多旋翼植保无人机防治水稻病虫害效果初探

杨佑安   文建再   杜立波   裴艳    廖伟忠

摘要：随着农村土地流转的深入，水稻规模化种植迅速发展，为保障水稻病虫害防治的时效性，解决大面积病虫害防治农村劳动力短缺问题，桃源县积极探索利用多旋翼植保无人机开展水稻病虫害防治的试验示范，为今后的推广应用提供科学依据。

关键词:无人机  病虫害防治  初探

桃源县地处湖南省西北部,洞庭湖尾闾向湘西山地过渡地带，全县辖39个乡镇，98.2万人，其中农业人口86.3万人，地域面积4441.2平方公里，耕地面积135.67万亩，其中水田103.4万亩，旱地32.27万亩，常年水稻种植面积160—180万亩，稻谷总产6亿公斤以上，是洞庭鱼米之乡有名的产粮大县。随着农业现代化的快速发展，土地流转已成为发展现代化农业的重要举措，种田大户、家庭农场和农民专业合作社等已成为农业生产经营的新主体，而病虫害防治是农业生产过程中用工最多、强度最大、技术要求最高的环节之一，由于工业化、信息化、城镇化和农业现代化的深入推进，大批农民外出务工，农村劳动力短缺和施药效率低下等问题日益突出，“谁来防治病虫”已成为制约农业生产稳定发展的重大难题，耕地、整地、播插和收获的机械化都在快速推进，唯独在农作物病虫防治上多数尚需人工作业，因此，积极探索农用无人直升机超低空、超低容量喷药技术，改善防灾减灾手段，提高现代植保物质装备水平，进而提升植保社会化服务水平，既是促进现代植保体系建设的重要举措，也是我县未来植保施药技术发展的方向。

1  材料与方法

1.1供试多旋翼植保无人机TXC-5型基本情况

表1   多旋翼植保无人机TXC-5型技术参数

1.2药剂配方

1.2.1

表2     多旋翼植保无人机TXC-5型防治药剂配方

     田秀才飞防专用药剂组合由河南田秀才植保股份有限公司提供

1.2.2人工喷雾药剂配方

1.2.2.1

表3      人工喷雾防治药剂配方A

人工喷雾药剂组合A同飞防药剂配方，由河南田秀才植保股份有限公司提供。

1.2.2.2         

表4     人工喷雾防治药剂配方B

人工喷雾药剂组合B为当地农户常规防治用药，由桃源县植保植检站提供配方

77.5%敌敌畏EC            山东大成农药股份有限公司

5%甲维盐WG               湖南大方农化有限公司

50%吡蚜酮WP              浙江上虞市银邦化工有限公司

30%苯醚甲.丙环唑EC       先正达（中国）投资有限公司

20%氯虫苯甲酰胺SC        美国杜邦农化作物科学有限公司

1.3 试验地基本情况

试验地选择在湖南省桃源县凌津滩镇仙人溪村赵家湾组进行，试验地为沙壤土，PH值5.6，灌溉水为河水，排灌方便。试验区连片种植双季晚稻1000亩，试验田为机插田，机插密度为30X14cm,供试品种为农香130，其它肥水管理与当地农业生产一致。

1.4  试验方法

1.4.1试验设计        

表5        试验处理设计

本次示范不设重复。

1.4.2施药时间及防治对象

第一次施药时间为2013年8月6日，主要防治稻飞虱、稻纵卷叶螟、兼治纹枯病；第二次施药时间为2013年9月3日，主要防治二化螟、稻飞虱、稻纵卷叶螟、纹枯病。

1.4.3施药器械与方法

处理1用多旋翼植保无人机TXC_5型喷雾，每架次载药液5公斤喷10亩，进行超低容量喷雾；处理2、3用东方红DFH-16A背负式手动喷雾器喷雾，工作压力为0.2-0.4mpa，每亩施药液30公斤；处理4用清水人工喷雾。

1.5试验调查与统计

1.5.1 调查日期

两次施药前分别调查主要病虫的基数；两次施药后7天与15天分别调查防治效果。

1.5.2调查方法

处理1、2、3的每个处理定点调查4个丘块，空白对照调查1个丘块，采用五点随机法取五点，每点取五丛，共计25丛水稻，统计百蔸活、死虫数及发病情况，计算虫口减退率及防治效果。

