趙會(huì)通，王小靜，姚富海

（1.慶陽(yáng)市林業(yè)和草原局，甘肅 慶陽(yáng) 745000；2.甘肅省子午嶺林業(yè)管理局正寧分局秦家梁林場(chǎng)，甘肅 正寧 745300）

1 慶陽(yáng)市草地現(xiàn)狀

1.1 草地面積

《慶陽(yáng)市第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查主要數(shù)據(jù)公報(bào)》顯示，全市現(xiàn)有草地88.975萬(wàn)hm2。其中：天然牧草地49.36萬(wàn)hm2，占全市現(xiàn)有草地面積的55.48%；人工牧草地0.432萬(wàn)hm2，占比0.49%；其他草地39.183萬(wàn)hm2，占比44.03%。草地主要分布在環(huán)縣，以天然牧草地為主，面積50.68萬(wàn)hm2，占全市草地的總面積的56.96%。

1.2 草原類(lèi)別

慶陽(yáng)市草原類(lèi)型兼顧熱帶草原和溫帶草原特征，主要是干旱半干旱環(huán)境下形成的以草本植物為主的溫帶草原。根據(jù)生物學(xué)和生態(tài)特點(diǎn)，現(xiàn)有天然草場(chǎng)主要有灌木叢草地、疏林草地和荒漠化草地3種。天然草原草種質(zhì)資源有98科，384屬，749種。

1.3 草品產(chǎn)量

慶陽(yáng)市年產(chǎn)鮮草約15億kg，平均產(chǎn)鮮草1 125 kg/hm2，可利用牧草270 kg/hm2，年載畜量約150萬(wàn)羊單位。隴東紫花苜蓿留存面積23.47萬(wàn)hm2，可產(chǎn)鮮草170億kg，青貯干草50億kg。

2 蟲(chóng)鼠草害現(xiàn)狀

2.1 蟲(chóng)害

蟲(chóng)災(zāi)重點(diǎn)發(fā)生區(qū)域分布在環(huán)縣和華池兩縣，主要害蟲(chóng)種類(lèi)有小車(chē)蝗、星翅蝗、蝗、痂蝗等。

2020年慶陽(yáng)市草原蟲(chóng)害危害面積9.3萬(wàn)hm2，其中嚴(yán)重危害面積4.21萬(wàn)hm2，重度危害面積4.8萬(wàn)hm2，其他0.29萬(wàn)hm2，較2019年同期有所增加。2021年蟲(chóng)害危害面積13.51萬(wàn)hm2，發(fā)生在環(huán)縣、華池縣，其中嚴(yán)重危害面積為4.21萬(wàn)hm2，主要在環(huán)縣。春季全市蟲(chóng)卵調(diào)查面積666.67hm2，蟲(chóng)卵分布集中在環(huán)縣北區(qū)，3卵塊/m2，每卵塊平均有14卵粒，越冬率為40%，監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示蟲(chóng)卵越冬基數(shù)低，危害不大。夏季對(duì)蝗蟲(chóng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，蟲(chóng)害發(fā)生面積26.67萬(wàn)hm2，平均蟲(chóng)口密度18頭/m2；形成危害面積9.3萬(wàn)hm2，平均蟲(chóng)口密度在34頭/m2以上，其中嚴(yán)重危害面積4.21萬(wàn)hm2，平均蟲(chóng)口密度56頭/m2。經(jīng)測(cè)算，全市草原蟲(chóng)害危害面積占草原總面積的15.2%，牧草產(chǎn)量損失約8萬(wàn)t，占全市天然牧草總產(chǎn)量450萬(wàn)t的1.8%，對(duì)產(chǎn)草量影響較小。

2.2 鼠害

鼠害危害種類(lèi)主要為甘肅鼢鼠、達(dá)烏爾鼠、中華鼢鼠等。中華鼢鼠主要以植物的地下部分為食，日食鮮草110 g左右。慶陽(yáng)市中華鼠危害的人工草地平均損失鮮草1 635 kg/hm2，占人工草地產(chǎn)量9 675 kg/hm2的16.9%。其他鼠害對(duì)天然草場(chǎng)產(chǎn)草量的影響也很?chē)?yán)重，平均損失鮮草405 kg/hm2，占天然草場(chǎng)產(chǎn)草量1 680 kg/hm2的24.1%。害鼠打洞，形成土丘壓埋牧草，破壞了草場(chǎng)植被，引起草場(chǎng)群落變化，使優(yōu)良牧草逐漸減少，毒草大量滋生。

