無人機噴施性誘劑迷向防治甘蔗條螟應用示范

徐福生，廖錫華，許漢亮，陳 光，李繼虎，毛永凱，林明江*

(1廣墾糖業(yè)集團有限公司，廣東湛江524033；2廣東省科學院南繁種業(yè)研究所，廣東廣州510316)

0 引言

甘蔗螟害一直是困擾廣東湛江蔗區(qū)甘蔗糖業(yè)健康發(fā)展的一個重要問題，在甘蔗苗期可通過使用高效低毒顆粒劑農(nóng)藥控制螟蟲為害，但在甘蔗生長中后期，目前使用的顆粒劑農(nóng)藥藥效難以有效控制螟蟲為害[1]，而幾種螟蟲中，甘蔗條螟是造成后期甘蔗產(chǎn)量損失最主要的螟蟲。在甘蔗生長中后期，植株高大容易倒伏，人工和機械操作都難以進入蔗田噴施農(nóng)藥防治螟蟲，而21世紀植保無人機的開發(fā)應用，給甘蔗生長中后期病蟲害的防控帶來了新希望。近年來，不少蔗區(qū)開始利用無人機噴灑農(nóng)藥進行病蟲害防控[2-5]，湛江農(nóng)墾也是其中使用無人機噴藥防蟲較早的單位[6]。大面積利用無人機噴施化學農(nóng)藥雖然能取得一定的病蟲草害防控效果，但在使用無人機噴施農(nóng)藥防治病蟲害的過程中，由于農(nóng)藥漂移污染周邊其他作物而導致賠償糾紛等問題時有發(fā)生[7-9]，使得在甘蔗生長中后期利用無人機噴藥防蟲的工作謹慎了許多。

近年來，廣東省科學院南繁種業(yè)研究所(原廣東省科學院生物工程研究所)成功研發(fā)了甘蔗條螟性誘劑迷向飛防劑型，于2016年和2017年分別在廣東湛江、廣西扶綏等蔗區(qū)進行試驗示范，取得了較好的效果[10-11]。原有技術的再創(chuàng)新使“性誘劑為核心的甘蔗螟蟲系統(tǒng)控制技術”再次被列為2020年廣東省農(nóng)業(yè)主推技術之一。為此，廣東廣墾糖業(yè)集團有限公司于2020年引進了該項技術，在廣東省科學院南繁種業(yè)研究所技術人員指導下，在廣墾糖業(yè)豐收公司蔗區(qū)開展了無人機噴施性誘劑防控甘蔗條螟的大面積技術示范，經(jīng)過雙方的共同努力，甘蔗條螟的飛防工作取得了較好的成效，利用無人機進行昆蟲性誘劑大面積飛防是性誘劑應用技術的再創(chuàng)新，本次技術示范對后續(xù)的相關應用技術研究具有較好的參考價值。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與設備

0.5%條螟性誘劑微膠囊劑(中試品)由廣東省科學院南繁種業(yè)研究所提供。大疆MG-1P RTK植保無人機由廣東廣墾農(nóng)機服務有限公司提供。

1.2 試驗示范地情況

試驗示范地位于雷州市調(diào)風鎮(zhèn)廣東省豐收糖業(yè)發(fā)展有限公司東湖隊(20°37′N，110°14′E)，磚紅壤土，pH 5.8，甘蔗連作地。各處理蔗田5～6月中耕培土時均施用了河南好年景生物發(fā)展有限公司藥肥1200 kg/hm2。示范區(qū)總面積250 hm2。以與示范區(qū)有較好隔離的鄰近蔗區(qū)為對照觀察，面積約10 hm2。對照區(qū)不噴施性誘劑，使用常規(guī)農(nóng)藥防治。

1.3 試驗方法

1.3.1 性誘劑迷向飛防時間

按照甘蔗條螟性誘劑迷向防治技術要求，選擇在第3、第4代甘蔗條螟成蟲盛發(fā)期在示范區(qū)各進行1次性誘劑飛防。根據(jù)甘蔗螟蟲測報情況，確定2020年第3代成蟲飛防時間為7月上旬；第4代成蟲飛防時間為8月底至9月初。

