无人机施药在水直播稻田杂草防除中的应用效果研究

柏超　许琴芳　宁国云　姚晓明

摘要    近年来，农村劳荒现象凸显，高效率、低强度的植保无人机作业服务蓬勃发展，有关无人机应用的研究不断深入，但在水直播稻田化学除草方面很少有人涉及。为了探索植保无人机施药在单季晚稻水直播田杂草防除中的应用效果和安全性，推进植物保护“机器换人”，2018年开展了以担架式喷雾机为对照，植保无人机施药防除单季晚稻水直播田杂草试验。结果表明，应用植保无人机在单晚水直播稻田喷施除草剂防除杂草，其防除效果与担架式机动喷雾机相近，作业效率高，喷洒均匀度相对较高，使用300 g/L丙草胺乳油播后1 d封杀和40%氰氟草酯乳油、19%氟酮磺草胺悬浮剂、10%噁唑酰草胺乳油播后15 d茎叶处理，对水稻比较安全，但植保无人机作业受风力等环境因子影响较大。

关键词    水直播稻田杂草;无人机;施药;防效

中图分类号    S451.2;S481+.9        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2019）13-0096-02                                                                                     開放科学（资源服务）标识码（OSID）

近年来，水直播稻田杂草逐年加重，特别是千金子、稗草等抗性的产生，对水稻生产危害加大，草害是造成水稻减产的主要生物灾害之一[1];农村劳动力大量转移，呈现“劳荒”现象，用工成本显著增加，成为影响农业生产的主要因素[2]，植保无人机作业服务应运而生。目前，植保无人机的应用理论和农作物病虫害防治应用研究较多，如气象条件对农用飞机航空作业的影响[3]、无人驾驶直升机航空喷雾参数对雾滴沉积的影响[4]、无人机低空喷洒在小麦田和玉米田的雾滴沉积分布与吸浆虫和玉米螟的防治效果[5-6]、N-3型无人直升机施药方式对稻飞虱和稻纵卷叶螟防治效果的影响[7]、飞行高度对八旋翼无人机喷雾防治小麦白粉病的影响[8]，但在农作物草害防除中的应用研究很少涉及。

为了缓解“劳荒”，降低劳动强度，降低用工成本，有效防控水直播稻田杂草，推进植保“机器换人”，确保粮食生产安全，以担架式机动喷雾机施药（简称机防）为对照，开展了植保无人机施药防治（简称飞防）单季晚稻水直播田杂草试验，进一步探索植保无人机施药在单季晚稻水直播田杂草防除中的应用效果和安全性。

1    材料与方法

1.1    试验地概况

试验地点选在水口乡徐旺村某种粮大户承包的单季稻田，品种为甬优538，栽培方式为水直播，浸种催芽后于6月11日播种。土壤pH值为5.7，土质为丁煞白土，土壤肥力较好，栽培措施、肥水管理和非靶标病虫害防治等田间管理措施一致。

1.2    试验材料

试验药剂为300 g/L丙草胺（扫茀特）乳油、10%氰氟草酯（千金）乳油，19%氟酮磺草胺（垦收）悬浮剂、40%氰氟草酯（卫稻夫）乳油、10%噁唑酰草胺乳油、10%苄嘧磺隆可湿性粉剂。

试验采用的设备为植保无人机大疆MG-1S、担架式机动喷雾机。

1.3    试验设计

试验为大区试验，设飞防区、机防区、大田飞防示范区、对照区，播后1 d第1次施药进行杂草封杀，播后15 d第2 次施药进行杂草茎叶处理，各处理试验设计具体如表1 所示。其中，飞防喷施药液量为15 L/hm2，机防喷施药液量为750 L/hm2。

1.4    调查方法

第1次药后14 d（6月26日）和第2次药后20 d（7月16日）2次调查杂草防效。各处理采用“S”形随机调查6点，每个点调查0.11 m2，清点处理中各种杂草数量，并在第2次调查时称取各处理杂草鲜重，计算杂草株数防效和鲜重防效，不定期观察对水稻的安全性。

2    结果与分析

2.1    施药质量及安全性

施药质量受飞手作业水平的影响较大，若飞手操作的熟练程度低，就极易造成药液喷施不足或过剩，影响防除效果;施药质量也易受风力等气象因素影响，特别是易受阵风影响造成失除片段，田间表现为在无人机喷幅内突然出现1～2 m杂草生长片段，分析原因可能是除草剂飘移未达到封杀效果。飞防示范区采用大面积无人机自主飞行喷施，施药均匀度相对较高。

