植保無人飛機施藥防治農作物病蟲害研究進展（上）

  植保無人飛機因具有作業(yè)效率高、適用性好、節(jié)水、節(jié)藥和省工等優(yōu)點在農作物病蟲害防治中發(fā)揮著越來越重要的作用。植保無人飛機噴霧已成為病蟲害快速、高效的防治作業(yè)模式。植保無人飛機作為新興的施藥器械，其防治作物病蟲害的可行性、施藥參數和噴霧質量是人們最為關注的方面。目前，植保無人飛機施藥已被廣泛應用于大田作物（玉米、水稻、小麥等）和經濟作物（棉花、煙草、茶樹、果樹等）病蟲草害的防治，主要防治對象包括玉米螟、稻飛虱、稻縱卷葉螟、水稻紋枯病、蚜蟲、小麥白粉病等常見病蟲害和闊葉類及禾本科雜草。通過對中國知網和Web of science等數據庫查詢，發(fā)現2013—2023年發(fā)表的植保無人飛機施藥對作物病蟲害防治效果研究相關論文共216篇（圖1）。由圖1可以看出，關于植保無人飛機施藥防治作物病蟲害研究主要集中在水稻、小麥和玉米三大主糧作物以及棉花上，其中關于植保無人飛機施藥防治水稻病蟲害的論文最多（88篇），其次是植保無人飛機施藥防治小麥病蟲害的論文（49篇）、防治玉米病蟲草害的論文（35篇）和防治棉花病蟲害的論文（17篇）。另外，植保無人飛機防治其他作物（柑橘、蘋果、核桃、茶樹、煙草、油菜和大豆）病蟲害的論文共27篇。國家航空植保科技創(chuàng)新聯盟從2016年開始聯合全國農業(yè)技術推廣服務中心、科研單位和中國優(yōu)勢植保無人飛機生產企業(yè)、制劑企業(yè)、助劑企業(yè)針對航空植保關注的病蟲害防控問題開展全國性聯合試驗。據統計，2016—2022年共開展聯合試驗63次，涉及全國16個省市，測試了20種無人飛機機型、160多種藥劑和10多種助劑。調查了植保無人飛機施藥防治水稻、小麥、玉米、花生、馬鈴薯、柑橘、蘋果、茶樹等作物病蟲害情況以及棉花脫葉效果。全國飛防聯合試驗中涉及的病蟲害主要有小麥白粉病、赤霉病和蚜蟲；稻瘟病、水稻紋枯病和稻飛虱；玉米大小斑病和草地貪夜蛾；柑橘紅蜘蛛和柑橘木虱；茶小綠葉蟬和茶尺蠖；馬鈴薯晚疫?。换ㄉ~斑??；煙草棉鈴蟲。

圖1

本文綜述了飛防相關文獻和全國飛防聯合試驗中植保無人飛機施藥在不同作物病蟲草害防治中的藥劑選擇、防治效果及影響因素，為明確植保無人飛機施藥防治作物病蟲害的可行性和推動航空植?？焖?、健康發(fā)展提供理論和技術支撐。

1、植保無人機施藥對小麥病蟲害的防治效果。

小麥是世界上重要的糧食作物，種植面積約占全球谷物的30.7%，居世界谷物種植面積之首。中國作為世界上最大的小麥生產基地，種植面積和產量均居世界首位。小麥病蟲害的發(fā)生對小麥產量和品質安全造成嚴重威脅。2022年，我國小麥蟲害發(fā)生面積達1 950.22萬hm²次，其中發(fā)生最為嚴重的蟲害是蚜蟲和紅蜘蛛；小麥主要病害發(fā)生面積達1 746.22萬hm²次，其中赤霉病、白粉病和葉銹病是小麥中最為常見的三大病害。目前，植保無人飛機施藥主要用于小麥白粉病、赤霉病、葉銹病和蚜蟲的防治（表1）。

