棉花栽培時(shí)的農(nóng)藥減施與增效技術(shù)

常巧真，張洪浩，李 林

（博州農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，新疆 博樂 833400）

棉花屬于我國重要的支柱性產(chǎn)業(yè)，對于全國GDP的增長具有重要意義，在沙漠增綠、農(nóng)民增收、企業(yè)增效以及生態(tài)環(huán)境改善等多方面都發(fā)揮著重要作用。農(nóng)藥是農(nóng)業(yè)中、防治病蟲害以及調(diào)節(jié)植物生長所使用的化學(xué)調(diào)節(jié)劑，一直以來，農(nóng)藥都在棉花的栽培與生長發(fā)育中承擔(dān)著重要作用，對于實(shí)現(xiàn)棉田的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)有重要意義。但是在栽培實(shí)際中，農(nóng)藥的大量以及不科學(xué)施用，反而會(huì)加大棉花栽培成本，造成環(huán)境污染，影響棉花纖維品質(zhì)。因此，提出農(nóng)藥減施與增效技術(shù)的應(yīng)用對于實(shí)現(xiàn)棉花栽培的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)有一定參考價(jià)值。

1 棉花栽培中化學(xué)農(nóng)藥施用現(xiàn)狀

1.1 化學(xué)農(nóng)藥施用量大

棉花病蟲害種類多且危害性大，而化學(xué)農(nóng)藥則是農(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)。

1.2 化學(xué)農(nóng)藥過量的危害

第一，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(shí)，不科學(xué)施用會(huì)造成土壤板結(jié)，導(dǎo)致農(nóng)藥殘留量過高，給生態(tài)環(huán)境埋下潛在威脅隱患。

第二，降低棉花品質(zhì)。農(nóng)藥過量使用會(huì)導(dǎo)致棉花表面有更多殘留，其它介質(zhì)中的農(nóng)藥也會(huì)被作物間接吸收，影響到棉花品質(zhì)。

第三，危害農(nóng)戶的人身健康。農(nóng)藥的配備與噴施過程皆會(huì)有藥物經(jīng)呼吸道、皮膚等媒介進(jìn)入到人體中的隱患，引起慢性中毒或急性中毒。

第四，日漸提高的害蟲抗藥性。隨著農(nóng)藥施用時(shí)間越來越長、用藥量越來越大，會(huì)逐漸提高蟲害的抗藥性。

第五，破壞生物的多樣性。施藥的不合理會(huì)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)。

1.3 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)境有利于病蟲害暴發(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。而且有很多農(nóng)戶在病蟲害防治工作者存在著重治、輕防的想法，只有在病蟲害發(fā)生后通過加大施藥量與施藥頻率來進(jìn)行治療。

1.4 農(nóng)藥減施與增效技術(shù)備受重視

基于當(dāng)前農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全以及農(nóng)業(yè)面源污染問題的愈漸突出，我國政府對于過量施用化學(xué)農(nóng)藥的問題關(guān)注度、整治力度也越來越大。至此，“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?？刹捎酶咝У氖┧帣C(jī)械來代替劣質(zhì)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(dòng)。當(dāng)然，如何進(jìn)一步減少棉花栽培時(shí)的農(nóng)藥施用量，仍然是我國農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的重點(diǎn)討論方向。

2 棉花栽培的農(nóng)藥減施與增效技術(shù)

2.1 采取高效的施藥技術(shù)

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(fèi)，提高農(nóng)藥利用率。

例如推廣藥劑的二次稀釋方法，像是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(shí)，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，攪拌將其溶于水中，稀釋原本的藥物濃度。這樣做的目的是旨在通過對農(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，通過嚴(yán)稱取藥物，達(dá)到藥物減施的目的。同時(shí)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)確的稱量和精準(zhǔn)的用藥，從而達(dá)到提高農(nóng)藥施用效率的目的。據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)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、水懸及游懸浮劑、水分散粒劑等這一類農(nóng)藥中，其實(shí)際應(yīng)用效果都會(huì)得到更大提升。這一方法的優(yōu)點(diǎn)在于操作簡單、易掌握、無需過多資金支持，但是缺點(diǎn)是這樣的操作會(huì)增多農(nóng)戶的施藥勞動(dòng)時(shí)間，也就是會(huì)耗費(fèi)一定的勞動(dòng)力。