2020年慶陽(yáng)市草原鼠害危害面積10萬(wàn)hm2，嚴(yán)重危害面積3.67萬(wàn)hm2，相對(duì)密度最高分布在環(huán)縣的車(chē)道鎮(zhèn)，達(dá)825只/hm2，相對(duì)密度最低分布在華池縣的五蛟鎮(zhèn)，達(dá)225只/hm2。2021年草原鼠害危害面積14萬(wàn)hm2，發(fā)生在環(huán)縣、華池、正寧3縣，其中嚴(yán)重危害面積為4萬(wàn)hm2，主要在環(huán)縣。

2.3 毒害草

毒害草種類(lèi)主要以狼毒、棘豆和披針葉黃花為主。

2020年慶陽(yáng)市毒害草輕度危害面積達(dá)37.23萬(wàn)hm2，中度危害面積達(dá)8.6萬(wàn)hm2，重度危害面積達(dá)4.8萬(wàn)hm2。2021年毒害草發(fā)生面積為13.73萬(wàn)hm2，其中狼毒危害面積為13.4萬(wàn)hm2（嚴(yán)重危害面積為4.8萬(wàn)hm2），主要發(fā)生在環(huán)縣；披針葉黃花危害面積0.33萬(wàn)hm2，主要發(fā)生在華池縣。

3 蟲(chóng)鼠草害人工防治情況

3.1 草原蟲(chóng)害防治

2021年慶陽(yáng)市蟲(chóng)害發(fā)生面積為13.51萬(wàn)hm2，防治了1.33萬(wàn)hm2，占發(fā)生面積的10%，培訓(xùn)技術(shù)人員60人。華池縣投資8萬(wàn)元，采購(gòu)蟲(chóng)害防治藥品1.2%煙堿苦參堿1 454.6 kg；環(huán)縣投資21.6萬(wàn)元，采購(gòu)1.2%煙堿苦參堿乳油400 kg；為重點(diǎn)區(qū)域分發(fā)4.5%高效氯氰菊酯0.5 t、蛇床子素1 t，2.0%阿維菌素乳油2 t，短穩(wěn)桿菌1 t。

3.2 草原鼠害防治

2021年慶陽(yáng)市鼠害發(fā)生面積為14萬(wàn)hm2，防治了2萬(wàn)hm2，占發(fā)生面積的14%，培訓(xùn)技術(shù)人員50人。華池縣投資10.05萬(wàn)元，采購(gòu)鼠害防治藥品3000毒價(jià)C型肉毒素1 600 kg；環(huán)縣投資8萬(wàn)元，采購(gòu)C型肉毒梭菌毒素餌粒劑2 010 kg；正寧縣投資8.4萬(wàn)元，采購(gòu)雷公藤甲素2 100 kg；向全市重點(diǎn)縣區(qū)分發(fā)D型毒素水劑2萬(wàn)ml。

3.3 毒害草防治

2021年慶陽(yáng)市毒害草危害面積為13.73萬(wàn)hm2，防治了0.67萬(wàn)hm2，占發(fā)生面積的5%。

4 蟲(chóng)鼠草害成因分析

4.1 政策因素

慶陽(yáng)市草原類(lèi)型主要以環(huán)縣北部為代表，是在氣候干旱、降雨稀少、大風(fēng)天氣時(shí)常發(fā)生的條件下形成的草原生態(tài)系統(tǒng)，單位草原面積內(nèi)可發(fā)展畜牧業(yè)牛羊載畜量、農(nóng)作物種植過(guò)程中土地可利用強(qiáng)度及能力有限。各鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村組和農(nóng)牧民在封山禁牧、退牧還草、補(bǔ)播改良等措施推進(jìn)中落實(shí)不到位，存在違規(guī)開(kāi)墾草場(chǎng)、隨意放養(yǎng)大量牛羊、風(fēng)化沙化侵蝕防治措施不到位等情況，導(dǎo)致全市草原主要分布區(qū)草場(chǎng)生態(tài)環(huán)境逐年惡化。尤其是環(huán)縣北部部分地區(qū)常發(fā)生旱情，草原鼠蟲(chóng)病害呈現(xiàn)逐年擴(kuò)大蔓延態(tài)勢(shì)。

