玉米田增效劑及藥劑減施措施對農(nóng)藥沉積分布的影響

付開赟，王志慧，丁新華，吐爾遜·阿合買提，王小武，賈尊尊，阿爾孜姑麗·肉孜，郭文超

(1.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部西北荒漠綠洲作物有害生物綜合治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，烏魯木齊 830091；2.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院微生物應(yīng)用研究所/新疆特殊環(huán)境微生物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，烏魯木齊 830091；3.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，烏魯木齊 830052)

0 引 言

【研究意義】玉米是新疆第2大糧食作物，播種面積自2007年的52.6×104hm2(789.14萬畝)逐年增加，于2017年后逐漸穩(wěn)定在100×104hm2(1 500萬畝)。近年來亞洲玉米螟Ostriniafurnacalis( Guenée)已成為限制玉米產(chǎn)量提高的重要因素[1-3]。玉米屬高稈密植作物，常規(guī)的手壓式背負(fù)噴霧器防效差、農(nóng)藥利用率低[4,5]，植保無人飛機(jī)施藥作為一種低容量和超低容量施藥技術(shù)[6]，相比傳統(tǒng)施藥器械，具有效率高、防效佳、控制靈活、對作物友好、省水省藥特點(diǎn)[7]，可提高作業(yè)效率，亦可降低防治成本[8,9]。【前人研究進(jìn)展】無人機(jī)防治存在蒸發(fā)損失、漂移損失以及靶標(biāo)流失等問題[10]，使用適用于航空噴施作業(yè)的抗蒸發(fā)、防漂移、附著力強(qiáng)的專用助劑，是降低風(fēng)險(xiǎn)的重要手段。何玲等[9]通過添加飛防助劑烈鷹的植保無人機(jī)噴施試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，添加飛防助劑可以顯著提高霧滴沉積量以及有效沉積率；白雪峰等[11]通過添加飛防助劑邁飛發(fā)現(xiàn)，在原藥減量30%水平下防效高于未添加助劑處理，且防治成本更低；袁會珠等[12]研究表明，添加助劑可以減少藥液流失?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】在藥液中加增效劑，能夠增強(qiáng)農(nóng)藥粘著、擴(kuò)散和滲透性能，提高藥效，從而減少農(nóng)藥用量[13]，是目前化學(xué)防治的熱點(diǎn)，但是對于增效劑在無人機(jī)防治時農(nóng)藥利用率的研究較少。需研究玉米田增效劑及藥劑減施措施對農(nóng)藥沉積分布的影響?！緮M解決的關(guān)鍵問題】采用大疆T16型無人機(jī)在玉米抽穗期進(jìn)行噴霧施藥處理，添加飛防助劑配合不同增效劑(激健、輝豐、歐克森)及藥劑減施梯度處理，研究飛防助劑配合3種新型增效劑及藥劑減施在無人機(jī)防治時對農(nóng)藥利用率的影響，為無人機(jī)防治的農(nóng)藥利用率方面提供技術(shù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

1.1.1 噴霧試劑及藥劑

34%乙多·甲氧蟲(商品名：斯品諾)懸浮劑(SC)，美國科迪華公司生產(chǎn)；20%氯蟲苯甲酰胺(商品名：康寬)懸浮劑(SC)，美國杜邦公司生產(chǎn)；噴霧指示劑誘惑紅，北京索萊寶科技有限公司生產(chǎn)；無人機(jī)專用增效劑邁道，中國化工集團(tuán)有限公司生產(chǎn)；增效劑1：激健，四川蜀峰化工有限公司生產(chǎn)；增效劑2：輝豐，江蘇輝豐農(nóng)化股份有限公司生產(chǎn)；增效劑3：歐克森，西班牙艾普公司生產(chǎn)。

1.1.2 儀器

小型無人機(jī)超低量噴霧處理采用大疆T16型植保無人機(jī)，大疆創(chuàng)新科技有限公司。該機(jī)為電動多旋翼無人機(jī)，噴灑系統(tǒng)配備4個液泵及8個噴頭，噴頭為壓力噴頭，噴灑流量可調(diào)節(jié)。作業(yè)時無人機(jī)飛行高度2 m，飛行速度5 m/s，噴幅為6 m，載藥量16 L/架。

V-5000型可見分光光度計(jì)，上海元析儀器有限公司；5 mL注射器，陜西龍康鑫醫(yī)療器械有限公司；0.45 μm水系濾膜，天津市領(lǐng)航實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；EX125D型電子天平，奧豪斯儀器(常州)有限公司。

1.2 方 法

1.2.1 采集點(diǎn)布卡

試驗(yàn)于2019年6月23日在新疆伊犁哈薩克自治州伊寧縣伊克溫村(E：81°54′88″，N：43°90′08″)進(jìn)行。試驗(yàn)田前茬作物為玉米，種植品種為中地88，種植密度為9株/m2，玉米平均高度為1.8 m，平均溫度為21.5℃，平均相對濕度59%。小型無人機(jī)處理小區(qū)長350 m，寬12 m，面積4 200 m2，共設(shè)9個處理，每個處理重復(fù)3次，各小區(qū)隨機(jī)區(qū)組排列，每個小區(qū)之間設(shè)寬3 m保護(hù)行。噴霧開始前，在試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)布置濾紙。在小區(qū)中心及兩側(cè)間隔3列玉米植株布紙，每排間隔10 m，每小區(qū)布紙9株玉米。在每株玉米第1片葉片、第5葉片及第8片葉片用長5 cm的曲別針固定20 cm×20 cm的濾紙。圖1

