植保无人机防控边坡园林绿地菟丝子初报

谭志坚 肖裕 王胜

摘要：指出了应用植保无人机加栽除草荆防除树木冠层寄生性菟丝子草害是近期植保新器械应用的热门领域，用常规喷雾器人工施药费时费力、防除效果不佳。2019年6月上旬，在菟丝子发生危害的高峰期，通过无人机喷洒专用除草剂25倍液、50倍液两个剂量，均达到在保障寄主植物正常生长的基础上，取得了很好的防控效果。

关键词：无人机;除草剂;菟丝子;寄主;夹竹桃

中图分类号：S765.3 文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2019）19-0153-04

1引言

近年来，菟丝子北至东北，南至福建，云南，在中国大部分区域包括重庆都发生了危害。重庆是以丘陵山地为主的地形地貌，其中边坡园林绿地也是重庆园林绿地的重要组成部分。菟丝子在边坡园林绿地中蔓延侵害灌乔木植物为重害地带。由于菟丝子生长迅速，部分会覆盖树冠，影响苗木茎叶光合作用，且吸取寄主营养物质用于自身生长，致使寄主叶片黄化易落，枝稍干枯，长势衰落。轻则影响植物生长和观赏效果，重则致全株死亡，已威胁到了城市生态，受到了业界的广泛重视。由于边坡地形特殊，无法使用打药车，背负式喷雾器射程有限且效率低下，亟需找到效率高、耗时少的新方法来防除边坡绿地中的菟丝子。

针对以上情况，搭载农药喷施设备的小型多旋翼植保无人机，具有垂直起降、低空低速悬停、场地受限小、地形适应性强、喷施效率高、雾化效果好和使用成本低等特点，可适应丘陵山地等复杂地形并有效实现农药的减量增效。因此，多旋翼无人机在防除危害边坡园林绿地菟丝子具有较高的应用价值。但植保无人机在城市园林绿化领域的研究和应用才刚刚起步，尤其是作业参数、配套的药剂及地面配套措施等还有待研究，目前运用植保无人机对城市园林绿地上进行杂草防控的研究缺乏报道。为此，笔者使用菟丝子专用防除药剂，于2019年度实验测定了植保无人机在不同施药剂量下的喷施效果，以探索园林绿地中的菟丝子防控效果。

2试验环境条件

实验地点在重庆城区某城市道路旁的边坡园林绿地中，边坡高约30m，坡度40°，防除面积1.3亩，见图1。植保无人机飞行日极见图2。

3材料与方法

（1）试验对象：菟丝子（Cuscutachinensis Lam.）。试验植物：寄主园林植物为夹竹桃（NeriumindicumMill.）。试验药剂：专用药剂，药剂浓度为50倍和25倍。重庆园林绿地菟丝子危害及防除药剂筛选”研究课题研制（提供）。

（2）施药器具：植保无人机型号为大疆MG-1，搭载4个喷头，喷头型号XRll001，雾化粒径130～250um。农智优（重庆）农业科技发展有限公司（提供）。

（3）施药时间：于2019年6月6日下午施药，实验期间天气多云，气温23～33℃，风力微风。

（4）施药方法：植保无人机沿菟丝子侵害严重区域的规划路径飞行，飞行高度高于夹竹桃1.5～2m处，飞行速度3.4m/s，喷幅3m，喷雾量为每亩喷药量按1.6L计。

4结果

药后5、10、15、30d分四次拍摄菟丝子受害症状和夹竹桃是否有药害，记载药害症状、恢复情况，用图片（目测）加文字描述防除效果（表1）。

夹竹桃药害和菟丝子受害症状见表1和图3～10，由表1得知50倍液和25倍液药剂夹竹桃在施药后30d后植株恢复正常生长。

菟丝子受害症状，50倍药剂药后5d藤茎失水萎蔫;10d后藤莖生长点下垂、停止生长;15d后藤茎部分呈黑斑;30d后藤茎部分干枯。25倍药后5d藤茎陆续变色、下垂，停止生长;10d后部分干枯，开始死亡;15d后藤茎大部分干枯;30d后藤茎干枯。

