摘要 本研究旨在探究3類植保機(jī)械在馬鈴薯作物上的噴霧效果，測(cè)定其農(nóng)藥利用率以及噴施相同藥劑對(duì)馬鈴薯晚疫病防治效果的差異。結(jié)果表明，3種植保機(jī)械噴霧霧滴在馬鈴薯葉片上的密度、覆蓋率和沉積量總體表現(xiàn)為上層gt;下層，地面施藥機(jī)械gt;T40植保無(wú)人飛機(jī)，農(nóng)藥利用率表現(xiàn)為擔(dān)架式機(jī)動(dòng)噴霧器（59.37%）gt;T40植保無(wú)人飛機(jī)（25.23%）gt;背負(fù)式電動(dòng)噴霧器（23.66%），3類植保機(jī)械噴施相同藥劑對(duì)馬鈴薯晚疫病的防效均達(dá)到80%以上，植保無(wú)人飛機(jī)噴施藥劑的作業(yè)效率分別是擔(dān)架式機(jī)動(dòng)噴霧器和背負(fù)式電動(dòng)噴霧器的17.24倍和35.71倍。以上結(jié)果表明，植保無(wú)人飛機(jī)和擔(dān)架式機(jī)動(dòng)噴霧器效果較佳，可根據(jù)實(shí)際情況優(yōu)先選擇，該研究為不同植保機(jī)械防治馬鈴薯晚疫病的選擇提供科學(xué)依據(jù)和指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞 植保機(jī)械；植保無(wú)人飛機(jī)；農(nóng)藥利用率；馬鈴薯；晚疫??；防治效果

中圖分類號(hào)：S 49 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B DOI：10.16688/j.zwbh.2024128

馬鈴薯是我國(guó)繼水稻、玉米和小麥后的第四大糧食作物，在保障我國(guó)糧食安全、精準(zhǔn)扶貧、種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整以及農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。馬鈴薯晚疫病由致病疫霉引起，是一種典型的氣候型病害，在高濕低溫情況下最易發(fā)病，發(fā)生流行受降水量、田間濕度和溫度影響較大。云南省6月-8月為雨季，晚疫病發(fā)生流行危害嚴(yán)重，常年損失30%～40%，試驗(yàn)區(qū)域常年種植品種‘麗薯6號(hào)’，種植類型為大春馬鈴薯，初始防控時(shí)間一般為6月中旬和7月下旬。

近年來(lái)，隨著高效農(nóng)業(yè)的推進(jìn)和智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展，植保工作的機(jī)械化、智能化水平得到進(jìn)一步提高，目前，云南省麗江市已存在無(wú)人機(jī)作業(yè)模式，但主要農(nóng)藥噴施方式依然為地面機(jī)械噴施和人工噴霧作業(yè)，植保無(wú)人機(jī)相比其他植保作業(yè)模式具有高效作業(yè)性能、操作簡(jiǎn)單、安全系數(shù)高以及智能化程度高等特點(diǎn)，可顯著提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，大大提高植保作業(yè)質(zhì)量。目前，植保無(wú)人機(jī)飛防在馬鈴薯病蟲(chóng)害防治的研究并不多，陳露萍等研究發(fā)現(xiàn)飛防與人工防治對(duì)秋馬鈴薯晚疫病均具有較好的控病效果；劉小譚等通過(guò)測(cè)試無(wú)人機(jī)和背負(fù)式噴霧器的作業(yè)效果，驗(yàn)證植保無(wú)人機(jī)防治四川偏遠(yuǎn)地區(qū)馬鈴薯晚疫病切實(shí)可行。為了進(jìn)一步指導(dǎo)農(nóng)民選擇合適的植保機(jī)械進(jìn)行馬鈴薯晚疫病防治，本文以噴霧霧滴密度分布、覆蓋率和沉積量為指標(biāo)評(píng)價(jià)3種植保機(jī)械噴霧性能，通過(guò)測(cè)定不同類型機(jī)械施藥后農(nóng)藥利用率以及噴施相同藥劑對(duì)馬鈴薯晚疫病的防治效果，評(píng)價(jià)不同植保機(jī)械的實(shí)際應(yīng)用效果。本研究可為不同植保機(jī)械防治馬鈴薯晚疫病的選擇提供科學(xué)依據(jù)和指導(dǎo)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況及氣象條件