注：a:玉米植株上、中、下層濾紙布置 b:大疆T16型植保無人機(jī)正面圖; c、d:無人機(jī)試驗(yàn)過程

1.2.2 田間噴霧試驗(yàn)

設(shè)9個處理，誘惑紅作為指示劑[14]，無人機(jī)噴霧處理誘惑紅用量為44.07 g/hm2。待噴霧結(jié)束后，待濾紙藥液自然晾干，依次將卡片回收并用7號自封袋裝好，并做好標(biāo)記。同時每一小區(qū)隨機(jī)采5株玉米的全部葉片，分別裝入10號自封袋中，并做好標(biāo)記，將濾紙及葉片帶回實(shí)驗(yàn)室。表1

1.2.3 無人機(jī)噴霧霧滴沉積密度測定

將帶回的卡片使用掃描儀進(jìn)行掃描，利用DepositScan軟件分析。霧滴沉積密度即霧滴測試卡每平方厘米霧滴數(shù)[15]。

1.2.4 無人機(jī)噴霧霧滴沉積量測定

霧滴沉積量測定需要先進(jìn)行濃度-吸光度標(biāo)定。準(zhǔn)確稱量2.0 mg誘惑紅置于100 mL容量瓶中，用蒸餾水定容，得到質(zhì)量濃度為20.0 mg/L的誘惑紅溶液，分別加入蒸餾水稀釋得到質(zhì)量濃度為0.5、1.0、5.0/10.0 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液。參考石鑫[16,17]方法，利用V-5000可見分光光度計(jì)在514 nm波長下測定各濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光值，每個濃度連續(xù)測定3次。取吸光度平均值，通過線性回歸擬合的吸光值與誘惑紅濃度的線性回歸方程為ρs=0.045x-0.006(R2=0.999 1)，ρs為測定的吸光值，x為誘惑紅的質(zhì)量濃度。圖2

表1 藥劑用量與處理

圖2 誘惑紅濃度與吸光值標(biāo)準(zhǔn)曲線

測定霧滴沉積量時向每個裝有濾紙的自封袋中加入5 mL蒸餾水，震蕩洗滌10 min，至濾紙上的誘惑紅全部洗入溶液中，后用帶有0.45 μm水系濾膜的注射器過濾洗滌液，在514 nm波長下分別測定洗脫液的吸光值ρs，根據(jù)公式(1)計(jì)算單位面積上的農(nóng)藥沉積量(μg/cm2)。

(1)

式中，β:沉積量，(μg/cm2)；ρs:樣品吸光值；ρd:空白對照吸光值；F:風(fēng)光光度計(jì)讀書與誘惑紅的關(guān)系(標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率值)(μg/mL)/讀數(shù)單位；V:洗脫液體積(mL)；A:濾紙的面積(cm2)。

1.2.5 無人機(jī)噴霧藥液有效沉積利用率的測定

向每個裝有玉米葉片的自封袋中加入100 mL蒸餾水，震蕩洗滌10 min，確保將葉片上的誘惑紅完全洗入溶液中后用帶有0.45 μm水系濾膜的注射器過濾洗滌液，在514 nm波長下分別測定洗脫液的吸光值ρs，根據(jù)公式(2)計(jì)算農(nóng)藥沉積利用率。

(2)

β%：玉米的農(nóng)藥沉積利用率(%)；ρs：樣品的吸光值；ρd：空白對照的吸光值；F：風(fēng)光光度計(jì)讀書與誘惑紅的關(guān)系(標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率值)，(μg/mL)/讀數(shù)單位；V：洗脫液體積(mL)；ρ：種植密度(株/m2)；N：取樣植株數(shù)量；M：單位面積誘惑紅的施用總量(g/hm2)

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Micriosoft Excel 2010及 IBM SPSS 26.0統(tǒng)計(jì)分析軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，顯著性分析采用Duncan氏新復(fù)極差法。

2 結(jié)果與分析

2.1 藥劑減施措施對玉米植株霧滴分布的影響

研究表明，玉米植株上、中、下層沉積量分別為0.556、0.283、0.164 μg/cm2；在15%減藥水平下(446.25 mL/hm2)玉米植株上、中、下層沉積量分別為0.485、0.231、0.124 μg/cm2，較田間適宜用藥量(減施0%水平)在玉米植株上、中、下層沉積量無顯著性差異；在30%減藥水平下(24.50 mL/667m2)在玉米植株上、中、下層有最大沉積量，分別為0.820、0.553、0.329 μg/cm2，較減施0%水平在玉米植株上層差異不顯著，相比減施0%水平略高0.264 μg/cm2。故就沉積量而言藥劑減施措施對其無顯著性影響，減施30%條件下在玉米植株上有最大沉積量。

