谢亮廖晨曾波王磊张春仙刘德东普正仙杨德荣

(1.云南云天化现代农业发展有限公司，云南 昆明 650600；2.云南省化工研究院有限公司，云南 昆明 650228； 3.石屏瀚海农业科技有限公司，云南 石屏 662203；4.云南云天化股份有限公司，云南 昆明 650228)

1 概述

小葱(Allium ascalonicum)又名细香葱、细葱、四季葱、细米葱等，为百合科多年生葱属草本植物，是以假茎和嫩叶为食用产品的栽培种，原产亚洲，现在世界各地广泛栽培。德国、日本等国家对小葱的选育研究取得了显著成果。小葱具有辛香风味，可以炒食、生食、凉拌，也是菜肴常用的佐料。小葱还具有药用价值，其鳞茎能解表散寒，种子可补肾明目[1-4]。

云天化在石屏县宝秀镇建设了74hm2蔬菜基地，开展小葱、香菜、佛手瓜等蔬菜的栽培种植。按照高标准蔬菜基地的要求，采用标准化种植，即育苗、整地、播种(移栽)、田间管理、植保作业(病虫害防治)、采收及采后处理均制定了相应的技术方案，并依据种植技术方案(标准)进行种植。

在小香葱的种植过程中，整地依托旋耕机、撒肥机以及起垄机等基本实现了机械化；浇水与施肥利用水肥一体化系统实现了自动化；植保作业主要以小型电动式背负喷雾器喷施农药为主，需要大量劳动力，且劳动强度大，作业效率低，成本高。采用打药机(用拖拉机牵引)或自走式喷雾机打药，大幅度提高了工作效率，但是云天化蔬菜基地处于坡地上，最大高差在40m左右，每个地块之间的高差在2～20m，因此，打药机或自走式喷雾机的打药作业在大部分区域受到限制，为了能找到更好的植保作业方案，探索新的喷药模式，减少劳动力成本，提高喷药效率，克服地形限制等因素，笔者以小葱疫病作为标靶物，在该基地开展了飞防试验，应用植保无人机喷施农药，旨在探索先进的植保无人机的应用和先进的施药技术。

在小葱种植过程中，植保方案中的农药、药械和施药技术是科学合理使用农药的3个同等重要因素。如果施药技术落后，会导致大量农药不能喷洒到位或喷洒不均匀，药剂不能充分发挥作用，在造成农药大量浪费的同时，还会诱发抗药性的产生[5]。因此，研究和探索农药、药械和施药技术在现代农业中具有十分重要的意义。

2 材料和方法

2.1 试验区基本情况

石屏县宝秀镇属典型的中亚热带气候，年降雨量在775～1148mm，年平均气温18℃，年日照时数2176h，年均相对湿度75%，立体气候显著。

试验地块设在云天化石屏蔬菜基地第7号地块，位于宝秀镇朱洼子村委会亚房子片区(N23°46′34″，E102°25′16″)，海拔1407.5m，地形为半山半坎，土壤为红壤土，种植前检测土壤，pH为7.22，有机质12.05g·kg-1，碱解氮33.80mg·kg-1，有效磷45.88mg·kg-1，速效钾269.06mg·kg-1。

2021年11月6日，在第7号地块种植小葱共1.16hm2，按照种植技术方案进行常规管理，小葱成活后发现有少量疫病发生，11月下旬，由于突然降温等因素的影响，小葱疫病危害面积加大。

2.2 试验材料

2.2.1 种植品种

小葱品种为“四季米葱”，品种来源云南泸西县小葱种植区，种苗带有疫病。

2.2.2 农药

0.01%24-表芸苔素内酯SL(四川润尔科技有限公司出品，市购)、75%百菌清WP(江苏省宜兴兴农化工制品有限公司出品，市购)、60%唑醚·代森联WG(陕西上格之路生物科学有限公司出品，市购)。

