馬輝，戴路，田立文，阿布都艾尼·阿布都維力，李星星，阿孜古麗·阿布力孜

（1.新疆維吾爾自治區(qū)阿克蘇地區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，新疆阿克蘇843000；2.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所，烏魯木齊830091）

新疆阿克蘇地區(qū)的常年植棉面積保持在46.67萬hm2以上，植棉在當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)增效和農(nóng)民增收上發(fā)揮了舉足輕重的作用。 近年來，阿克蘇地區(qū)機(jī)采棉規(guī)模呈逐年擴(kuò)大的態(tài)勢，棉花采摘方式實(shí)現(xiàn)了由手工采收向機(jī)械采收的重大轉(zhuǎn)變。脫葉催熟是機(jī)采棉生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，有助于葉片脫落、吐絮集中，直接關(guān)乎機(jī)采原棉的質(zhì)量、產(chǎn)量。目前，阿克蘇地區(qū)采用的機(jī)車噴施脫葉催熟劑中存在作業(yè)效率較低、農(nóng)藥浪費(fèi)嚴(yán)重、機(jī)車在行走過程中對棉鈴易造成機(jī)械損傷以及地頭轉(zhuǎn)彎時碾壓棉株和棉鈴導(dǎo)致產(chǎn)量損失等突出問題。 探索無人機(jī)施藥脫葉催熟技術(shù)，對提高施藥效率、助力節(jié)水節(jié)藥、提升作業(yè)質(zhì)量、避免機(jī)械損傷、促進(jìn)節(jié)本增效具有重要意義。

無人機(jī)飛防技術(shù)是利用輕小型無人機(jī)為載體，在飛行器上搭載農(nóng)藥噴霧設(shè)備，通過引入全球定位系統(tǒng)（GPS）和地理信息系統(tǒng)（GIS），以“云服務(wù)、大數(shù)據(jù)”為技術(shù)背景，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化施藥作業(yè)[1]，具有防治成本低、施藥效率高、防治效果好、用水用藥省、農(nóng)藥殘留低的優(yōu)勢。 目前，無人機(jī)施藥在棉花上的應(yīng)用研究主要集中在無人機(jī)施藥參數(shù)對棉花害蟲防治效果的影響[2-4]及噴施縮節(jié)胺對棉花生長調(diào)控效果[5]和噴施脫葉劑的脫葉效果[6-8]等方面。然而，對無人機(jī)噴施脫葉催熟劑后的棉花農(nóng)藝性狀、經(jīng)濟(jì)性狀、品質(zhì)性狀的綜合評價未見述及。 本研究分析無人機(jī)噴施不同脫葉催熟劑對棉花的脫葉催熟效果和對棉花主要產(chǎn)量構(gòu)成因素及纖維品質(zhì)的影響，并采用逼近理想解排序法（Technique for order preference by similarity to an ideal solution，TOPSIS 法）對11 個性狀進(jìn)行綜合評價， 明確適合無人機(jī)作業(yè)的脫葉催熟劑配方和施藥方式，為無人機(jī)施藥在棉花脫葉催熟中的大面積推廣應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)，助力棉花機(jī)械化采收。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)概況： 試驗(yàn)于2019 年在阿克蘇地區(qū)溫宿縣古勒阿瓦提鄉(xiāng)實(shí)施。 試驗(yàn)地前茬作物為棉花，且已連續(xù)多年植棉。 采用機(jī)采棉種植模式，1 膜6 行，寬窄行種植， 株距為10.5 cm， 行距為（10＋66＋10＋66＋10） cm＋66 cm， 理論密度為每667 m216 709 株，采用膜下滴灌栽培。

供試品種：新陸中68 號。

供試藥劑： 脫吐隆， 有效成分為36%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）噻苯隆＋18%敵草隆，由德國拜耳作物科學(xué)公司生產(chǎn)；40%乙烯利， 由上海華誼集團(tuán)華原化工有限公司彭浦化工廠生產(chǎn)；瑞脫龍，有效成分為75%噻苯?。?%敵草隆， 由江蘇瑞邦農(nóng)化股份有限公司生產(chǎn)。

供試藥械及作業(yè)操作：單旋翼電動植保無人機(jī)（TY-787）， 由深圳天鷹兄弟無人機(jī)創(chuàng)新有限公司生產(chǎn)，由新疆啄木鳥無人機(jī)技術(shù)服務(wù)有限公司負(fù)責(zé)操作，飛行速度3～7 m·s－1，飛行高度1 m，噴幅5.5～7.0 m，每667 m2噴灑藥液1.2 L。2019 年9 月19 日、9 月27 日作業(yè)時天氣晴朗，風(fēng)向風(fēng)力分別為東南風(fēng)1 級、東北風(fēng)1 級。