5药剂对夹竹桃生长的影响及菟丝子防控的效果

5.1夹竹桃生长抑制评价

综合药害症状分析，防除药剂对夹竹桃生长抑制率可分为两种情况，药剂浓度50倍和25倍药剂属轻微药害，对园林景观质量和植物生长影响短暂且范围很小，均在可接受范围之内。

5.2菟丝子防除效果评价

50倍和25倍药剂对菟丝子中毒都属于有效。

5.3综合评价

以安全性、有效性原则综合评价，25倍药剂药后效果在防除寄生在夹竹桃上菟丝子的效果优于50倍的防除效果。

6讨论分析

据统计，在我国航空农业植保作业面积从2013年的不足10万亩次增长到2018年的3亿亩次，5年增长3000多倍，2019年。该数据更将猛增至5亿亩次。

化学除草剂防除园林绿地的菟丝子，具有对寄主安全、作用迅速、使用用量少、对环境友好等特点，但在坡地施药过程中受打药工具和地形影响，导致雾滴分布、压力强度等因素变化影响，施药效果不稳定。随着航空植保技术的不断提升，目前随着精确导航技术提升，植保无人机已经能在山地、丘陵等复杂地形实现避障飞行。植保无人机其旋翼向下产生巨大气流，在上空将药液精确喷施至靶标对象（土壤表面或植物表面），其雾滴细匀、穿透力强、飘移量小、沉降均匀、沉降密度大，加之作业全程由GPS导航并自动规划航线，可减少或避免漏喷、重喷现象，从而能大幅度提高药剂的利用率和防控效果，减少药害发生几率，降低施药剂量，提升打药效率，是防控边坡杂草较为理想的除草剂喷洒器械。人工防除寄生在在边坡园林绿地的菟丝子可清理200m。/（人·d），防除效果不佳且存在有安全风险（例如爬高作业对工人的安全防护）。本次实验在微风无雨条件下，喷药面积860m²耗时20min，这表明药剂防除效率明显优于人工防除，极大缩短了作业时间，且对园林景观影响也很小。

但是植保无人机作业时受实时天气、园林植物的生长情况、杂草靶标等因素影响，在作业时要综合考虑无人机性能、无人机操作者技能水平。当飞行高度超过一定限度，风力超过3级、药液雾滴飘移情况就会出现，影响防除效果。还可能会危及到相邻的园林植物上造成药害。所以在植保无人机作业时，喷药量宜控制在0.5～1L/亩，有必要时应在药液中添加飞防专用助剂以减少药液飘移，从而提高药液的利用率，避免了飘移而产生的重喷、漏喷和药害，避免污染环境以及对非靶标植物的影响，充分发挥药剂的作用效应、显著降低药剂的施用量。未来可基于包括机器视觉和卫星导航等的多传感器融合精准施药作业，并进一步研究智能导航算法。解决信号传送过程的稳定性、根据杂草分布和密度变化等因素规划出具有科学性、经济性、安全性的除草作业路线。另外，无人机飞防除草对园林植物，经济林木的安全性、树体内部彻底防除的有效性，是目前仍然值得继续探索的问题。

综上表明，利用植保无人机喷施该种除草剂，对菟丝子的控制效果较好，对园林景观影响小，且作业时间短，是防除寄生在城市园林绿地中菟丝子值得推广应用的经济、安全、高效的除草剂喷施新技术。

7结论

与传统喷药相比，植保无人机每分钟可喷洒1～2亩，可以节约50%的农药使用量和90%的用水量。应用植保无人机防控寄生在边坡园林绿地中的菟丝子既提高了工作效率效果，降低了水的使用量和劳动强度，还保证了作业者的安全，避免了对园林植物的踩压，降低污染源对植物安全。因此，植保无人机飞防是提升对寄生园林植物中的菟丝子防除效率的有力手段，具有推广应用的价值。安全快速防除园林杂草将有效提高城市园林绿地景观效果。促进城市人居环境向生态化、可持续化方向发展。