王曉燕，倉曉燕，張榮躍，單紅麗，范源洪，徐 宏，黃丕忠，李澤娟，段婷穎，康 寧，李文鳳，黃應(yīng)昆*

(1云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所，云南開遠(yuǎn)661699；2云南省高原特色農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)研究院，云南昆明650201；3云南紫辰農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司，云南祥云672100；4臨滄南華糖業(yè)有限公司，云南臨滄677500；5云南凱米克農(nóng)業(yè)技術(shù)服務(wù)有限公司，云南昆明650000；6德宏州甘蔗科學(xué)研究所，云南隴川678707)

0 前言

近年來，由于氣候變化、甘蔗連作和品種抗性降低等影響，致使甘蔗病蟲發(fā)生世代重疊和交叉、季節(jié)性差異性不明顯，導(dǎo)致甘蔗梢腐病、褐條病和外來新蟲種、條螟、白螟等多種病蟲在云南臨滄南華、孟連昌裕、新平南恩、紅河糖業(yè)公司等低緯高原蔗區(qū)暴發(fā)流行危害成災(zāi)，減產(chǎn)減糖嚴(yán)重，甘蔗生產(chǎn)正面臨著日益嚴(yán)峻的災(zāi)害威脅[1-4]。據(jù)相關(guān)的調(diào)查結(jié)果顯示，主栽品種粵糖93-159、ROC25的梢腐病、褐條病等多種病害復(fù)合侵染，爆發(fā)流行為害成災(zāi)，減產(chǎn)減糖嚴(yán)重。其中，梢腐病發(fā)生面廣、為害重，并具有災(zāi)害性暴發(fā)流行趨勢，據(jù)小樣點(diǎn)分析評(píng)估，病株率平均為81.1%，嚴(yán)重的可達(dá)到100%；甘蔗產(chǎn)量損失率平均為38.42%，最多可達(dá)48.5%；甘蔗糖分平均降低3.14%，最多的降低4.21%[5-6]。蟲害方面，由于近年氣候特殊，多雨濕潤，外來新蟲種、條螟、白螟種群增長快，暴發(fā)流行趨勢明顯，對(duì)甘蔗產(chǎn)量、糖分影響較大，據(jù)小樣點(diǎn)調(diào)查綜合分析，螟害株率平均為 79.33%，嚴(yán)重的 100%；螟害節(jié)率平均為13%，最高的19.41%，中后期危害斷尾，普遍損失加重，影響甘蔗單產(chǎn) 30%以上，甘蔗錘度約下降了4.19個(gè)百分點(diǎn)[6-7]。

甘蔗中后期病蟲防控人工施藥困難、效率低、成本高，而無人機(jī)飛防技術(shù)具有超低量施藥、高作業(yè)效率等優(yōu)點(diǎn)，可有效解決甘蔗高桿作物中后期施藥難、勞動(dòng)力缺乏和作業(yè)效率低等問題，對(duì)于加快推進(jìn)甘蔗病蟲統(tǒng)防統(tǒng)治進(jìn)程，高效控制大面積病蟲發(fā)生，提高甘蔗產(chǎn)量和糖分，具有極為明顯效果，對(duì)保障蔗糖業(yè)持續(xù)健康穩(wěn)定發(fā)展具有不可估量作用。