4.2 經(jīng)費(fèi)因素

慶陽(yáng)市草原有害生物災(zāi)害發(fā)生面積大，蟲(chóng)害、鼠害和毒害草防治專(zhuān)項(xiàng)經(jīng)費(fèi)較少，災(zāi)害防治費(fèi)用主要依靠省級(jí)財(cái)政補(bǔ)貼資金，人員工作經(jīng)費(fèi)得不到有效保障，防治機(jī)械不能及時(shí)維保更新，防治人員不能及時(shí)到位，防治效率低下，進(jìn)而延誤了最佳災(zāi)害防治時(shí)段，弱化了防治效果。

4.3 技術(shù)因素

近年來(lái)，慶陽(yáng)市在草原蟲(chóng)害、鼠害和毒害草防治方面主要采用機(jī)械噴施藥劑、投放毒餌、布設(shè)弓箭、人工定點(diǎn)清理等技術(shù)措施。傳統(tǒng)的防治措施整體效率低下，漏治漏防面積大，最佳防治期內(nèi)作業(yè)面積小，危害嚴(yán)重區(qū)域作業(yè)難以到位，防治費(fèi)用居高不下?，F(xiàn)代化防治技術(shù)和高效省錢(qián)的防治方法沒(méi)有得到應(yīng)用和推廣，導(dǎo)致全市草原經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會(huì)效益較低。

5 植保無(wú)人機(jī)應(yīng)用概況

植保無(wú)人機(jī)與背負(fù)式手動(dòng)或電動(dòng)噴霧器、農(nóng)機(jī)機(jī)械藥物噴灑、固定軌道藥物噴灑設(shè)備相比，在工作效率、費(fèi)用成本、安全性能、適用范圍等方面，具有效率高、成本低、污染小、易操作、危險(xiǎn)小、適用強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。它在全國(guó)各地都有廣泛應(yīng)用，特別是在平原地區(qū)農(nóng)牧作物大面積集中連片栽培中應(yīng)用廣泛[1]。據(jù)調(diào)查，慶陽(yáng)市植保機(jī)保有量在5架以?xún)?nèi)，使用率極低，主要以家庭生產(chǎn)應(yīng)用為主。環(huán)縣在毒害草治理作業(yè)中，小規(guī)模嘗試應(yīng)用了植保無(wú)人機(jī)，防治效果較為明顯，防治效率遠(yuǎn)高于人工作業(yè)，防治成本大大降低[2]。

5.1 植保無(wú)人機(jī)類(lèi)型

國(guó)際國(guó)內(nèi)植保無(wú)人機(jī)生產(chǎn)廠(chǎng)家眾多，品牌多樣，性能功能齊全，國(guó)產(chǎn)品牌以大疆為代表，適用各種類(lèi)型作業(yè)需求，表現(xiàn)較好。依據(jù)動(dòng)力供給類(lèi)型升力結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可將植保機(jī)無(wú)人機(jī)分為電動(dòng)植保無(wú)人機(jī)，油動(dòng)單旋翼、多旋翼、固定翼植保無(wú)人機(jī)，混合動(dòng)力單旋翼、多旋翼、固定翼植保無(wú)人機(jī)多種類(lèi)型。相關(guān)資料顯示，截至2020年底，國(guó)內(nèi)各類(lèi)植保無(wú)人機(jī)約有10萬(wàn)臺(tái)，僅2021年全國(guó)新增需求5萬(wàn)臺(tái)，充分說(shuō)明植保無(wú)人機(jī)應(yīng)用需求處于快速增長(zhǎng)階段[3]。

5.2 各機(jī)型優(yōu)缺點(diǎn)

