棉花栽培時的農(nóng)藥減施與增效技術(shù)

■ 王春華

〔杭州市農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)校，浙江杭州310022〕

一、棉花栽培中化學(xué)農(nóng)藥施用現(xiàn)狀

（一）化學(xué)農(nóng)藥施用量大

雖然棉花病蟲害種類多且危害性大，化學(xué)農(nóng)藥是農(nóng)民防治棉花病蟲害的主要手段，但是，化學(xué)農(nóng)藥的過量施用卻造成了農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量的損失。這與農(nóng)戶過量使用農(nóng)藥、縮短農(nóng)藥施用間隔期有很大關(guān)系，而且這種過量施藥的行為已經(jīng)成為目前農(nóng)戶用藥常態(tài)。

（二）化學(xué)農(nóng)藥過量的危害

1.導(dǎo)致農(nóng)業(yè)面源污染。

農(nóng)藥過量施用導(dǎo)致更多的藥物不能被充分吸收，以各種形式流失到土壤、水與空氣等各種介質(zhì)中，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)面源污染。同時，不科學(xué)施用會造成土壤板結(jié)，導(dǎo)致農(nóng)藥殘留量過高，對生態(tài)環(huán)境造成破壞。

2.降低棉花品質(zhì)。

農(nóng)藥過量使用會導(dǎo)致棉花表面有更多殘留，其他介質(zhì)中的農(nóng)藥也會被作物間接吸收，影響到棉花品質(zhì)。

3.危害農(nóng)戶的人身健康。

農(nóng)藥的配備與噴施過程皆會有藥物經(jīng)呼吸道、皮膚媒介進(jìn)入到人體中的隱患，引起慢性中毒或急性中毒。

4.日益增強(qiáng)的害蟲抗藥性。

隨著農(nóng)藥施用時間越來越長、用藥量越來越大，會逐漸提高蟲害的抗藥性。

5.破壞生物的多樣性。

施藥的不合理會給昆蟲種群、土壤微生物等非靶標(biāo)生物帶來危害，或影響到棉田的整體生物群落結(jié)構(gòu)［1］。

（三）化學(xué)農(nóng)藥施用過量的原因

從客觀上來說，高溫、多雨季節(jié)下濕熱的環(huán)境有利于病蟲害爆發(fā)，需要施用農(nóng)藥予以防治。

從主觀上來說，很多農(nóng)民覺得要提高用藥量來保證防治效果。有很多農(nóng)戶在病蟲害防治工作時存在著重治、輕防的想法，只有在病蟲害發(fā)生后才通過加大施藥量與施藥頻率來進(jìn)行治理。

（四）農(nóng)藥減施與增效技術(shù)備受重視

由于當(dāng)前農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全以及農(nóng)業(yè)面源污染問題愈發(fā)嚴(yán)重，我國政府對于過量施用化學(xué)農(nóng)藥的問題關(guān)注度和整治力度也越來越大，因此，“農(nóng)藥減量控害”被認(rèn)為對于促進(jìn)我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義，可采用高效的施藥機(jī)械來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的噴霧器，多采取綠色防控技術(shù)替代化學(xué)藥物的使用等來促進(jìn)農(nóng)藥減施的行動。如何進(jìn)一步減少棉花栽培時的農(nóng)藥施用量，仍然是我國農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的重點討論方向。

二、棉花栽培的農(nóng)藥減施與增效技術(shù)

（一）采取高效的施藥技術(shù)

