應(yīng)用無人機(jī)噴施組合藥劑防治松材線蟲病研究

謝春春，趙銳，蔣麗雅*，劉偉，商洪溢，李娜，馬海濤

（1.山東瑞達(dá)生態(tài)技術(shù)有限公司，山東 濟(jì)南 250000；2.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，北京 100083；3.威海市文登區(qū)自然資源局，山東 威海 264400）

我國自1982年首次發(fā)現(xiàn)松材線蟲病以來，各級政府及林業(yè)主管部門投入大量人力、物力組織防治，但疫情仍在不斷擴(kuò)散蔓延[1-4]。傳統(tǒng)的防治方法、防治理念缺乏開放、創(chuàng)新意識，在一定程度上制約了對松材線蟲病疫情的有效控制，迫切需要引入新的防治理念，積極探索和應(yīng)用有效防控技術(shù)，提高防控成效。

2021年，筆者在膠東半島地區(qū)威海市昆崳山松材線蟲病發(fā)生危害區(qū)域，開展應(yīng)用無人機(jī)噴施組合藥劑技術(shù)防治松材線蟲病試驗研究。通過集成應(yīng)用主控對象為松材線蟲病的組合藥劑，以及無人機(jī)施藥作業(yè)區(qū)精細(xì)測繪規(guī)劃、仿地施藥作業(yè)、施藥作業(yè)監(jiān)管、施藥效果綜合評價技術(shù)，構(gòu)建高效、精準(zhǔn)的松材線蟲病施藥防治體系，有效控制松材線蟲病的發(fā)生危害，為科學(xué)開展松材線蟲病防控提供技術(shù)支撐。

1 試驗區(qū)概況

試驗區(qū)位于威海市文登區(qū)葛家鎮(zhèn)黃龍峴村西山、圣經(jīng)山，平均海拔300 m，主要為針闊混交林。闊葉樹主要樹種以麻櫟（Quercus acutissima）、刺槐（Robinia pseudoacacia）、柞樹（Quercus mongolica）為主；針葉樹主要樹種為黑松（Pinus thunbergii）、赤松（Pinus densiflora），平均樹齡20年、平均胸徑11 cm。試驗區(qū)面積280.27 hm2，其中綠色組合藥劑施藥區(qū)196.2 hm2、陽性對照藥劑施藥區(qū)65.13 hm2、空白對照區(qū)18.93 hm2。該區(qū)域2017年首次發(fā)現(xiàn)松材線蟲病，2018年開始主要采取清理病死、枯死松樹的除治措施，2021年松材線蟲病發(fā)生危害較為嚴(yán)重。

2 材料與方法

2.1 材料

將針對松材線蟲病主要傳播媒介松褐天牛（Monochamus alternatus）的殺滅、病原線蟲松材線蟲（Bursaphelenchus xylophilus）傳播的阻斷、病害的治療、植物生理刺激修復(fù)的“四位一體”組合藥劑及高效藥物攜帶劑、新型耐雨水沖刷助劑進(jìn)行混配施藥，藥液配置比例見表1。對照藥劑為市售3%噻蟲啉微膠囊懸浮劑、8%氯氰菊酯微膠囊懸浮劑。

表1 綠色組合藥液配置

施藥作業(yè)選用大疆T30植保無人機(jī)，并安裝國家農(nóng)業(yè)智能裝備工程技術(shù)研究中心研發(fā)的JG-W80農(nóng)業(yè)航空作業(yè)狀態(tài)監(jiān)控器；作業(yè)區(qū)測繪和遙感監(jiān)測選用大疆精靈4RTK無人機(jī)。選用杭州費洛蒙生物科技有限公司F8松褐天牛誘捕器及F8型誘芯，以及瑞士先正達(dá)公司霧滴測試卡。

2.2 方法

為有效減低防治區(qū)松褐天牛的種群密度，最大限度減少其傳播松材線蟲的幾率，選擇松褐天牛羽化初期、羽化盛期、盛末期3個關(guān)鍵時期各進(jìn)行1次無人機(jī)精準(zhǔn)施藥防治。根據(jù)對誘捕器監(jiān)測數(shù)據(jù)分析及綠色組合藥劑的持效期調(diào)查，確定3次施藥作業(yè)時間分別為2021年6月4日至8日、7月5日至6日、8月9日至11日。

