弥雾机在板栗冠层的雾滴沉积分布及对栗大蚜和红蜘蛛的防效

姜莉莉，王 明，韩 鹏，李 超，孙瑞红*

（1.山东省果树研究所，山东 泰安271000；2.中国农业科学院植物保护研究所，北京100193；3.中国农业大学植物保护学院，北京100193；4.泰安市徂徕山林场，山东 泰安271211）

板栗 （Castanea mollissima Blume） 属壳斗科Fagaceae 栗属Castanea，是我国特色干果之一，年产量超过160 万t。山东是我国的第一大板栗主产区，主要分布在鲁中南山区，泰山板栗又被称为“泰山甘栗”。目前，泰安市板栗种植面积已超过2 万hm2，为全国板栗集中产区之一，被授予“中国板栗之乡”称号[1]。

近几年，板栗产量增长趋缓，原因是栗园管理粗放，果农重栽轻管，病虫害发生严重。栗大蚜是危害板栗的重要害虫之一，以成虫和若虫吸食板栗新梢和叶背面汁液，导致树势衰弱。板栗红蜘蛛又称针叶小爪螨，多以成螨和幼若螨危害叶片正面，造成叶片焦枯及早落[2]。

板栗病虫害防控不到位的更深一步原因在于，板栗大多种植在山区或坡地上，部分地区仍以野生林为主，缺水少路，管理不便，费时费力。同时部分板栗种植区与水源保护区毗邻或重叠，病虫害化学防控受到限制，安全、精准防控技术亟待完善[3]。

植保无人机作为当前农业植保行业的前沿技术，以其独特的技术优势和作业特点，已在农业植保市场上引起广泛关注。近年来随着技术的不断革新，常温弥雾喷洒系统和三维环境感知系统的智能地形评估能力使植保无人机的适用范围和作业效果不断提高[4]。

本研究通过评价飞防弥雾机不同喷液量和助剂种类在山地板栗树冠层的雾滴分布情况，分析喷雾雾滴粒径大小、雾滴密度、沉积量对药剂防治栗大蚜和红蜘蛛的效果影响，旨在为板栗害虫的化学防治提供技术支持，为提高山地板栗园农药利用率提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

杀虫剂：5%吡虫啉乳油（江西中迅农化有限公司），100 mL/667m2；22%阿维·螺螨酯（2%阿维+20%螺螨酯）悬乳剂（瑞德丰生物科技有限公司），30 mL/667m2。

助剂：倍达通（河北明顺农业科技有限公司）、Y-20079（河北迈途化工科技有限公司）。

指示剂：诱惑红（浙江吉高德色素科技有限公司），30 g/667m2。

供试喷雾机械：极目弥雾机E-A10M（图1），由苏州极目机器人科技有限公司生产，所用喷头为离心喷头。无人机飞行速度为3 m/s，飞行高度为3 m（图2）。

图1 极目弥雾机Figure 1 Jimu mist sprayer

图2 弥雾机作业过程Figure 2 Operation process of mist sprayer

其它：卡罗米特试纸（2.5 cm×8.0 cm，中国农业科学院植物保护研究所）、FlexStation 3 全波长扫描多功能读数仪 （美谷分子仪器有限公司）、Deposit scan 软件。

1.2 试验区概况

试验选址于山东省泰安市徂徕山林场光华寺板栗园（N36°01′2.66″，E117°23′8.41″），供试板栗品种为“石丰”，株高3～5 m，株距3.0 m，行距4.0 m。

试验时间：2019年5月3日，温度27.0℃～30.4℃，湿度40.2%～58.5%，风速0.4～1.8m/s。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计

试验共设6 个处理，处理1、处理2、处理3 的喷液量分别为3.0 L/667m2、4.0 L/667m2、5.0 L/667m2，未添加喷雾助剂；处理4 和处理5 的喷液量为5.0 L/667m2，助剂分别为倍达通 （植物油类）和Y-20079（非离子表面活性剂类）。每个处理设3 个小区，小区长约18 m，宽约24 m，随机区组排列。具体处理情况参见表1。

表1 试验处理安排Table 1 Arrangement of experiment treatment

1.3.2 雾滴中径测定

采用激光粒度仪测定各处理的雾滴体积中径（Dv50）[5]。

1.3.3 指示剂标准曲线的绘制

选取诱惑红为指示剂，以蒸馏水配置浓度分别为0.5、1.0、5.0、10.0 和20.0 mg/L 的标准溶液。以FlexStation 3 全波长扫描多功能读数仪测定各标准溶液的OD514值，重复3 次。以吸光度平均值对诱惑红标准溶液浓度绘制标准曲线。

