荀 栋，何家乐，陈木森，杨浩娜，潘 乐

（1.汨罗市植保植检站，湖南 汨罗 414400；2.湖南省农业生物技术研究所,湖南 长沙410125；3.湖南谷成农业发展有限公司，湖南 汨罗 414400）

汨罗市是湖南省粮食生产大县，常年水稻种植面积在6.1 万hm2以上。水稻纹枯病是水稻中后期的主要病害，近年来随着稻田肥力水平不断提高，秸秆还田技术大面积推广，该病发生面积逐年扩增，局部重发频率明显上升，给水稻生产造成严重威胁[1]。该病在高温高湿的条件下发生严重，特别是在高产稻区，发生时造成秕谷较多，千粒重下降，严重时可能导致水稻抽穗异常，甚至出现绝收[2-3]。水稻生长中后期植株茂盛，水稻病虫害频发，采用常规施药方法，药液很难防治水稻中下部病虫害，导致防治效果不佳，有时常规施药后还出现病虫害成灾现象，严重影响水稻生产，急需研发针对性强、效率高的防治技术。

近年来汨罗市不断更新植保作业设备，植保无人机施药技术得到快速发展，目前全市植保无人机设备超过120 台，植保飞防技术在农作物病虫草害防治中发挥着越来越重要的作用。目前，植保无人机常采取低空低容量喷雾，防治效率高，能实现快速规模化突击防治，同时受作物类型、作物长势、作业时间、天气条件等因素的限制较小，特别是在水稻分蘖后期，相对于传统作业方式优势更加明显[4]。基于此，试验比较了极飞P20 植保无人机施药方式与担架式机动喷雾器、背负式电动喷雾器这2 种常规施药方式对水稻中后期纹枯病的防治效果，以期为植保无人机施药防控稻田病虫害提供技术支持，进而推动植保无人机的应用和发展。

1 材料与方法

1.1 试验地点及材料

试验在汨罗市古培镇南环村进行，试验田为规则矩形，地势开阔，排灌方便，土壤肥力中等，有机质含量23 g/kg，pH 值5.9。供试水稻品种为常规中熟籼稻湘早籼45 号。2020 年4 月12 日抛栽，秧苗密度为2.1 万株/667m2，基本苗9 万～10 万株/667m2。

试验药剂为27.8%噻呋·己唑醇悬浮剂（浙江博仕达作物科技有限公司）和怀农特天然植物精油助剂（美国奥罗阿格瑞国际有限公司）。

试验设备包括：（1）极飞P20 植保无人机，广州极飞科技有限公司生产，喷头型号为高速离心喷头，转速为1 000～13 000 r/min，雾滴粒径70.0～550.0 μm，飞行速度0.1～12.0 m/s，飞行高度0.5～18.0 m，流量500～30 000 mL/667m2（流量与速度成反比例关系），喷幅1.0～6.0 m（喷幅与雾滴粒径、飞行高度相关）；（2）3WG-45 担架式机动喷雾器，湖南丰茂植保机械有限公司生产，喷头类型为单喷头，平均雾滴51.77 μm；（3）3WBD-16HBA 型背负式电动喷雾器，山东卫士生产，喷头型号为液力切向进液式双喷头，d=1.6 mm，平均雾滴粒径176.67 μm[5]。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计将矩形试验田块分为6 个小区，处理1～5 每个小区面积0.2 hm2，处理6 小区面积0.1 hm2，小区间设置隔离带。处理1～3 均为植保无人机低空低容量喷雾施药，施药量分别为20、18 和16 g/667m2；处理4 和处理5 分别为担架式喷雾机和人工手动喷雾器施药，施药量均为20 g/667m2；处理6 为空白对照区（表1）。于水稻齐穗期施药，此时株高为90 cm，施药时间为6 月15 日上午8：00—9：00，天气晴，温度24.3℃，相对湿度82%，风速0.8 m/s。

表1 试验设计

1.2.2 设备条件（1）极飞P20 型植保无人机：飞行速度3 m/s，飞行高度离冠层1 m （仿地飞行1.8），喷幅4 m（处分蘖后期）；药液量为0.5 L/667m2。（2）3WG-45 担架式机动喷雾器：配备新型远程宽幅喷枪，喷枪射程10 m，喷幅7.6 m，喷枪流量为34 L/min，工作压力为1.0～3.5 Mpa；药液量为50 L/667m2。（3）3WBD-16HBA 背负式电动喷雾器：喷头为双扇形喷头，喷头流量1 L/min；工作压力为0.2～0.4 Mpa ；人工行走速度约0.6 m/s；药液量为30 L/667m2。

1.2.3 药剂配方用量按照表1 的设计方案，采用2次稀释法配置药液逐一进行喷施。因植保无人机药液量较少，故采用极飞P20 专用灌药机灌药，以便降低误差。

1.2.4 调查方法施药后观察水稻田间长势，考察是否存在药害及机械损伤现象。

根据GBT 15791—2011 水稻纹枯病测报技术规范，用小区对角线5 点取样法选择调查点，每点5 丛水稻，以株为单位调查每小区施药前、施药后7、14 d 的发病情况。水稻纹枯病病情按照以下分级标准分为0～9 级：0 级，全株无病；1 级，第4 叶片及其以下各叶鞘、叶片发病（以剑叶为第1 片叶）；3 级，第3 叶片及其以下各叶鞘、叶片发病；5 级，第2 叶片及其以下各叶鞘、叶片发病；7 级，剑叶叶片及其以下各叶鞘、叶片发病；9 级，全株发病，提早枯死。根据公式（1）～（4）计算病害发生率、病害减退率、病情指数、防治效果[6-7]。