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)藥于棉花植株上的展布、吸附以及滲透能力，可以減少約50%的農(nóng)藥用水量、約30%的用藥量。以上提到的這些農(nóng)藥助劑通常價(jià)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(dòng)力。

傳統(tǒng)的背負(fù)式小型噴霧器，在長時(shí)間的應(yīng)用中我們發(fā)現(xiàn)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(fèi)，又及更多的農(nóng)藥侵及土壤，造成農(nóng)業(yè)面源污染。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)藥屋面更細(xì)、更均勻，在空氣中懸浮的時(shí)間更長、維持的藥效時(shí)間更久，以此來減少單位面積用藥量。

低容量噴霧器、自走式噴桿噴霧劑與植保無人機(jī)等皆是目前棉田常用施藥機(jī)械，凸顯出有節(jié)約勞動(dòng)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(dòng)噴霧器，棉田用藥量約為50kg/667m，但使用低容量噴霧器，棉田可節(jié)省高達(dá)40～49kg/667m。

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(yàn)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(fèi)、又能提高作業(yè)效率。具體分析技術(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(shí)，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，大幅減小成本的投入；并且無人機(jī)作業(yè)時(shí)，飛行速度快、施藥時(shí)間縮短，有利于減少對大氣、對土壤和對農(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(shí)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(shí)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，總而提高應(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(shí)無人機(jī)技術(shù)體現(xiàn)出的重復(fù)噴灑和漏噴問題，可以通過避障技術(shù)的研究來予以完善，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(dòng)采集、有效數(shù)據(jù)塊地提取、障礙物基本參數(shù)的計(jì)算和障礙物模式識(shí)別等；通過室外飛行測試正式該技術(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(shí)現(xiàn)動(dòng)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；另外還要一種技術(shù)是基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的，在這一農(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(shí)時(shí)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。

精準(zhǔn)的施藥技術(shù)具體是指在選擇用藥時(shí)，需要結(jié)合病蟲害實(shí)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(shí)現(xiàn)按需用藥。其中，滴灌施藥技術(shù)便是一種精準(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。實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥使用量減少、農(nóng)藥使用率的提高。

美國棉花種植大洲Texas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。綜而可見，采取精準(zhǔn)施藥技術(shù)不僅能夠減少勞動(dòng)力的投入，而且也能減少農(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(shí)時(shí)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(xiǎn)性都要較其他幾種技術(shù)高。

2.2 積極采用綠色防控技術(shù)

物理防控技術(shù)具體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、狀苗，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(shí)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?，在地膜斷裂伸長率快要達(dá)到零時(shí)，地膜會(huì)變脆，易于被水浸潤，受到光、熱條件及微生物的作用，地膜最終會(huì)被降解成二氧化碳與水，消失不見。

農(nóng)業(yè)防治技術(shù)的采取還有：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，綜而使土壤養(yǎng)分含量增加。認(rèn)為是生物有機(jī)肥施入了土壤中，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。

2.3 調(diào)整種植結(jié)構(gòu)、有優(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是高于其他棉花品種的，而若是這些用藥需求量高的棉花作物種植比例加大時(shí)，顯然也會(huì)增多總體藥物使用量。所以，識(shí)別有嚴(yán)重農(nóng)業(yè)面源有嚴(yán)重污染的區(qū)域、農(nóng)藥施用強(qiáng)度非常高的區(qū)域等，有必要引導(dǎo)這些區(qū)域的農(nóng)戶施用節(jié)藥型棉花品種，顯著減少化學(xué)農(nóng)藥的施用量。

3 結(jié)論

針對過量施用化學(xué)農(nóng)藥造成對環(huán)境及個(gè)體健康的危害，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(shí)現(xiàn)農(nóng)藥減量施與增效有重要意義。