1.2 試驗(yàn)方法

采取完全隨機(jī)設(shè)計，共5 個處理（表1），每個處理6 670 m2。 9 月19 日、9 月27 日，按試驗(yàn)設(shè)計的配方將脫吐隆、瑞脫龍、乙烯利經(jīng)二次稀釋后注入無人機(jī)藥箱，兌水后按每667 m21.2 L 均勻噴施于棉花葉片表面，其余田間管理同大田。

表1 無人機(jī)脫葉催熟試驗(yàn)處理

1.3 調(diào)查方法

每個小區(qū)選取有代表性的3 個點(diǎn)， 每個點(diǎn)邊行、中間行各選取連續(xù)10 株棉株，定點(diǎn)、定株調(diào)查施藥前1 d、施藥后20 d 棉株總?cè)~片數(shù)、吐絮鈴數(shù)和青鈴數(shù)，計算脫葉率和吐絮率。 9 月上旬，在各取樣點(diǎn)數(shù)取6.67 m2鈴數(shù)， 折算667 m2總鈴數(shù)；10 月中下旬，在各取樣點(diǎn)邊行、中間行連續(xù)收獲整株（上部、中部、下部）吐絮鈴共100 個用于考種，測定鈴重、衣分，折算667 m2籽棉產(chǎn)量、667 m2皮棉產(chǎn)量。將棉樣充分混勻，統(tǒng)一送到阿克蘇地區(qū)棉花纖維檢驗(yàn)所對上半部平均長度、斷裂比強(qiáng)度、長度整齊度指數(shù)、馬克隆值和短纖維指數(shù)進(jìn)行檢測。

1.4 計算方法

計算脫葉率（rD）和吐絮率（RB），公式如下：rD＝（N0－N1）/N0×100%，式中N0、N1分別為噴藥前1 d和施藥后20 d 時的葉片數(shù)；RB＝NB/NT×100%，式中NB為吐絮鈴數(shù)，NT為棉鈴總數(shù)。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

用MS Excel 和DPS7.05 統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，采用最小顯著差數(shù)法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)（P＜0.05），脫葉率、吐絮率、衣分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行平方根反正弦變換后再分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 方差分析法

2.1.1 棉花脫葉率的比較。對脫葉率平方根反正弦變換值的統(tǒng)計分析可知，脫吐隆與乙烯利混劑噴施2 次、瑞脫龍與乙烯利混劑噴施2 次、脫吐隆與乙烯利單劑各噴施1 次和瑞脫龍與乙烯利單劑各噴施1 次4 個處理的脫葉率差異不顯著，但均顯著高于清水對照（表2）。

表2 各處理棉花脫葉率、脫葉率平方根反正弦變換值及其多重比較結(jié)果

2.1.2 棉花吐絮率的比較。對吐絮率平方根反正弦變換值的統(tǒng)計分析表明，脫吐隆與乙烯利混劑噴施2 次、瑞脫龍與乙烯利混劑噴施2 次、脫吐隆與乙烯利單劑各噴施1 次和瑞脫龍與乙烯利單劑各噴施1 次4 個處理的吐絮率差異不顯著，但均顯著高于清水對照（表3）。

表3 各處理棉花吐絮率、吐絮率平方根反正弦變換值及其多重比較結(jié)果

2.1.3 棉花產(chǎn)量構(gòu)成因素的比較。 經(jīng)統(tǒng)計分析，脫吐隆與乙烯利混劑噴施2 次、瑞脫龍與乙烯利混劑噴施2 次、脫吐隆與乙烯利單劑各噴施1 次、瑞脫龍與乙烯利單劑各噴施1 次和清水對照5 個處理間，鈴重、衣分、667 m2籽棉產(chǎn)量、667 m2皮棉產(chǎn)量差異不顯著（表4），表明無人機(jī)噴施脫葉催熟劑對棉花產(chǎn)量構(gòu)成因素沒有顯著影響。