試驗(yàn)于2023年7月17日在云南省麗江市太安鄉(xiāng)太安村（100.08°E，26.77°N）進(jìn)行，馬鈴薯品種為‘麗薯6號(hào)’，處于塊莖形成期。馬鈴薯株高50cm，行距75cm，株距30cm，種植密度為6株／m²。試驗(yàn)進(jìn)行時(shí)，平均溫度為19.5℃，相對(duì)濕度為35%，風(fēng)速小于2.5m/s。

1.2試驗(yàn)材料與設(shè)備

1.2.1試驗(yàn)藥劑

試驗(yàn)藥劑為75%代森錳鋅水分散粒劑（河北雙吉化工有限公司），100 g/L氰霜唑懸浮劑（河南省安陽(yáng)市銳普農(nóng)化有限責(zé)任公司），40%烯酰嗎啉懸浮劑（江蘇劍牌農(nóng)化股份有限公司），31%噁酮·氟噻唑懸浮劑（科迪華農(nóng)業(yè)科技有限責(zé)任公司），示蹤劑誘惑紅85（浙江吉高德色素科技有限公司）。

1.2.2試驗(yàn)器械

T40植保無(wú)人飛機(jī)（深圳市大疆科技創(chuàng)新有限公司）（圖1a）旋翼4個(gè)，噴頭2個(gè)，最大有效噴幅11m，噴頭型號(hào)LX8060SZ，流量7000 mL／min；擔(dān)架式機(jī)動(dòng)噴霧器（臺(tái)州市好莊稼農(nóng)業(yè)機(jī)械有限公司）（圖1b），噴霧壓力1.0～2.5MPa，噴頭1個(gè)，噴幅3.7m，流量2900 mL／min；背負(fù)式電動(dòng)噴霧器（富民文楚植保農(nóng)機(jī)有限公司）（圖1c），噴霧壓力0.2～0.5 MPa，噴頭1個(gè)，噴幅3m，流量1040 mL／min。

1.2.3試驗(yàn)材料

Kestrel 5000氣象儀（北京金仕特儀器儀表有限公司）、霧滴測(cè)試卡（中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所）、定性濾紙（直徑為5.0 cm）、風(fēng)速儀、0.45μm水系過(guò)濾膜、SMP500型MD酶標(biāo)儀等。

1.3試驗(yàn)方法

1.3.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)

3種植保機(jī)械在試驗(yàn)地塊噴施藥液測(cè)定霧滴密度、覆蓋率、沉積量和農(nóng)藥利用率，藥液體系添加示蹤劑誘惑紅，示蹤劑用量為30g/667m²，植保無(wú)人飛機(jī)飛行高度4.5m，飛行速度5m/s，地面施藥機(jī)械試驗(yàn)參數(shù)見(jiàn)表1。同時(shí)3種類型植保機(jī)械分別于7月16日、7月24日、8月3日和8月14日噴施藥劑，共4次施藥，每次間隔7～10 d，測(cè)定不同植保機(jī)械對(duì)馬鈴薯晚疫病的防治效果，無(wú)人機(jī)飛行參數(shù)同上，各處理面積和施藥液量同表1，設(shè)置不施藥空白對(duì)照。具體用藥方案均為：7月16日75%代森錳鋅WG 130gg／667m²；7月24日100g／L氰霜唑SC 30 mL／667m²，40%烯酰嗎啉SC 40 mL／667m²，31%噁酮·氟噻唑SC 30 mL／667m²；8月3日100 g／L氰霜唑SC 30mL／667m²，40%烯酰嗎啉SC 40mL／667m²；8月14日40%烯酰嗎啉SC 40 mL／667m²。

1.3.2示蹤劑誘惑紅標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立

準(zhǔn)確稱取誘惑紅0.0200 g（精確至0.000 1 g）于100 mL容量瓶中定容，得到質(zhì)量濃度為200 mg／L的誘惑紅母液，梯度稀釋為50、20、10、5、2、1、0.5 mg／L的誘惑紅標(biāo)準(zhǔn)溶液，于波長(zhǎng)514 nm處測(cè)定其吸光度值。每個(gè)濃度連續(xù)測(cè)定3次，以吸光度平均值為y，誘惑紅標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為z做標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.3.3霧滴密度、覆蓋率和沉積量的測(cè)定

噴霧前，在試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)垂直于噴霧方向選取3排馬鈴薯植株，每排取10個(gè)采樣點(diǎn)，在每采樣點(diǎn)馬鈴薯的上部和下部冠層固定霧滴測(cè)試卡（3cm×6cm）和定性濾紙（直徑為5.0cm），采樣點(diǎn)之間間隔1m，兩排間間隔10m，采集卡高度與作物高度保持一致（圖2）。田間噴霧結(jié)束后，待霧滴測(cè)試卡和定性濾紙上藥液自然晾干，分別收集并裝入干燥的自封袋中，在實(shí)驗(yàn)室條件下使用Deposit scan軟件（美國(guó)農(nóng)業(yè)部）對(duì)霧滴測(cè)試卡進(jìn)行霧滴密度和霧滴覆蓋率的測(cè)定。

