蒙艷華，蘭玉彬，梁自靜，馬艷，胡紅巖

（1.華南農業(yè)大學工程學院/ 國家精準農業(yè)航空施藥技術國際聯合研究中心，廣州510642；2.安陽全豐航空植?？萍脊煞萦邢薰? 農業(yè)農村部航空植保重點實驗室，河南 安陽455000；3.中國農業(yè)科學院棉花研究所，河南 安陽455000）

我國是世界上重要的原棉生產國和消費國[1-2]。棉花采收勞動力缺乏和效率低下已成為限制我國棉花產業(yè)發(fā)展的主要因素之一[3-4]。棉花機械化采收具有效率高、勞動強度低等特點[5]；而化學脫葉和催熟是機械采棉的重要環(huán)節(jié)，不僅能促使棉鈴提早成熟，還能有效地減少機采棉花的雜質含量[6-7]。目前，我國棉花脫葉催熟基本上采用機車噴施化學脫葉催熟劑，但是機車在行走過程中，容易損壞已經吐絮的棉鈴，同時機車在地頭轉彎時碾壓棉花植株和棉鈴，造成產量損失。近幾年，我國植保無人機發(fā)展迅猛，其具有效率高、適應性廣、突擊能力強等優(yōu)點，逐步受到廣大種植戶的認可[8-12]。目前國內有關植保無人機在棉田噴施脫葉劑應用方面的研究主要集中在脫葉劑篩選和脫葉效果及吐絮效果等方面，如張坤朋等[13]探討了植保無人機噴施不同棉花催熟、脫葉復合藥劑對棉花的脫葉、催熟效果；馬艷等[14]研究不同植保無人機噴施棉花脫葉劑對棉花脫葉效果及棉花品質的影響。但在實際應用中，由于脫葉劑容易受到氣候條件和施藥技術的影響，在不同棉區(qū)及栽培條件下的應用效果差異較大，因此及時篩選出植保無人機在不同棉區(qū)的施藥方式和作業(yè)方案，是推動機采棉技術快速發(fā)展的基礎。由于植保無人機采用的是低容量高濃度施藥方式，在脫葉效果達到要求的情況下，選擇合適的單位面積施藥液量可以有效提高作業(yè)效率。本研究通過田間試驗初步探討了在新疆棉區(qū)高密度種植條件下，不同施藥液量對棉花脫葉效果和棉花主要產量構成因素及纖維品質的影響，旨在篩選出植保無人機噴施棉花脫葉劑的適合施藥液量，為植保無人機科學噴施棉花脫葉劑提供依據，助力棉花機械化采收。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1供試植保無人機。機型為安陽全豐航空植?？萍脊煞萦邢薰咎峁┑?WQF120-12 型智能懸浮植保無人機（下文簡稱“3WQF120-12 型無人機”），主要性能指標如表1所示。

1.1.2試驗地情況。試驗地選在新疆昌吉回族自治州呼圖壁縣園戶村鎮(zhèn)，地塊長200 m，寬108 m。棉花品種為新陸早64。2017年4月12日播種，一膜6 行，寬窄行距分別為66 cm 和10 cm，平均株高為75 cm，平均種植密度為22.5 萬株·hm-2，噴灑脫葉劑時棉鈴平均吐絮率在45%左右。

1.1.3供試藥劑。540 g·L-1“棉海”懸浮劑（有效成分為360 g·L-1噻苯?。?80 g·L-1敵草隆），使用量為180 g·hm-2，由江蘇激素研究所股份有限公司生產；“棉?！敝鷦ㄍ榛一撬猁}），使用量為720 g·hm-2，由江蘇激素研究所股份有限公司生產；40%（質量分數）乙烯利水劑，使用量為450 mL·hm-2，由安陽全豐生物科技有限公司生產。