1.2.5 数据统计分析用IBM SPSS Statistics 19 软件进行数据分析，采用Duncan 氏新复极差分析法进行差异显著性分析[7]，田间数据以平均数±标准误表示。结合当地不同施药设备田间操作实际和施药经验，统计分析不同药械的作业效率和成本。

2 结果与分析

2.1 不同施药方式对水稻安全性的影响

施药后1、3、7 d 进行田间观察发现，处理1～3均未出现水稻生长不良等药害及机械风场损伤等现象，表明使用极飞P20 植保无人机低空喷雾不影响水稻正常生长；处理4 出现小片机械损伤痕迹，3 d 后基本恢复，表明担架式机动喷雾器对水稻有一定的机械损伤；其他小区水稻生长正常。

2.2 不同施药方式防治效果的比较

由表2 可知，当用药量为20 g/667m2时，植保无人机、担架式机动喷雾器和背负式电动喷雾器的防治效果分别为92.32%、91.22%和87.79%，前二者的防效显著高于第三者；采用植保无人机施药的处理，用药量为16 g/667m2时，防治效果为83.22%，显著低于其他药剂处理，而用药量为18 g/667m2时，防治效果为91.15%，与担架式机动喷雾器处理的防效相当，显著高于背负式电动喷雾器处理的防效。这表明，与常规喷雾器施药方式相比，植保无人机在用药量降低10%时，仍可获得相同甚至更好的防治效果，同时可大幅度节省施药时的用水量。

表2 不同施药方式对水稻纹枯病的防治效果

2.3 不同施药方式作业效率的比较

通过实际操作情况分析，并结合以往使用3 种药械作业的经验，比较了3 种不同的药械的作业效率（表3），发现：（1）使用背负式电动喷雾器施药，作业时间长、作业效率低、劳动强度大、透气性差，如果长时间作业，容易发生人员药物中毒和高温中暑等事件，而且由于人工作业易出现漏喷和重喷的现象，用药量控制误差较大，影响作物受药面积和受药程度的均一性，因此难以实现预期的防治效果；（2）使用担架式机动喷雾器，劳动强度相对较低，作业效率有明显提高，但是对作物的机械损伤相对较大，同时用水量较大，农药的利用率不高，易造成环境污染，且对高大密集型的农作物防治效果不佳，还会受到作业车道、水源、气候条件等因素的制约；（3）采用新型植保无人机低空低容量施药作业，不仅施药作业效率高、农药用量少、用水量小、劳动强度低，而且还具有运输方便、安全可靠等特点，是可实现快速规模化水稻病虫害专业化统防统治的新型植保药械。

表3 3 种植保机械使用效率的比较

3 小结与讨论

试验结果显示，极飞P20 型植保无人机施药对水稻纹枯病的防治效果，与同等剂量的担架式机动喷雾器和背负式电动喷雾器效果相当，甚至减少药剂使用量的10%，也能达到相同甚至更好的防治效果。植保无人机作业喷施的药液量为0.5 L/667m2，相对于同等条件下的担架式喷雾器（药液量为50 L/667m2）和人工手动喷雾（药液量为30 L/667m2），节水率高达98%以上，同时降低农药使用量约10%，实现了农药的减量使用，降低了环境污染。其具体优势表现在：极飞P20 型植保无人机属于低空低容量喷雾，接近作物喷洒，避免了农药的漂移和流失；农药喷洒雾滴细小、均匀，覆盖面积较大，容易击中靶标，提高了防治效果和防治效率；同时植保无人机能产生较强的向下压力，作物叶片正反两面均有着药，可实现立体防治。

植保无人机具有劳动强度低、作业效率高且对作物安全的特点。随着农村土地流转日渐增多，散户种植逐渐被农业合作社、家庭农场等规模化种植所取代，植保无人机防控作物病虫害的方式也慢慢被农民认可。伏荣桃等[8]研究表明，植保无人机在最适飞行高度、飞行速度和添加飞防助剂等条件下，对水稻病虫害防治效果显著，具有大面积推广应用价值。笔者的试验也验证了在水稻中后期病虫害防治困难时期，应用植保无人机施药防治水稻纹枯病效果最好，同时解决了水稻中后期病虫害防治劳动强度大、容易延误防治时机等问题，避免了水稻产量的亏损。郭海明等[9]指出，推进专业化统防统治，推广运用植保新技术，是构建湖南现代植保体系的发展方向。

运用极飞P20 植保无人机低空低容量喷雾技术，在保证药效的同时，可降低农药使用量约10%，农药减量增效效果明显，同时植保无人机防治效率高，能实现大面积快速作业，更加符合现代种植大户、合作社需求，有利于推进农业社会化服务、助力乡村产业兴旺。