孫豪良 ， 張福建

（1.上海市崇明區(qū)港西鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合技術(shù)推廣服務(wù)中心，上海 202150；2.上海市崇明區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，上海 202150）

0 引言

水稻是人類重要的糧食作物之一，全世界超過一半的人口以稻米為主食[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018 年，全球水稻種植面積達(dá)1.67 億hm2，較1961 年的1.15 億hm2增長了44.9%[2]。中國是水稻產(chǎn)量第一的大國，種植面積常年達(dá)3 000萬hm2，產(chǎn)量約2億t，全國一半以上人口以稻米為主食[3]。然而，隨著水稻種植面積的擴(kuò)大，病蟲害也隨之增多，不利于水稻穩(wěn)定生產(chǎn)。目前，生產(chǎn)上主要利用化學(xué)農(nóng)藥等手段進(jìn)行防治，但也帶來了環(huán)境污染問題，如農(nóng)藥殘留、病蟲害抗藥性增強(qiáng)等[4]。據(jù)報(bào)道，我國每年農(nóng)藥原藥使用量超過30 萬t，這些農(nóng)藥的大量使用，嚴(yán)重制約了農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展[5]。因此，在保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的前提下，探索適合精準(zhǔn)施用的農(nóng)藥、農(nóng)藥施用方法與施用機(jī)械對(duì)國家提出的糧食安全、保障人們生活水平具有重要意義。

植保機(jī)械的產(chǎn)生是農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的必然產(chǎn)物，其對(duì)病蟲害的防治作用顯著[6]。目前，水稻生產(chǎn)方面常用的植保施藥機(jī)械主要分為背負(fù)式電動(dòng)噴霧器、自走式噴霧機(jī)、植保無人機(jī)三種。研究發(fā)現(xiàn)，背負(fù)式電動(dòng)噴霧器施藥作業(yè)面積占比高，難以滿足專業(yè)化、規(guī)?；男滦枨螅瑢?duì)突發(fā)性大面積病蟲害的應(yīng)對(duì)能力較差，不是理想的施藥措施。而自走式噴霧機(jī)不僅能夠減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，還可以提高工作效率，是安全、可靠、高效的施藥機(jī)械[7]。如利用自走式噴霧機(jī)可以提高麥田闊葉雜草的防效及安全性[8]。但其對(duì)作業(yè)環(huán)境有較大的要求，特別是受栽培方式、土壤和水源條件等影響較大[9]。近年來，植保無人機(jī)成為施藥研究熱點(diǎn)，極大地提高了作業(yè)效率。張顧旭等[10]研究發(fā)現(xiàn)，與背負(fù)式電動(dòng)噴霧器施藥相比，使用植保無人機(jī)施藥可在節(jié)省用水量（96.7%）和防治雜草的同時(shí)，有效減少農(nóng)業(yè)面源污染。

上海圍繞“高效、低碳、生態(tài)”的綠色發(fā)展方向，持續(xù)推進(jìn)水稻機(jī)械化發(fā)展，全市水稻整地、收獲環(huán)節(jié)機(jī)械化水平接近100%，但植保作業(yè)環(huán)節(jié)機(jī)械化水平不足30%，無人機(jī)、自走式機(jī)械等高效植保作業(yè)面積較少[11]。在水稻生產(chǎn)規(guī)?；⒉∠x害突發(fā)多發(fā)、人工成本日益攀升的今天，這種作業(yè)方式嚴(yán)重威脅到了水稻生產(chǎn)安全和農(nóng)民切實(shí)利益。因此，必須提高植保機(jī)械化水平，建設(shè)“環(huán)境友好型、資源節(jié)約型”都市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，才能促進(jìn)全市農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

基于以上問題和現(xiàn)狀，本試驗(yàn)以背負(fù)式電動(dòng)噴霧器、常規(guī)自走式噴霧機(jī)、大疆植保無人機(jī)為試驗(yàn)機(jī)械，探究不同植保機(jī)械對(duì)水稻蟲害防治的效果，旨在為今后水稻高效栽培提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)對(duì)象：稻縱卷葉螟（C n a p h a l o c r o c i smedialis）；稻飛虱（褐飛虱Nilaparvata lugens、白背飛虱Sogatellafurcifera、灰飛虱Laodelphax striatellus）。