2.2.3 喷药器械

20L背负式电动喷雾器；大疆T20型无人机；悬停精度(GNSS)：启用D-RTK，水平±10cm，垂直±10cm。未启用D-RTK，水平±0.6m，垂直±0.3m；悬停时间：15min(@18000mAh &起飞重量27.5kg)、10min(@18000mAh &起飞重量42.6kg)；最大俯仰角15°；最大作业飞行速度7m·s-1；最大飞行速度10m·s-1(GNSS信号良好)；最大可承受风速8m·s-1；最大飞行海拔高度2000m；作业箱容积20L；喷头型号SX11001VS，最大喷洒流量3.6L·min-1；雾化粒径SX11001VS:130～250μm；定高及仿地跟随，山地模式最大坡度35°。

2.3 试验设计与实施

2.3.1 试验方案设计及地块划分

2.3.1.1 试验方案设计

试验设2个处理区，1个对照(CK)区，试验方案见表1。

表1 小葱疫病防治试验方案

2.3.1.2 试验地块划分

7号地块共1.16hm2，根据地形实际情况，T1处理喷施0.61hm2，T2处理喷施0.47hm2，CK喷清水0.08hm2。

2.3.2 试验方案实施

2.3.2.1 气候情况

2021年12月6日，在云天化石屏蔬菜基地7号地块开展试验，天气晴，气温10～22℃，东南风，风速0.3～0.5m·s-1，日照4.5h，相对湿度77%(用便携式温湿测定仪于上午10∶00测定)。

2.3.2.2 T1处理及CK处理实施

组织3个工人，用背负式电动喷雾器喷施农药，当天完成全部0.61hm2喷药作业，同时完成了CK处理0.08hm2喷清水作业。

2.3.2.3 T2处理实施

用无人机的GPS围绕地块边沿定位地形，见图1，无人机按照定位飞行喷药，其飞行轨迹见图2，其动态喷施农药实景见图3。

图1 GPS定位

图2 T20飞行轨迹

无人机在作业中需要更换电池，但不影响均匀喷药，因为在喷药过程中无人机AI系统会对已喷过和未喷过的区域储存记录，已喷过的区域不会再喷，未喷过的区域会补喷，所以能确保均匀喷药。已做过GPS定位的地块，下次喷药时不需要重新定位，调出上次的GPS定位地图即可开始喷药作业。

2.4 调查与统计

2.4.1 小葱疫病调查与统计

小葱疫病是由烟草疫霉Phytophthora nicotianaeVan.Breda de hann.(属鞭毛菌亚门真菌)引发的病害[6]，从大田观察发现，该病主要为害叶片(葱管)，病部初期呈暗绿色水渍状斑，湿度、温度条件适宜时，病斑迅速扩展，葱管顶端(葱尖)开始脱水干枯，呈灰白色“干尾”状，从上往下危害，严重时，干枯部位从上到下直达葱管的2/3处。一般情况下，干枯部位达葱管1/2处时，葱管呈湿腐状，并导致葱叶(葱管)黄化干枯下垂。根据董伟研究资料[7]，该病也危害小葱茎部和根部，茎部受害后，根盘处呈水渍状，浅褐色至暗绿色腐烂。根部受害，根毛少，变褐腐烂，湿度大时病部可长出白色稀疏霉层。在石屏蔬菜基地未见该病危害茎部和根部的情况，所以，本研究只调查葱管受害的病情指数。

图3 T20动态喷施农药实景

2.4.2 药前调查

2021年12月5日，在打药前分别在TT1、TT2处理区及CK处理区各随机抽取10行小葱(每行11丛，共计110丛)调查。TT1处理110丛小葱总葱管数为3169根，发病葱管数1362根，发病率42.98%；TT2处理110丛小葱总葱管数为3051根，发病葱管数1298根，发病率42.54%；CK处理110丛小葱总葱管数为3208根，发病葱管数1274根，发病率39.71%，见表2。对调查过的小葱插牌标记。

2.4.3 药后调查

2021年12月20日，按照药前调查时的标记，对药前调查的小葱进行药后调查，调查各处理的总葱管数、发病葱管数、病情指数，计算发病率和相对防治效果，分级方法和计算公式如下，统计数据见表2。