1.3.4 雾滴密度分布测定

喷雾开始前，分别在每个小区任选3 株板栗树（参见图3）。以订书钉将卡罗米特纸卡固定在板栗树冠层上部（1.5 m 处）和下部（0.5 m 处）的东、西、南、北、中5 个方位的叶片上，每棵树共布设10 张试纸，参见图4和图5。喷雾结束后计数纸卡上每平方厘米的雾滴数，即为雾滴密度（个/cm2）。

图3 各处理的取样点板栗树分布图Figure 3 Distribution of sampled chestnut tree in each treatment

图4 卡罗米特试纸在板栗树上布置的模拟直视图Figure 4 Simulated direct view of indicator paper placed on a chestnut tree

图5 卡罗米特试纸在板栗树上布置的模拟俯视图Figure 5 Simulated top view of indicator paper placed on a chestnut tree

1.3.5 沉积量分布测定

试验开始前，将诱惑红作为指示剂加入配置好的药液中，浓度为30 g/667m2。喷雾试验结束后，摘取试纸，每个小区（3 棵树）上部、下部各15 片试纸分别放入自封袋中带回实验室。向自封袋内加入10 mL 蒸馏水，充分震荡洗涤，使诱惑红充分溶于水中，测定该溶液的OD514值。根据1.3.2 中测定的标准曲线计算洗涤液中诱惑红的质量浓度，根据卡罗米特试纸面积换算诱惑红在板栗树冠层中的沉积量。

1.3.6 防治效果调查

喷雾开始前，分别在每个小区选取3 株板栗树（参见图3）。每株板栗树的东、南、西、北4 个方位各选取1 个枝条，悬挂标签，记录枝条及叶片上的栗大蚜和红蜘蛛数量。

施药后14 d，调查各标记枝条及叶片上的栗大蚜和红蜘蛛数量，计算各处理的虫口减退率和防治效果[6]。

虫口减退率/%=（施药前虫口数-施药后虫口数）/施药前虫口数×100。

防治效果/%=（处理区虫口减退率-对照区虫口减退率）/（100-对照区虫口减退率）×100。

2 结果与分析

2.1 弥雾机不同喷雾处理的雾滴中径

由表2可以看出，无人机喷雾处理作为超低量喷雾，施药液量小，离心式喷头的雾化效果也较好。在不使用助剂条件下，3.0 L/667m2、4.0 L/667m2、5.0 L/667m2处理的DV50中径分别为95.7 μm 、96.0 μm和96.0 μm，处理间没有显著性差异。在5.0 L/667m2条件下，助剂1%倍达通和1%Y-20079 处理的DV50中径分别为121.7 μm 和108.7 μm，均显著高于无助剂处理。由此可见，不同喷药量并不能改变雾滴粒径大小，而添加喷雾助剂可显著提高雾滴中径，其中倍达通的提高效果显著高于Y-20079。

2.2 不同喷雾处理板栗冠层的雾滴密度分布情况

表2 不同喷雾处理的雾滴中径Table 2 DV50 of different spraying treatment

图6 不同喷雾处理在板栗树冠层的雾滴沉积密度Figure 6 Droplet deposition density of different spraying treatment in chestnut canopy

由图6可知，在不使用喷雾助剂情况下，随着喷液量的增加，板栗树上层和下层的雾滴密度均有逐渐增加的趋势。对于上层叶片，5.0 L/667m2喷液量的雾滴密度显著高于3.0 L/667m2喷液量处理；对于下层叶片，4.0 L/667m2和5.0 L/667m2喷液量的雾滴密度均显著高于3.0 L/667m2。因此，在一定范围内提高喷液量能够增加雾滴在板栗树冠层、尤其是下层叶片的沉降。

当喷液量不变时，板栗树上下层叶片的雾滴密度受助剂影响不大。在5.0 L/667m2喷液量条件下，1%倍达通、1%Y-20079 和无助剂处理在板栗树上层叶片的雾滴沉积密度无显著性差异，1%倍达通处理在板栗树下层叶片的雾滴沉积密度显著高于1%Y-20079 处理。

