次噴霧。

表1 各處理藥劑種類與用量

1.3 調(diào)查方法

1.3.1脫葉、催熟效果調(diào)查。在每個(gè)處理小區(qū)按照“Z”字形隨機(jī)6點(diǎn)取樣，每點(diǎn)調(diào)查5株，并掛牌標(biāo)記。施藥前調(diào)查整株葉片數(shù)量和未吐絮棉鈴數(shù)量，分別于施藥當(dāng)天藥前、施藥后5、10、20、30 d調(diào)查脫葉率及吐絮率，依據(jù)公式計(jì)算各處理的脫葉藥效及吐絮藥效。計(jì)算公式如下：葉片脫落率rD（%）=（NL0－NL1）/NL0×100.式中：NL0為施藥前植株葉片總數(shù)，NL1為調(diào)查時(shí)植株殘留葉片數(shù)。脫葉藥效ED（%）=（rD1－rD0）/（1－rD0）×100.式中：rD1為處理區(qū)葉片脫落率，rD0為對(duì)照區(qū)葉片脫落率。藥后吐絮率rB（%）=（NB0－NB1）/NB0×100.式中：NB0為施藥前未吐絮棉鈴數(shù)，NB1為調(diào)查時(shí)未吐絮棉鈴數(shù)。吐絮藥效EB（%）=（rB1－rB0）/（1－rB0）×100.式中：rB1為處理區(qū)藥后棉鈴?fù)滦趼剩瑀B0為對(duì)照區(qū)藥后棉鈴?fù)滦趼省?/p>

1.3.2產(chǎn)量、品質(zhì)調(diào)查。待田間吐絮率在90%左右，采收各處理小區(qū)棉花樣品，每小區(qū)隨機(jī)采收50鈴，3次重復(fù)，室內(nèi)考種、軋花，計(jì)算鈴重、衣分、籽指；并從中隨機(jī)稱取100 g皮棉樣品送至農(nóng)業(yè)部棉花品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心（安陽(yáng)）進(jìn)行纖維品質(zhì)檢測(cè)（HVICC 校準(zhǔn)）。

1.3.3數(shù)據(jù)分析。采用SPSS 13.0軟件對(duì)調(diào)查結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用Duncan's法分析各處理之間的差異顯著性，評(píng)價(jià)無(wú)人機(jī)施藥和人工噴施脫葉劑對(duì)棉花脫葉、催熟效果及棉花產(chǎn)量主要因子和品質(zhì)指標(biāo)的影響。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)棉花的脫葉、催熟效果比較

施藥后，各處理對(duì)棉花的脫葉、催熟效果見表2。藥后5 d，無(wú)人機(jī)噴施3個(gè)不同劑量噻苯隆·敵草隆的脫葉藥效為24.09%～36.85%，均顯著低于同等劑量的人工噴霧處理 （脫葉藥效為46.25%～71.71%）。之后隨著藥劑的吸收和傳導(dǎo)，各處理的脫葉藥效逐漸上升，藥后10～20 d，無(wú)人機(jī)噴施噻苯隆·敵草隆的3個(gè)處理與相應(yīng)劑量的人工噴霧處理無(wú)顯著差異（P＞0.05）。表明無(wú)人機(jī)噴灑脫葉劑處理對(duì)棉花的脫葉速效性不及人工噴霧處理，但隨著施藥時(shí)間的延長(zhǎng)，無(wú)人機(jī)噴施噻苯隆·敵草隆對(duì)棉花的脫葉效果逐漸提高，最終可以達(dá)到人工噴霧水平。藥后30 d，各處理脫葉藥效均在80%以上，處理間無(wú)明顯差異。

由表2還可看出，棉田噴施噻苯隆·敵草隆對(duì)棉花具有一定的催熟效果，藥后5～10 d，各處理之間吐絮藥效無(wú)顯著差異（P＞0.05）。藥后20 d，處理6和處理3的吐絮藥效顯著低于處理5；藥后30 d，處理3吐絮藥效上升，與其他處理已無(wú)顯著差異，而處理6的催熟效果不佳，吐絮藥效僅為11.15%，顯著低于處理1。

