大疆 T20 植保無人機在防治柑橘害蟲中的應用研究

詹欣堅等

柑橘是我國南方栽培面積最廣，經濟地位最重要的水果之一 。柑橘在日常栽培管理中受到多種害蟲的威脅。柑橘木蝨、鏽蜘蛛、介殼蟲都是柑橘的主要害蟲，它們危害柑橘的生長髮育，影響果實品質，造成巨大的經濟損失。透過掌握柑橘蟲害的發生規律，採用傳統的人工噴藥防治方式雖然可以做到有效防治，但存在耗時長、成本高、不安全等問題。為此，需要探索更加科學、高效、現代化的機械噴藥防治方式。植保無人機作為一種新型的農藥噴施技術手段，目前已經成為農機行業增長的亮點和熱點。

無人機在噴藥技術方面的快速發展及應用普及為農業可持續發展提供了重要保障，不僅大大節約了水資源，而且減少了農藥對環境的汙染，滿足了高效、環保的要求 。本研究透過使用大疆T20植保無人機進行田間噴藥，調查分析施藥前後蟲害發生情況、作業成本及作業效率，以期為植保無人機在柑橘主要害蟲防治中的合理應用提供參考，提高植保無人機在橘園的應用效率。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗品種為白一號蕉柑，樹齡11年左右。試驗器材為大疆T20植保無人機，最大裝藥容積為20 L，飛行高度2。5 m~3 m，噴幅5 m~7 m，飛行速度3 m/s~4m/s。試驗所用殺蟲藥劑為30%吡丙·呋蟲胺懸浮劑400 mg/L、28%阿維·螺蟲乙酯懸浮劑2 500 mg/L。

1.2 試驗設計

試驗在廣東省潮州市潮安區歸湖鎮克安村蕉柑種植區開展，試驗分為A、B、C三個試驗點，每個試驗點面積約6 670 m 2 。本試驗利用大疆T20植保無人機噴施30%吡丙·呋蟲胺懸浮劑400 mg/L、28%阿維·螺蟲乙酯懸浮劑2 500 mg/L，噴藥後蕉柑園其他管理措施正常進行。試驗前後分別調查各個試驗點蟲害發生情況，以有蟲株率、株均蟲口數的減退率來衡量防治效果。同時統計植保無人機作業與傳統人工作業的用時、用工，結合藥劑成本和無人機、傳統人工成本，計算並對比兩者的工作效率和工作成本。

1.3 調查方法

1.3.1施藥安全性

施藥後持續觀察柑橘樹體生長髮育情況。

1.3.2柑橘木蝨防效

試驗前分別在A、B、C三個試驗點按東、西、南、北、中五點式取樣法隨機選取5點，每點定4株樹為觀察樹，對20株樹進行掛牌、標記。在試驗前及試驗後7天調查觀察樹有發生柑橘木蝨的株數，根據調查結果計算有蟲株率、有蟲株率減退率。計算公式如下：

在各個方位的4株觀察樹中，選2株樹對其新梢上柑橘木蝨的發生量進行調查，共調查10株樹。每株樹的外圍、內膛分別按東、西、南、北、中五個方位進行標記、調查，共調查10個枝梢。在試驗前及試驗後7天調查柑橘木蝨活蟲數，根據調查結果計算株均蟲口數、株均蟲口減退率。計算公式如下：

1.3.3鏽蜘蛛防效

試驗前分別在A、B、C三個試驗點按東、西、南、北、中五點式取樣法隨機選取5點，每點定4株樹為觀察樹，對20株樹進行掛牌、標記。在試驗前及試驗後7天調查觀察樹果實上有發生鏽蜘蛛的株數，根據調查結果計算有蟲株率、有蟲株率減退率。計算公式同上。

在各個方位的4株觀察樹中，選2株樹對其果實上鏽蜘蛛的發生量進行調查，共調查10株樹。每株樹的外圍、內膛分別按東、西、南、北、中五個方位進行標記、調查，共調查10個果實。每個果實調查五個視野（30倍手持放大鏡）上的蟲口數。在試驗前及試驗後7天調查鏽蜘蛛活蟲數，根據調查結果計算株均蟲口數、株均蟲口減退率。計算公式同上。

1.3.4介殼蟲防效

試驗前分別在A、B、C三個試驗點按東、西、南、北、中五點式取樣法隨機選取5點，每點定4株樹為觀察樹，對20株樹進行掛牌、標記。在試驗前及試驗後7天調查觀察樹果實上有發生介殼蟲的株數，根據調查結果計算有蟲株率、有蟲株率減退率。計算公式同上。