  1.1 植保無人飛機施藥對小麥白粉病的防治效果。

  2013年，楊帥等首次發(fā)表了植保無人飛機防治小麥白粉病的結果。該團隊在探究飛行高度對小麥白粉病防治效果的影響時發(fā)現，使用八旋翼植保無人飛機在距離小麥高度0.5 m處噴施6%戊唑醇超低容量液劑，對乳熟期小麥白粉病的防治效果最好，防效達70.9%，與使用地面背負式噴霧器施藥對小麥白粉病的防效基本相當，但植保無人飛機的施藥液量僅為1 L，而地面施藥器械的施藥液量為30 L，用水量大大降低，且作業(yè)效率極大提升。孔肖等探究了不同濃度丙環(huán)唑和醚菌酯對小麥白粉病的防效，表明用量為1 L/667 m²的情況下，使用八旋翼無人飛機噴施250 g/L丙環(huán)唑乳油和50%醚菌酯水分散粒劑，藥后7 d的防效分別為90.2%和84.5%。巴秀成等研究發(fā)現，在推薦劑量下，噴施30%肟菌·戊唑醇懸浮劑對小麥白粉病的防效為73.1%，顯著高于30%己唑醇懸浮劑的防效（50%）。然而，程善閩等的研究發(fā)現，使用單旋翼植保無人飛機在噴施48%氰烯菌酯·戊唑醇懸浮劑7 d后，對小麥白粉病的防效僅為41.16%，低于自走式噴桿噴霧機對小麥白粉病的防效（72.90%）和彌霧機對小麥白粉病的防效（72.86%），說明在正確選擇藥劑的情況下，多旋翼植保無人飛機對小麥白粉病的防效范圍在79.6%～90.2%之間，優(yōu)于單旋翼的防治效果，且與地面施藥器械防治效果相當。

  1.2 植保無人飛機施藥對小麥赤霉病的防治效果。

  在植保無人飛機防治小麥赤霉病的過程中，勞曉梅等使用大疆T20植保無人飛機，在飛行高度2 m，速度5 m/s，噴幅3 m，用量1 L/667 m²的條件下噴施20%氟唑菌酰羥胺懸浮劑，對小麥赤霉病的防效可達78.7%；陳土云等在相同的飛行參數下以5種藥劑進行試驗后發(fā)現，植保無人飛機噴施30%丙硫菌唑可分散油懸浮劑，對小麥赤霉病的防效最好，防效可達93.5%。王維國等用極飛P20植保無人飛機噴施30%丙硫菌唑懸浮劑600 g/hm²和75%丙硫菌唑干懸浮劑300 g/hm²，對赤霉病的防效均在90%以上，明顯優(yōu)于其他藥劑，尤其是噴施75%丙硫菌唑水分散粒劑，防效可達93.07%。潘凡在探究不同施藥器械噴施48%氰烯菌酯·戊唑醇懸浮劑對小麥赤霉病的防效及毒素殘留時發(fā)現，無人飛機噴施的持效期最長，防治效果最好，且藥劑殘留量低于我國農藥最低殘留限量標準。

  上述研究表明，植保無人飛機對小麥赤霉病的防效范圍在78.7%～93.5%之間，藥劑殘留量低于我國農藥最低殘留限量標準。因此，植保無人飛機在防治小麥灌漿揚花期赤霉病的過程中，推薦在高度2 m，速度5 m/s的施藥條件下噴施丙硫菌唑、氰烯菌酯或氟唑菌酰羥胺等殺菌劑進行2次防治，以便取得較好的防治效果。

  1.3 植保無人飛機施藥對小麥蚜蟲的防治效果。

  針對不同的藥劑，巴秀成等利用多旋翼植保無人飛機噴施氯氟氰菊酯和吡蟲啉對蚜蟲進行防治，藥后7 d防效可達到95%。Sun等利用極飛P20植保無人飛機在飛行高度1.5 m，速度3 m/s的情況下噴施40%氧樂果乳油，對蚜蟲的防效可以到90%以上。

  針對不同的施藥參數，沈麗麗等研究發(fā)現，植保無人飛機用量為2 L/667 m²效果要優(yōu)于1.5 L/667 m²，噴施37%噻蟲胺·聯苯菊酯懸浮劑，6 d后的防效為91.31%，略差于自走式噴桿噴霧機的防效（99.92%）。張武云等的研究同樣表明，利用植保無人飛機噴施70%吡蟲啉水分散粒劑，對蚜蟲7 d后的防效為82.44%，略低于地面?zhèn)鹘y噴霧器械（89.22%）。蒙艷華等采用全豐3WQF120-12型單旋翼植保無人飛機，通過篩選不同的飛行參數，發(fā)現在飛行高度1 m，速度3 m/s，噴施總流量1.7 L/min情況下，噴施33%氯氟·吡蟲啉懸浮劑對小麥蚜蟲的防治效果可達89.44%。Wang等通過對植保無人飛機施藥液量分別為9、16.8、28.1 L/hm²和粗細2種噴頭進行組合試驗，發(fā)現在防治小麥蚜蟲時，采用高施液量28.1 L/hm²、粗噴頭噴施33%氯氟氰菊酯·吡蟲啉懸浮劑，對小麥蚜蟲防治效果顯著，且與地面?zhèn)鹘y噴霧器械相當，防治效果均為90%左右。