1.3.2 無人機噴灑作業(yè)

無人機飛防時飛行高度控制在高于葉冠層1.5～3.5 m范圍內(nèi)，以5 m/s勻速飛行，確保作業(yè)質(zhì)量。無人機在田間按“M”字形飛行路線噴灑，2噴幅間空1個噴幅不噴性誘劑(約6 m寬)，性誘劑微膠囊劑飛防用藥量600 mL/hm2，使用時稀釋10倍液，噴液量6000 mL/hm2。

1.3.3 性誘劑迷向飛防前蟲害基數(shù)調(diào)查

在6月底至7月初開展性誘劑迷向飛防前進行蟲害基數(shù)調(diào)查，分別按品種和植期調(diào)查迷向區(qū)和對照區(qū)(不噴性誘劑的處理)的蟲口基數(shù)，調(diào)查條螟花葉株(螟害株)率。

1.3.4 性誘劑飛防效果調(diào)查

在條螟對甘蔗不再造成新的為害時(即11月底)調(diào)查最終飛防效果。調(diào)查項目為蔗區(qū)螟蟲為害率(包括螟害株率、蟲節(jié)率、枯梢率)、甘蔗莖徑、株高和糖錘度檢測，根據(jù)2010年9月8日農(nóng)業(yè)部辦公廳發(fā)布“全國糖料高產(chǎn)創(chuàng)建萬畝示范片測產(chǎn)驗收辦法(試行)”(農(nóng)辦農(nóng)〔2010〕104號)的抽樣方法，示范區(qū)和對照區(qū)均選擇對應品種和植期甘蔗進行調(diào)查。示范區(qū)調(diào)查主要品種：桂糖08-120新植、桂糖42號宿根、柳城05-136新植，對照區(qū)調(diào)查主要品種：糖08-120新植、桂糖42號宿根、柳城05-136新植(為方便統(tǒng)計和區(qū)別不同田塊數(shù)據(jù)，分別以A代表桂糖08-120新植、B桂糖42號宿根、C柳城05-136新植品種，字母加數(shù)字代表不同調(diào)查片區(qū))。

1.4 數(shù)據(jù)分析

各項調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析所涉及的計算公式如下：

(1)螟害株率相對防效計算公式，如式(1)所示：

(2)蟲節(jié)率(%)=10株蔗莖有蟲節(jié)數(shù)/10株蔗莖總節(jié)數(shù)×100%

(3)枯梢率(%)=枯梢數(shù)/總株數(shù)×100%

(4)單莖重(kg/條)=莖徑2×株高×0.7854/1000

(5)理論蔗莖產(chǎn)量(kg)=單莖重(kg/條)×0.0667 hm2有效莖數(shù)(條/hm2)

對調(diào)查數(shù)據(jù)采用SPSS 17.0數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析方法進行處理。

2 結果與分析

2.1 條螟性誘劑迷向飛防對螟蟲控制效果

表1數(shù)據(jù)結果顯示，在甘蔗生長中后期連續(xù)噴灑條螟性誘劑防控第三、第四代條螟成蟲，防蟲效果明顯。在無人機噴施性誘劑迷向防控后，迷向區(qū)甘蔗的螟害株率，除柳城05-136新植C1片區(qū)較高為93.25%外，其余迷向區(qū)的螟害株率控制在60%以下，螟害株率最低的是桂糖08-120新植A1片區(qū)為27.00%，與其他片區(qū)防效比較差異顯著，性誘劑飛防迷向區(qū)的平均螟害株率為54.69%。對照區(qū)螟害株率最低的是桂糖08-120新植A3片區(qū)為87.00%，其余品種區(qū)域的螟害株率均為100%，據(jù)估算對照區(qū)的平均螟害株率達95.67%，明顯高于迷向區(qū)的54.69%。