供試藥劑：200 g/L 氯蟲苯甲酰胺懸浮劑，購買自上海生農(nóng)生化制品股份有限公司；50%吡蚜酮可濕性粉劑，購買自江蘇克勝集體股份有限公司。

供試品種：南粳46，購買自上海崇明種子有限公司。

供試器械：背負(fù)式電動(dòng)噴霧器、常規(guī)自走式噴霧機(jī)、大疆植保無人機(jī)由上海市圣嘉糧食專業(yè)合作社提供，設(shè)備名稱、型號(hào)、生產(chǎn)廠家及容量如表1所示。

表1 施藥設(shè)備具體情況

1.2 試驗(yàn)地情況

試驗(yàn)地位于上海市崇明區(qū)港西鎮(zhèn)盤西村，地勢平坦，肥力均勻；前茬為綠肥，2021 年4 月20 日深翻入田，6月2日進(jìn)行田間機(jī)穴播，基本苗30萬/畝。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)處理：試驗(yàn)共設(shè)4 個(gè)處理，分別為背負(fù)式電動(dòng)噴霧器施藥處理、自走式噴霧機(jī)施藥處理、植保無人機(jī)施藥處理、對(duì)照處理（CK），各個(gè)小區(qū)隨機(jī)組排列。

施藥方式：在同一防治時(shí)間段分別使用背負(fù)式電動(dòng)噴霧器、自走式噴霧機(jī)、大疆植保無人機(jī)用同一藥劑配方噴施，防治水稻蟲害。其中，植保無人機(jī)用水量3 L/畝，背負(fù)式電動(dòng)噴霧器用水量35 L/畝，自走式噴霧機(jī)用水量30 L/畝，具體防治處理、面積、用水量和藥劑配方如表2 所示。

表2 不同施藥方式、面積、用水量及藥劑配方

施肥情況：基肥施緩釋肥30 kg/畝；分蘗肥分兩次施，一次施尿素5 kg/畝，一次施尿素8 kg/畝；長粗肥或穗肥施15 kg/畝的水稻專用BB肥。

1.4 調(diào)查內(nèi)容與方法

在水稻生長期間，調(diào)查水稻稻縱卷葉螟和稻飛虱的畝蟲量，并參考祁琰等[5]的方法，計(jì)算防治效果。具體的病害調(diào)查內(nèi)容及方法如表3所示。

表3 水稻病害調(diào)查內(nèi)容及方法

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)稻縱卷葉螟的防效

防效統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表4 所示，可以看出，通過田間調(diào)查，用藥6 天后，背負(fù)式電動(dòng)噴霧器、自走式噴霧機(jī)和植保無人機(jī)處理后的蟲量分別為3.1 萬頭/畝、0.6 萬頭/畝和2.1 萬頭/畝；用藥10 天后，背負(fù)式電動(dòng)噴霧器、自走式噴霧機(jī)和植保無人機(jī)處理后的蟲量分別為2.26 萬頭/畝、0.47 萬頭/畝和1.2 萬頭/畝，蟲量隨著施藥時(shí)間的推移存在下降趨勢，而CK 組蟲量呈現(xiàn)上升趨勢。從防治效果看，用藥6 天后，背負(fù)式電動(dòng)噴霧器對(duì)稻縱卷葉螟的防效達(dá)到了71.40%，自走式噴霧機(jī)的防效達(dá)到了94.46%，植保無人機(jī)的防效達(dá)到80.63%；用藥10 天后，背負(fù)式電動(dòng)噴霧器對(duì)稻縱卷葉螟的防效達(dá)到79.15%，自走式噴霧機(jī)的防效達(dá)到95.66%，植保無人機(jī)的防效達(dá)到88.93%。其中，自走式噴霧機(jī)處理的防效最高，與背負(fù)式電動(dòng)噴霧器和植保無人機(jī)處理相比，藥后10 天的防效分別增加了16.51%和6.73%。

表4 不同植保機(jī)械對(duì)稻縱卷葉螟的防治效果

2.2 不同處理對(duì)稻飛虱的防效

如表5 所示，用藥6 天后，背負(fù)式電動(dòng)噴霧器處理后蟲量為8.7 萬頭/畝，對(duì)稻飛虱的防效達(dá)到67.54%；自走式噴霧機(jī)處理后蟲量為11.3 萬頭/畝，對(duì)稻飛虱的防效達(dá)到57.84%；植保無人機(jī)處理后蟲量為9.9 萬頭/畝，對(duì)稻飛虱的防效達(dá)到63.06%。與對(duì)照組相比，3 種處理對(duì)稻飛虱的防效差異較小。而用藥10 天后，背負(fù)式電動(dòng)噴霧器處理、自走式噴霧機(jī)處理、植保無人機(jī)處理后的蟲量分別為7.5 萬頭/畝、7.9 萬頭/畝、9.4 萬頭/畝；對(duì)稻飛虱的防效分別為72.01%、70.52%、64.93%；與對(duì)照組相比，背負(fù)式電動(dòng)噴霧器處理效果最好。