向裝有定性濾紙的自封袋中加入5mL蒸餾水，充分振蕩洗滌，使用一次性注射器取洗滌液過(guò)0.22μm水系濾膜于1.5 mL離心管中，于波長(zhǎng)514 nm處測(cè)定洗脫液吸光值，根據(jù)示蹤劑標(biāo)準(zhǔn)曲線，按照公式（1）計(jì)算單位面積上的霧滴沉積量：

沉積量（μg／cm²）=[（樣品吸光值-空白吸光值）×示蹤劑標(biāo)準(zhǔn)曲線的截距×洗脫液體積]／（定性濾紙面積×示蹤劑標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率） （1）

1.3.4農(nóng)藥利用率的測(cè)定

噴霧后，在處理區(qū)采用“Z”字形五點(diǎn)取樣法取樣，每點(diǎn)取1株馬鈴薯植株，分別裝入自封袋中，重復(fù)3次。在實(shí)驗(yàn)室條件下，向含有馬鈴薯植株的自封袋中加入200 mL蒸餾水，充分振蕩洗滌10mm，取洗滌液過(guò)0.22μm水系濾膜，在波長(zhǎng)514nm處分別測(cè)定洗脫液吸光值并重復(fù)3次。根據(jù)示蹤劑誘惑紅的標(biāo)準(zhǔn)曲線，按照公式（2）計(jì)算農(nóng)藥利用率：

農(nóng)藥利用率=[（樣品吸光值-空白吸光值）×示蹤劑標(biāo)準(zhǔn)曲線的截距×洗脫液體積×種植密度]／（單位面積示蹤劑施用總量×示蹤劑標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率）×100% （2）

1.3.5馬鈴薯晚疫病防治效果調(diào)查

馬鈴薯晚疫病自然發(fā)病，空白地塊明顯發(fā)病時(shí)，調(diào)查試驗(yàn)地塊馬鈴薯晚疫病發(fā)病情況。每個(gè)處理區(qū)對(duì)角線5點(diǎn)取樣，每點(diǎn)取2～3株，以株為單位，每株查全部葉片，按照表2分級(jí)方法記錄。

按照公式（3）（4）計(jì)算馬鈴薯晚疫病病情指數(shù)和相對(duì)防效：

病情指數(shù)=∑（各嚴(yán)重度級(jí)值×各嚴(yán)重度株數(shù)）／（調(diào)查總株數(shù)×最高嚴(yán)重度級(jí)別）×100 （3）

防治效果=（對(duì)照區(qū)病情指數(shù)-處理區(qū)病情指數(shù)）／對(duì)照區(qū)病情指數(shù)×100% （4）

1.3.6數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

相關(guān)數(shù)據(jù)使用Excel和DPS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，用Duncan氏新復(fù)極差法進(jìn)行顯著性分析，本文采用變異系數(shù)CV表征霧滴沉積均勻性，CV值越小表示霧滴沉積越均勻。

2結(jié)果與分析

2.1不同植保機(jī)械作業(yè)效率分析

3種機(jī)械的作業(yè)效率表現(xiàn)為T(mén)40植保無(wú)人飛機(jī)gt;擔(dān)架式機(jī)動(dòng)噴霧器gt;背負(fù)式電動(dòng)噴霧器，T40植保無(wú)人飛機(jī)、擔(dān)架式機(jī)動(dòng)噴霧器和背負(fù)式電動(dòng)噴霧器作業(yè)時(shí)每人每667m²分別花費(fèi)0.42、7.24 min和15.00min。植保無(wú)人飛機(jī)噴施藥劑的作業(yè)效率分別是擔(dān)架式機(jī)動(dòng)單噴頭噴霧器和背負(fù)式電動(dòng)噴霧器的17.24倍和35.71倍。