2.2.1 藥效試驗

室外速效性于每次施藥前在林間網(wǎng)罩里投放15頭松褐天牛，觀察施藥作業(yè)完成后一定時間內(nèi)，所有天牛的狀態(tài)（行為狀態(tài)、是否中毒、是否死亡等）。

室內(nèi)持效性主要是每次施藥作業(yè)后第15 d、第30 d分別采回施藥區(qū)、未施藥區(qū)內(nèi)的新鮮松枝，在飼室內(nèi)飼喂新收集到的活體松褐天牛，36 h內(nèi)每間隔2 h觀察所有天牛的狀態(tài)（行為狀態(tài)、是否中毒、是否死亡等）。

2.2.2 噴霧質(zhì)量測試

在無人機(jī)施藥區(qū)選擇有代表性的區(qū)域進(jìn)行噴霧質(zhì)量測試。每個測試區(qū)設(shè)置3個測試點，每個測試點隨機(jī)選擇5株松樹各布設(shè)一片霧滴測試卡。通過SKYPIX掃描，應(yīng)用iDASLite軟件分析霧滴大?。é蘭）、覆蓋密度（個/cm2）、覆蓋率等數(shù)據(jù)，并計算霧滴均勻度。

霧滴均勻度由變異系數(shù)（CV）表示，按以下公式計算得出：

式中：CV-變異系數(shù)；SD-標(biāo)準(zhǔn)差；X-霧滴平均覆蓋密度。

2.2.3 誘捕器監(jiān)測

在空白對照區(qū)和陽性藥劑施藥區(qū)內(nèi)分別布設(shè)10個松褐天牛誘捕器，綠色藥劑施藥區(qū)布設(shè)15個松褐天牛誘捕器。自4月15日至10月31日，每隔3～5 d收集誘捕到的松褐天牛，計算平均每個誘捕器誘捕到的松褐天牛數(shù)量。通過對比施藥區(qū)和對照區(qū)第1次施藥后（6月9日）與第3次施藥30 d后（9月12日）間誘捕到的松褐天?；钕x總量，分析施藥后的松褐天牛成蟲活蟲相對減退率，用以表示防治效果。

式中，CK-對照區(qū)誘捕器誘捕蟲口數(shù)量；PT-施藥區(qū)誘捕器誘捕蟲口數(shù)量。

2.2.4 無人機(jī)遙感監(jiān)測

5～9月，每月采集一次試驗區(qū)高精度無人機(jī)遙感數(shù)據(jù)，判讀病枯死樹。對判讀結(jié)果采用以下方法進(jìn)行地面核查：一是核查病枯死樹判讀的準(zhǔn)確性，包括定位誤差、漏判率、誤判率等；二是核查不同危害程度區(qū)域中，樹冠針葉輕度變色、枝條變色、針葉已脫落等無人機(jī)遙感影像無法識別的可疑罹病、枯死樹所占比率；三是對判讀的病枯死樹進(jìn)行抽樣、觀察外部癥狀、取樣檢測，統(tǒng)計松材線蟲罹病樹占總判讀的病枯死松樹的比例。根據(jù)核查結(jié)果，校準(zhǔn)判讀的枯死樹量，統(tǒng)計試驗區(qū)松材線蟲病罹病樹數(shù)量，計算病株率。

3 結(jié)果與分析

3.1 噴霧質(zhì)量測試

表2結(jié)果顯示，施藥區(qū)平均霧滴覆蓋密度7.5個/cm2，符合試驗區(qū)施藥要求。

表2 無人機(jī)施藥霧滴測試結(jié)果統(tǒng)計

3.2 藥效調(diào)查

由表3可知，速效性試結(jié)果顯示24 h內(nèi)松褐天牛全部死亡。

表4持效性試驗結(jié)果顯示，施藥30 d后，松褐天牛取食施藥區(qū)松枝36 h全部死亡；未施藥區(qū)（空白對照）取松樹枝條飼喂松褐天牛36 h內(nèi)均未死亡。