針對(duì)傳統(tǒng)人工噴藥防治存在的缺陷和甘蔗高稈作物中后期施藥難、勞動(dòng)力缺乏和作業(yè)效率低等問題，2016～2018年，我們從飛防機(jī)型選擇、專用藥及助劑篩選、藥械融合、田間作業(yè)、技術(shù)規(guī)范、規(guī)?；瘧?yīng)用組織模式等層面對(duì)甘蔗主要病蟲飛防技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)開發(fā)示范，分析確定了適宜低緯高原蔗區(qū)的無人機(jī)機(jī)型及飛行技術(shù)參數(shù)，篩選出無人機(jī)飛防最佳藥劑配方組合和施用技術(shù)，凝練形成了低緯高原蔗區(qū)甘蔗主要病蟲無人機(jī)防控技術(shù)且大面積成功應(yīng)用(2018～2019年每年推廣應(yīng)用無人機(jī)飛防15527 hm2)，為全面推廣應(yīng)用無人機(jī)飛防甘蔗病蟲常態(tài)化提供了成熟的全程技術(shù)支撐。為加大無人機(jī)噴施農(nóng)藥防治甘蔗病蟲害的引領(lǐng)和輻射帶動(dòng)作用，充分發(fā)揮無人機(jī)在甘蔗高稈作物中后期病蟲害防控優(yōu)勢，擴(kuò)大應(yīng)用面積，推進(jìn)甘蔗病蟲統(tǒng)防統(tǒng)治進(jìn)程，提高甘蔗病蟲害整體防控效果，本文就低緯高原甘蔗主要病蟲害無人機(jī)防控技術(shù)作系統(tǒng)介紹，以供蔗區(qū)參考。

1 防治原則與適用范圍

堅(jiān)持“預(yù)防為主、統(tǒng)防統(tǒng)治”的原則，樹立“科學(xué)植保、公共植保、綠色植?！崩砟睿ㄟ^選用良種、輪作間作等農(nóng)藝措施，減輕病蟲對(duì)甘蔗生長的為害，有效控制病蟲害發(fā)生流行。

無人機(jī)飛防主要適用于地塊相對(duì)集中的連片蔗園的大面積病蟲害防控。原則上蔗園坡度不超過30?，地勢平緩、蔗葉保存率 50%以上、郁閉度 0.5以上、無影響無人機(jī)飛行安全障礙物的蔗園。

2 田間蔗園病蟲動(dòng)態(tài)巡查

每年4～8月，根據(jù)主要病蟲害癥狀特點(diǎn)，至少每月進(jìn)行2～3次田間巡查，觀察大田甘蔗病情蟲情動(dòng)態(tài)，正確診斷，在發(fā)生初期及時(shí)防治。

3 無人機(jī)飛防技術(shù)

3.1 機(jī)型選擇及飛行技術(shù)參數(shù)

根據(jù)目前無人機(jī)在低緯高原云南甘蔗病蟲害防治上的開發(fā)示范和應(yīng)用情況，推薦無人機(jī)機(jī)型及飛行技術(shù)參數(shù)見表1。其中，主要對(duì)極目3WWDZ-10B、大疆3WWDSZ-10017和極飛農(nóng)業(yè)P20 2017這3種機(jī)型及其對(duì)應(yīng)的飛行技術(shù)參數(shù)進(jìn)行簡述與對(duì)比。

3.2 甘蔗主要病蟲害無人機(jī)飛防最佳藥劑配方組合和施用技術(shù)

通過近年多點(diǎn)無人機(jī)在低緯高原云南蔗區(qū)的甘蔗病蟲害防治上的開發(fā)示范和應(yīng)用，篩選出適宜無人機(jī)飛防的最佳藥劑配方組合和施用技術(shù)(詳見表2)，以期能為甘蔗的生產(chǎn)實(shí)踐提供一定的指導(dǎo)。

3.3 制定無人機(jī)防治綜合方案

按照甘蔗不同病蟲害發(fā)生發(fā)展情況，選取防治最佳藥劑(組合)及其用量(表2)，針對(duì)飛防蔗園面積、品種和栽管現(xiàn)狀、氣候等因素，制定無人機(jī)飛防總體方案、單次飛防作業(yè)要求、人員分工和保障及應(yīng)急措施等。