表1 3WQF120-12 型無人機主要性能指標

1.2 試驗方法

1.2.1試驗條件與處理。試驗共設9 個不同的施藥量處理（編號1～9），另設1 個空白對照（編號10，CK，既不噴施藥液，也不噴施清水），見表2。處理1～9 所使用的藥劑種類及每公頃藥劑使用量均為1.1.3 中的3 種藥劑混配及所述的使用量。即每個處理所使用的農藥配方及使用量是一致的，區(qū)別在于每公頃用水量不同，即施藥液量不同。棉花脫葉施藥分為2 次，第1 次于2017年9月2日施藥，第2 次于2017年9月9日施藥。不同施藥液量條件下，植保無人機飛行參數見表3。

表2 試驗處理L·hm-2

表3 不同施藥液量條件下植保無人機飛行參數

1.2.2脫葉率調查。根據《農藥田間藥效試驗準則》[15]，每個處理隨機選擇3 個調查點，每點調查10 株，并掛牌標記。施藥前調查整株棉花葉片數，第1 次藥后5 d、7 d 和第2 次藥后7 d（第1 次藥后14 d）、13 d（第1 次藥后20 d）調查殘留的綠色葉片數，計算無人機噴施藥劑后的脫葉率。

1.2.3產量、品質調查。待田間吐絮達到90%左右時，對各處理區(qū)進行棉花樣品采收，每個處理采收3 個樣點[15]。每個點在其周圍棉株的上、中、下部共采收25 個吐絮棉鈴，晾干至籽棉含水率低于12%時進行室內考種和軋花，計算鈴重、衣分、籽指、衣指；并從中隨機稱取100 g 皮棉樣品送至農業(yè)農村部棉花品質監(jiān)督檢驗測試中心（安陽）進行纖維品質檢測。

1.2.4計算公式及統計方法。計算公式：

數據統計采用軟件SPSS 19.0 和Origin 8.5 進行分析。

2 結果與分析

2.1 施藥液量對棉花脫葉效果的影響

如圖1所示，第1 次藥后5 d，施藥液量為22.5 L·hm-2的平均脫葉率為33.49%，顯著高于施藥液量為15 L·hm-2的處理，與施藥液量為18 L·hm-2的處理差異不大；離層形成后，各處理脫葉率逐漸上升，至第1 次藥后7 d 施藥液量為22.5 L·hm-2的平均脫葉率達到58.93%，顯著高于施藥液量為15 L·hm-2的處理（47.96%）和施藥液量為18 L·hm-2的處理（51.07%）的脫葉率。結果表明，藥后5 d、7 d 脫葉劑用藥量相同的情況下，脫葉率隨施藥液量提高而上升，施藥液量為22.5 L·hm-2的處理脫葉效果最佳。

如圖2所示，第2 次藥后7 d（第1 次藥后14 d），第1 次施藥液量為15 L·hm-2的3 個處理中，第2次施藥液量22.5 L·hm-2的處理3 脫葉率為82.05%，顯著高于施藥液量為15 L·hm-2的處理1（75.53%）和施藥液量為18 L·hm-2的處理2（74.15%）。第1 次施藥液量為18 L·hm-2的3 個處理和第1 次施藥液量為22.5 L·hm-2的3 個處理與第1 次施藥液量為15 L·hm-2的3 個處理表現出一致的規(guī)律，即第1 次施藥液量相同的3 個處理中，第2 次施藥液量為22.5 L·hm-2的處理脫葉率均顯著高于其他2 個處理。