在各個方位的4株觀察樹中，選2株樹對其果實上介殼蟲的發生量進行調查，共調查10株樹。每株樹的外圍、內膛分別按東、西、南、北、中五個方位進行標記、調查，共調查10個果實。在試驗前及試驗後7天調查介殼蟲活蟲數，根據調查結果計算株均蟲口數、株均蟲口減退率。計算公式同上。

1.4 植保無人機與傳統人工作業效率及作業成本對比

施藥時統計植保無人機作業與傳統人工作業的用時、用工，計算工作效率和工作成本。傳統人工採取高壓遠端噴藥機，由兩個工人一起實施田間操作。相關資料依據田間常規資料（高壓遠端噴藥機施藥：每667 m 2 人工費用為35元，每人每天工作時間為8 h，每人每天工作面積3 335 m 2 ，每667 m 2 所需藥液量為300 L；植保無人機施藥：每667 m 2 費用為45元）及市場價格（每升藥液單價為0。27元）。

1.5 資料統計分析

資料統計採用 Microsoft Excel 2007 進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 安全性分析

大疆T20植保無人機施藥後，持續觀察柑橘樹體生長髮育情況，發現各試驗點的樹體均表現安全，柑橘生長狀況良好，葉片生長正常，無任何藥害症狀，表明植保無人機的應用對柑橘生長安全。

2.2 柑橘木蝨防治效果分析

由表1、表2可知，利用植保無人機防治柑橘木蝨前，試驗點A、B、C三處有蟲株率分別為50。0%、25。0%及20。0%，株均蟲口數分別為3。1頭、2。3頭及2。2頭。經過防治，試驗點A、B、C三處有蟲株率均為0，株均蟲口數也均為0，有蟲株率減退率和株均蟲口減退率均達到100%。這說明利用植保無人機防治柑橘木蝨效果顯著，柑橘木蝨危害得到了有效控制。

表1　植保無人機防治柑橘木蝨有蟲株樹調查表

表2　植保無人機防治柑橘木蝨蟲口數調查表

2.3 鏽蜘蛛防治效果分析

由表3、表4可知，利用植保無人機防治鏽蜘蛛前，試驗點A、B、C三處有蟲株率均為100%，株均蟲口數分別為44。7頭、40。0頭及39。6頭。經過防治，試驗點A、B、C三處有蟲株率分別為80%、60%及60%，株均蟲口數分別為 17。6 頭、14。3 頭及 18。0 頭，有蟲株率減退率只有 20%~40%，株均蟲口減退率約為54%~64%。這說明利用植保無人機防治鏽蜘蛛效果不夠理想，鏽蜘蛛危害不能得到有效控制。

表3　植保無人機防治鏽蜘蛛有蟲株樹調查表

表4　植保無人機防治鏽蜘蛛蟲口數調查表

2.4 介殼蟲防治效果分析

由表 5、表 6 可知，利用植保無人機防治介殼蟲前，試驗點 A、B、C 三處有蟲株率分別為 30%、15%及15%，株均蟲口數分別為7。4頭、5。0頭及4。6頭。經過防治，試驗點A、B、C三處有蟲株率分別為15。0%、5。0%及10。0%，株均蟲口數分別下降至3。3頭、2。3頭及2。0頭，有蟲株率減退率分別為50。0%、66。7%及33。3%，株均蟲口減退率為55%左右。這說明利用植保無人機防治介殼蟲的效果不夠理想，介殼蟲危害不能得到有效控制。

表5　植保無人機防治介殼蟲有蟲株樹調查表

表6　植保無人機防治介殼蟲蟲口數調查表

2.5 植保無人機與傳統人工作業效率及作業成本對比分析

由表7可知，在作業效率方面，植保無人機作業面積20 010 m 2 ，用時3 h，人均作業面積可達6 670m 2 /h；相同的作業面積，需兩人同時用時3天才能完成，高壓遠端噴藥機器人均作業面積為420。21 m 2 /h。植保無人機人均作業面積約為高壓遠端噴藥機的16倍。植保無人機僅需一人操控即在3 h內將試驗區全部噴施一次，作業效率遠高於傳統人工作業。

表7　植保無人機與傳統人工效率對比

由表8可知，與傳統人工作業的藥液量300 L/667m 2 相比，植保無人機作業的藥液量僅12 L/667 m 2 ，其能夠節省96%的藥液量，從而大量減少藥物成本。植保無人機施藥成本比傳統人工作業節省22。2%，這說明植保無人機能夠降低成本。總體來看，植保無人機作業單位成本能夠比傳統人工作業降低69。65%。