2.3 不同喷雾处理板栗冠层的雾滴覆盖率

由图7可知，在不使用喷雾助剂的情况下，随着喷液量的增加，板栗树上下层的雾滴覆盖率有逐渐增加的趋势，其中5.0 L/667m2喷液量处理在板栗树上层叶片的雾滴覆盖率显著高于3.0 L/667m2喷液量处理。因此，在一定范围内，提高喷液量能够增加雾滴在板栗树冠层的覆盖度。

当喷液量不变时，喷雾助剂对雾滴在板栗树的覆盖率有增益效果，且在相同助剂添加量条件下，倍达通（植物油类）对雾滴覆盖率的增益效果优于Y-20079（非离子表面活性剂）。在5.0 L/667m2喷液量条件下，1%倍达通处理在板栗上部叶片的覆盖率显著高于1%Y-20079 和无助剂处理。

图7 不同喷雾处理的板栗冠层雾滴覆盖率Figure 7 Droplet coverage rate of different spraying treatment in chestnut canopy

2.4 不同喷雾处理在板栗树冠层不同位置的雾滴沉积量

由图8可以看出，在一定范围内，提高喷液量可以增加药液在板栗冠层的沉积。在不使用喷雾助剂的条件下，5.0 L/667m2处理在板栗上层叶片药液沉积量显著高于3.0 L/667m2和4.0 L/667m2喷液量处理。

在喷液量相同条件下，添加助剂有利于增加农药在板栗冠层的沉积量。在5.0 L/667m2喷液量条件下，1%倍达通和1%Y-20079 助剂处理在板栗下层叶片的雾滴沉积量显著高于无助剂处理。

图8 不同喷雾处理的板栗冠层雾滴沉积量Figure 8 Droplet deposition of different spraying treatment in chestnut canopy

2.5 不同喷雾处理对栗大蚜和红蜘蛛的防治效果

由表3可知，在一定范围内提高喷液量，可提高药剂对靶标害虫的虫口减退率和防治效果。5.0 L/667m2喷液量处理对栗大蚜的14 d 防效达到88.89%，显著高于3.0 L/667m2和4.0 L/667m2喷液量处理的80.20%和82.96%。4.0 L/667m2和5.0 L/667m2喷液量处理对红蜘蛛的14 d 防效分别为90.41%和92.38%，显著高于3.0 L/667m2喷液量处理的83.45%。

表3 不同喷雾处理对栗大蚜和红蜘蛛的防治效果Figure 3 Control efficacy of different spraying treatment on Lachnus tropicalis and spider mites

在喷液量相同条件下，使用喷雾助剂可提高药剂对靶标害虫的防效。喷液量为5.0 L/667m2时，添加1%倍达通助剂对栗大蚜的防效达到92.76%，显著高于1%Y-20079 的89.31%和无助剂处理的88.89%。

3 讨论与结论

无人机作为新型植保机械，携带全球定位系统（GPS）和地理信息系统（GIS），受地理条件限制较少，可实现精准作业，成本低、效率高，省水省药，适用于我国作物种植面积碎块化的现状，发展前景备受关注[7]。

本试验评价了飞防弥雾机不同喷液量及助剂在板栗冠层的雾滴沉积分布及对栗大蚜和红蜘蛛的防治效果，发现不同喷液量及助剂类型影响药剂在靶标作物上的沉积，在一定范围内提高喷液量可增加雾滴在板栗冠层的沉积。弥雾机在飞行速度为3 m/s，飞行高度为3 m 条件下，5.0 L/667m2喷液量处理在雾滴密度、覆盖率、沉积量等方面优于3.0 L/667m2和4.0 L/667m2喷液量处理。

不同类型助剂能够改变溶液的理化性质、表面张力及溶液粘度，从而改变喷雾粒径大小。本研究发现，在5.0 L/667m2喷液量条件下，添加1%倍达通和1%Y-20079 喷雾助剂处理的雾滴中径分别为121.7 μm 和108.7 μm，均显著高于无助剂处理的96.0 μm。袁会珠等[8]报道，防治作物叶面爬行类害虫适宜采用30～150 μm 的杀虫剂雾滴。因此，添加喷雾助剂对喷雾质量有一定的增益效果，且植物油类助剂（倍达通）效果优于非离子表面活性剂类（Y-20079）。

大量研究表明，农药施用过程中的雾滴粒径、密度、沉积量等因素影响着雾滴对病虫害的防治效果。在5.0 L/667m2喷液量条件下，添加1%倍达通助剂可在一定程度上提高药液在板栗树冠层的沉积，同时提高对栗大蚜和红蜘蛛的防效，达到减药控害作用。