张亚林，黄群*，马小艳，邓喜军，王兰，张西岭*

（1.中国农业科学院棉花研究所/棉花生物学国家重点实验室，河南 安阳455000；2.安阳全丰航空植保科技股份有限公司，河南 安阳455000；3.塔里木大学，新疆 阿拉尔843300）

棉花是我国五大农作物之一，是仅次于粮食的重要农作物，种植面积占全国农作物总面积的3%，其产值却占全国农作物产值的10%左右，是单产贡献率最高的农作物[1]。随着生产专业化和集约化程度的提高，棉花种植全程机械化病虫害防治及生长调控也成为新时期棉花种植者的迫切要求，但是近几年我国棉花生产受到多方面的严重威胁，棉花生产费时费工，机械化水平低，比较效益逐渐降低，植棉面积波动较大，生产形势起伏不定[2]。其中，现有植棉技术落后，植保栽培措施费工、费时、费药，是制约棉花生产实现全程机械化的障碍之一[3]。缩节胺系统化控是防止棉花徒长、促进早熟和提高管理效率的有效手段，也是塑造适合棉花机械采收株型的关键技术[4-5]。无人机（Unmanned aerial vehicle,UAV）飞防技术具有垂直起降、低空作业、喷防精准等诸多优点，加之已具备的超低量施药技术和自动导航技术，可在全程防控棉花病虫害及棉花生长调控中能够发挥很好的作用[6-7]。目前，无人机飞防在棉花上应用研究主要集中无人机施药参数对棉花的害虫防治效果[8-9]及喷施脱叶剂对棉花的脱叶效果等方面[10-11]，利用无人机喷施缩节胺调控棉花株型的研究还鲜有报道。鉴于此，本团队开展了无人机喷施缩节胺对棉花生长调控效果的研究，旨在全面详细地收集和掌握无人机喷施缩节胺对棉花株高、果枝节间长度调控效果的最佳作业参数，为推动棉田无人机飞防技术快速发展提供支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1供试品种。品种为中棉所92，具有早熟、优质、高产、抗病特性。2017年4月15日播种，膜下滴灌，76 cm等行距机采模式。

1.1.2供试药剂。98%缩节胺原粉，由中棉小康生物科技有限公司生产。

1.1.3测试机型。3WQF125-16型智能悬浮植保机，由安阳全丰航空植保科技股份有限公司生产。

1.2 试验方法

1.2.1无人机不同飞行高度喷施缩节胺。设置无人机飞行高度1 m、1.5 m、2 m，每667 m2用药量为500 mL、650 mL、800 mL，共9个处理，以喷雾器喷施缩节胺和清水作为对照。

1.2.2无人机不同飞行速度喷施缩节胺。设置无人机飞行速度3 m·s－1、4 m·s－1、5 m·s－1，3种处理，以喷雾器喷施缩节胺（每667 m2用药量为600 mL）和清水作为对照。

2017年7月7日、7月10日无人机共喷施缩节胺2次，每个处理3次重复，每个小区面积为100 m2，各小区间设置1 m的保护区。喷药前分别对各小区固定标记10株棉花，从喷施缩节胺当天至打顶期间,每隔7 d分别调查棉花株高、第一果枝第一果节长。用Statistix 8.1统计分析软件对调查结果进行Duncan氏差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 无人机不同飞行高度喷施缩节胺对棉花株高、果枝节长的调控效果

由表1得出，喷施缩节胺7 d后，处理2、处理3、处理5、处理8的棉花株高增长值低于清水对照，其中处理2棉花株高增长值最小，仅为0.13 cm，比清水对照降低80%，比喷雾器喷施缩节胺降低90%，调控棉花株高增长的效果最好。对飞行高度的研究表明：当飞行高度为1.5 m时，每667 m2用药量为500 mL、650 mL、800 mL处理的调控效果都显著高于飞行高度为1 m、2 m的处理。自喷施缩节胺14 d后，无人机喷施缩节胺处理棉花株高增长值都小于喷雾器喷施缩节胺，无人机喷施缩节胺处理控制株高增长的效果要优于喷雾器喷施缩节胺，且调控效果显著好于清水对照，随着时间推移，无人机飞防的优势逐渐增大。综上所述，当飞行高度为1.5 m时，无人机飞防调控棉花株高增长的效果最好，优于喷雾器喷施缩节胺。0.05 ）。