圖1 不同施藥量第1 次藥后5 d 和7 d 的脫葉率

圖2 不同處理第2 次藥后7 d（第1 次藥后14 d）脫葉率

圖3 不同處理第2 次藥后13 d（第1 次藥后20 d）脫葉率

如圖3所示，第2 次藥后13 d （第1 次藥后20 d），在第1 次施藥液量不同的條件下，均表現出第2 次施藥液量為22.5 L·hm-2的處理（處理3、處理6 和處理9）脫葉率顯著高于15 L·hm-2和18 L·hm-2的處理；在第2 次施藥量為15 L·hm-2時，以第1 次施藥量為15 L·hm-2的處理1 脫葉率最高（85.74%），顯著高于第1 次施藥量為18 L·hm-2的處理4 （80.30%），但與第1 次施藥量為22.5 L·hm-2的處理7（81.57%）沒有顯著差異；在第2 次施藥量為18 L·hm-2時，以第1 次施藥量為22.5 L·hm-2的處理8（90.45%）為最高，第1 次施藥量為18 L·hm-2的處理5（89.05%）次之，第1次施藥量為15 L·hm-2處理2（85.72%）最低，3 個處理之間無顯著差異；不管第1 次施藥量是15 L·hm-2，18 L·hm-2還是22.5 L·hm-2，第2 次施藥量為22.5 L·hm-2的3 個處理脫葉率均大于90%，其中第1 次施藥量為22.5 L·hm-2的處理9 的脫葉率最高，達到97.02%。因此，從本試驗可以看出，無人機噴施脫葉劑第1 次采用15～22.5 L·hm-2的施藥量、第2 次采用22.5 L·hm-2的噴液量進行噴霧對棉花具有較好的脫葉效果。

2.2 不同處理對棉花主要產量構成因素的影響

對田間樣品檢測分析結果（表4）表明：棉田噴施脫葉劑后，無人機處理與對照處理在棉花鈴重、衣分、籽指、衣指等主要產量因子上無明顯差異，且處理間也不存在顯著性差異。與空白對照相比，植保無人機噴施脫葉劑各處理未對棉花主要產量構成因素產生不利影響。

表4 不同處理對棉花主要產量構成因素的影響

2.3 不同處理對棉花纖維品質的影響

棉花皮棉樣品經農業(yè)農村部棉花品質監(jiān)督檢驗檢測中心（安陽）檢測，結果表明，無人機噴施脫葉劑處理與空白對照處理棉花上半部平均長度、長度整齊度指數、斷裂比強度、斷裂伸長率、馬克隆值等指標均無顯著性差異，且無人機處理間也不存在明顯差異（表5）。說明與空白對照相比，植保無人機噴施脫葉劑未對處理區(qū)棉花的纖維品質產生不利影響。

3 結論與討論

研究不同噴施參數對棉花脫葉率以及棉花主要產量構成因素和纖維品質的影響，對應用植保無人機噴施棉花脫葉劑具有重要的指導意義。本研究通過改變單位面積施藥液量，比較了不同噴施液量對棉花脫葉效果的影響。第1 次施藥后5 d 內未出現降雨，施藥期間日平均氣溫保持在20 ℃以上，有利于藥效的發(fā)揮。結果表明，植保無人機噴施棉花脫葉劑在采用合適的施藥液量基礎上，可達到較好的脫葉效果，滿足機采棉要求。同時，無人機噴施棉花脫葉劑對棉花的產量和品質無影響，這一研究結果同馬艷等[14]、姜偉麗等[16]的研究結果一致。試驗具體結果如下：1）與空白對照相比，噴施脫葉劑可顯著提高棉花的脫葉速率，第2 次藥后13 d，第2 次施藥液量為22.5 L·hm-2的3 個處理和第2 次施藥液量為18 L·hm-2且第1 次施藥液量為22.5 L·hm-2的處理脫葉率均大于90%，達到了機采棉采收標準。2）與空白對照相比，植保無人機噴施脫葉劑對棉花鈴重、衣分、籽指、衣指等產量構成主要因素及纖維品質指標無影響。

新疆棉區(qū)以種植單株結鈴數少，種植密度大的品種為主，不利于藥液的沉降，需噴施2 次才能達到較好的脫葉效果。

航空植保作為一項方興未艾的技術，受到各界的廣泛關注，以其精準、高效、安全的獨特優(yōu)勢，正在推動我國植保器械、植保技術的快速發(fā)展，提升我國農作物病蟲害防治水平，增強機械化和植保現代化發(fā)展水平[17-19]。但目前其發(fā)展狀況還遠遠無法滿足我國農業(yè)病蟲害防治的需求。因此，針對不同作物及不同栽培方式，增強植保無人機性能，探索匹配的施藥技術，研究制定合理的作業(yè)規(guī)范和技術標準是推動我國航空植保健康發(fā)展的重要保障[20-21]。