3.4 無人機(jī)飛防作業(yè)規(guī)程

⑴無人機(jī)飛防氣候條件：能見度大于2 km，最大風(fēng)速不超過 5 m/s，噴霧時(shí)相對(duì)濕度應(yīng)在 60%以上，避免雨天施藥，施藥后至少保持3～4 h不下雨；最適應(yīng)的噴藥氣溫是 20～30℃，當(dāng)氣溫度超過 30℃時(shí)，影響防治效果，原則上暫停飛防。

⑵在滿足氣候條件的情況下，嚴(yán)格按照預(yù)定的防治方案和規(guī)定作業(yè)要求，設(shè)定飛行參數(shù)和操作程序，由專業(yè)無人機(jī)操作人員進(jìn)行操作飛防。

⑶確定總防治面積、飛防次數(shù)和飛防過程的銜接和規(guī)范性操作。

⑷飛行前檢查、飛行后清洗(作業(yè)后噴灑系統(tǒng)必須清洗)，注意在飛行過程中的作物和人員安全，杜絕出現(xiàn)次生災(zāi)害。

3.5 注意事項(xiàng)

⑴蔗園附近無桑樹、養(yǎng)蜂場、魚塘等敏感作物生物和養(yǎng)殖場所、水庫等。如有，需要提前告知。

⑵起飛前觀察作業(yè)田塊及周邊障礙物，驅(qū)散田間及圍觀人員，起降期間所有人員須與無人機(jī)相距10 m以上。

⑶飛行中禁止任何人員進(jìn)入作業(yè)區(qū)，注意觀察無人機(jī)飛行姿態(tài)，確保飛行安全，如有異常，立即返航或迫降。

表1 適宜低緯高原蔗區(qū)的無人機(jī)機(jī)型及飛行技術(shù)參數(shù)

表2 篩選的無人機(jī)飛防最佳藥劑配方組合和施用技術(shù)

⑷無人機(jī)操作人員須穿戴專業(yè)防護(hù)設(shè)備。

⑸如發(fā)生人畜危害和次生災(zāi)害，應(yīng)按照預(yù)定方案緊急處突。

3.6 調(diào)查方法

3.6.1 甘蔗螟蟲防效調(diào)查方法

隨機(jī)選取3塊田塊，每塊采用3點(diǎn)(3行)取樣，每點(diǎn)(行)順序調(diào)查10株共30株。調(diào)查統(tǒng)計(jì)總株(節(jié))數(shù)和螟害株(節(jié))數(shù)，按以下公式計(jì)算螟害株率和螟害節(jié)率及防治效果。

3.6.2 甘蔗病害防效調(diào)查方法

在調(diào)查螟害株率和螟害節(jié)率的田塊中，同時(shí)調(diào)查梢腐病和褐條病發(fā)病情況。采用3點(diǎn)(3行)取樣，梢腐病每點(diǎn)(行)調(diào)查 100株共 300株，記錄調(diào)查總株數(shù)及病株數(shù)，計(jì)算病株率和防治效果；褐條病每點(diǎn)(行)調(diào)查 20株共 60株，目測完全展開的全部葉片感病狀況及侵染面積百分率，記錄調(diào)查總株數(shù)及各級(jí)發(fā)病株數(shù)，計(jì)算病情指數(shù)和防治效果。參照楊子林等[8]的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行甘蔗褐條病病情分級(jí)，其中，0級(jí)無可見病斑；1級(jí)發(fā)病面積比為1%以下；2級(jí)發(fā)病面積比為1%～3%；3級(jí)發(fā)病面積比為4%～5%；4級(jí)發(fā)病面積比為 6%～10%；5級(jí)發(fā)病面積比為11%～15%；6級(jí)發(fā)病面積比為16%～25%；7級(jí)發(fā)病面積比為 26%～50%；8級(jí)發(fā)病面積比為 51%～75%；9級(jí)發(fā)病面積比為 76%～100%。按以下公式計(jì)算病株率或病情指數(shù)和防效。