  綜上所述，植保無人飛機在施藥液量大于16.8 L/hm²及合適的施藥參數條件下噴施吡蟲啉、氯氟氰菊酯、氧樂果等藥劑，對蚜蟲的防效范圍在82.4%～91.3%之間。

  1.4 植保無人飛機“一噴三防”對小麥病蟲害的防治效果。

  2017年，在河南省新鄉(xiāng)市開展小麥“一噴三防”全國飛防聯合試驗中，試驗人員使用植保無人飛機噴施600 g/L吡蟲啉懸浮劑、45%咪鮮胺水乳劑和30%戊唑醇懸浮劑，發(fā)現在登記用量和減量20%條件下，對小麥蚜蟲均具有較好的防效，為85%。

  2、植保無人飛機施藥對水稻病蟲害的防治效果。

  中國是世界第一水稻生產大國，水稻種植面積占全世界的20%，產量卻占世界的40%，為世界糧食產量作出重大貢獻，但每年病蟲害的發(fā)生對水稻的品質和產量造成嚴重威脅。

  一方面，種植環(huán)境惡劣增加病蟲害發(fā)生概率；另一方面，外來病蟲害的不斷入侵導致病蟲害種類逐年增多。劉萬才等通過對近十年來農作物病蟲害危害造成的損失進行統計分析，發(fā)現水稻上最為嚴重的病蟲害有水稻紋枯病、稻縱卷葉螟、稻飛虱、二化螟、稻瘟病等。目前，植保無人飛機主要應用于防治水稻稻瘟病、紋枯病等病害和稻飛虱、稻縱卷葉螟等害蟲（表2）。

  2.1 植保無人飛機施藥對水稻稻瘟病的防治效果。

  針對不同施藥器械對水稻稻瘟病的防治效果，繆建錕等研究發(fā)現噴施30%肟菌·戊唑醇懸浮劑，在作業(yè)高度2 m，間距4 m，速度2.9 m/s，用水量1.5 L/667 m2且未加助劑的情況下防效為73.22%，添加助劑后最高防效可達89.79%，顯著高于人工噴霧器械（64.19%）。郭永旺等同樣用植保無人飛機噴施30%肟菌·戊唑醇懸浮劑，在添加助劑的情況下最高防效可達87.40%，得出相近的結果。

  以上研究表明，使用植保無人飛機噴施30%肟菌·戊唑醇懸浮劑，在合適的施藥參數條件下添加助劑，對水稻稻瘟病具有良好的防治效果，防效范圍在73.2%～89.8%之間。

  2.2 植保無人飛機施藥對水稻紋枯病的防治效果。

  針對不同的植保器械，王利民等利用大疆T20四旋翼植保無人飛機噴施23%醚菌·氟環(huán)唑懸浮劑和30%噻呋·戊唑醇懸浮劑進行2次防治，對水稻紋枯病防效均在70%以上，與地面噴霧防治效果相當。葛金萍通過大疆MG-1S和大疆T16噴施24%噻呋酰胺懸浮劑并添加飛防助劑，對紋枯病的株防效分別為85.84%和78.95%，低于傳統地面機動噴霧器對水稻紋枯病的防治效果（90.55%）。陸涼夏和唐中興等同樣發(fā)現植保無人飛機對水稻紋枯病的防效要略低于常規(guī)植保機械。

  以上研究表明，植保無人飛機對水稻紋枯病的防效范圍在70.0%～85.8%之間。綜合來講，植保無人飛機在防治水稻葉部、穗部病害時，防治效果略優(yōu)于傳統地面噴霧;在防治中下部病害如水稻紋枯病時，地面施藥處理的防效略優(yōu)于飛防處理。