表5 不同植保機(jī)械對(duì)稻飛虱的防治效果

2.3 不同防治處理的用時(shí)和成本

如表6 所示，背負(fù)式電動(dòng)噴霧器處理用時(shí)1 320 s/畝，防治成本26 元/畝；自走式噴霧機(jī)處理用時(shí)68.4 s/畝，防治成本5.5 元/畝；植保無人機(jī)處理用時(shí)60.2 s/畝，防治成本4.5 元/畝。其中，無人機(jī)處理用時(shí)最少，成本最低，較背負(fù)式電動(dòng)噴霧器處理和自走式噴霧機(jī)處理的使用時(shí)間和防治成分別降低1 259.8s、8.2 s和21.5元、1元。

表6 不同植保機(jī)械防治用時(shí)和成本對(duì)比

3 討論

糧食安全是國家安全和人們生活水平提高的基礎(chǔ)。目前，我國受農(nóng)藥污染的耕地面積平均達(dá)到1 400 萬hm2左右[12]。因地制宜，加快推進(jìn)植保施藥機(jī)械更新?lián)Q代，充分發(fā)揮農(nóng)業(yè)機(jī)械在病蟲害防治方面的作用，是促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的重要手段[13]。

稻縱卷葉螟是一種具有遠(yuǎn)距離遷飛能力的昆蟲，主要危害水稻葉片葉肉，影響水稻光合作用，造成水稻減產(chǎn)[14]。水稻一旦發(fā)生稻縱卷葉螟蟲害，可能會(huì)導(dǎo)致減產(chǎn)10%～20%，嚴(yán)重時(shí)期甚至達(dá)到60%以上[15]。杜正朕[16]研究發(fā)現(xiàn)，稻縱卷葉螟對(duì)水稻生理參數(shù)變化影響明顯，隨著生育期和蟲害等級(jí)的加深，水稻葉片的各種光合參數(shù)、SPAD 值、葉面積指數(shù)等生理指標(biāo)均會(huì)發(fā)生一定程度的變化。劉建鳳等[17]研究了自走式噴桿噴霧機(jī)和擔(dān)架式機(jī)動(dòng)噴霧機(jī)對(duì)稻縱卷葉螟的防治效果，在生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，開展大面積施藥時(shí)，應(yīng)推廣防效和工效相對(duì)較高的自走式噴桿噴霧機(jī)。本試驗(yàn)也證實(shí)了這一點(diǎn)，在用藥6 天、10 天后，與對(duì)照組相比，自走式噴霧機(jī)的防治效果最好，分別為處理后蟲量0.6 萬頭/畝，防效94.46%和處理后蟲量0.47萬頭/畝，防效95.66%。

另有研究發(fā)現(xiàn)[18]，中國稻飛虱直接來自越南紅河三角洲，包括褐飛虱、白背飛虱和灰飛虱；其主要危害水稻葉鞘和莖稈的汁液，嚴(yán)重時(shí)，會(huì)導(dǎo)致水稻倒伏，從而造成減產(chǎn)[19-20]。而應(yīng)用植保機(jī)械施藥在有效防治稻飛虱蟲害的同時(shí)，能夠提高稻田作業(yè)效率，從而保障水稻產(chǎn)量[21]。本試驗(yàn)研究表明，在用藥6 天、10 天時(shí)，與對(duì)照組相比，背負(fù)式電動(dòng)噴霧器防治效果最好，分別為處理后蟲量8.7 萬頭/畝，防效67.54%和處理后蟲量7.5 萬頭/畝，防效72.01%。

此外，隨著土地規(guī)模化和人工成本的上升，作業(yè)效率和人工成本逐漸成為制約規(guī)?；a(chǎn)的重要因素。雖然背負(fù)式電動(dòng)噴霧器和自走式噴霧機(jī)相對(duì)來說效果更好，但采用無人機(jī)防治大大節(jié)約了時(shí)間和成本，平均用時(shí)60.2 s/畝，防治成本4.5 元/畝，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，將會(huì)進(jìn)一步縮短用時(shí)，降低成本。