3.6.3 甘蔗產(chǎn)量和糖分測定

于12月甘蔗成熟收獲期，小區(qū)實(shí)測產(chǎn)各處理取66 m2，分別收砍稱量蔗莖產(chǎn)量，大區(qū)實(shí)測產(chǎn)各處理分別收砍1車采用GPS丈量面積，稱量蔗莖產(chǎn)量；各處理砍取10條有代表性的蔗莖，按中國甘蔗糖業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量檢測中心制定的二次旋光法，采用美國魯?shù)婪?Rudolph) AUTOPOL 880全自動(dòng)糖度分析系統(tǒng)測定分析甘蔗糖分。

4 無人機(jī)防控技術(shù)應(yīng)用及效果

為降低暴發(fā)流行災(zāi)害性甘蔗病蟲給蔗農(nóng)和企業(yè)造成的損失，解決高桿作物后期噴施困難、勞動(dòng)力緊張和作業(yè)效率低的問題，同時(shí)探索植保無人機(jī)在甘蔗扶貧產(chǎn)業(yè)上規(guī)?；\(yùn)用的現(xiàn)代組織模式。2018年和2019年，臨滄南華糖業(yè)有限公司每年推廣應(yīng)用無人機(jī)飛防面積為15527 hm2(圖1)。無人機(jī)飛防病蟲總體防效達(dá)85%以上，僅有局部田塊因魚塘、桑樹果蔬、田邊地頭、電桿電線、樹木等環(huán)境因素影響，未能防控或防控受影響效果欠佳；抽樣調(diào)查結(jié)果顯示，因大面積飛防，即使未能防控和空白對(duì)照區(qū)其蟲口密度、蟲株率和病情病株率均較上年明顯下降30%以上。

選擇云南耿馬蔗區(qū)作為試驗(yàn)點(diǎn)，選點(diǎn)抽樣調(diào)查結(jié)果表明(見表3)：①所用藥劑配方對(duì)中后期條螟、白螟的螟害株或螟害節(jié)均具有良好的防控效果，螟害株防效為 73.08%～100%，平均防效達(dá) 86.96%～100%，各試點(diǎn)總體平均螟害株防效為91.67%；螟害節(jié)防效為 79.23%～100%，平均防效達(dá) 90.83%～100%，各試點(diǎn)總體平均螟害節(jié)防效為95.39%；②所用藥劑配方對(duì)梢腐病、褐條病均具有良好的防控效果，梢腐病防效為61.18%～92.94%，各試點(diǎn)總體平均防效達(dá)74.35%；褐條病防效為78.41%～83.26%，各試點(diǎn)總體平均防效達(dá)80.74%。

云南耿馬蔗區(qū)甘蔗主要病蟲害無人機(jī)飛防增產(chǎn)及增糖效果詳見表 4。小區(qū)實(shí)測產(chǎn)量，飛防 1次比空白對(duì)照增產(chǎn)6450～53250 kg/hm2，平均增產(chǎn)23550 kg/hm2，飛防 2次比飛防 1次增產(chǎn) 7200～24600 kg/hm2，平均增產(chǎn) 13650 kg/hm2?；?yàn)室檢測甘蔗糖分，飛防1次比對(duì)照高0.54～3.93個(gè)百分點(diǎn)；大區(qū)實(shí)測產(chǎn)量，飛防 1次比空白對(duì)照增產(chǎn) 24600 kg/hm2。