  2.3 植保無人飛機施藥對水稻蟲害的防治效果。

  稻縱卷葉螟和稻飛虱（灰飛虱、褐飛虱和白背飛虱）是水稻上影響最大、為害最為嚴重的2種害蟲，對整個稻田昆蟲群落起決定性作用，也是水稻害蟲防治的主要對象。

  針對植保無人飛機對水稻害蟲的防治效果，陸世忠等采用大疆MG-1P植保無人飛機在飛行速度4.5 m/s，相對高度1.8 m，噴幅4 m，噴液量1.5 L/667 m²的情況下，噴施5.7%甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽微乳劑和3%茚蟲威超低容量液劑，藥后14 d對稻縱卷葉螟防效為88.60%～96.74%。韋敏超等使用大疆T16植保無人飛機噴施10%吡蟲·噻嗪酮懸浮劑和240 g/L噻呋酰胺懸浮劑，施藥后14 d對稻縱卷葉螟和稻飛虱的防效分別為86.2%和89.5%，可達到與地面施藥器械相當的防治效果。唐中興等在研究植保無人飛機對水稻病蟲害防治效果時發(fā)現，使用酰胺類藥劑在添加助劑和農藥常規(guī)用量情況下，植保無人飛機對水稻二化螟和稻飛虱的防效均在90%左右。

  針對不同施藥器械，Qin等對比了使用植保無人飛機與擔架式噴霧器噴施480 g/L毒死蜱乳油的防效情況，藥后3～10 d植保無人飛機的防效為74.0%～92.0%，殺蟲效果和持效期均優(yōu)于擔架式噴霧器。Chen等通過探究不同粒徑的噴頭對稻飛虱的防治效果時發(fā)現，在相同的施藥參數下，細粒徑噴頭的霧滴密度和防治效果要明顯優(yōu)于粗粒徑噴頭，在分蘗開花期噴施48%毒死蜱乳油，藥后7 d對稻飛虱的防效在90%左右。

  上述研究表明，針對水稻害蟲，使用植保無人飛機噴施48%毒死蜱乳油、3%茚蟲威超低容量液劑和240 g/L噻呋酰胺懸浮劑，在合適的施藥參數下，對水稻蟲害的防效范圍在74.0%～96.7%之間。

  2.4 植保無人飛機防治水稻病蟲害全國飛防聯合試驗防治效果。

  2018年6—8月，在植保無人飛機防治水稻病蟲害全國飛防聯合試驗中，應用全豐3WQFTX-10、全豐3WQF120-12、高科S40-E、極飛P20、天途M6E 5種植保無人飛機機型，噴施27%三環(huán)·已唑醇懸浮劑、氨基酸水溶肥、40%氯蟲·噻蟲嗪水分散粒劑、75%肟菌·戊唑醇水分散粒劑、35%氯蟲苯甲酰胺水分散粒劑、250 g/L嘧菌酯懸浮劑、22%春雷·三環(huán)唑懸浮劑、40%嘧菌·戊唑醇懸浮劑、10%溴氰蟲酰胺懸浮劑9種藥劑進行2次防治：第1次藥后9 d，各藥劑處理區(qū)水稻枯心病防效均在80%以上；第2次藥后24 d，紋枯病防效均在70%以上。各處理均可以對水稻枯心病和水稻紋枯病起到良好的防治作用，整個試驗過程中水稻植株未出現藥害現象。

  2019年7—8月，在植保無人飛機防治水稻病蟲害全國飛防聯合試驗中，先后進行2次施藥，第2次藥后25 d，各藥劑處理區(qū)水稻紋枯病防治效果在80.03%～91.85%之間，穗頸瘟防治效果在80.93%～94.01%之間，二化螟防治效果在87.82%～100.00%之間。收獲時，空白對照區(qū)產量為570 kg/667 m²，藥劑處理區(qū)在580～621 kg/667 m²之間，增產率高達8.97%。在各藥劑處理區(qū)2次施藥，對水稻病蟲害起到了良好的防控作用，增產明顯，且在整個試驗過程中未出現藥害現象。

  2.5 植保無人飛機施藥對水稻病蟲害防治的減施增效作用效益評估。

  目前，在農業(yè)生產中，為保證防治效果，大多植保無人飛機施藥量與地面噴霧器械相當。2021年，閆曉靜等通過對已報道的植保無人飛機在水稻田的減量增效作用梳理匯總分析并進行效益評估。結果顯示，技術簡易性的效益增量最大，為6.53%；農藥利用率次之，效益增量為4.25%；隨后依次是產量和防效均為1.96%，化學農藥用量1.85%，成本效益為1.81%。

  以上結果表明，植保無人飛機在作業(yè)過程中大大提高了工作效率，也顯著提升了農藥利用率。此外，植保無人飛機在減量、增效、提產、成本效益等方面也有一定的促進作用。

文章來源：《現代農藥》2023年第3期