3.3 誘捕器監(jiān)測結(jié)果

比較第1次施藥后（6月9日）和第3次施藥30 d后（9月12日）誘捕器監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示（表5），各區(qū)域間松褐天牛誘捕數(shù)量具有顯著性差異（F=24.28

表3 速效性試驗結(jié)果統(tǒng)計

表4 持效性試驗結(jié)果統(tǒng)計

表5 各區(qū)域誘捕器監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計

3.4 遙感監(jiān)測結(jié)果

比較施藥前（5月9日）和施藥后（9月25日）遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)可得，施藥區(qū)松材線蟲病病株增長率均顯著低于空白對照區(qū)（F=228.18

圖2 施藥前后各區(qū)域病株增長率對比

4 結(jié)論與討論

4.1 松材線蟲病無人機(jī)精準(zhǔn)施藥防治效果

近年來，植保無人機(jī)在農(nóng)林業(yè)中主要用來對農(nóng)作物病蟲害實時監(jiān)測、危害程度分級和航空施藥防治病蟲害等[5-6]，針對松林病蟲害防治方面相對較少。本試驗通過應(yīng)用主控對象為松材線蟲病的組合藥劑以及無人機(jī)精準(zhǔn)施藥技術(shù)，可大大降低松材線蟲病主要傳播媒介昆蟲松褐天牛的種群密度，有效控制松材線蟲病的發(fā)生。

4.2 航空施藥防治松材線蟲病施藥次數(shù)和適期

為最大程度降低媒介昆蟲松褐天牛和病原線蟲的種群密度，提高施藥防治效果，每年應(yīng)進(jìn)行3～4次施藥防治。第1次施藥時間為媒介昆蟲羽化初期，第2次和第3次施藥時間為媒介昆蟲羽化盛期，第4次施藥時間在媒介昆蟲羽化末期[7]。第1次施藥窗口期的把握至關(guān)重要。

4.3 應(yīng)用無人機(jī)噴施組合藥劑技術(shù)防治松材線蟲病費用

每次費用支出約50元/667m2，包括藥劑、助劑費約25元，施藥費約15元，作業(yè)區(qū)精細(xì)測繪規(guī)劃費5元、遙感監(jiān)測費3元、本底及防效調(diào)查費2元。667 m2每年施藥防治3次，費用約150元，與清除1～2株松材線蟲病疫木的費用相當(dāng)。采取無人機(jī)精準(zhǔn)施藥防治松材線蟲病，可大大減低松材線蟲病的發(fā)病率，減少清除疫木的防治費用，降低松材線蟲病危害造成的損失。

4.4 影響防治效果相關(guān)因素分析

試驗區(qū)施藥前枯死樹未能及時全面徹底清除現(xiàn)象較為普遍，病原線蟲、媒介昆蟲基數(shù)加大，病害傳播范圍廣，增加了防治的難度，對整體防效有一定影響；不同區(qū)域枯死木清理力度、清理時期的不一致，對利用遙感監(jiān)測手段監(jiān)測病枯死樹率有干擾，準(zhǔn)確判讀病枯死率難度增加，對防效評估有一定影響；各試驗區(qū)及空白對照區(qū)之間自然分隔距離有限，加之試驗區(qū)整體疫情、蟲情本底較重，區(qū)域之間病害自然傳播、施藥過程中藥液的漂移等對防效均有一定影響；試驗區(qū)縱坑切梢小蠹、褐梗天牛等發(fā)生較為嚴(yán)重，局部區(qū)域縱坑切梢小蠹侵害健康松樹導(dǎo)致樹勢衰弱，與松材線蟲病協(xié)同危害，增加了防控的難度，對防效也有一定影響。

（致謝：山東省自然資源廳、威海市林業(yè)局、文登區(qū)自然資源局、葛家鎮(zhèn)林業(yè)站對此項技術(shù)應(yīng)用給予大力支持，在此表示衷心感謝?。?/p>