王愛玉，薛超，孫福燕，張蕓，張建華，楊媛雪，趙鳴*，段愛玲*

（1.山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所，濟(jì)南 250100；2.臨清市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心，山東 臨清 252600）

傳統(tǒng)的化學(xué)防治是人工背負(fù)植保機(jī)械大容量噴霧，作業(yè)效率低、勞動強(qiáng)度大、人工成本高，無法滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要，同時大量使用化學(xué)農(nóng)藥導(dǎo)致抗藥性產(chǎn)生，污染環(huán)境，與綠色農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的理念背道而馳。植保無人機(jī)具有傳統(tǒng)人工無可比擬的優(yōu)勢[1]：不受地形限制，可以在丘陵、山地進(jìn)行作業(yè)；大幅減少藥量和用水量，節(jié)約資源成本，減緩抗藥性； 顯著提高工作效率，1 臺無人機(jī)每分鐘可以完成667 m2以上的作業(yè)面積， 相當(dāng)于傳統(tǒng)人工效率的30 倍； 旋翼產(chǎn)生的向下氣流有助于增加霧流對作物的穿透性，噴霧均勻全面、防治效果（防效）好；可遠(yuǎn)距離遙控作業(yè)，避免作業(yè)人員暴露在農(nóng)藥中，提高了作業(yè)安全性；受作物類型、作物長勢、作業(yè)時間、天氣條件等因素的限制較小。 近年植保無人機(jī)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，中國在植保無人機(jī)研究中占據(jù)主導(dǎo)地位，相關(guān)論文和專利數(shù)量占全球的比例分別為61%和78%， 中國還是農(nóng)用無人機(jī)專利的重要產(chǎn)出國[2]。

為改善原藥的理化性質(zhì)， 向其中添加潤濕劑、乳化劑、穩(wěn)定劑、填充劑等，可以得到不同劑型的農(nóng)藥。 常見農(nóng)藥劑型有水乳劑、水分散粒劑、懸浮劑、乳油、可濕性粉劑等[3]，但不是所有劑型都適合植保無人機(jī)飛防作業(yè)（簡稱為“飛防”）。植保無人機(jī)用水量少，藥劑稀釋后容易出現(xiàn)沉淀、結(jié)晶、絮凝等情況，造成噴頭堵塞或產(chǎn)生藥害[4]。各種制劑在農(nóng)作物上的附著、擴(kuò)展、滲透性能不同，不同的噴霧方式霧化效果不同，防治效果也不同。 傳統(tǒng)植保無人機(jī)噴灑系統(tǒng)多采用扇形壓力噴頭和離心噴頭，壓力噴頭藥液下壓力大，穿透性強(qiáng)，藥液飄逸量較小，但霧化不均勻；離心噴頭藥液霧化均勻，但基本上沒有下壓力。 常溫彌霧噴灑系統(tǒng)采用彌霧噴頭，霧滴粒徑可調(diào)節(jié)范圍在20～250 μm， 霧滴粒徑頻譜呈雙峰分布，適合不同作物，粗霧滴定向性好，細(xì)霧滴穿透性強(qiáng)，霧滴分布均勻。 本研究用搭載了常溫彌霧噴灑系統(tǒng)的極目無人機(jī)，通過設(shè)置有效成分用量相同的吡蟲啉乳油、可濕性粉劑、水分散粒劑和可溶液劑4 種劑型處理， 分析不同劑型藥劑在棉株上的霧滴密度、 霧滴覆蓋率、 藥液沉積量及農(nóng)藥利用率，對比其對棉花苗期蚜蟲的田間防效，旨在篩選出適合常溫彌霧植保無人機(jī)飛防棉田蚜蟲的農(nóng)藥劑型。

1 材料與方法

1.1 試驗場地概況

試驗于2021 年5 月22 日在山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所臨清試驗站（115°72′E，36°68′N）進(jìn)行。 試驗開展時棉花處于苗期，株高約為25 cm。種植模式： 寬窄行種植（92 cm＋60 cm）， 密度為5.25 萬株·hm－2，播種時間為4 月25 日。 試驗田為多年連作棉田，肥力較高，排灌條件良好。

1.2 供試品種及藥劑

供試品種：魯棉1161[5]，為轉(zhuǎn)Bt單價抗蟲基因常規(guī)春棉品種。

供試藥劑：5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）吡蟲啉乳油（登記證號：PD20040723），威海韓孚生化藥業(yè)有限公司生產(chǎn)；10%吡蟲啉可濕性粉劑 （登記證號：PD20040415）， 威海韓孚生化藥業(yè)有限公司生產(chǎn)；70%吡蟲啉水分散粒劑（登記證號：PD20120072），拜耳作物科學(xué)（中國）有限公司生產(chǎn)；200 g·L－1吡蟲啉可溶液劑（登記證號：PD365-2001），拜耳股份公司生產(chǎn)。 85%誘惑紅，大連美侖生物技術(shù)有限公司生產(chǎn)；水敏紙，先正達(dá)（中國）投資有限公司生產(chǎn)。