飞防区和机防区施用丙草胺封杀，在部分低洼积水处出苗率下降;在本试验茎叶处理药剂及剂量下，均未发现明显的药害现象。8月2日观察，播种后15 d用10%噁唑酰草胺乳油1 500 mL/hm2+10%氰氟草酯乳油1 500 mL/hm2茎叶处理的大田飞防示范区水稻秧苗较其他处理偏矮，但后期生长正常。

2.2    作业效率及劳动强度

本试验对植保无人机和担架式机动喷雾机的作业效率进行了计时估算（配药时间除外），植保无人机喷施作业效率约为15 min/hm2，担架式机动喷雾机约为150 min/hm2，飞防作业效率是机防的10倍左右。飞防喷施作业1～2人即可操作，而机防喷施作业需3～4人操作（1人喷施作业，2～3人辅助移拉输液皮管和机械管护），且输液皮管拉动很费体力，飞防可明显减少用工和降低劳动强度。

2.3    防除效果

由表2可知，第1次药后14 d，飞防效果为87.10%～92.47%，机防效果为94.62%～96.77%，由于施药当天风力的影响，飞防效果略低于机防。由表3可知，第2次药后20 d，采用40%氰氟草酯乳油2 250 mL/hm2茎叶处理，飞防区处理F1的株防效、鲜重防效分别为94.29%、92.03%，机防区处理J1的株防效、鲜重防效分别为93.33%、90.87%;第2次用10%氰氟草酯乳油2 250 mL/hm2茎叶处理，飞防区处理F2的株防效、鲜重防效分别为93.33%、94.06%，机防区处理J2的株防效、鲜重防效分别为90.48%、93.33%;第2次用19%氟酮磺草胺悬浮剂150 mL/hm2+10%氰氟草酯乳油1 500 mL/hm2茎叶处理，飞防区处理F3的株防效、鲜重防效分别为97.14%、96.16%，机防区处理J3的株防效、鲜重防效分别为97.14%、96.38%。飞防与机防总体效果相近，差异不显著，其中对千金子和莎草的防效均达到了100%，对鸭舌草等阔叶杂草的防效较差。大田飞防示范区处理FS的株防效、鲜重防效分别为96.19%、95.87%。

3    结论与讨论

试验结果表明，水直播稻田播后采用植保无人机和担架式机动喷雾机喷施300 g/L丙草胺乳油进行土壤封闭处理，均具有较好的杂草封杀效果;但飞手、机手喷药水平和天气等因素对封杀效果有一定的影响，特别是飞防易受阵风影响，造成药液喷施不匀，甚至药液飘移造成漏喷，影响封草效果，本试验中表现为在飞防的喷幅中突然出现1～2 m没有封杀效果的片段。在本试验剂量下，于播种后15 d采用植保无人机喷施19%氟酮磺草胺悬浮剂、10%氰氟草酯乳油、40%氰氟草酯乳油和10%噁唑酰草胺乳油，对杂草进行茎叶处理，对千金子、莎草等有较好的防效，且对水稻安全。应用植保无人机防除水直播稻田杂草，极大地提高了作业效率，降低了劳动强度。随着水稻生产规模化程度的不断提高和农村劳动力的转移，植保无人机在水直播稻田杂草防除中将具有广阔的应用前景。

4    參考文献

[1] 董立尧.我国稻麦连作区水稻田杂草抗药性现状[C]//第十三届全国杂草科学大会论文摘要集.北京：中国植物保护学会杂草学分会，2017.

[2] 殷海善，石莎，秦作霞.劳动力成本上升对农业生产的影响[J].山西农业科学，2012，40（9）：1003-1005.

[3] 黄丽娟.气象条件对农用飞机航空作业的影响[J].现代化农业，2009（5）：10.

[4] 张京，何雄奎，宋坚利，等.无人驾驶直升机航空喷雾参数对雾滴沉积的影响[J].农业机械学报，2012，43（12）：94-96.

[5] 高圆圆，张玉涛，张宁，等.小型无人机低空喷洒在小麦田的雾滴沉积分布及对小麦吸浆虫的防治效果初探[J].作物杂志，2013（2）：139-142.

[6] 高圆圆，张玉涛，张宁，等.小型无人机低空喷洒在玉米田的雾滴沉积分布及对玉米螟的防治效果初探[J].植物保护，2013，39（2）：152-157.

[7] 薛新宇，秦维彩，孙竹，等.N-3型无人直升机施药方式对稻飞虱和稻纵卷叶螟防治效果的影响[J].植物保护学报，2013，40（3）：273-278.

[8] 杨帅.飞行高度对八旋翼无人机喷雾防治小麦白粉病影响初探[C]//中国植物保护学会“创新驱动与现代植保”：中国植物保护学会第十一次全国会员代表大会暨2013年学术年会论文集.北京：中国植物保护学会，2013.