表8　植保無人機與傳統人工作業成本對比

3 結論與討論

本研究利用大疆T20植保無人機防治A、B、C三個試驗點的柑橘主要蟲害效果有較大差別。研究結果表明，在防治柑橘木蝨方面，防治後三個試驗點的有蟲株率減退率和株均蟲口減退率均達到100%，這說明植保無人機噴藥作業在防治柑橘木蝨上效果顯著。本結果與唐明麗等 利用植保無人機飛防柑橘木蝨的研究結果相同。然而，在防治柑橘鏽蜘蛛和介殼蟲方面，利用植保無人機的防治效果沒有達到預期。

據悉，大疆T20植保無人機噴霧防治柑橘蟲害是從空中透過強壓把藥液噴成霧狀，霧化後的藥劑向下沉降。這就造成了果樹外圍表面可以完全覆蓋藥劑，而越接近樹體的內膛對藥劑的接觸則越少。首先，本研究在防治柑橘木蝨方面，柑橘木蝨危害都發生在新梢上，新梢的位置大都在果樹外圍，因此藥劑可以覆蓋到柑橘木蝨的發生點，實現完全防治。其次，本研究在防治柑橘鏽蜘蛛方面，從調查結果中發現，在果樹外圍的果實防治效果能達90%~100%，越靠近中心，防治效果越差，特別是內膛果防治效果極差。最後，本研究在防治介殼蟲方面，從調查結果中也發現外圍果實防效好於中心，而內膛果防治效果最差。鏽蜘蛛和介殼蟲蟲害整株果樹均有發生，特別是內膛，沉降式噴霧不能有效殺死內膛的害蟲，所以防效由外向內逐漸降低。黃俊源等利用植保無人機防治柑橘紅蜘蛛的防治效果與本研究結果相似，無人機對紅蜘蛛的防治效果由上中下三層依次降低，下層柑橘防治效果不理想。

針對鏽蜘蛛與介殼蟲防治效果較差可能還存在其他方面原因。一方面，試驗地點為老柑園，缺乏合理修剪，導致株間、行間嚴重鬱閉，枝葉互相遮擋，影響了無人機藥劑噴霧的覆蓋效果。另一方面，果園的鏽蜘蛛危害情況較嚴重，平均每個視野（30倍手持放大鏡）7~9只，基本遍佈整個果實，尤其是向陰面，導致防治難度增大。

近年來，植保無人機作為一種新型的農藥噴施技術手段，其在農機行業佔據重要地位。無人機在農業植保方面主要存在兩方面優勢：第一，與傳統人工作業相比，無人機農藥噴施具有飛行速度快、噴灑作業量大、操作靈活的優點，能夠提升工作效率，並且自動化程度高，減少操作人員與農藥的接觸；第二，無人機能夠有效地節約成本，不僅可以充分節約用水量和用藥量，充分提高資源的利用率，而且能夠降低人工成本。

儘管植保無人機有不少優點，但植保無人機在果樹防治中還存在一些問題需要進一步解決。第一，植保無人機精準施藥方面有待提升，由於果樹樹冠結構、枝葉形態與大田作物差異較大，鬱閉果園的內膛枝條和果實藥物難以附著和覆蓋，特別是對紅蜘蛛、鏽蜘蛛、介殼蟲等的防治效果較差；第二，植保無人機續航能力和承載藥液量需要進一步改進，大面積進行飛防作業時，需要頻繁更換電池及藥液，影響工作效率；第三，國家對植保無人機的補貼機制不夠完善，植保無人機價格較貴，行業門檻較高，且需要經過專業的培訓 。總體而言，植保無人機在果樹植保上的發展還需要不斷探索。

綜上所述，本研究利用大疆T20植保無人機防治柑橘木蝨效果顯著，並且安全、高效、節水、節藥、節成本，可以作為代替傳統人工防治的有效方式之一。透過植保無人機進行柑橘木蝨統防統治是10畝以上或以合作社形式連片栽培的橘園的最佳選擇，尤其針對具有良好的管理、合適的株行間距、適宜的枝葉修剪、疏密有致的橘園。而且利用大疆T20植保無人機對類似狀況橘園一些其他蟲害進行早期預防，也具有一定效果。本研究為植保無人機在柑橘主要害蟲防治中的合理應用提供參考，植保無人機在柑橘生產中的推廣應用具有廣闊的市場前景。