1.科學(xué)施藥。

在當(dāng)前農(nóng)藥品類與施藥設(shè)備的前提條件下，致力于研發(fā)更科學(xué)的施藥方法，減少農(nóng)業(yè)浪費，提高農(nóng)藥利用率［2］。例如推廣藥劑的二次稀釋方法，像膠懸劑和可濕性粉劑等這類劑型的農(nóng)藥進(jìn)行藥液配置時，要求應(yīng)將少量的水放入小型容器當(dāng)中或是通過稀釋使農(nóng)藥變成母液、母粉等形式，將其攪拌溶于水中，稀釋原本的藥物濃度，目的是通過對農(nóng)藥的二次稀釋來避免藥劑沉淀，保證均勻噴灑。另外，二次稀釋方法與一次配置比較，更容易掌握合理的農(nóng)藥量，達(dá)到藥物減施的目的，同時和一次配置比較，對農(nóng)藥進(jìn)行二次稀釋也有利于準(zhǔn)確掌握農(nóng)藥施用量，易于準(zhǔn)確稱量和精準(zhǔn)用藥，從而達(dá)到提高農(nóng)藥施用效率的目的。據(jù)實踐經(jīng)驗總結(jié)來看，經(jīng)過二次稀釋之后得到的農(nóng)藥產(chǎn)品對于病蟲害的防治效果要更高于不進(jìn)行二次稀釋的農(nóng)藥防治效果。特別是在粉劑、水懸及油懸浮劑、水分散粒劑等這一類農(nóng)藥中，其實際應(yīng)用效果都會得到更大提升［3］。這一方法的優(yōu)點在于操作簡單、易掌握、無須過多資金支持，但缺點是這樣的操作會增多農(nóng)戶的施藥勞動時間，耗費一定的勞動力。

2.使用農(nóng)藥助劑。

優(yōu)先使用可吸收性強(qiáng)、黏附能力佳的藥劑，或?qū)⒑杏袡C(jī)硅等表面活性劑類農(nóng)藥助劑添加到農(nóng)藥中，這樣一來有利于提高農(nóng)藥葉面附著效率，減少藥物流失，提高農(nóng)藥使用效率。如選用高活性農(nóng)藥氟環(huán)唑、嘧菌酯類，相較于一般農(nóng)藥可減少使用量約60%。再如有機(jī)硅等農(nóng)藥增效劑和農(nóng)藥助劑，可以增強(qiáng)農(nóng)藥于棉花植株上的吸附以及滲透能力，減少約50%的農(nóng)藥用水量、約30%的用藥量［4］。以上提到的這些農(nóng)藥助劑通常價格都比較低，且操作起來也容易掌握，只需要投入少量的資金即可，不需要投入很大的勞動力。

3.采用高效的施藥機(jī)械。

在長時間的應(yīng)用中我們發(fā)現(xiàn)，由于傳統(tǒng)的背負(fù)式小型噴霧器有噴霧均勻性欠佳、重噴和漏噴等問題，因此導(dǎo)致農(nóng)藥的無端浪費，讓更多的農(nóng)藥侵及土壤造成農(nóng)業(yè)面源污染［5］。使用高效施藥機(jī)械代替?zhèn)鹘y(tǒng)機(jī)械，通過對噴霧粒徑大小的良好控制，使得噴施出的農(nóng)藥霧面更細(xì)、更均勻，在空氣中懸浮的時間更長、維持的藥效時間更久，以此來減少單位面積用藥量。

低容量噴霧器、自走式噴桿噴霧機(jī)與植保無人機(jī)等皆是目前棉田常用施藥機(jī)械，凸顯出節(jié)約勞動力、減少農(nóng)藥施用量、節(jié)約用水等優(yōu)勢。例如使用普通手動噴霧器，棉田用藥量約為750 kg/hm2（50 kg/畝），但使用低容量噴霧器，棉田可節(jié)省高達(dá)600 kg/hm2～735 kg/hm2（40 kg/畝～49 kg/畝）［6］。

航空植保技術(shù)最早源自美國、日本等發(fā)達(dá)國家，并已經(jīng)在很大程度上建立、完善了相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系與技術(shù)支持機(jī)構(gòu)。在航空植保機(jī)械的應(yīng)用上，主要是有人駕駛的固定翼飛機(jī)，這類飛機(jī)配有航空專用噴頭、霧滴漂移控制技術(shù)等，技術(shù)安全性高、作業(yè)效率高，不受作物長勢的限制。