0级：无病；1级：葱管脱水干枯长度占葱管总长度的5%以下；3级：葱管脱水干枯长度占葱管总长度的6%～10%；5级：葱管脱水干枯长度占葱管总长度的11%～25%；7级：葱管脱水干枯长度占葱管总长度的26%～50%；9级：葱管脱水干枯长度占葱管总长度的51%以上。

(1)

(2)

(3)

表2 小葱疫病防治调查统计

2.4.4 数据处理

采用Microsoft Office 2016(Excel)进行数据统计，采用SPSS 24.0软件进行数据处理和分析(P<0.05)，分析结果见表2。

2.4.5 喷药成本统计

3个工人，用背负式电动喷雾器喷施农药，完成0.69hm2，工时费为390元，平均工时费为565.22元·hm-2，每个工人每天能完成0.20～0.27hm2喷施作业；大疆T20无人机喷施成本约为150.00元·hm-2，每天可完成10～13hm2的喷施作业。

2.5 不同处理的分析

2.5.1 分蘖情况分析

从表2可以看出，相同11行110丛小葱，TT1总葱管数从药前3169根增加到药后3865根，新分蘖葱管696根，分蘖率21.96%；TT2总葱管数从药前3051根增加到药后4058根，新分蘖葱管1007根，分蘖率33.00%；CK总葱管数从药前3208根增加到药后3315根，新分蘖葱管107根，分蘖率3.34%。分蘖率TT2>TT1>CK，TT2和TT1显著高于CK处理，表明疫病对葱管分蘖的影响显著。

2.5.2 发病率分析

从表2可以看出，TT1处理发病率下降了9.07%，TT2处理发病率下降了22.60%，CK处理发病率上升了38.04%。TT2处理较TT1处理达到显著水平，TT1和TT2较CK均达到显著水平。

2.5.3 相对防效分析

TT2处理的相对防效为69.23%，高于TT1处理的66.52%，但差异未达到显著水平。

3 结论

本研究通过对TT1和TT2分蘖情况、发病率影响、相对防效、小葱直观表现以及工时成本和喷药效率等综合因素分析，在小葱种植过程中可以采用“大疆T20型无人机”代替人工喷药，作业效率可提高30倍左右，同时解决了劳动力紧缺问题。

4 讨论

航空植保作业(飞防作业)效率与常规的人工喷药相比具有快速、高效、灵活和突击性强等特点，可以及时防控突发性大面积病虫害[8]，所以，航空植保越来越受到种植者的青睐，特别是规模种植，植保无人机承担了很大一部分喷药的作业任务，植保无人机的保有量也在不断增加。据报道，我国2017年农用无人机保有量8500架，2020年达10万架[9]，充分说明植保无人机的应用得到了越来越多种植者的认可，专业从事航空喷洒(撒)的通用航空企业也不断涌现。农业种植的多样性决定了植保作业喷药方式的差异性，所以，研究植保无人机在小葱上的应用技术具有十分重要的意义。

本研究中，药剂及其用量相同，但喷头雾滴粒径有差异，20L背负式电动喷雾器雾滴粒径在300μm以上，大疆T20型无人机雾滴粒径在130～250μm(SX11001VS)，试验结果表明，TT2处理的相对防效(69.23%)高于TT1处理(66.52%)。因为农业喷雾中的雾滴运输和喷雾分布在一定程度上取决于雾滴粒径分布[10]，防治效果都会随着雾滴粒径的降低而增加[11]。喷雾当天为东南风1级，风速0.3～0.5m·s-1，对无人机喷洒农药基本没有影响，试验结果与王士林等[12]研究成果——喷头产生的雾滴粒径大小与对风的敏感性正相关的结论一致。

在喷药作业中，大疆T20型无人机螺旋桨的风力较大，相对于20L背负式电动喷雾器，更容易对小香葱植株产生更大的冲击力，使植株、葱管之间相互摩擦或形成伤口，使病原菌易侵入。但是，由于处理中加入了保护性杀菌剂75%百菌清WP(300倍液)，对小葱起到了保护作用，即百菌清在作物受体表面形成一层保护膜，以阻断病菌侵入[13]，提高了防治效果。所以，植保无人机的使用药剂配方也是一个关键因素。