2.2不同植保機(jī)械噴霧的霧滴密度

3種植保機(jī)械噴霧在馬鈴薯葉片的霧滴密度見(jiàn)圖3?？梢钥闯?，3個(gè)處理中馬鈴薯不同冠層霧滴密度表現(xiàn)為上層gt;下層。T40植保無(wú)人飛機(jī)、擔(dān)架式機(jī)動(dòng)噴霧器和背負(fù)式電動(dòng)噴霧器在馬鈴薯葉片上的平均霧滴密度分別為68.14、229.22和136.53個(gè)／cm²（表3）。地面施藥機(jī)械噴霧后馬鈴薯上下層葉片霧滴密度差異顯著，而無(wú)人機(jī)噴霧后馬鈴薯上下層葉片霧滴密度并無(wú)顯著差異（圖3）。擔(dān)架式機(jī)動(dòng)噴霧器噴霧在馬鈴薯葉片的霧滴密度最高，且變異系數(shù)最小，噴霧均勻性較好；植保無(wú)人飛機(jī)作業(yè)變異系數(shù)在3種植保機(jī)械中最高，噴霧均勻性較差。

2.3不同植保機(jī)械噴霧的霧滴覆蓋率

如表3和圖3所示，3個(gè)處理中馬鈴薯不同冠層霧滴覆蓋率總體表現(xiàn)為上層gt;下層。擔(dān)架式機(jī)動(dòng)噴霧器噴霧在馬鈴薯葉片的霧滴覆蓋率最高，為18.35%，變異系數(shù)為23.80%；植保無(wú)人飛機(jī)噴霧在馬鈴薯葉片的霧滴覆蓋率最低，為1.54%，變異系數(shù)為33.01%，均勻性最差；背負(fù)式電動(dòng)噴霧器噴霧在馬鈴薯上下層霧滴覆蓋率顯著低于擔(dān)架式機(jī)動(dòng)噴霧器（圖3），但背負(fù)式電動(dòng)噴霧器噴霧更均勻。顯著性分析表明，擔(dān)架式機(jī)動(dòng)噴霧器和背負(fù)式電動(dòng)噴霧器噴霧在馬鈴薯上下層葉片霧滴覆蓋率差異顯著，且擔(dān)架式機(jī)動(dòng)噴霧器噴霧在馬鈴薯上層和下層葉片覆蓋率均顯著高于其他2種機(jī)械。

2.4不同植保機(jī)械噴霧的沉積量

3種植保機(jī)械噴霧在馬鈴薯葉片的沉積量如表3和圖3所示?？梢钥闯?，3個(gè)處理中馬鈴薯不同冠層沉積量為上層gt;下層，T40植保無(wú)人飛機(jī)、擔(dān)架式機(jī)動(dòng)噴霧器和背負(fù)式電動(dòng)噴霧器在馬鈴薯葉片上的平均沉積量分別為0.64、2.76μg／cm²2和2.22μg／cm²。擔(dān)架式機(jī)動(dòng)噴霧器噴霧在馬鈴薯葉片的平均沉積量最高，但下層沉積量卻低于背負(fù)式電動(dòng)噴霧器（圖3），穿透性不如背負(fù)式電動(dòng)噴霧器。2種地面施藥機(jī)械噴霧馬鈴薯上層葉片沉積量顯著高于下層，而植保無(wú)人飛機(jī)噴霧后馬鈴薯上下層葉片沉積量并無(wú)顯著差異；T40植保無(wú)人飛機(jī)噴霧在馬鈴薯上層葉片的沉積量均顯著低于其他2種機(jī)械；3種機(jī)械噴霧后在馬鈴薯下層葉片的沉積量并無(wú)顯著差異。

2.5不同植保機(jī)械在馬鈴薯田的農(nóng)藥利用率

通過(guò)對(duì)每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)隨機(jī)采集的馬鈴薯植株進(jìn)行洗脫測(cè)定，得到的試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。擔(dān)架式機(jī)動(dòng)噴霧器在馬鈴薯田的農(nóng)藥利用率為59.37%，極顯著高于其他2種植保機(jī)械。T40植保無(wú)人飛機(jī)和背負(fù)式電動(dòng)噴霧器在馬鈴薯田的農(nóng)藥利用率分別為25.23%和23.66%。T40植保無(wú)人飛機(jī)噴霧變異系數(shù)為24.02%，在3種機(jī)械中農(nóng)藥利用率波動(dòng)最小。

2.6不同植保機(jī)械對(duì)馬鈴薯晚疫病的防治效果

3種不同類型的植保機(jī)械對(duì)馬鈴薯晚疫病的防治效果見(jiàn)表5。8月14日施藥7d后，空白對(duì)照明顯發(fā)病，處理區(qū)擔(dān)架式機(jī)動(dòng)噴霧器對(duì)馬鈴薯晚疫病的防治效果為99.68%，在3種植保機(jī)械中防治效果最好，T40植保無(wú)人飛機(jī)和背負(fù)式電動(dòng)噴霧器對(duì)馬鈴薯晚疫病防治效果分別為85.86%和81.26%。