1.3 供試無人機(jī)型號和參數(shù)

供試植保無人機(jī)型號：E-A2021；參數(shù)：每667 m2用藥液1 L，噴幅4 m，飛行速度5.5 m·s－1，飛行高度為距離棉株冠層頂部1.5 m，霧滴粒徑40 μm。

1.4 試驗方法

根據(jù)4 種不同劑型設(shè)置4 個藥劑處理 （5%吡蟲啉乳油、10%吡蟲啉可濕性粉劑、70%吡蟲啉水分散粒劑、200 g·L－1吡蟲啉可溶液劑和1 個清水對照處理，其中4 個藥劑處理的吡蟲啉有效成分用量相同， 均為42 g·hm－2， 誘惑紅用量均為450 g·hm－2，每個處理重復(fù)4 次，共20 個小區(qū)，每個小區(qū)面積656.64 m2。

試驗期間天氣晴朗，無極端天氣發(fā)生，能夠保證數(shù)據(jù)有效性。

1.4.1霧滴沉積分布測定。霧滴的沉積分布采用水敏紙法[6]測定。在進(jìn)行噴霧（誘惑紅和藥劑）試驗前，先進(jìn)行各小區(qū)水敏紙 （規(guī)格為26 mm×76 mm）的布置（圖1）。 在垂直于噴霧帶的方向，根據(jù)植保無人機(jī)的噴幅， 從噴幅中心線向兩邊各布置3 點(diǎn)，相鄰兩點(diǎn)相隔1 m，每點(diǎn)選定1 株棉花作為霧滴采樣點(diǎn)， 距離航線中心的位置分別為：－2.5、－1.5、－0.5、＋0.5、＋1.5、＋2.5 m， 負(fù)號代表航線中心的左側(cè)，正號代表航線中心的右側(cè)，重復(fù)3 次。由于施藥時棉花處于苗期，只有3～4 片葉；因此，水敏紙只在棉株中部層懸掛，在棉花中部1 片葉的正面和相鄰葉片的反面分別布置1 張水敏紙，保證各層水敏紙不存在遮擋或干涉。 試驗結(jié)束后，待采樣點(diǎn)處的水敏紙干燥后，進(jìn)行收集并用自封袋密封。

圖1 水敏紙布置示意圖

1.4.2藥液沉積量測定。 示蹤劑誘惑紅標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立參考婁朝霞等[7]的方法：準(zhǔn)確稱取誘惑紅0.020 0 g（精確至0.000 1 g）于100 mL 容量瓶中，用蒸餾水定容，即得200 mg·L－1誘惑紅母液，逐級稀釋為50.0、20.0、10.0、5.0、2.0、1.0、0.5 mg·L－1誘惑紅標(biāo)準(zhǔn)溶液，而后用SMP 500 型MD 酶標(biāo)儀（美國Molecular Devices 公司生產(chǎn)） 于波長514 nm 處檢測其吸光度值，即得誘惑紅標(biāo)準(zhǔn)曲線。

洗脫回收率的測定[8]：在進(jìn)行噴霧試驗前，布設(shè)水敏紙的同時， 將半徑為3.5 cm 的濾紙對應(yīng)地布置在同一棉株臨近水敏紙的葉片正反面。試驗結(jié)束后將回收的濾紙樣本逐一放入10 mL 蒸餾水，充分震蕩洗滌10 min，使濾紙上的誘惑紅完全溶出。 使用上述酶標(biāo)儀在514 nm 吸收波長處測量洗脫液吸光度， 建立誘惑紅質(zhì)量濃度與吸光值的標(biāo)準(zhǔn)曲線，并計算洗脫液中誘惑紅的質(zhì)量濃度，進(jìn)一步計算各采樣濾紙上的誘惑紅示蹤劑的單位面積沉積量。計算公式如下：P＝ρ×V/（πr2）。式中：P為單位面積藥液沉積量 （ng·cm－2）；ρ為洗出的誘惑紅溶液中誘惑紅的質(zhì)量濃度（mg·L－1）；V為浸泡濾紙時加入的清水量（mL）；r為圓盤濾紙半徑（cm）。