我國基于這些經(jīng)驗的借鑒，充分研發(fā)了無人機(jī)技術(shù)，采用植保無人機(jī)的方式進(jìn)行打藥，既能減少施藥花費、又能提高作業(yè)效率。具體技術(shù)優(yōu)勢體現(xiàn)在：（1）可以減少藥物使用、節(jié)約水資源，無人機(jī)在執(zhí)行作業(yè)時，采取的是噴灑方法，尤其是低空噴灑技術(shù)可以節(jié)約50%的農(nóng)藥量與90%的用水量，大幅縮小成本的投入；并且無人機(jī)作業(yè)時，飛行速度快、施藥時間縮短，有利于減少對大氣、土壤和農(nóng)作物造成的進(jìn)一步危害，尤其是基于北斗導(dǎo)航技術(shù)的無人機(jī)作業(yè)，能實現(xiàn)更精準(zhǔn)且均勻地施藥；另外，變量施藥一直以來也是無人機(jī)發(fā)展的主要技術(shù)之一，不同于傳統(tǒng)施藥技術(shù)，變量施藥可以實現(xiàn)根據(jù)病蟲害發(fā)生程度、作物疏密程度等的按需、適量給藥，一方面有利于解決農(nóng)藥使用過量的問題，另一方面還有利于減少成本投入，從而提高應(yīng)用效率。（2）針對一些棉田處于不規(guī)則地塊，或田內(nèi)田邊有障礙物的，如電線桿、樹木等，這時無人機(jī)技術(shù)出現(xiàn)的重復(fù)噴灑和漏噴問題，可以通過避障技術(shù)的研究來解決，例如基于激光位移傳感器的避障技術(shù)，其關(guān)鍵技術(shù)包括：飛前的自檢、數(shù)據(jù)自動采集、有效數(shù)據(jù)塊提取、障礙物基本參數(shù)計算和障礙物模式識別等；通過室外飛行測試證實該技術(shù)能夠檢測到未知環(huán)境下的障礙物角度與距離，較準(zhǔn)確地判斷植保作業(yè)環(huán)境中存在的典型障礙物，能夠在飛行過程當(dāng)中實現(xiàn)動態(tài)避障，基本可以確定該技術(shù)應(yīng)用的有效性與可行性。（3）減漂技術(shù)，基于射流技術(shù)的減漂噴頭目前在無人機(jī)中也有廣泛應(yīng)用，該技術(shù)是在噴頭的內(nèi)部把空氣與藥液混合形成二相流、予以霧化成液滴進(jìn)行噴灑使用；另外一種技術(shù)是基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的，在農(nóng)田無人機(jī)施藥架構(gòu)中，傳感器把農(nóng)藥的沉積信息傳輸?shù)綗o人機(jī)控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)便可以此作為參考實時修正飛機(jī)的航線，確保噴灑的霧滴可以在最大限度上落到靶標(biāo)區(qū)域范圍內(nèi)，起到增效減施的作用。

4.使用精準(zhǔn)的施藥技術(shù)。

精準(zhǔn)的施藥技術(shù)具體是指在選擇用藥時，需要結(jié)合病蟲害實際發(fā)生地塊的病情明確用藥量，再使用高效噴霧技術(shù)、變量施藥技術(shù)予以精準(zhǔn)施藥，實現(xiàn)按需用藥。其中，滴灌施藥技術(shù)是一種精準(zhǔn)施藥方法，其流程為：測定發(fā)病指數(shù)→精準(zhǔn)配置藥液→農(nóng)藥噴灑→噴藥后的檢查→觀察效果［7］，以此實現(xiàn)農(nóng)藥使用量減少、農(nóng)藥使用率的提高。

美國棉花種植大州得克薩斯的聯(lián)合使用監(jiān)控蟲害技術(shù)、精準(zhǔn)施藥技術(shù)，減少了農(nóng)田用藥量［8］。可見，采取精準(zhǔn)施藥技術(shù)不僅能夠減少勞動力的投入，而且能減少農(nóng)藥的使用成本。但是由于其中涉及對地理信息技術(shù)、GPS、實時信息采集與處理系統(tǒng)等新型技術(shù)的使用，因此操作要領(lǐng)比較復(fù)雜，這也對使用者的綜合素質(zhì)提出了較高要求，所以在資金的投入上和技術(shù)的采納上風(fēng)險性都要較其他幾種技術(shù)高。