表1 不同飞行高度喷施缩节胺对棉花株高、果枝节长的调控效果

喷施缩节胺7 d后，各处理棉花果节增长值比清水对照小，其中处理8棉花果节增长值最小，为1.22 cm，比清水对照降低53%，比喷雾器喷施缩节胺降低42%。不同飞防高度的比较结果表明：飞行高度为1.5 m时的调控效果最好。喷施缩节胺14 d后，无人机飞防调控棉花果节增长效果显著提高，1.5 m的飞防高度依然是最佳飞行高度；喷施缩节胺21 d后，无人机喷施缩节胺处理棉花果节增长值都小于喷雾器喷施缩节胺，优于喷雾器喷施缩节胺，无人机飞防的优势逐渐增大。其中处理5棉花果节增长值最小，仅为2.14 cm，比清水对照降低55%，比喷雾器喷施缩节胺降低41%。综上所述，当飞防高度为1.5 m时，无人机飞防调控棉花果节增长的效果最好，优于喷雾器喷施缩节胺。

2.2 无人机不同飞行速度喷施缩节胺对棉花株高、果枝节长的调控效果

由表2得出，喷施缩节胺7 d后，当无人机飞行速度为4 m·s－1时，棉花株高的增长值最小，仅为0.20 cm，显著低于清水对照，调控棉花株高增长的效果最好。喷施缩节胺14 d后，无人机飞防3个处理棉花株高增长值都小于清水对照，但调控效果与喷雾器喷施缩节胺差异不显著。喷施缩节胺21 d后，处理2棉花株高增长值为0.77 cm，比清水对照降低70%，比喷雾器喷施缩节胺降低56%。综上所0.05 ）。述，当无人机飞行速度为4 m·s－1时，控制棉花株高增长的效果最好。

表2 不同飞行速度喷施缩节胺对棉花株高、果枝节长的调控效果

喷施缩节胺7 d后，处理组的棉花果节增长值都显著低于清水对照，对果节生长有明显的抑制作用。当无人机飞行速度为4 m·s－1时，棉花果节的增长值最小，为0.78 cm，调控棉花果节增长的效果最好，比清水对照控旺效果提高65%，比喷雾器喷施缩节胺调控效果提高52%。喷施缩节胺14 d后，无人机喷施缩节胺处理的棉花果节增长值依然显著低于清水对照，持续发挥对果枝生长的抑制作用。综上所述，当无人机飞行速度为4 m·s－1时，控制棉花果节增长的效果最好。

3 结论与讨论

无人机飞防以其灵活、高效、安全等独特的优势，势必为我国农业的发展开辟一片新的天地，增强农业生产全程机械化发展水平[12-13]。本试验结果表明，当无人机飞行高度为1.5 m、飞行速度为4 m·s－1时，棉花株高、果节增长值显著低于清水对照，且优于其他无人机喷施缩节胺处理，对棉花生长调控的效果最好，对塑造适合棉花机械采收株型起到了重要作用，为无人机飞防技术的推广应用提供了支撑。

无人机飞行高度、飞行速度等作业参数对雾滴沉积分布有较大影响，同时环境温度、湿度、风速也是影响雾滴沉积结果的重要因素，进而影响施药效果。沙帅帅等[14]推荐在棉田应用P20植保无人机施药时，当飞行高度为3 m、飞行速度为5 m·s－1时施药，对棉蚜有较好的控制作用，且对棉花安全，无药害，这与本研究结果存在差异，这可能由于无人机机型、喷施的对象或施药环境因素等不同所致。因此，在棉田进行无人机飞防作业时，应选择在无风或微风的天气作业，且考虑所用的无人机性能。