1.4.3農(nóng)藥利用率測定。參考王明等[6]的測定方法。噴霧結(jié)束后，在小區(qū)內(nèi)每個點(diǎn)隨機(jī)取棉苗1 株放入自封袋中，帶回實驗室進(jìn)行有效沉積率的測定。測定時向自封袋中加入一定量的去離子水， 充分振蕩洗滌10 min， 使棉株上的誘惑紅完全被洗脫下來，然后根據(jù)誘惑紅標(biāo)準(zhǔn)曲線計算出每株棉苗上示蹤劑誘惑紅的量； 利用小區(qū)棉花的株數(shù)和誘惑紅的小區(qū)用量，計算出誘惑紅的有效沉積率，即農(nóng)藥利用率。 公式如下：K＝M1×N/M×100%。 式中：K為農(nóng)藥利用率（%）；M1為每株棉花上測得誘惑紅的量（mg）；N為小區(qū)株數(shù)；M為誘惑紅的小區(qū)使用量（mg）。

1.4.4田間防效調(diào)查與計算。每個小區(qū)按照“之”字形五點(diǎn)取樣，每點(diǎn)掛牌標(biāo)記5 株有蚜棉苗，噴藥防治前調(diào)查蟲口基數(shù)（每小區(qū)的蚜蟲數(shù)量不少于500頭）， 藥后1、3、7 d 調(diào)查記載各標(biāo)記棉苗全株蚜蟲的活蟲數(shù)，計算蟲口減退率和防效。 公式如下：T＝（N0－N1）/N0×100%；E＝（T處理－T空白）/ （1－T空白）。式中：T為蟲口減退率（%），N0為施藥前活蟲數(shù)量（頭），N1為施藥后活蟲數(shù)量（頭）；E為防效（%），T處理為處理區(qū)蟲口減退率（%），T空白為空白對照區(qū)蟲口減退率（%）。

1.5 數(shù)據(jù)處理

對回收的水敏紙上的霧滴進(jìn)行圖形掃描后，通過圖像處理軟件DepositScan 進(jìn)行分析， 計算得出紙卡上霧滴的沉積密度、覆蓋率等。采用Microsoft Excel 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理， 用IBM SPSS Statistics 26.0軟件進(jìn)行單因素方差分析（ANOVA）和鄧肯多重范圍檢驗（Duncan’s 法）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同劑型霧滴沉積分布

表1 數(shù)據(jù)顯示，吡蟲啉4 種劑型在葉片正面的霧滴沉積密度以乳油最大， 其次為水分散粒劑、可溶液劑，可濕性粉劑的霧滴沉積密度最小，但相互間差異均不顯著。乳油劑型在葉片反面的霧滴沉積密度大于其他各劑型，但相互間差異也未達(dá)顯著水平。 經(jīng)正態(tài)分布驗證，葉片正面的霧滴覆蓋率數(shù)據(jù)不符合正態(tài)分布；因此，對葉片正面和反面的數(shù)據(jù)均進(jìn)行了平方根轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)經(jīng)驗證符合正態(tài)分布。轉(zhuǎn)換后不同劑型吡蟲啉處理的葉片正面和反面霧滴覆蓋率呈現(xiàn)出相同的趨勢，即乳油＞水分散粒劑＞可濕性粉劑和可溶液劑，但各劑型間差異均不顯著。

表1 不同劑型吡蟲啉處理的霧滴沉積分布

2.2 不同劑型藥液沉積量

表2 數(shù)據(jù)顯示，4 種劑型吡蟲啉的葉片正面藥液沉積量排序是乳油＞可溶液劑＞水分散粒劑＞可濕性粉劑，其中乳油劑型的沉積量顯著高于可濕性粉劑，但與其他2 種劑型沉積量差異不顯著。 4 種劑型處理的葉片反面藥液沉積量排序與葉片正面一致。

表2 不同劑型吡蟲啉處理的藥液沉積量

2.3 不同劑型的農(nóng)藥利用率分析

表3 數(shù)據(jù)顯示，4 種劑型吡蟲啉的農(nóng)藥利用率中，以水分散粒劑最高，其次為可溶液劑和乳油，可濕性粉劑的最低， 且顯著低于水分散粒劑和可溶液劑。

表3 不同劑型吡蟲啉處理的農(nóng)藥利用率

2.4 不同劑型的田間防效分析

表4 數(shù)據(jù)顯示，藥后1 d 和藥后3 d，對棉田苗期蚜蟲防效較好的劑型是可溶液劑和水分散粒劑，可濕性粉劑最低， 且與前2 種劑型均呈顯著性差異。藥后7 d，各劑型的防效均有所下降，可溶液劑、水分散粒劑和乳油的防效均維持在70%以上，而可濕性粉劑的防效僅為58.73%，且顯著低于其他處理。