（二）積極采用綠色防控技術(shù)

物理防控技術(shù)是利用了害蟲對于光、熱、電等物理環(huán)境條件的趨向性特質(zhì)展開的病蟲害防治。目前常采取的手段有色誘版、色譜、性引誘劑、頻振式殺蟲燈、避雨控病技術(shù)等。

在生物防治技術(shù)中，抗生素類農(nóng)藥和天敵生物類化學(xué)藥物的應(yīng)用有增效減施的作用。另外，地膜覆蓋栽培技術(shù)的應(yīng)用也能充分起到增效減施的作用，地膜覆蓋技術(shù)有著增溫、保墑與生物增產(chǎn)效應(yīng)，既能在一定程度上克服氣候因素給棉花生產(chǎn)造成的限制，又能保證棉花全苗、壯苗，促進(jìn)根系的發(fā)育和生長，使棉株生育進(jìn)程加快，提高棉花產(chǎn)量與效益。在長時間的探索中發(fā)現(xiàn)，與普通地膜存在難降解、難回收、破壞土壤結(jié)構(gòu)等問題相比，生物降解地膜作為一種綠色環(huán)保技術(shù)能夠?qū)γ藁ㄞr(nóng)藝性狀產(chǎn)生積極影響。生態(tài)降解膜的降解過程：先是降低拉力與伸長率，出現(xiàn)部分小孔，繼續(xù)降解后，小孔變?yōu)榇罂祝诘啬嗔焉扉L率快要達(dá)到零時，地膜會變脆，易于被水浸潤，受到光、熱條件及微生物的作用，地膜最終被降解成二氧化碳與水，消失不見。

采取的農(nóng)業(yè)防治技術(shù)還有：強(qiáng)化對棉花田的耕作管理、采用抗病的新型棉花品種、采取農(nóng)作物間作套種技術(shù)等。其中可以采用有機(jī)肥與化肥合理混施的方式來減少化肥使用量，將有機(jī)肥與化肥合理配施是增效減施的必然趨勢，有機(jī)肥可作為基肥使用，種植前翻耕入土，化肥既可用作基肥、也可用作追肥，隨水沖施。一般在具體應(yīng)用上，可選擇減施肥料總量的10%、20%和30%，并配施與其等量的生物有機(jī)肥。土壤養(yǎng)分作為棉花生長的主要營養(yǎng)來源，生物有機(jī)肥施入土壤后其自身含有大量能夠被作物吸收、利用的養(yǎng)分，并能促進(jìn)土壤中固持養(yǎng)分的釋放，從而增加土壤養(yǎng)分含量。筆者認(rèn)為生物有機(jī)肥施入土壤中，一方面得益于其自身所含的有益微生物，另一方面是得益于生物有機(jī)肥自身所含有的營養(yǎng)成分可以促進(jìn)土壤微生物的增殖，從而增多土壤中的微生物數(shù)量，由微生物分泌的酸類物質(zhì)釋放到土壤中，增加了土壤固持的養(yǎng)分量。

（三）調(diào)整種植結(jié)構(gòu)、優(yōu)先選擇節(jié)藥型品種

不同作物間病蟲害發(fā)生情況也不同，一些品種的棉花單位面積對藥物的需求量本就高于其他棉花品種，當(dāng)這些用藥需求量高的棉花品種種植比例加大時，顯然會增大總體藥物使用量。為此，有必要引導(dǎo)農(nóng)戶種植節(jié)藥型棉花品種，減少化學(xué)農(nóng)藥的施用量。

三、結(jié)論

針對過量施用化學(xué)農(nóng)藥造成對環(huán)境及個體健康危害的問題，采取農(nóng)藥減施與增效技術(shù)非常迫切。在棉花栽培中通過采取高效施藥機(jī)械、精準(zhǔn)施藥技術(shù)、綠色防控技術(shù)、選用節(jié)藥型作物品種等方法來實現(xiàn)農(nóng)藥減量增效有重要意義。