條螟在甘蔗生長后期為害嚴重會造成甘蔗枯梢 (死尾)，枯梢率的多少也是判斷條螟為害輕重的重要指標。性誘劑飛防迷向區(qū)的枯梢率(見表1)最高為柳城05-136新植C1片區(qū)7.25%，均比對照區(qū)的低，與桂糖42號宿根B2和柳城05-136新植C2比較差異顯著，但與桂糖08-120新植A3差異不顯著。性誘劑飛防迷向區(qū)的平均枯梢率為4.03%，而對照區(qū)的高達24.75%，對照區(qū)的枯梢率比迷向區(qū)的高20.72%，2種處理的差別明顯。性誘劑飛防迷向區(qū)的枯梢率可以控制在10%以下，對于目前受螟蟲為害嚴重的湛江蔗區(qū)來說，這是一個比較好的防蟲效果，也是蔗區(qū)開展螟蟲綠色防控的好開端。

表1 條螟性誘劑迷向飛防效果

在蟲節(jié)率防控結果方面，性誘劑飛防迷向區(qū)平均蟲節(jié)率為7.11%，遠低于對照區(qū)平均蟲節(jié)率29.64%。其中，性誘劑飛防迷向區(qū)的蟲節(jié)率最高的是柳城05-136新植C1片區(qū)為16.39%，其余迷向處理片區(qū)蟲節(jié)率為5%以下，A1、A2、B1與C1的蟲節(jié)率比較差異顯著；性誘劑飛防迷向處理各品種片區(qū)蟲節(jié)率與對照區(qū)的B2和C2片區(qū)比較差異顯著，同品種和植期的A1、A2與對照區(qū)的A3比較差異顯著，C1的蟲節(jié)率比A3低3.84%，但兩者間差異不顯著。B2和C2片區(qū)是蟲節(jié)率最高的，分別達34.04%和34.65%，遠高于性誘劑飛防迷向區(qū)的，如此高的蟲節(jié)率對甘蔗的產(chǎn)量影響很大，同時也影響甘蔗糖分降低出糖率，增加制糖能耗，對工農(nóng)業(yè)都造成較大損失[12]。

2.2 條螟性誘劑迷向飛防前后的螟害株率變化及其防效

在實施螟蟲性誘劑飛防前，同一品種迷向區(qū)的螟害株率均比對照區(qū)高(見表2)，通過對條螟第3、第4代的成蟲實施性誘劑飛防后，迷向區(qū)甘蔗的螟害株率均比對照區(qū)同品種的低，螟害株率上漲的幅度遠低于對照區(qū)。從螟害株率相對防效情況看，A1片區(qū)的迷向防治效果最高達80.01%，C1片區(qū)的迷向防治效果最低，只有8.23%，性誘劑迷向飛防區(qū)螟害株率平均防治效果為47.54%。結合螟害株率上漲幅度變化和螟害株率相對防效分析，宿根蔗一般蟲害比新植蔗重，但新植蔗若是不能及時防控，后期蟲害的上升速度也很快，而蟲害控制效果與品種的感蟲性也有較大關系，柳城05-136品種屬于中等感蟲品種[13]，相對而言桂糖08-120和桂糖42號柳城05-136抗蟲性強些，同樣的防治措施實施后在柳城05-136品種上的防治效果會比桂糖08-120和桂糖42號的差。

表2 條螟性誘劑迷向飛防對螟害株率的相對防效

2.3 條螟性誘劑迷向飛防對甘蔗產(chǎn)量的影響

在甘蔗產(chǎn)量方面，由于5～7月受干旱影響，甘蔗生長受阻。相對上一個榨季，2020/21年榨季湛江的雷州、徐聞蔗區(qū)甘蔗普遍減產(chǎn)近15 t/hm2，而蟲害與旱情疊加加重了甘蔗受災損失，個別嚴重的地塊減幅達50%以上。