常用的燃油類(lèi)固定翼植保無(wú)人機(jī)與其他機(jī)型相比，單次飛行時(shí)間長(zhǎng)，機(jī)體飛行中穩(wěn)定性強(qiáng)，藥劑負(fù)載數(shù)量大，單位時(shí)間作業(yè)效率高，植保生產(chǎn)成本低，但對(duì)起飛降落條件要求高，要在符合起降規(guī)范的場(chǎng)地進(jìn)行[4]。

電動(dòng)單旋翼植保無(wú)人機(jī)可在較為平整的小場(chǎng)地實(shí)現(xiàn)垂直起飛和降落，操控方便靈活，但和油料發(fā)動(dòng)機(jī)相比，續(xù)航時(shí)間短，藥劑載荷小，飛機(jī)本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜導(dǎo)致維護(hù)保養(yǎng)成本高。

以鋰電池為動(dòng)力的多旋翼植保無(wú)人機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易，飛控靈活多樣，組裝快捷方便，可以快速垂直起降，售價(jià)較低，但單次續(xù)航時(shí)間短，藥劑負(fù)載量少，起降頻繁。

5.3 建議推廣應(yīng)用機(jī)型

近年來(lái)，我國(guó)使用最多的植保機(jī)型是電動(dòng)多旋翼植保無(wú)人機(jī)，其單次載藥量為5～20 kg，一般工況狀態(tài)下1組鋰蓄電池續(xù)航時(shí)間為30 min。大型多旋翼植保機(jī)單次載藥量可達(dá)100 L，續(xù)航時(shí)長(zhǎng)60 min，可完成0.067 hm2/min的作業(yè)任務(wù)。多旋翼植保無(wú)人機(jī)的智能化水平越來(lái)越高，操控要求越來(lái)越低，工作環(huán)境越來(lái)越寬，安全性能越來(lái)越強(qiáng)，任務(wù)完成越來(lái)越精。根據(jù)慶陽(yáng)市草原草場(chǎng)立地條件和作業(yè)工況環(huán)境，在開(kāi)展病蟲(chóng)鼠草危害防治中首選多旋翼植保無(wú)人機(jī)[5]。

6 多旋翼植保無(wú)人機(jī)優(yōu)勢(shì)

6.1 工作環(huán)境安全可靠

慶陽(yáng)市草原草場(chǎng)主要分布錯(cuò)落在丘陵溝壑區(qū)域，鼠蟲(chóng)害和毒害草治理工作中大型機(jī)械設(shè)備很難到達(dá)危害區(qū)域，只能采取最傳統(tǒng)的人力背負(fù)式噴霧器噴施農(nóng)藥，噴霧器密封性能差，藥物噴施過(guò)程中衣服很容易被藥液浸濕，噴施工作人員和藥液噴霧零距離接觸，工作人員藥物過(guò)敏中毒現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，每年發(fā)生中毒案例達(dá)30萬(wàn)人次。多旋翼植保無(wú)人機(jī)具有體積小、質(zhì)量輕、操控簡(jiǎn)單、使用方便等特點(diǎn)。因?yàn)椴捎眠h(yuǎn)程控制，可有效減少作業(yè)人員接觸或者隔絕藥劑，杜絕人工噴灑時(shí)吸入過(guò)量藥物噴霧，過(guò)敏中毒案例幾乎為零，有效確保了作業(yè)人員身體健康。

6.2 藥劑功能發(fā)揮高效

使用傳統(tǒng)植保機(jī)械和人工背負(fù)噴霧器噴施藥劑作業(yè)，藥液大部分附著在草原植物的頂端或葉面上部，藥液有效附著率不到防治面積的10%，最高不超過(guò)15%，造成大量藥劑損失[6]。使用多旋翼植保無(wú)人機(jī)施藥，施藥的效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于機(jī)械和人工施藥，可以在小范圍形成紊流，從不同方向吹動(dòng)草場(chǎng)植物，使霧化藥液呈霧氣狀態(tài)均勻地噴灑到莖葉背面，解決了人工噴灑施藥不勻的問(wèn)題。由于無(wú)人機(jī)旋翼下風(fēng)力集中而有力，采用超細(xì)霧狀噴灑比較容易透過(guò)植物絨毛的表面形成藥膜層，從而均勻有效地殺滅害蟲(chóng)，有效提升農(nóng)藥使用效率，增強(qiáng)藥物應(yīng)有效果。

