棉花栽培时的农药减施与增效技术

2022-02-27王春华

中国棉花加工 2022年6期

关键词：用药量化学农药过量

■ 王春华

〔杭州市农业技术学校，浙江杭州310022〕

一、棉花栽培中化学农药施用现状

（一）化学农药施用量大

虽然棉花病虫害种类多且危害性大，化学农药是农民防治棉花病虫害的主要手段，但是，化学农药的过量施用却造成了农产品产量的损失。这与农户过量使用农药、缩短农药施用间隔期有很大关系，而且这种过量施药的行为已经成为目前农户用药常态。

（二）化学农药过量的危害

1.导致农业面源污染。

农药过量施用导致更多的药物不能被充分吸收，以各种形式流失到土壤、水与空气等各种介质中，导致农业面源污染。同时，不科学施用会造成土壤板结，导致农药残留量过高，对生态环境造成破坏。

2.降低棉花品质。

农药过量使用会导致棉花表面有更多残留，其他介质中的农药也会被作物间接吸收，影响到棉花品质。

3.危害农户的人身健康。

农药的配备与喷施过程皆会有药物经呼吸道、皮肤媒介进入到人体中的隐患，引起慢性中毒或急性中毒。

4.日益增强的害虫抗药性。

随着农药施用时间越来越长、用药量越来越大，会逐渐提高虫害的抗药性。

5.破坏生物的多样性。

施药的不合理会给昆虫种群、土壤微生物等非靶标生物带来危害，或影响到棉田的整体生物群落结构［1］。

（三）化学农药施用过量的原因

从客观上来说，高温、多雨季节下湿热的环境有利于病虫害爆发，需要施用农药予以防治。

从主观上来说，很多农民觉得要提高用药量来保证防治效果。有很多农户在病虫害防治工作时存在着重治、轻防的想法，只有在病虫害发生后才通过加大施药量与施药频率来进行治理。

（四）农药减施与增效技术备受重视

由于当前农产品质量安全以及农业面源污染问题愈发严重，我国政府对于过量施用化学农药的问题关注度和整治力度也越来越大，因此，“农药减量控害”被认为对于促进我国农业可持续发展具有重要意义，可采用高效的施药机械来代替传统的喷雾器，多采取绿色防控技术替代化学药物的使用等来促进农药减施的行动。如何进一步减少棉花栽培时的农药施用量，仍然是我国农业绿色发展的重点讨论方向。

二、棉花栽培的农药减施与增效技术

（一）采取高效的施药技术

1.科学施药。

在当前农药品类与施药设备的前提条件下，致力于研发更科学的施药方法，减少农业浪费，提高农药利用率［2］。例如推广药剂的二次稀释方法，像胶悬剂和可湿性粉剂等这类剂型的农药进行药液配置时，要求应将少量的水放入小型容器当中或是通过稀释使农药变成母液、母粉等形式，将其搅拌溶于水中，稀释原本的药物浓度，目的是通过对农药的二次稀释来避免药剂沉淀，保证均匀喷洒。另外，二次稀释方法与一次配置比较，更容易掌握合理的农药量，达到药物减施的目的，同时和一次配置比较，对农药进行二次稀释也有利于准确掌握农药施用量，易于准确称量和精准用药，从而达到提高农药施用效率的目的。据实践经验总结来看，经过二次稀释之后得到的农药产品对于病虫害的防治效果要更高于不进行二次稀释的农药防治效果。特别是在粉剂、水悬及油悬浮剂、水分散粒剂等这一类农药中，其实际应用效果都会得到更大提升［3］。这一方法的优点在于操作简单、易掌握、无须过多资金支持，但缺点是这样的操作会增多农户的施药劳动时间，耗费一定的劳动力。

2.使用农药助剂。

优先使用可吸收性强、黏附能力佳的药剂，或将含有有机硅等表面活性剂类农药助剂添加到农药中，这样一来有利于提高农药叶面附着效率，减少药物流失，提高农药使用效率。如选用高活性农药氟环唑、嘧菌酯类，相较于一般农药可减少使用量约60%。再如有机硅等农药增效剂和农药助剂，可以增强农药于棉花植株上的吸附以及渗透能力，减少约50%的农药用水量、约30%的用药量［4］。以上提到的这些农药助剂通常价格都比较低，且操作起来也容易掌握，只需要投入少量的资金即可，不需要投入很大的劳动力。

3.采用高效的施药机械。

在长时间的应用中我们发现，由于传统的背负式小型喷雾器有喷雾均匀性欠佳、重喷和漏喷等问题，因此导致农药的无端浪费，让更多的农药侵及土壤造成农业面源污染［5］。使用高效施药机械代替传统机械，通过对喷雾粒径大小的良好控制，使得喷施出的农药雾面更细、更均匀，在空气中悬浮的时间更长、维持的药效时间更久，以此来减少单位面积用药量。

低容量喷雾器、自走式喷杆喷雾机与植保无人机等皆是目前棉田常用施药机械，凸显出节约劳动力、减少农药施用量、节约用水等优势。例如使用普通手动喷雾器，棉田用药量约为750 kg/hm2（50 kg/亩），但使用低容量喷雾器，棉田可节省高达600 kg/hm2～735 kg/hm2（40 kg/亩～49 kg/亩）［6］。

