祁士軍 祁明星 馬德軍 劉鵬 董文嶺

摘 ? ?要：文章通過(guò)試驗(yàn)分析的方式，分析了不同植保無(wú)人機(jī)在小麥赤霉病防控工作中的施藥使用效果，并與常規(guī)使用的自走式噴霧機(jī)在小麥赤霉病防控工作中的施藥使用效果進(jìn)行對(duì)比，得到小麥?zhǔn)┧幒蟮纳L(zhǎng)安全性、赤霉病防控效果以及千粒重等數(shù)據(jù)，探討了植保無(wú)人機(jī)的使用優(yōu)勢(shì)以及對(duì)小麥赤霉病的防控效果，以期提高小麥產(chǎn)量，并為相關(guān)工作人員提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：不同型號(hào);植保無(wú)人機(jī);小麥赤霉病;防控效果

文章編號(hào)：1005-2690（2022）02-0027-04 ? ? ? 中國(guó)圖書(shū)分類號(hào)：S435.121.45 ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

小麥赤霉病的發(fā)病誘因是禾谷鐮刀菌，該病菌產(chǎn)生的真菌性病害對(duì)小麥影響極大，是較為典型的氣候性病害。小麥赤霉病會(huì)使小麥麥穗出現(xiàn)腐爛的情況，對(duì)小麥的為害明顯，通常在小麥的揚(yáng)花期感染，灌漿期會(huì)表現(xiàn)出明顯癥狀，成熟期若還未及時(shí)防治會(huì)使小麥腐爛或病死，影響了小麥的產(chǎn)量和質(zhì)量[1]?，F(xiàn)階段，小麥赤霉病預(yù)防中大部分采用自走式噴霧機(jī)進(jìn)行藥物噴施，會(huì)在藥物使用過(guò)程中對(duì)小麥產(chǎn)生損害。近年來(lái)，由于植保無(wú)人機(jī)安全程度較高、節(jié)省藥物和水量以及施藥作業(yè)效率較高的優(yōu)點(diǎn)，得到了基層農(nóng)技推廣部門的重視。文章將常見(jiàn)植保無(wú)人機(jī)對(duì)小麥赤霉病的防治效果和自走式噴霧機(jī)對(duì)小麥赤霉病的防治效果進(jìn)行對(duì)比，為植保無(wú)人機(jī)應(yīng)用于小麥赤霉病防治工作的效果提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。

1 不同植保無(wú)人機(jī)防控效果試驗(yàn)準(zhǔn)備

1.1 試驗(yàn)使用小麥赤霉病藥物規(guī)格和植保無(wú)人機(jī)型號(hào)

1） 藥物規(guī)格。本試驗(yàn)的小麥赤霉病防治藥物為：40%的丙硫·戊唑醇SC、25%的氰烯菌酯SE以及43%的戊唑醇SC。

2） 植保無(wú)人機(jī)和自走式噴霧機(jī)型號(hào)。本試驗(yàn)使用的植保無(wú)人機(jī)機(jī)型為極飛P20（2018款）、大疆T16、漢和金星二號(hào)、全豐自由鷹1S以及天鷹兄弟TY-M12L。自走式噴霧機(jī)型號(hào)為噴藥幅度25 m的常規(guī)自走式噴霧機(jī)。

1.2 山東省德州市陵城區(qū)試驗(yàn)小麥區(qū)域數(shù)據(jù)

本試驗(yàn)的小麥試驗(yàn)田位于山東省德州市陵城區(qū)，東經(jīng)116°21′～116°57′，北緯37°13′～37°36′;氣候類型為溫帶大陸性季風(fēng)氣候;試驗(yàn)田小麥所處地區(qū)土壤類型為潮土土壤，適宜各類農(nóng)作物生長(zhǎng);試驗(yàn)使用小麥品種為濟(jì)麥22;播種時(shí)間為2019年10月中旬;小麥2020年長(zhǎng)勢(shì)均勻、良好。