6.3 作業(yè)工時(shí)大幅降低

經(jīng)調(diào)查統(tǒng)計(jì)對(duì)比分析，在相同水源、藥物混合點(diǎn)作業(yè)，多旋翼植保無(wú)人機(jī)在0.067 hm2蟲(chóng)鼠害范圍內(nèi)開(kāi)展農(nóng)藥噴灑工作，僅需1 min就能完成噴施任務(wù)，而人工作業(yè)與之相比，至少需要50 min才能完成。用無(wú)人機(jī)進(jìn)行噴霧施藥，通常1名飛行員每天工作6 h可開(kāi)展藥劑噴灑作業(yè)20～26.67 hm2，人工作業(yè)每天工作6 h僅作業(yè)0.4～0.667 hm2。無(wú)人機(jī)在藥劑噴施過(guò)程中用水量?jī)H為人工的10%，用藥量為人工的70%就能達(dá)到同樣的防治效果。多旋翼植保無(wú)人機(jī)按照規(guī)劃設(shè)定的飛行路線(xiàn)開(kāi)展工作，避免了重復(fù)噴灑或者噴施遺漏等方面的問(wèn)題，同樣節(jié)約了生產(chǎn)成本。

6.4 有效減少藥物危害

多旋翼植保無(wú)人機(jī)在草原蟲(chóng)鼠草害防治施藥過(guò)程中，藥液通過(guò)液泵高壓輸送至噴頭進(jìn)行霧化，霧滴噴出時(shí)被飛機(jī)旋翼向下氣流加速形成氣霧流，加大了植物搖擺幅度并不斷快速變換受藥面，有效增強(qiáng)了藥液霧滴對(duì)有害植物、蝗蟲(chóng)、鼠類(lèi)食物的穿透性，減少了藥劑逸散量，通過(guò)擴(kuò)大目標(biāo)植物上的藥液沉積面，提高了藥物覆蓋率，極大程度減少了農(nóng)藥滴落在草原草場(chǎng)上的機(jī)會(huì)，盡可能避免了藥物對(duì)草原土壤的影響和污染。

6.5 適應(yīng)各種工作環(huán)境

慶陽(yáng)市草原草場(chǎng)類(lèi)型多樣，地形復(fù)雜，地貌多變，丘陵、溝壑、塬面、川臺(tái)、斜坡相互交織，一旦區(qū)內(nèi)集中發(fā)生大規(guī)模草原生物危害，僅靠傳統(tǒng)的防治方法難以進(jìn)行有效防治。多旋翼植保無(wú)人機(jī)在應(yīng)用過(guò)程中可以有效解決傳統(tǒng)防治工藝存在的問(wèn)題，擺脫地形地類(lèi)海拔限制，也可以在復(fù)雜環(huán)境和小面積危害范圍內(nèi)開(kāi)展作業(yè)。針對(duì)環(huán)縣、華池縣病蟲(chóng)鼠草危害大面積作業(yè)需求，可及時(shí)實(shí)施群防群控，顯著提高工作效率。

6.6 經(jīng)濟(jì)效益顯著提高

據(jù)相關(guān)資料顯示，植保無(wú)人機(jī)施藥的工作效率是傳統(tǒng)器械的35倍以上，單人單機(jī)日作業(yè)面積20～26.67 hm2，每年可節(jié)約大量的防治工費(fèi)；多旋翼植保無(wú)人機(jī)施藥采用視距內(nèi)低空低量施藥技術(shù)，可節(jié)約藥劑用量30%～50%。經(jīng)比較，防治同一地塊病蟲(chóng)鼠草害草原草場(chǎng)（0.67萬(wàn)hm2），植保無(wú)人機(jī)費(fèi)用約130萬(wàn)元，人工防治費(fèi)用約205萬(wàn)元，植保無(wú)人機(jī)經(jīng)濟(jì)效益顯著[7]。