2  试验结果与分析

2.1试验结果

表7    多旋翼植保无人机TXC-5型防治效果（单位：%）

表8            人工喷雾防治效果  （单位：%）

2.2结果及评价

多旋翼植保无人机TXC-5型第一次施药后3天，个别丘块水稻叶尖出现发黄现象，其原因是在山区第一次使用飞机施药，周围群众围观的较多，操作机手因受到干扰，造成个别丘块重喷导致水稻受到轻微药害，但7天后开始恢复，15天后禾苗恢复正常；第二次飞机施药后水稻未发现异常；人工喷雾A处理、人工喷雾B处理施药后水稻均未发现异常。

多旋翼植保无人机TXC-5型防治水稻病虫害试验结果表明：飞防对二化螟、稻纵卷叶螟、稻飞虱、纹枯病等水稻病虫都有较好的防治效果，药后15天平均防效分别达87.8%、92.5% 84.2%、82.9%，与飞防配方人工喷雾防效相比，分别-0.3%、+0.8%、-2.6%、-2.7%；与当地农户常规人工喷雾防效相比，分别+1.0%、+5.0%、-3.2%、-1.0%。

3  小结与探讨

1）多旋翼植保无人机防治水稻病虫害的特点：

一是安全性好。施药人员安全，施药人员遥控飞机喷施农药，使人体远离施药环境，不容易受到任何药物侵害，免去施药人员在湿热的田地中因施药造成中毒中暑的危险。

二是飞机飞行安全。多轴多旋翼无人飞机飞行更加平稳，即使机器个别旋翼出现故障，飞机也不会直接坠落损毁，飞机的安全性能更加可靠。

三是效率高、效果好。每分钟可喷洒农药面积0.5—1.5亩，一天（按6—8小时计），一架飞机可喷施农药面积200—400亩，相当于15—30个人的工效，极大的解决了农村劳动力不足的问题，同时利用多旋翼产生的巨大气流直接将药液压迫作用于叶片正反面及茎基部，雾流上下穿透能力强、漂移少、雾滴均匀，可大大提高农药的利用率。

四是节水环保。使用超低容量施药技术，每亩施药仅需500毫升药水量，大大降低了作业环境空气中农药含量，减少农药污染。

五是操作简单易推广。农用无人直升机垂直起降，田间地埂都能起落，无需专用机场，低空作业不受航空管制，普通农民通过专业培训就能掌握控制飞行的技术，实施喷洒作业。

2）存在的问题

一是高昂的价格是无人机普及推广的一大掣肘，需要各级政府积极扶持，将农用无人直升机纳入农机补贴的范围。

二是农村田间高压电杆、电线比较多，飞防受到一定干扰，影响了飞行的效率，增加了操作难度。

三是在水稻病虫害暴发年份，特别是水稻后期稻飞虱暴发时，飞防效果还有待于进一步探讨，要加强对飞机工作参数和农药雾滴沉积漂移规律的研究，进一步消除漂移效应。

3）展望

作为现代植保最前沿的技术，农用无人直升机低空施药技术在发达国家已成为植保服务的主力军，但在我国还处于起步阶段，小型无人直升机喷雾用于水稻病虫害防治是一种全新尝试，在目前农村青壮年劳动力大多外出务工的情况下，农村劳动力缺乏，病虫防治用工成本增加，而小型无人直升机具有体积小、操作灵活、喷洒效率高、喷洒效果好、可规模化作业、对人和环境安全等特点，不仅解决了农村劳动力不足问题，同时还可以从根本上控制用药种类、用量、施药时间等，实现农药科学、合理和安全使用，飞防改变了传统的施药方式，由大型施药器械代替了小型植保机械，由统防统治代替了千家万户分散防治，是现代农业、现代植保的发展方向，飞机喷雾将会被广大农户所接受，在水稻病虫害专业化统防统治上有巨大的发展空间，利用农用无人直升机开展航空植保专业化统防统治，具有较好的社会、经济、生态效益，其市场需求大，发展前景广阔。