1.3 植保無(wú)人機(jī)的詳細(xì)信息

1） 極飛P20（2018款）植保無(wú)人機(jī)包含飛控系統(tǒng)、遙控系統(tǒng)、管理系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、噴灑系統(tǒng)和灌藥系統(tǒng)，可以進(jìn)行變量施藥，能夠感應(yīng)出環(huán)境溫度。無(wú)人機(jī)加入了智能藥箱，能對(duì)赤霉病防治藥劑的含量進(jìn)行精準(zhǔn)控制，計(jì)算出準(zhǔn)確的灌藥量，有利于減少污染和浪費(fèi)。

2） 大疆T16植保無(wú)人機(jī)采用了GNSS+RTK雙冗余系統(tǒng)，達(dá)到了厘米級(jí)定位精度，無(wú)人機(jī)上配備了DBF成像雷達(dá)，能準(zhǔn)確識(shí)別出麥田的基本情況，大大提高了植保作業(yè)的效率。

3） 漢和金星二號(hào)植保無(wú)人機(jī)采用了雙水泵控制系統(tǒng)，可以在前后區(qū)域單獨(dú)進(jìn)行噴灑，標(biāo)準(zhǔn)流量輸出為2.4～4.8 L/min，能將赤霉病防治藥劑用量的誤差控制在3%以內(nèi)。

4） 全豐自由鷹1S植保無(wú)人機(jī)采用了PTK系統(tǒng)和FOC高效動(dòng)力系統(tǒng)，能在2～4 m的高度飛行噴灑，平均每日作業(yè)26.67～40.00 hm2，可節(jié)約50%的用藥量，還能節(jié)約90%的用水量，無(wú)人機(jī)采用了一體式藥壺前置出口液，實(shí)現(xiàn)了柔性噴灑。

5） 天鷹兄弟TY-M12L植保無(wú)人機(jī)的造型獨(dú)特，采用了C型機(jī)臂，經(jīng)過(guò)模塊化設(shè)計(jì)，其中包含智能充電管理系統(tǒng)，安裝了防蕩藥箱，使赤霉病防治藥劑更加穩(wěn)定，同時(shí)防護(hù)等級(jí)非常高，在一體化動(dòng)力系統(tǒng)的作用下，無(wú)人機(jī)能在惡劣的環(huán)境中繼續(xù)作業(yè)，噴灑方式更加智能，可以預(yù)設(shè)飛行參數(shù)、噴灑任務(wù)，還能進(jìn)行夜航作業(yè)。

2 不同植保無(wú)人機(jī)防控效果試驗(yàn)流程和對(duì)比方向

2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)流程

為防治小麥赤霉病，本試驗(yàn)采用5種型號(hào)的植保無(wú)人機(jī)和常規(guī)自走式噴霧機(jī)進(jìn)行藥物噴施，分別進(jìn)行兩次噴灑，且不同施藥機(jī)械設(shè)備噴施小麥赤霉病的防治藥物和時(shí)間相同。

第一次在5月初小麥的揚(yáng)花初期進(jìn)行機(jī)械噴施，噴施藥物為40%的丙硫·戊唑醇SC 50 mL/667 m2。植保無(wú)人機(jī)在噴灑時(shí)， 丙硫·戊唑醇SC與水的比例為1∶30; 常規(guī)自走式噴霧機(jī)在噴灑時(shí)，丙硫·戊唑醇SC與水的比例為1∶600，間隔7 d后進(jìn)行第二次噴灑，噴施25%的氰烯菌酯SE 100 mL/667 m2+43%的戊唑醇SC 20 mL/667 m2。植保無(wú)人機(jī)在噴灑時(shí)， 氰烯菌酯SE、戊唑醇SC及水的比例為5∶1∶75;常規(guī)自走式噴霧機(jī)在噴灑時(shí)氰烯菌酯SE、戊唑醇SC及水的比例為5∶1∶1 500。

