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植保无人机与常规机械玉米田作业效果对比研究

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  玉米是我国主要的粮食作物,玉米螟、黏虫、南方锈病等病虫害是影响玉米产量的主要因素。随着经济的发展,农村劳动力出现结构性短期,劳动力成本大幅度上上升,加上玉米中后期植株高大、田间温度高,缺乏有效的防治机械,导致玉米中后期病虫害基本无人防治。随着我国无人机行业发展迅速,植保无人机可以用于玉米田防治中后期病虫害。因此,掌握植保无人机与常规机械作业在病虫害防效上的差异,具有非常重要的现实意义,可以为制定玉米后期病虫害防治方案提供科学依据,更好地促进无人机的推广,提升玉米病虫害机械化防治水平。
  一、试验材料
  (一)试验田概况
  试验田位于博爱县孝敬镇,周边玉米规模化种植,试验田病虫害发生较均匀,试验小区的玉米品种、栽培管理条件一致。
  (二)试验作物及对象
  试验作物为玉米,品种为粒收1号。试验对象为黏虫、棉铃虫、玉米螟。
  (三)试验机械
  单旋翼油动无人机(型号:3WQF120-12型智能悬浮植保机,厂家:安阳全丰航空植保科技有限公司)
  (四)对照机械
  自走式喷杆喷雾机(型号:3WPZ-700 c,厂家:青州泰达机械有限公司),背负式电动喷雾器(16L)。
  (五)试验药剂
  3%甲维·氟铃脲乳油,安阳全丰生物科技有限公司;4.5%高效氯氟氰菊酯乳油,安陽全丰生物科技有限公司;5%甲氨基阿维菌素苯甲酸盐乳油,河北中天邦正科技股份有限公司;20%除虫脲悬浮剂,安阳全丰生物科技有限公司;30%戊唑醇悬浮剂,安阳全丰生物科技有限公司;全丰烈鹰飞防助剂,安阳全丰生物科技有限公司。
  二、试验设计和安排
  (一)小区安排
  设植保无人机油动单旋翼防治、人工常规防治、空白对照3个处理,无重复。各处理按顺序排练,处理间用隔离行隔开,隔离行宽8 m。苗期对照机械为自走式喷杆喷雾机,植保无人机和人工常规防治处理各3333 m2,空白对照667 m2;灌浆初期植保无人机处理和空白对照各3333 m2,人工常规防治区667 m2。
  (二)试验药剂及用量
  1.苗期。每667 m2用3%甲维·氟铃脲乳油30 mL+4.5%高效氯氟氰菊酯乳油50 mL +全丰烈鹰飞防助剂1 mL,植保无人机处理区每667 m2喷液量0.8 L,常规防治区每667 m2喷液量20 L。
  2.灌浆期。每667 m2用5%甲氨基阿维菌素苯甲酸盐乳油15 mL +20%除虫脲悬浮剂20 mL +全丰烈鹰飞防助剂1 mL。植保无人机处理区每667 m2喷液量1.2 L,常规防治区每667 m2喷液量30 L。
  (三)施药时间及方法
  苗期,6月23日施药1次,施药当日多云,气温22~34 ℃,微风,药后8 h内无雨。7月16日出现暴雨,导致玉米大面积倒伏,后逐渐恢复。灌浆初期,8月24日施药,施药1次,当日多云转晴,气温 22~33 ℃,微风,药后8 h内无雨。
  三、调查方法
  (一)调查时间和次数
  1.苗期共调查4次,6月23日调查药前基数,6月26日、6月30日、7月3日分别调查药后3 d、药后7 d、药后10 d各小区被害株数。
  2.灌浆期共调查3次,8月23日调查药前基数,8月31日、9月7日分别药后调查害虫存活数。9月13日调查亩穗数,穗粒数,采集玉米穗,晒干后测千粒质量。
  (二)调查方法
  1.苗期。固定双对角线5点取样,每点调查100株,共500株,调查玉米被害的植株数量。
  2.灌浆期。固定双对角线5点取样,每点调查50株,共250株,调查玉米螟、棉铃虫、桃蛀螟、黏虫等害虫数量。
  (三)产量调查方法
  每个处理选择3个原样点,调查亩穗数和穗粒数,每点调查11行玉米行长,计算行距,调查51株玉米距离,计算株距,通过行距和株距计算亩穗数。调查穗粒数,选择有代表性的玉米行,每5穗取1穗,共30穗,计算平均穗粒数。所取玉米穗晒干后,测千粒质量。
  (四)计算方法
  被害株增长率(%)=(药后玉米被害株数-药前玉米被害株数)/药前玉米被害株数×100
  防效(%)=(对照被害增加率-处理被害增加率)/对照被害增长率×100
  减退率(%)=(药前虫口密度-药后虫口密度)/药前虫口密度×100
  校正防效(%)=[1-(处理区药后活虫数×对照区药前活虫数)/(处理区药前活虫数×对照区药后活虫数)]×100
  每667 m2产量(kg)=亩穗数×穗粒数×千粒质量×0.000001
  四、结果与分析
  (一)苗期作业效果
  由表1可知,植保无人机防治和自走式机械防治玉米苗期害虫效果均比较理想。药后3 d、药后7 d、药后10 d,飞防区玉米株被害防效分别达81.25、85%、86.57%,较自防区防效分别低了6.25个百分点、5个百分点、4.48个百分点。药后7 d和药后10 d,飞防区和自防区玉米被害株率仅增加不到2个百分点,说明玉米害虫基本不再为害玉米,得到了防治的目的,株被害率防效理想。虽然苗期植保无人机作业防效略低于自走式喷杆喷雾机,但同样达到了控制害虫的目的,无大型机械作业时,可以用植保无人机对玉米苗期害虫进行防治。
  (二)灌浆期作业效果
  由表2可知,灌浆期施时害虫有玉米螟、棉铃虫、桃蛀螟、黏虫等,由于害虫种类多、发生趋势不同、世代重叠严重等原因,造成灌浆期不论使用何种机械施药对害虫整体防效不太理想,植保无人机施药14 d后防效最高,达65.44%,仅比人工自防区低1.21个百分点。药后7 d和药后14 d,植保无人机和常规背负式喷雾器施药对害虫整体防效无明显区别,植保无人机可代替人工在玉米后期进行防治害虫。
  (三)对产量的影响
  由表3可知,不同机械施药对玉米产量影响明显,无人机飞防理论每667 m2产量达607.39 kg,较不防区增产50.37 kg,增长率9.04%;自防区每667 m2产量609.13 kg,较不防区增长9.36%。飞防区与自防区理论每667 m2产量低了1.75 kg,差别不明显。
  五、结论与讨论
  植保无人机在玉米田用于害虫防治,苗期防治害虫,株防效可达85%,防效略低于当地常规机械施药效果;灌浆期防治害虫,防效达65%,与常规机械施药效果相当。同时,植保无人机飞防可提高玉米产量9.04%,效果明显。植保无人机可用于玉米田对害虫进行防治,尤其遇雨、田间泥泞,大型植保机械无法下地时,植保无人机可以发挥优势,及时进行作业。
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