3結(jié)論與討論

評(píng)價(jià)農(nóng)藥噴霧機(jī)質(zhì)量的重要性能指標(biāo)包括霧滴沉積密度、藥液覆蓋率、沉積量分布、農(nóng)藥利用率及防治效果等。本試驗(yàn)通過(guò)對(duì)3種不同類型的植保機(jī)械噴霧在馬鈴薯冠層葉片的霧滴覆蓋密度、覆蓋率和沉積量研究，其結(jié)果總體表現(xiàn)為上層gt;下層，地面施藥機(jī)械普遍高于植保無(wú)人飛機(jī)，擔(dān)架式機(jī)動(dòng)噴霧器gt;背負(fù)式電動(dòng)噴霧器；各機(jī)械在馬鈴薯田的農(nóng)藥利用率表現(xiàn)為擔(dān)架式機(jī)動(dòng)噴霧器gt;T40植保無(wú)人飛機(jī)gt;背負(fù)式電動(dòng)噴霧器。

地面施藥機(jī)械施藥液量較高，噴霧方式為大容量噴霧，作業(yè)時(shí)對(duì)馬鈴薯植株存在沖刷淋洗情況，致使其霧滴密度和覆蓋率普遍大于植保無(wú)人機(jī)，擔(dān)架式機(jī)動(dòng)噴霧器作為當(dāng)?shù)厥褂寐瘦^高的植保機(jī)械，在馬鈴薯葉片的霧滴密度、覆蓋率和沉積量較高，表現(xiàn)為較高的農(nóng)藥沉積利用率，但藥液流失也較為嚴(yán)重，污染環(huán)境；植保無(wú)人飛機(jī)屬于低容量噴霧，相較于地面施藥器械霧滴粒徑小，施藥液量低，藥液濃度高，但植保無(wú)人飛機(jī)飛行高度較高（距上部冠層3.5m），旋翼氣流和外部氣流對(duì)霧滴沉降影響顯著，霧滴部分飄移蒸發(fā)，故具有較低的霧滴密度、覆蓋率、沉積量和農(nóng)藥利用率，且無(wú)人機(jī)作業(yè)時(shí)產(chǎn)生的風(fēng)場(chǎng)使馬鈴薯植株上層葉片打開(kāi)，下旋氣流有利于霧滴沉降，穿透馬鈴薯上層葉片到達(dá)底部，故馬鈴薯上下冠層的霧滴數(shù)據(jù)均無(wú)顯著差異。

3種不同類型的植保機(jī)械噴施藥劑對(duì)馬鈴薯晚疫病防治效果的試驗(yàn)，全程共4次施藥，首次施藥（7月16日，周平均溫度19.4℃，降雨量26.7mm）和第2次施藥（7月24日，周平均溫度19.3℃，降雨量44.2mm）空氣濕度不高且及時(shí)噴施保護(hù)性藥劑，空白地塊并未見(jiàn)晚疫病病斑，第3次施藥（8月3日，周平均溫度18.8℃，降雨量95.6mm）前后，降雨量成倍增加，在末次施藥（8月14日）前天氣持續(xù)陰雨，空氣濕度大，空白對(duì)照明顯發(fā)病，隨后調(diào)查試驗(yàn)地塊晚疫病發(fā)病情況。防治效果從大到小表現(xiàn)為擔(dān)架式機(jī)動(dòng)噴霧器gt;T40植保無(wú)人飛機(jī)gt;背負(fù)式電動(dòng)噴霧器。

隨著農(nóng)村勞動(dòng)力缺失和人口老齡化的加快，植保無(wú)人飛機(jī)的需求量將會(huì)越來(lái)越高，這對(duì)于無(wú)人機(jī)作業(yè)精準(zhǔn)化、智能化提出了更高的要求。本試驗(yàn)中植保無(wú)人飛機(jī)和擔(dān)架式機(jī)動(dòng)噴霧器對(duì)馬鈴薯晚疫病均表現(xiàn)出較好的控病效果，對(duì)于農(nóng)村合作組織、家庭農(nóng)場(chǎng)、種植合作社和統(tǒng)防統(tǒng)治的地區(qū)推薦使用植保無(wú)人飛機(jī)；對(duì)于小農(nóng)戶，土地面積較小，更推薦使用擔(dān)架式機(jī)動(dòng)噴霧器。