小麥試驗(yàn)田根據(jù)施藥方式不同分成7個(gè)區(qū)域，除極飛P20（2018款）、大疆T16、漢和金星二號(hào)、全豐自由鷹1S以及天鷹兄弟TY-M12L 5種型號(hào)的植保無(wú)人機(jī)和噴藥幅度25 m的常規(guī)自走式噴霧機(jī)這6種施藥區(qū)域外，加設(shè)不施藥小麥對(duì)照區(qū)，對(duì)比效果。

2.2 試驗(yàn)對(duì)比信息和方法

2.2.1 不同型號(hào)植保無(wú)人機(jī)的各項(xiàng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)和常規(guī)自走式噴霧機(jī)使用數(shù)據(jù)對(duì)比

收集極飛P20（2018款）、大疆T16、漢和金星二號(hào)、全豐自由鷹1S以及天鷹兄弟TY-M12L 5種型號(hào)的植保無(wú)人機(jī)和噴藥幅度25 ?m的常規(guī)自走式噴霧機(jī)的作業(yè)數(shù)據(jù)，并記錄作業(yè)時(shí)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，包括作業(yè)速度、作業(yè)面積、理論作業(yè)時(shí)間、實(shí)際作業(yè)時(shí)間、真實(shí)作業(yè)時(shí)間比，真實(shí)作業(yè)時(shí)間計(jì)算見(jiàn)下式。

真實(shí)作業(yè)時(shí)間比=理論作業(yè)時(shí)間/實(shí)際作業(yè)時(shí)間×100% ? ? ?（1）

2.2.2 不同型號(hào)植保無(wú)人機(jī)對(duì)小麥進(jìn)行施藥后的生長(zhǎng)安全性以及赤霉病防控效果

對(duì)比使用不同施藥機(jī)械設(shè)備噴施藥物3 d、5 d、7 d后的小麥生長(zhǎng)安全程度。由于5月底是小麥赤霉病的發(fā)展穩(wěn)定期，因此在5月底對(duì)使用不同施藥機(jī)械設(shè)備噴施藥物的小麥病穗數(shù)量、病害等級(jí)以及病情指數(shù)進(jìn)行計(jì)算。

統(tǒng)計(jì)方法為：在使用不同施藥機(jī)械設(shè)備噴施藥物的小麥試驗(yàn)區(qū)隨機(jī)選擇3個(gè)點(diǎn)位，統(tǒng)計(jì)每個(gè)點(diǎn)位周圍500個(gè)麥穗赤霉病情況，記錄點(diǎn)位病穗數(shù)量，根據(jù)病害等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行病害分級(jí)，計(jì)算點(diǎn)位病穗概率、病情指數(shù)、病穗預(yù)防效果以及病情指數(shù)預(yù)防效果。病穗率計(jì)算見(jiàn)式（2），病情指數(shù)計(jì)算見(jiàn)式（3），預(yù)防效果計(jì)算見(jiàn)式（4）所示。

病穗率=病穗數(shù)/區(qū)域調(diào)查總穗數(shù)×100% ? ? （2）

病情指數(shù)=∑（各級(jí)病穗數(shù)量×相對(duì)病級(jí)數(shù)值）/區(qū)域調(diào)查總穗數(shù)×4×100% （3）

預(yù)防效果=[（對(duì)照區(qū)域病穗數(shù)/病情指數(shù)）-（施藥區(qū)域病穗數(shù)/病情指數(shù)）]/（對(duì)照區(qū)域病穗數(shù)/病情指數(shù)）×100% ? ? ?（4）

試驗(yàn)區(qū)小麥的赤霉病病情分級(jí)如下，0級(jí)為無(wú)病害情況;1級(jí)為枯穗面積占全穗面積的25%以下;2級(jí)為枯穗面積占全穗面積的25%～50%;3級(jí)為枯穗面積占全穗面積的50%～75%;4級(jí)為枯穗面積占全穗面積的75%以上。

2.2.3 不同型號(hào)植保無(wú)人機(jī)對(duì)小麥?zhǔn)┧幒蟮那ЯＶ貙?duì)比

對(duì)本試驗(yàn)中5種型號(hào)的植保無(wú)人機(jī)、常規(guī)自走式噴霧機(jī)以及對(duì)照區(qū)小麥的千粒重統(tǒng)計(jì)調(diào)查，比較不同型號(hào)植保無(wú)人機(jī)對(duì)小麥進(jìn)行施藥后的千粒重影響情況。