2.1.4 棉花纖維品質(zhì)指標(biāo)的比較。 經(jīng)統(tǒng)計分析，脫吐隆與乙烯利混劑噴施2 次、瑞脫龍與乙烯利混劑噴施2 次、脫吐隆與乙烯利單劑各噴施1 次、瑞脫龍與乙烯利單劑各噴施1 次、清水對照5 個處理間棉纖維上半部平均長度、長度整齊度指數(shù)、斷裂比強(qiáng)度和馬克隆值差異不顯著；脫吐隆與乙烯利混劑噴施2 次、脫吐隆與乙烯利單劑各噴施1 次和清水對照的短纖維指數(shù)差異不顯著，但均顯著低于其余處理（表5）。

表4 各處理棉花產(chǎn)量構(gòu)成因素數(shù)據(jù)及其多重比較結(jié)果

表5 各處理棉花纖維品質(zhì)指標(biāo)結(jié)果及其多重比較結(jié)果

2.2 基于變異系數(shù)權(quán)重的TOPSIS 法綜合評價

表6 無人機(jī)脫葉催熟處理各性狀變異系數(shù)、變異系數(shù)權(quán)重

表7 與正理想解、負(fù)理想解的距離計算結(jié)果

表8 各處理相對貼近度

3 討論與結(jié)論

采用無人機(jī)低容量或超低容量噴霧，由于霧滴粒徑小，霧滴穿透性及均勻性優(yōu)于人工噴霧，施藥效果較好，作業(yè)效率高，所以在棉花脫葉催熟劑噴施方面有很大的應(yīng)用空間[7]。 探索無人機(jī)噴施脫葉催熟劑對棉花的脫葉催熟效果和對棉花主要產(chǎn)量構(gòu)成因素及纖維品質(zhì)的影響，對應(yīng)用無人機(jī)噴施棉花脫葉催熟劑具有重要的指導(dǎo)意義。本研究結(jié)果表明， 無人機(jī)噴施棉花脫葉催熟劑處理的脫葉率、吐絮率明顯高于清水對照，與王喆等[9]研究結(jié)果一致；對棉花鈴重、衣分及上半部平均長度、長度整齊度指數(shù)、斷裂比強(qiáng)度和馬克隆值無顯著影響，與蒙艷華等[6]研究結(jié)果完全一致。此外，本研究中脫吐隆與乙烯利混劑噴施2 次、脫吐隆與乙烯利單劑各噴施1 次和清水對照3 個處理短纖維指數(shù)顯著低于瑞脫龍與乙烯利混劑噴施2 次和瑞脫龍與乙烯利單劑各噴施1 次脫葉催熟處理， 且各處理間667 m2籽棉產(chǎn)量、667 m2皮棉產(chǎn)量差異不顯著。

為達(dá)到高產(chǎn)，阿克蘇棉區(qū)采用“矮密早”的種植模式，棉花種植密度大，一般每667 m2保苗1.0萬～1.2 萬株，高產(chǎn)棉田為1.4 萬～1.5 萬株。 密植條件下， 脫葉劑難以穿透棉株冠層到達(dá)中下部葉片，在棉株中下部沉著少甚至未沉著，影響脫葉效果。 脫吐隆與乙烯利混劑噴施2 次和瑞脫龍與乙烯利混劑噴施2 次脫葉條件下，第1 次脫葉后部分棉葉脫落，第2 次施藥時藥液霧滴的穿透性及沉積均勻性增強(qiáng)，使棉株中下部著藥量增加，從而利于脫葉。本研究結(jié)果表明，脫吐隆與乙烯利混劑噴施2 次和瑞脫龍與乙烯利混劑噴施2 次處理的脫葉率高于脫吐隆與乙烯利單劑各噴施1 次和瑞脫龍與乙烯利單劑各噴施1 次，但未達(dá)到差異顯著水平，試驗(yàn)結(jié)果有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

TOPSIS 法綜合評價結(jié)果表明， 脫吐隆與乙烯利混劑噴施2 次處理的相對貼進(jìn)度Ci值（馬輝，等）基于TOPSIS 法評價無人機(jī)噴施脫葉催熟劑的效果大于其余4 個處理， 表明其11 個性狀的綜合表現(xiàn)明顯優(yōu)于其余4 個處理。建議應(yīng)用無人機(jī)進(jìn)行脫葉時盡量采用脫吐隆與乙烯利混劑噴施2 次。基于變異系數(shù)權(quán)重的TOPSIS 法評價無人機(jī)噴施脫葉催熟劑的效果，能綜合考慮脫葉吐絮指標(biāo)、主要經(jīng)濟(jì)性狀及品質(zhì)性狀，其結(jié)果更客觀、公正。本研究為科學(xué)評估無人機(jī)噴施脫葉催熟劑的效果探索了新的評價方法。