不同型号大疆植保无人机防治柑橘潜叶蛾的效果及应用效益

蒋梦侠,陈 松,冯云斌,陈庆东,米文龙,杨 月,刘 波,杨东升*

(1.四川台沃新秀健康植物保护服务有限公司,四川 三台 621199;2.四川省农业科学院植物保护研究所 /农业部西南作物有害生物综合治理重点实验室,成都 610066)

柑橘潜叶蛾(PhyllocnistiscitrellaStainton),又名潜叶虫、绘图虫、鬼画符,属鳞翅目叶潜蛾科,是四川柑橘产区的重要害虫之一,在四川各新老柑橘产区普遍发生[3]。柑橘潜叶蛾常以幼虫潜入柑橘树叶表皮下,潜食叶肉,形成银白色蜿蜒曲折的隧道,最终造成柑橘叶片卷缩,光合作用减弱,严重影响了柑橘新稍的抽发和柑橘植株的正常生长,还有可能诱发溃疡病等侵染性病害[1]。近年来由于“暖冬”气候等因子的影响,导致四川柑橘潜叶蛾的发生呈逐年加重的趋势[1]。柑橘潜叶蛾多发于新稍,但往往秋稍抽发不整齐导致防控时间难掌握,再加上农村劳动力流失、用工成本增加、果农技术不高等多重因素,导致对柑橘潜叶蛾的防治不及时,待造成严重危害时再进行防治,不仅效果欠佳,还增加了防治成本,严重影响柑橘树后期的正常生长。

在此背景下,笔者在绵阳市三台县开展了大疆植保无人机作业参数筛选研究以及利用大疆植保无人机防治柑橘潜叶蛾的药效试验,以期为柑橘潜叶蛾的高效防控提供相关依据,以及探索植保无人机防控柑橘潜叶蛾的可行性和应用效益。

1 材料与方法

1.1 试验目的

根据试验诉求,在目标柑橘园开展大疆植保无人机作业参数筛选研究、柑橘潜叶蛾防控试验以及无人机降工减本效果探究。通过对无人机高空喷雾防治柑橘潜叶蛾的防治效果,探索大疆植保无人机在柑橘上应用的可行性;通过无人机喷雾与传统人工喷雾人工投入、用时投入等方面的对比,探索无人机在柑橘病虫害防控中的应用效益。

1.2 试验对象

试验对象:潜叶蛾(phyllocnistiscitrella),试验作物:柑橘,品种:晚熟杂柑。

1.3 环境设施栽培条件

试验于2023年7月31～8月30日开展,地点位于四川省绵阳市三台县。

试验园详情:试验园柑橘树平均株高2～3m,冠幅2.5～3m,树形多为自然开心型,树势较强,种植密度约55株/667m2,柑橘潜叶蛾常有发生。试验时,柑橘潜叶蛾轻度发生,其他病虫害轻度混合发生。

1.4 试验设备

大疆植保无人机-1喷雾设备参数如下,型号:大疆T50电动八旋翼植保无人飞机,飞行速度:0～10m/s。可载药容量:50L,喷雾流量:4～24L/min,喷头:安装4个双重雾化离心喷头,喷幅:3～11m,设备生产厂家:深圳市大疆创新科技有限公司。

大疆植保无人机-2喷雾设备参数如下,型号:大疆T30电动六旋翼植保无人飞机,飞行速度:0～10m/s,可载药容量:30L,喷雾流量:3.6～8L/min,喷头:安装16颗压力式喷头,喷幅:4～9m,设备生产厂家:深圳市大疆创新科技有限公司。

大疆植保无人机-3喷雾设备参数:型号:大疆T25电动四旋翼植保无人飞机,飞行速度:0～10m/s,可载药容量:20L,喷雾流量:4～24L/min,喷头:安装4个双重雾化离心喷头,喷幅:4～7m,设备生产厂家:深圳市大疆创新科技有限公司。

人工作业设备:农宝3WBD-20-9背负式电动喷雾器,容量20L,出水量4L/min,水压0.65MPa,安装4孔防风喷头,设备生产厂家:安徽阜阳明辉塑胶科技有限公司。

1.5 无人机雾滴沉降试验

1.5.1 雾滴沉降试验 在目标柑橘园开展大疆植保无人机雾滴沉降试验,通过设计3因素3水平正交试验,对比不同型号的大疆植保无人机在不同作业高度、不同作业速度下,在柑橘中上部位的雾滴沉积情况。每个组号重复3次,每组试验的面积为667m2。试验因素、水平如表1所示。用正交试验法,按正交表L9(34)设计,正交试验方案如表2。

表1 试验因素与水平

表2 正交试验方案

表3 试验处理

1.5.2 雾滴沉降数据采集与处理

无人机沿柑橘栽培行飞行,每组试验选择1颗柑橘树进行采样,以柑橘树冠顶部往下0.5m处布置上采样层,1.0m处布置中采样层,每个采样层以无人机前进方向最前端、最左侧为第一取样点,以“Z”字形布置取样点,每层横、竖各设置3个取样点,合计每层9个取样点,每株共计采样18个,具体分布如图1[2-3]。使用水敏纸作为雾滴分布测试的工具,每张水敏纸背面按顺序进行编号,用回形针将水敏纸固定在柑橘叶片上,用于收集叶片表面雾滴沉降情况。

图1 采样分布图

试验完成,确定水敏纸上的雾滴干燥后,按序号收集水敏纸,并逐一放入对应的自封袋中,带到实验室进行扫描,扫描后的图像通过DepositScan软件进行处理,对雾滴的沉积分布数据进行提取。