2.2 對(duì)棉花產(chǎn)量主要因子和纖維品質(zhì)指標(biāo)的影響

各處理棉花主要產(chǎn)量因子和纖維品質(zhì)指標(biāo)結(jié)果見表3。3個(gè)無(wú)人機(jī)施藥處理間長(zhǎng)度整齊度指數(shù)差異顯著，處理1斷裂比強(qiáng)度顯著高于其余2個(gè)處理，且處理1這2個(gè)指標(biāo)顯著高于清水對(duì)照，而其他各指標(biāo)均無(wú)顯著差異。人工噴霧的3個(gè)處理間除處理6長(zhǎng)度整齊度指數(shù)顯著高于其余2個(gè)處理外，其他指標(biāo)也均無(wú)顯著差異。人工噴霧處理與清水對(duì)照處理各個(gè)指標(biāo)均無(wú)顯著差異。

3 討論與結(jié)論

本研究采用單旋翼植保無(wú)人機(jī)對(duì)棉花進(jìn)行噴施作業(yè)，期間環(huán)境風(fēng)速為 1.50 m·s－1，無(wú)降雨、低溫等特殊天氣，環(huán)境溫度及濕度適宜，對(duì)無(wú)人機(jī)噴施作業(yè)及其效果影響較小。通過(guò)在棉田噴施不同劑量的噻苯隆·敵草隆的效果對(duì)比發(fā)現(xiàn)，無(wú)人機(jī)噴施90 g·hm－2、135 g·hm－2和 180 g·hm－23 個(gè)劑量的噻苯隆·敵草隆，對(duì)棉花具有較好的脫葉效果。通過(guò)對(duì)比無(wú)人機(jī)施藥和人工噴霧對(duì)棉花的脫葉效果發(fā)現(xiàn)，在相同施藥量條件下，無(wú)人機(jī)噴灑脫葉劑對(duì)棉花脫葉的速效性不及人工噴霧處理。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是由于人工噴霧霧滴的穿透性及沉積均勻性較差，藥液難以穿透作物冠層而達(dá)到植株的中下部葉片[8-10]，造成其在上層葉片上的沉積量較大，因此在短時(shí)間內(nèi)上層葉片的脫葉率較高，但隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，脫葉率增加緩慢；而無(wú)人機(jī)噴霧霧滴穿透性較強(qiáng)，藥液在棉花上、中及下部葉片均有沉積[11-12]，相對(duì)人工噴霧棉花上層葉片的藥液沉積較少，藥效發(fā)揮較慢，但隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，脫葉率逐漸上升，最終達(dá)到人工噴霧水平。

表2 藥后各處理對(duì)棉花的脫葉、催熟效果比較%

表3 各處理的棉花產(chǎn)量主要因子和纖維品質(zhì)指標(biāo)比較

從吐絮效果來(lái)看，田間噴施噻苯隆·敵草隆對(duì)棉花具有一定的催熟效果，藥后20 d，無(wú)人機(jī)噴霧的3個(gè)處理之間吐絮藥效無(wú)顯著差異，人工噴霧的3個(gè)處理之間也無(wú)顯著差異，表明增加施藥量并沒(méi)有顯著提高噻苯隆·敵草隆對(duì)棉花的催熟效果。相反，噻苯隆·敵草隆田間使用劑量過(guò)高，則容易造成對(duì)棉花的藥害，如引起青鈴脫落或形成僵瓣等。處理6和處理3藥后20 d的吐絮藥效顯著低于處理5，就可能與田間施藥量過(guò)高有關(guān)系。同時(shí)，處理6采用人工噴霧，噴霧不均勻也可能是造成棉花吐絮效果不好的因素之一。

從各處理對(duì)棉花主要產(chǎn)量因子和纖維品質(zhì)指標(biāo)的影響結(jié)果來(lái)看，處理1與處理6及清水對(duì)照部分指標(biāo)差異明顯，可能是由于施藥前棉花成熟度及田間管理措施不同造成的。脫葉劑的使用效果受棉花生長(zhǎng)情況的影響，在生產(chǎn)上應(yīng)避免在貪青旺長(zhǎng)、成熟度差、吐絮率低的棉田使用。

植保無(wú)人機(jī)采用低容量或超低容量噴霧，不僅霧滴粒徑小，而且霧滴穿透性及均勻性優(yōu)于人工噴霧，施藥效果好，作業(yè)效率遠(yuǎn)高于人工噴霧[8-9]，在棉花脫葉劑噴施方面有很大的應(yīng)用空間。通過(guò)開展更多的田間試驗(yàn)進(jìn)一步明確適合無(wú)人機(jī)作業(yè)的施藥參數(shù)，對(duì)于提高噴霧質(zhì)量、田間應(yīng)用效果及作業(yè)效率和效益具有重要意義。