調(diào)查結果(見表3)顯示：性誘劑飛防迷向區(qū)A1片區(qū)平均株高為199.33 cm，是4個調(diào)查的迷向片區(qū)最矮的，與其他3個迷向片區(qū)的株高差異顯著(P＜0.05)，與對照區(qū)的A3、B2片區(qū)差異不顯著(P＜0.05)。但與A1片區(qū)相反A2片區(qū)卻是所有調(diào)查片區(qū)中株高最高的，除與B1片區(qū)株高差異不顯著外，與其他片區(qū)差異顯著，這主要原因是A1片區(qū)的桂糖08-120比其它片區(qū)種植時間遲了1個多月生長期不夠的緣故。在莖徑方面，除C1較矮，與其他片區(qū)差異顯著外，其他片區(qū)之間差異不顯著。甘蔗有效莖數(shù)最高的是A2片區(qū)，最低的是對照區(qū)的B2片區(qū)，兩者之間差異顯著(P＜0.05)，其余片區(qū)差異不顯著。迷向區(qū)和對照區(qū)的平均莖徑差別較小，對產(chǎn)量影響??；迷向區(qū)整體株高平均為223.61 cm，比對照區(qū)的高26.71 cm；有效莖數(shù)飛防迷向區(qū)平均為56014條/hm2，比對照區(qū)的50000條/hm2高401條/hm2；這預示性誘劑飛防迷向區(qū)的產(chǎn)量會比對照區(qū)的高。根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)預測產(chǎn)量結果也證實了預測情況，產(chǎn)量最高的是飛防迷向區(qū)的A2片區(qū)為94289.55 kg/hm2，最低的是對照區(qū)的B2片區(qū)為40190.85 kg/hm2，兩者之間差異顯著(P＜0.05)，A2片區(qū)與其他片區(qū)產(chǎn)量比較也差異顯著；預測平均產(chǎn)量性誘劑飛防迷向區(qū)是67092.45 kg/hm2，比對照區(qū)的52667.40 kg/hm2高14425.05 kg，即迷向區(qū)實施螟蟲性誘劑飛防減少產(chǎn)量損失13500 kg/hm2以上，防蟲效果明顯。

表3 性誘劑飛防對甘蔗產(chǎn)量的影響

3 結論與討論

3.1 實施條螟性誘劑迷向飛防技術控制螟蟲為害效果明顯

示范結果表明：甘蔗螟蟲性誘劑飛防迷向控制螟蟲具有明顯的效果。

3.1.1 螟害株率得到有效控制

從示范結果看，對照區(qū)的螟害株率都高達87%以上，甚至達100%為害株率，屬螟害嚴重水平，而迷向區(qū)通過2次性誘劑飛防，螟害株率除了柳城05-136新植C1片區(qū)異常較高為93.25%外，其余幾個迷向片區(qū)都控制在55%以下，屬于螟害中等偏上水平；即利用螟蟲性誘劑飛防，蔗區(qū)甘蔗螟蟲為害嚴重的勢頭得到有效遏制，迷向區(qū)平均螟害株率54.69%比對照區(qū)的95.67%降低40.98%，螟害株率平均防治效果為47.54%。

3.1.2 蟲節(jié)率控制效果凸顯

性誘劑飛防迷向區(qū)蟲節(jié)率最高是C1片區(qū)為16.39%，比對照區(qū)最低的A3片區(qū)20.23%要低，性誘劑飛防迷向區(qū)平均蟲節(jié)率為7.11%，遠低于對照區(qū)平均29.64%的蟲節(jié)率，顯示了螟蟲性誘劑飛防能夠很好地控制甘蔗生長中后期的螟蟲，降低蟲節(jié)率。

3.1.3 條螟枯梢率控制效果理想

條螟性誘劑飛防大幅減少了蔗田的條螟為害枯梢率，幾個迷向片區(qū)枯梢率最高為7.25%，性誘劑飛防迷向區(qū)平均枯梢率為4.03%，控制效果大大優(yōu)于對照區(qū)的24.75%。

3.1.4 甘蔗產(chǎn)量有保障

螟蟲性誘劑飛防迷向技術能夠較好地控制甘蔗螟蟲的為害，從而也對甘蔗產(chǎn)量起到較好的保障作用，實施螟蟲性誘劑飛防迷向區(qū)平均產(chǎn)量比對照區(qū)高13500 kg/hm2以上。