5 小結(jié)與展望

云南是我國第 2大糖料基地，常年種蔗 33.33萬hm2左右，2016/17年榨季19.6萬人種蔗脫貧，蔗糖業(yè)已成為云南邊疆民族地區(qū)產(chǎn)業(yè)扶貧、鄉(xiāng)村振興的支柱產(chǎn)業(yè)，其在促進(jìn)邊疆地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、農(nóng)民增收和地方財(cái)政增長中發(fā)揮著重要作用。云南蔗區(qū)地處低緯高原，近年來，由于氣候變化、甘蔗連作和品種抗性降低等影響，致使甘蔗病蟲發(fā)生世代重疊和交叉、季節(jié)性差異性不明顯，導(dǎo)致甘蔗梢腐病褐條病和外來新蟲種條螟白螟等多種病蟲暴發(fā)流行危害成災(zāi)，減產(chǎn)減糖嚴(yán)重，甘蔗生產(chǎn)正面臨日益嚴(yán)峻災(zāi)害威脅[1-4]。為有效防控甘蔗中后期病蟲，通常采用人工農(nóng)藥噴霧的防治方法，但由于甘蔗生長后期植株高大，存在手工操作難、作業(yè)效率低、噴藥風(fēng)險(xiǎn)大和成本高等問題。而作為精準(zhǔn)施藥設(shè)備，無人機(jī)提高了農(nóng)藥利用率，且具有作業(yè)效率高、地形適應(yīng)能力強(qiáng)、作業(yè)安全、高效環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，有效解決了高桿作物病蟲防治存在的問題，為有效防控甘蔗病蟲成功開辟一條輕簡高效新途徑。

圖1 甘蔗病蟲無人機(jī)防控對(duì)比

表3 云南耿馬蔗區(qū)甘蔗主要病蟲害無人機(jī)飛防防效

表4 云南耿馬蔗區(qū)甘蔗主要病蟲害無人機(jī)飛防增產(chǎn)及增糖效果

針對(duì)甘蔗中后期病蟲防控施藥難、勞力缺乏和作業(yè)效率低等問題，2016～2018年，我們從飛防機(jī)型選擇、專用藥及助劑篩選、藥械融合、田間作業(yè)、技術(shù)規(guī)范、規(guī)?；瘧?yīng)用組織模式等層面對(duì)甘蔗主要病蟲飛防技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)開發(fā)示范，分析確定了適宜低緯高原蔗區(qū)的無人機(jī)機(jī)型及飛行技術(shù)參數(shù)，篩選出無人機(jī)飛防最佳藥劑配方組合和施用技術(shù)(表1、表2)，凝練形成了低緯高原蔗區(qū)甘蔗主要病蟲無人機(jī)防控技術(shù)且大面積成功應(yīng)用(2018～2019年每年推廣應(yīng)用無人機(jī)飛防15527 hm2，病蟲總體防效達(dá)85%以上)，為全面推廣應(yīng)用無人機(jī)飛防甘蔗病蟲常態(tài)化提供了成熟的全程技術(shù)支撐。

但由于低緯高原甘蔗病蟲種類繁多、混合發(fā)生，蔗區(qū)多是丘陵山地、坡度大地塊小等因素，現(xiàn)階段的甘蔗病蟲無人機(jī)飛防還存在以下不足：一是雖然無人機(jī)適宜各種地形，但相比平壩田塊，低緯高原蔗區(qū)多為山地蔗，坡度大，操作難度大，作業(yè)時(shí)間長，存在防治死角，不能在最佳防治時(shí)間完成，一定程度上影響到防治效果。二是配套專用藥劑不足。在無人機(jī)飛防過程中，藥劑、助劑的選擇及多種農(nóng)藥的混配對(duì)提高作業(yè)效率和綜合防治效果，實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大使用范圍或兼治效果至關(guān)重要。今后，我們將重點(diǎn)研究解決適宜低緯高原多種病蟲混合發(fā)生的復(fù)合高效多功能農(nóng)藥的篩選及飛防配套專用藥劑的研發(fā)，進(jìn)一步凝練提升低緯高原甘蔗病蟲害無人機(jī)飛防技術(shù)，以期為有效降低暴發(fā)流行災(zāi)害性甘蔗病蟲給蔗農(nóng)和企業(yè)造成的損失，提高甘蔗產(chǎn)量和糖分，實(shí)現(xiàn)甘蔗病蟲全程精準(zhǔn)防控，甘蔗提質(zhì)增效，保障國家食糖安全提供技術(shù)支撐。