1.6 药效对比试验

以无人机交互试验设置好的试验组号,与人工喷雾进行药效对比试验。

1.6.1 试验设计 每个组号重复次数:3次,试验面积667m2,按照试验方案,根据设计剂量,准确量取用药量,采用2次稀释方法,配成药液,进行叶面喷雾,特别注意对新梢叶片的喷雾。人工喷雾以叶片滴水为度。

1.6.2 调查时间和次数 按照《农药田间药效试验准则(二)》[4]要求,试验共进行5次调查,其中7月31日进行基数调查,8月3日(药后3d)、8月7日(药后7d)、8月10日(药后10d)进行(杀虫效果)调查。另外,于8月20日(药后20d),即秋梢叶片充分展开时进行叶片被害率、保梢效果调查。

1.6.3 调查方法 (1)杀虫效果调查 按照《农药田间药效试验准则(二)》[4]要求,每小区调查2株柑橘树,每株按东、西、南、北、中五个方位固定6个新稍,记录60个新梢的残幼虫数。

(2)保梢效果调查 按照《农药田间药效试验准则(二)》[4]要求,每小区调查2株柑橘树,每株按东、西、南、北、中五个方位固定6个新梢,记录60个新梢的危害情况,按下列标准进行分级。

0级:叶片未受害;1级:有虫食隧道,但叶片未变形;3级:有虫食隧道,且叶片变形;5级:叶片半边卷曲;7级:叶片全卷,落叶。

1.6.4 药效计算方法

防治效果(%)=(1-

叶片被害指数(%)=

保稍效果(%)=

2 结果与分析

2.1 安全性分析

药后20d时,各处理均未发现明显药害。

2.2 UAV喷洒雾滴在柑橘中上冠层空间的分布

由表4可知,影响雾滴在柑橘冠层上沉积密度的因素首先是飞机型号,动力越大、喷头雾化效果越好的机型,雾滴沉积效果越好;其次是作业的高度与速度。在试验组号1～9中,较优的作业水平为T50无人机,作业高度2m,作业速度3m/s。

表4 雾滴沉降分布结果

2.3 柑橘潜叶蛾防治效果评价

2.3.1 不同无人机型号对柑橘潜叶蛾田间防治效果评价 试验结果见表5,可知,药后3d,各处理的防效表现为处理2>处理1>处理6>处理8>处理10>处理4>处理7>处理5>处理9>处理3,其中处理1、处理2、处理4、处理6、处理8、处理10的防效均达到了80%以上,以处理2(T50无人机在作业高度2m,作业速度3m/s)的防效最好,防效为86.11%。

表5 不同无人机型号对柑橘潜叶蛾田间防治试验结果

药后6d时,各处理的防效表现为处理2>处理1>处理8>处理6>处理4>处理10>处理7>处理5>处理9>处理3,其中处理1、处理2、处理4、处理6、处理8的防效均达到了90%以上,仍以处理2(T50无人机在作业高度2m,作业速度3m/s)的防效最好,防效高达96.68%。

药后10d时,各处理的防效表现为处理2>处理1>处理6>处理4>处理8>处理10>处理7>处理5>处理9>处理3,其中处理1、处理2、处理4、处理6的防效保持在90%以上,仍以处理2(T50无人机在作业高度2m,作业速度3m/s)的防效最好,防效保持在93.52%。

2.3.2 保稍效果评价 由表6可知,各处理的保稍效果,表现为处理2>处理1>处理8>处理6>处理4>处理7>处理10>处理5>处理9>处理3,其中,处理1、处理2、处理4、处理6、处理8的保稍效果均达到了95%以上,其中以以处理2(T50无人机在作业高度2m,作业速度3m/s)的保稍效果最好,达到了98.33%。

表6 不同无人机型号防治柑橘潜叶蛾田间保稍结果

2.4 UVA喷雾施药防控柑橘潜叶蛾与人工施药效率对比分析

由表7可知,与传统人工作业方式相比,无人机完成667m2柑橘地的喷雾时间仅需1min左右,且只需2人即可,而传统人工作业需20min,且需5人同时进行喷雾作业,同时人工喷雾作业用水量远超无人机作业。

表7 无人机防控柑橘潜叶蛾与人工施药效率对比

3 结论

根据雾滴在柑橘树冠层的沉积效果、对柑橘潜叶蛾的防治效果以及保稍效果,得出以下试验结论:①在大疆植保无人机型号筛选方面,最适宜用于柑橘潜叶蛾防治的型号为T50,具有动力强,载药量大,喷头雾化效果好,雾滴沉积密度高等优点,适用于柑橘潜叶蛾等发生于柑橘中上部位的病虫害。②在作业参数筛选方面,防治柑橘潜叶蛾等发生于柑橘中上层树冠的病虫害时,最佳作业高度为2m,作业速度3m/s。③在防治效果方面,应用大疆植保无人机对柑橘潜叶蛾进行喷雾防治,具有很好的防治效果,防效并不低于传统的人工喷雾。

随着现代农业的快速发展,农用无人机正在成为规模化农业生产中高效省工、节约成本管理的重要平台[2],在有效防治病虫害的同时,节约了大量的人工成本,降低了生产投入。

综上所述,大疆植保无人机对发生于柑橘中上部位的病虫害具有很好的防治效果,但由于此次试验主要针对的是柑橘“自然开心型”树形,而柑橘树还存在其他不同类型的树形结构,因此,无人机在柑橘不同树型的应用效果、对不同发生部位的病虫害防治效果如何,仍是一个需要不停探索、求证的课题。