表4 不同劑型吡蟲啉處理的田間防效 %

3 討論

植保無人機(jī)多采用低容量或超低容量噴霧，藥液濃度高，容易堵塞噴頭。另外，由于植保無人機(jī)飛行速度較快，用水量少，霧滴粒徑細(xì)，在藥液的沉降過程中，容易揮發(fā)、飄移到作業(yè)區(qū)以外或飄浮在空中[9]。為了提高農(nóng)藥利用率和防效，減輕環(huán)境污染和藥害， 采用植保無人機(jī)施藥時要選擇合適的劑型，既要適合低容量噴灑， 又要能夠改善霧滴的黏稠度、霧滴表面張力和揮發(fā)性，提高藥液噴灑時的均勻性和霧滴的沉降效果， 提升霧滴附著率和穿透性。 荀棟[9]對植保無人機(jī)防治水稻病蟲害的適宜飛行參數(shù)和農(nóng)藥劑型進(jìn)行了研究，認(rèn)為乳油、可溶液劑和懸浮劑都是合適的劑型，而固體制劑如可濕性粉劑、水分散粒劑等不宜作為飛防的劑型，并且這些藥劑只有混合在一起形成穩(wěn)定的溶液體系，才能使用。張俊等[4]則提出，現(xiàn)在的常規(guī)劑型可以用于飛防，但要滿足一定的要求，比如：水劑、可溶液劑稀釋20 倍，穩(wěn)定性合格；微乳劑、水乳劑稀釋200 倍，穩(wěn)定性合格； 懸浮劑濕篩試驗 （孔徑75 μm 試驗篩）過篩率≥98%，懸浮率≥80%；可濕性粉劑細(xì)度≥325 目（折合粒徑為0.045 mm），直徑≤5 μm，濕潤時間≤2 min，懸浮率≥60%。 沙帥帥等[10]利用極飛P20 植保無人機(jī)防治棉蚜的試驗中，在不同助劑用量下， 有效成分52.5 g·hm－2吡蟲啉乳油的藥后1 d 防效為61.1%～71.2%， 藥后3 d 防效為70.8%～81.6%， 藥后7 d 防效下降至69.3%～81.2%，這與本研究中極目無人機(jī)E-A2021 吡蟲啉乳油劑型的防效接近。 本研究中有效成分42 g·hm－2吡蟲啉乳油藥后1 d 和3 d 的防效分別為63.40%和79.18%，藥后7 d 防效下降至73.16%。張亞林等[11]利用大疆無人機(jī)MG-1S 防治棉蚜的試驗表明，吡蟲啉可溶液劑持效性一般，藥后7 d 防效開始下降，本研究結(jié)果與其一致；其中10%和20%吡蟲啉可溶液劑在有效成分用量30 g·hm－2下，藥后3 d 的防效分別為70.91%和92.12%， 與本研究中吡蟲啉可溶液劑有效成分用量42 g·hm－2處理藥后3 d 的防效83.07%接近。

本研究通過測定常溫彌霧植保無人機(jī)在棉花苗期施用4 種劑型吡蟲啉后的霧滴密度、霧滴覆蓋率、單位面積藥液沉積量和農(nóng)藥利用率，對比分析它們對蚜蟲的田間防效，發(fā)現(xiàn)可溶液劑、乳油和水分散粒劑3 種劑型，均適合該噴灑系統(tǒng)的植保無人機(jī)施藥。 而吡蟲啉可濕性粉劑的藥液沉積量、農(nóng)藥利用率低于其他劑型， 藥后3 d 和7 d 的防效分別為66.98%和58.73%， 顯著低于其他3 種劑型；因此，若使用該劑型，應(yīng)適當(dāng)添加助劑和沉降劑改善霧滴沉降及其在作物表面的分布，從而提高霧滴附著率和傳導(dǎo)性。后續(xù)可開展助劑和沉降劑的篩選工作[12]，為植保無人機(jī)飛防作業(yè)中提高不同劑型農(nóng)藥利用率，減少藥液飄移，減輕環(huán)境污染尋求解決方案。

4 結(jié)論

通過常溫彌霧植保無人機(jī)施藥防控棉田苗期蚜蟲試驗，比較了4 種常用劑型吡蟲啉藥劑在棉花葉片上的霧滴密度、霧滴覆蓋率、單位面積藥液沉積量、 農(nóng)藥利用率等參數(shù)及田間防效。結(jié)果表明： 常溫彌霧植保無人機(jī)噴霧方式下，4 種劑型吡蟲啉的霧滴密度、 霧滴覆蓋率差異不顯著；乳油、水分散粒劑和可溶液劑的單位面積藥液沉積量較多，農(nóng)藥利用率較高，對棉田苗期蚜蟲的田間防效較好，更適用于常溫彌霧植保無人機(jī)施藥。