航空植保技术最早源自美国、日本等发达国家，并已经在很大程度上建立、完善了相关的技术标准体系与技术支持机构。在航空植保机械的应用上，主要是有人驾驶的固定翼飞机，这类飞机配有航空专用喷头、雾滴漂移控制技术等，技术安全性高、作业效率高，不受作物长势的限制。

我国基于这些经验的借鉴，充分研发了无人机技术，采用植保无人机的方式进行打药，既能减少施药花费、又能提高作业效率。具体技术优势体现在：（1）可以减少药物使用、节约水资源，无人机在执行作业时，采取的是喷洒方法，尤其是低空喷洒技术可以节约50%的农药量与90%的用水量，大幅缩小成本的投入；并且无人机作业时，飞行速度快、施药时间缩短，有利于减少对大气、土壤和农作物造成的进一步危害，尤其是基于北斗导航技术的无人机作业，能实现更精准且均匀地施药；另外，变量施药一直以来也是无人机发展的主要技术之一，不同于传统施药技术，变量施药可以实现根据病虫害发生程度、作物疏密程度等的按需、适量给药，一方面有利于解决农药使用过量的问题，另一方面还有利于减少成本投入，从而提高应用效率。（2）针对一些棉田处于不规则地块，或田内田边有障碍物的，如电线杆、树木等，这时无人机技术出现的重复喷洒和漏喷问题，可以通过避障技术的研究来解决，例如基于激光位移传感器的避障技术，其关键技术包括：飞前的自检、数据自动采集、有效数据块提取、障碍物基本参数计算和障碍物模式识别等；通过室外飞行测试证实该技术能够检测到未知环境下的障碍物角度与距离，较准确地判断植保作业环境中存在的典型障碍物，能够在飞行过程当中实现动态避障，基本可以确定该技术应用的有效性与可行性。（3）减漂技术，基于射流技术的减漂喷头目前在无人机中也有广泛应用，该技术是在喷头的内部把空气与药液混合形成二相流、予以雾化成液滴进行喷洒使用；另外一种技术是基于无线传感器网络实现的，在农田无人机施药架构中，传感器把农药的沉积信息传输到无人机控制系统中，系统便可以此作为参考实时修正飞机的航线，确保喷洒的雾滴可以在最大限度上落到靶标区域范围内，起到增效减施的作用。

4.使用精准的施药技术。

精准的施药技术具体是指在选择用药时，需要结合病虫害实际发生地块的病情明确用药量，再使用高效喷雾技术、变量施药技术予以精准施药，实现按需用药。其中，滴灌施药技术是一种精准施药方法，其流程为：测定发病指数→精准配置药液→农药喷洒→喷药后的检查→观察效果［7］，以此实现农药使用量减少、农药使用率的提高。

美国棉花种植大州得克萨斯的联合使用监控虫害技术、精准施药技术，减少了农田用药量［8］。可见，采取精准施药技术不仅能够减少劳动力的投入，而且能减少农药的使用成本。但是由于其中涉及对地理信息技术、GPS、实时信息采集与处理系统等新型技术的使用，因此操作要领比较复杂，这也对使用者的综合素质提出了较高要求，所以在资金的投入上和技术的采纳上风险性都要较其他几种技术高。

（二）积极采用绿色防控技术

物理防控技术是利用了害虫对于光、热、电等物理环境条件的趋向性特质展开的病虫害防治。目前常采取的手段有色诱版、色谱、性引诱剂、频振式杀虫灯、避雨控病技术等。

在生物防治技术中，抗生素类农药和天敌生物类化学药物的应用有增效减施的作用。另外，地膜覆盖栽培技术的应用也能充分起到增效减施的作用，地膜覆盖技术有着增温、保墒与生物增产效应，既能在一定程度上克服气候因素给棉花生产造成的限制，又能保证棉花全苗、壮苗，促进根系的发育和生长，使棉株生育进程加快，提高棉花产量与效益。在长时间的探索中发现，与普通地膜存在难降解、难回收、破坏土壤结构等问题相比，生物降解地膜作为一种绿色环保技术能够对棉花农艺性状产生积极影响。生态降解膜的降解过程：先是降低拉力与伸长率，出现部分小孔，继续降解后，小孔变为大孔，在地膜断裂伸长率快要达到零时，地膜会变脆，易于被水浸润，受到光、热条件及微生物的作用，地膜最终被降解成二氧化碳与水，消失不见。

采取的农业防治技术还有：强化对棉花田的耕作管理、采用抗病的新型棉花品种、采取农作物间作套种技术等。其中可以采用有机肥与化肥合理混施的方式来减少化肥使用量，将有机肥与化肥合理配施是增效减施的必然趋势，有机肥可作为基肥使用，种植前翻耕入土，化肥既可用作基肥、也可用作追肥，随水冲施。一般在具体应用上，可选择减施肥料总量的10%、20%和30%，并配施与其等量的生物有机肥。土壤养分作为棉花生长的主要营养来源，生物有机肥施入土壤后其自身含有大量能够被作物吸收、利用的养分，并能促进土壤中固持养分的释放，从而增加土壤养分含量。笔者认为生物有机肥施入土壤中，一方面得益于其自身所含的有益微生物，另一方面是得益于生物有机肥自身所含有的营养成分可以促进土壤微生物的增殖，从而增多土壤中的微生物数量，由微生物分泌的酸类物质释放到土壤中，增加了土壤固持的养分量。