2.2.4 使用不同型號(hào)植保無(wú)人機(jī)施藥后，記錄當(dāng)?shù)靥鞖馇闆r

觀察天氣對(duì)施藥效果的影響。若是施藥后存在明顯降水情況，則會(huì)對(duì)小麥?zhǔn)┧幒蟮某嗝共☆A(yù)防效果產(chǎn)生影響。

3 不同植保無(wú)人機(jī)防控效果試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)

3.1 自走式噴霧機(jī)和不同型號(hào)植保無(wú)人機(jī)的作業(yè)情況

本試驗(yàn)中5種型號(hào)的植保無(wú)人機(jī)和常規(guī)自走式噴霧機(jī)的作業(yè)數(shù)據(jù)如表1所示。植保無(wú)人機(jī)作業(yè)速度明顯高于自走式噴霧機(jī)，自走式噴霧機(jī)的作業(yè)面積明顯高于植保無(wú)人機(jī)，植保無(wú)人機(jī)中作業(yè)面積最小的設(shè)備為天鷹兄弟TY-M12L;作業(yè)面積最大的設(shè)備為全豐自由鷹1S。自走式噴霧機(jī)真實(shí)作業(yè)時(shí)間比明顯高于植保無(wú)人機(jī)，植保無(wú)人機(jī)中真實(shí)作業(yè)時(shí)間比較高的兩種機(jī)械設(shè)備為漢和金星二號(hào)和天鷹兄弟TY-M12L。

3.2 小麥?zhǔn)┧幒笊L(zhǎng)安全性以及赤霉病防控效果分析

6種機(jī)械設(shè)備噴施藥物3 d、5 d、7 d后的小麥生長(zhǎng)情況正常，未發(fā)生藥害情況，證明不同機(jī)械設(shè)備噴施藥物對(duì)小麥生長(zhǎng)安全性良好。

使用6種設(shè)備施藥后小麥赤霉病防控效果如表2所示。

3.3 小麥進(jìn)行施藥后的千粒重情況

在小麥試驗(yàn)區(qū)選擇水分含量為12.5%的小麥，使用不同設(shè)備噴灑施藥，比較施藥后的小麥千粒重。結(jié)果表明，小麥千粒重和小麥赤霉病防治效果存在一定聯(lián)系，小麥赤霉病防治效果越好，則小麥的麥粒飽滿程度越高，小麥千粒重越高，詳細(xì)數(shù)據(jù)如表3所示。

3.4 不同型號(hào)植保無(wú)人機(jī)對(duì)小麥赤霉病的安全調(diào)查以及防效分析

觀察不同型號(hào)植保無(wú)人機(jī)施藥區(qū)域施藥后3 d、5 d、7 d的效果，結(jié)果顯示，6種機(jī)械設(shè)備噴灑藥物后小麥生長(zhǎng)狀況良好，證明不同型號(hào)植保無(wú)人機(jī)以及常規(guī)自走式噴霧機(jī)施藥處理的方式，不會(huì)對(duì)小麥的安全性產(chǎn)生影響，小麥可健康生長(zhǎng)。

對(duì)不同機(jī)械設(shè)備施藥后小麥赤霉病防控效果進(jìn)行分析可知，對(duì)小麥赤霉病的病穗率預(yù)防效果和病指預(yù)防效果較好的是，常規(guī)自走式噴霧機(jī)、大疆T16植保無(wú)人機(jī)及全豐自由鷹1S植保無(wú)人機(jī)。以上3種類型的施藥機(jī)械預(yù)防效果接近，病穗率預(yù)防效果都在80%以上;其次為極飛P20（2018款）植保無(wú)人機(jī)，預(yù)防效果接近80%;再次為天鷹兄弟TY-M12L植保無(wú)人機(jī)，預(yù)防效果在70%以上;后兩種植保無(wú)人機(jī)施藥處理防效果和常規(guī)自走式噴霧機(jī)施藥處理后的預(yù)防效果相比較差，漢和金星二號(hào)植保無(wú)人機(jī)的預(yù)防效果最差，只有50%左右。