3.2 調(diào)查分析表明甘蔗品種抗蟲性的強弱對螟蟲防控效果有一定的影響

性誘劑飛防迷向區(qū)螟害株率相對防效最高為A1片區(qū)80.01%，最低為C1片區(qū)8.23%，不同片區(qū)的防控效果差別很大，這應該與對應品種的抗蟲性有較大關系。從結果看，柳城05-136品種屬中等感蟲品種[13]，在湛江蔗區(qū)嚴重的螟蟲為害壓力下，呈現(xiàn)出螟害率比其他2個品種嚴重的情況也是比較正常的，只有在大環(huán)境的蟲害壓力減少的情況下，該品種的螟害率才可能有較大改善。由此可知，品種抗蟲性對甘蔗螟蟲防控效果有不可忽視的影響，但近年來對品種培育過度偏重于早熟、高糖、高產(chǎn)，對品種的抗逆性研究有所減弱，對甘蔗品種抗蟲性品種的選育應用研究方面重視不夠，從而也成為導致目前蔗區(qū)病蟲害居高不下的一個重要因素[14]，所以在蟲害防控時重視并利用好品種抗蟲性會對蟲害防治效果有所提升[15]。

3.3 條螟性誘劑迷向飛防技術是一種綠色環(huán)保的防蟲技術，需要持續(xù)推進

利用無人機在甘蔗生長中后期大面積噴施廣譜殺蟲農(nóng)藥，由于這時的螟蟲多數(shù)是鉆蛀到蔗莖中，而極大部分天敵昆蟲是裸露在外的，農(nóng)藥在殺死螟蟲的過程中也更大程度地殺傷天敵昆蟲。自然界中天敵昆蟲和螟蟲的發(fā)生是屬于跟隨關系，噴施廣譜殺蟲農(nóng)藥后殘留未死的螟蟲再繁殖后代，其所受天敵昆蟲寄生或捕殺的壓力將大大降低，更容易造成螟蟲的再猖獗。這也就是不建議在甘蔗生長中后期進行大面積農(nóng)藥噴施防蟲的原因。本研究采用的條螟性誘劑飛防迷向技術是針對當前蔗區(qū)主要害蟲即條螟，不會傷害天敵昆蟲，也不會對桑葉和周邊環(huán)境造成污染，能夠比較理想的解決這一問題，是一種綠色環(huán)保的防蟲技術[16]。但湛江蔗區(qū)屬螟害重災區(qū)，螟蟲的防治難于一蹴而就，尤其是利用性誘劑、天敵昆蟲類的生物防治技術為主的害蟲長效防控技術策略，更需要循序漸進連續(xù)幾年的堅持，才會逐漸降低蔗區(qū)居高不下的螟害株率，并做到螟害率穩(wěn)定下降不出現(xiàn)大幅反彈。

3.4 傳統(tǒng)的甘蔗病蟲害防治技術還需要與現(xiàn)代的智能技術手段相結合

蔗田的病蟲害種類多，其防控是一個系統(tǒng)問題，制定害蟲的防治方案必須從蔗田的整個生態(tài)環(huán)境出發(fā)[16]，依靠單一技術不能完善的解決，需要多技術協(xié)調(diào)和集成[1]。除了性誘劑外，如前文提到的品種抗蟲性，還有天敵昆蟲、高效低毒農(nóng)藥，如何協(xié)調(diào)相關技術來針對不同時期害蟲的薄弱環(huán)節(jié)[17-18]，做到有的放矢，才能逐步形成一套較完善有效的甘蔗害蟲防控技術體系。隨著城鎮(zhèn)化進程的加快，從事傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)耕作的勞動力越來越少，勞動力成本將成為制約病蟲害防控技術快速應用推廣的重要因素，將傳統(tǒng)的病蟲害防治技術與先進的現(xiàn)代化智能技術手段結合，才能極大程度提升病蟲草害的防控效率和效果，為蔗區(qū)農(nóng)藥減量化使用探索更實用技術。