農(nóng)藥減施的處理沉積利用率較原濃度處理則表現(xiàn)出減施0%水平 = 53.99%>減施15%水平 = 48.49% >減施30%水平 = 8.39%，且無顯著性差異。

農(nóng)藥減施的處理霧滴密度較原濃度處理組間，及上層、中層、下層之間表現(xiàn)無顯著性差異。各處理組的霧滴密度呈中層>上層>下層的，但差異未達(dá)到顯著性水平。表2

表2 玉米田不同處理下農(nóng)藥霧滴沉積量及沉積利用率變化

2.2 飛防助劑邁道在玉米田對農(nóng)藥霧滴分布的影響

研究表明，添加邁道處理在玉米田中對農(nóng)藥霧滴沉積量的影響不顯著。添加邁道在20%氯蟲苯甲酰胺SC及34%乙多·甲氧蟲SC均高于不添加邁道處理，其中34%乙多·甲氧蟲SC在添加邁道處理下在植玉米植株上、中、下層有最大沉積量，分別為0.556、0.283、0.112 μg/cm2。各處理中添加邁道處理對玉米上層影響最大，噴施20%氯蟲苯甲酰胺SC中添加邁道較未添加處理在植玉米植株上、中、下層分別增加了0.56、0.38、0.011 μg/cm2；噴施34%乙多·甲氧蟲SC中添加邁道較未添加處理在植玉米植株上、中、下層分別增加了0.333、0.85、0.027 μg/cm2。

沉積利用率各處理間則表現(xiàn)出添加無人機(jī)飛防助劑處理顯著高于未添加處理，且2種藥劑之間無顯著性差異。在添加邁道條件下，噴施34%乙多·甲氧蟲SC有最大沉積利用率，為53.99%，而噴施20%氯蟲苯甲酰胺SC的沉積利用率為53.75%，均顯著高于未添加處理組，其中噴施34%乙多·甲氧蟲SC的沉積利用率最低，僅為42.96%，飛防助劑對于藥劑34%乙多·甲氧蟲SC在沉積利用率方面的影響較大，在田間生產(chǎn)中應(yīng)使用飛防助劑。

添加無人機(jī)飛防助劑的處理顯著高于顯著高于未添加處理，且2種處理藥劑在添加/未添加無人機(jī)飛防助劑條件下對霧滴密度無顯著性差異。及上層、中層、下層之間表現(xiàn)無顯著性差異。各處理組的霧滴密度呈中層>上層>下層的，但差異未達(dá)到顯著性水平。表2

2.3 添加增效劑在玉米田農(nóng)藥霧滴分布的影響

研究表明，以34%乙多·甲氧蟲SC施用量為367.5 mL/hm2時未添加增效劑處理沉積量顯著高于添加增效劑處理組，其在玉米植株上、中、下層有最大沉積量，分別為0.820、0.553 、0.329 μg/cm2；添加增效劑處理間在玉米植株上、中、下層的沉積量無顯著性差異，其中添加歐克森在玉米植株上、中、下層較大，分別為0.498、0.221、0.099 μg/cm2，添加輝豐在玉米植株上、中、下層沉積量最低，分別是0.380、0.177、0.106 μg/cm2。

對于沉積利用率各處理間則表現(xiàn)出添加激健處理>添加輝豐處理>添加歐克森處理>未添加增效劑處理，各添加增效劑處理間無顯著性差異。添加增效劑處理沉積利用率均達(dá)52%以上。

霧滴密度，添加增效劑處理組之間無顯著性差異。各處理組的霧滴密度呈中層>上層>下層的，但差異未達(dá)到顯著性水平。表3

表3 玉米田不同處理下農(nóng)藥霧滴密度變化

3 討 論

添加飛防助劑邁道更有利于提高藥劑在玉米植株上的霧滴密度、沉積量及沉積利用率。研究添加助劑可改變藥液的表面張力、黏度、鋪展系數(shù)、揮發(fā)度等性質(zhì)，有利于藥液霧化的均勻性和霧滴沉降，提高霧滴附著率、滲透性及減少飄移，從而提高霧滴的沉積量[9,18,19]。試驗(yàn)的結(jié)果亦可見在施藥量為525.00 mL/hm2時添加飛防助劑邁道后，霧滴沉積量增加，添加助劑后藥液穿透能力增強(qiáng)，更有利于在玉米植株的有效沉積。

4 結(jié) 論

減施30%較減施0%處理中在玉米植株上有最大沉積量且沉積利用率可達(dá)45.60%，合理添加增效劑實(shí)現(xiàn)減施30%農(nóng)藥對農(nóng)藥利用率并無影響；添加無人機(jī)飛防助劑在玉米上對藥劑上層沉積量有顯著影響，對玉米植株中、下層沉積量無顯著影響，但對沉積利用率有較大影響。在大田生產(chǎn)中合理添加飛防助劑及增效劑。

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