4 試驗(yàn)結(jié)果

近年來(lái)，農(nóng)田內(nèi)的禾谷鐮刀菌數(shù)量不斷增加，再加上小麥的各品種容易感染赤霉病，且在施藥防治階段經(jīng)常處于連續(xù)的陰雨天，導(dǎo)致當(dāng)?shù)匦←湼腥境嗝共〉母怕瘦^大，使赤霉病流行，因此要做好小麥赤霉病防治工作[2-3]。

在小麥赤霉病施藥防治過(guò)程中，由于人工施藥速度較慢，并且施藥成本較高，并不適用于當(dāng)?shù)匦←湹拇竺娣e赤霉病防治施藥工作。此外，由于傳統(tǒng)人工施藥階段使用的施藥設(shè)備為自走式噴桿植保機(jī)，采用該種方式容易出現(xiàn)漏噴問(wèn)題，并且在施藥階段容易造成小麥出現(xiàn)機(jī)械性損傷，會(huì)對(duì)小麥產(chǎn)量產(chǎn)生較大影響，同時(shí)會(huì)對(duì)作物種植產(chǎn)生負(fù)面影響。就經(jīng)濟(jì)成本方面來(lái)看，使用植保無(wú)人機(jī)進(jìn)行小麥的赤霉病防治施藥作業(yè)的成本費(fèi)用在4～5元/667 m2，而常規(guī)自走式噴霧機(jī)施藥會(huì)出現(xiàn)壓苗的情況，損失產(chǎn)量10～15 kg/667 m2，成本損失24～36元/667 m2，也就是說(shuō)使用植保無(wú)人機(jī)進(jìn)行小麥赤霉病防治施藥作業(yè)可提高經(jīng)濟(jì)效益22～34元/667 m2，經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高。

通過(guò)對(duì)本試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)的分析可知，使用不同施藥設(shè)備噴施相同的小麥赤霉病防治藥物進(jìn)行小麥赤霉病防治操作中，大疆T16、全豐自由鷹1S兩款植保無(wú)人機(jī)的小麥赤霉病防治效果和噴藥幅度25 m的常規(guī)自走式噴霧機(jī)的小麥赤霉病防治效果相比，效果相當(dāng);極飛P20（2018款）、天鷹兄弟TY-M12L兩款植保無(wú)人機(jī)的小麥赤霉病防治效果和噴藥幅度25 m的常規(guī)自走式噴霧機(jī)的小麥赤霉病防治效果相比，效果略差;漢和金星二號(hào)這款植保無(wú)人機(jī)的小麥赤霉病防治效果最差[4-6]。但由于天鷹兄弟TY-M12L和漢和金星二號(hào)這兩款植保無(wú)人機(jī)在試驗(yàn)中作業(yè)面積較小，不需要多次加藥，導(dǎo)致這兩款植保無(wú)人機(jī)的真實(shí)作業(yè)時(shí)間比較高;而大疆T16和全豐自由鷹1S這兩款植保無(wú)人機(jī)在試驗(yàn)中的施藥作業(yè)狀態(tài)更為穩(wěn)定，換藥和加藥速度較快;極飛P20（2018款）植保無(wú)人機(jī)在使用的加藥設(shè)備為自動(dòng)加藥設(shè)備，但存在加藥速度較慢的問(wèn)題，需要進(jìn)一步完善[7-10]。綜上所述，和常規(guī)自走式噴霧機(jī)的小麥赤霉病防治藥物噴施作業(yè)效率相比，本試驗(yàn)選擇的5種植保無(wú)人機(jī)在作業(yè)效率方面存在較大差距，但常規(guī)自走式噴霧機(jī)在噴施藥物時(shí)存在碾壓小麥的情況，會(huì)使小麥產(chǎn)量受到影響。

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