不同施藥器械田間農(nóng)藥有效利用率試驗研究

郝東川 田瑞鈞 陳育民 馮偉明 吳穎儀 溫華良 張均功

(佛山市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，廣東 佛山 528145)

農(nóng)藥是現(xiàn)階段農(nóng)作物病蟲草害防控最基本的手段之一，但是受施藥器械噴施效果差、藥滴飄移等因素的影響，大量噴施的藥液不能有效接觸到病蟲草害，而是流失到土壤、空氣、水體等環(huán)境中，而隨著農(nóng)業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，人民對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的重視，以及生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識的增強，應(yīng)用高利用率的噴藥器械是解決農(nóng)藥污染問題的有效途徑[1，2]。當(dāng)前，手動液力式噴霧的方法仍是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主要的施藥器械，盡管近年來植保無人機、手推式噴霧器等一些新的施藥器械得到開發(fā)應(yīng)用，然而大部分農(nóng)民還在使用傳統(tǒng)大水量、大霧滴的噴藥方法，導(dǎo)致藥液浪費嚴(yán)重、噴施時間長，造成藥液霧滴在植株上的有效沉積利用率低[1，3]。為了增加農(nóng)藥有效利用率，試驗分析了手推式高壓噴霧器、植保無人機、電動噴霧器3種不相同的噴藥器械在施藥后水稻、蔬菜等植株中的農(nóng)藥利用率，探討不同施藥工具農(nóng)藥減量增效作用，旨在促進(jìn)高效施藥器械的推廣，為減少農(nóng)藥用藥量提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

1.1.1 試驗儀器

分析天平，上海天平儀器廠生產(chǎn)；WS-5CD2電動噴霧器，山東衛(wèi)士植保機械有限公司生產(chǎn)；手推式高壓噴霧器；植保無人機，廣州極飛科技有限公司生產(chǎn)；UV-1600紫外-可見分光光度計，上海美譜達(dá)儀器有限公司生產(chǎn)；一次性培養(yǎng)皿，試管，容量瓶，移液槍。

1.1.2 試驗試劑

食品染色劑誘惑紅，上海染料研究所生產(chǎn)；200g·L-1氯蟲苯甲酰胺懸浮劑，美國杜邦公司生產(chǎn)；50%吡蚜酮水分散粒劑，江蘇安邦電化有限公司生產(chǎn)；4%阿維·啶蟲脒乳油，山東百士威作物保護(hù)有限公司生產(chǎn)。

1.1.3 供試品種

“野豐占”，佛山市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所選育；“60天甜菜心”，廣東科農(nóng)蔬菜種業(yè)有限公司生產(chǎn)。

1.2 試驗設(shè)計

1.2.1 試驗地情況

水稻分孽期、孕穗期2次農(nóng)藥有效利用率試驗在佛山市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所試驗地進(jìn)行，蔬菜農(nóng)藥有效利用率研究在佛山市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所內(nèi)進(jìn)行。

1.2.2 施藥器械

手推式高壓噴霧器，藥液用量32L·667m-2；植保無人機，藥液用量3L·667m-2，飛行高度1.5m，飛行速度3m·s-1；電動噴霧器，藥液用量32L·667m-2。

1.2.3 藥劑處理

水稻處理，50%吡蚜酮10g·667m-2加200g·L-1氯蟲苯甲酰胺10mL·667m-2；菜心處理，4%阿維·啶蟲脒40mL·667m-2。按每667m2使用藥液量加入食品染色劑誘惑紅16g。

1.2.4 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

用分析天平稱0.10g誘惑紅，溶解并定容至100mL，制成濃度為1000mg·L-1的母液。再稀釋成1mg·L-1、2mg·L-1、3mg·L-1、4mg·L-1、5mg·L-1、10mg·L-1、15mg·L-1、25mg·L-1、50mg·L-1、75mg·L-1等10個濃度誘惑紅水溶液。

1.2.5 標(biāo)準(zhǔn)曲線測定

用上述配制的誘惑紅水溶液在紫外-可見分光光度計上501nm波長處分別進(jìn)行吸光度測定。

1.2.6 洗脫回收率

分別用移液槍滴加20μg、40μg、60μg、80μg誘惑紅母液在水稻、菜心植株和培養(yǎng)皿中，待溶液全部干后，將水稻、菜心植株放入燒杯中，用20mL蒸餾水清洗，之后用5mL蒸餾水沖洗培養(yǎng)皿，搖5min，靜止1min，再用分光光度計測洗脫濃度，計算出洗脫回收率，公式：

1.2.7 植株農(nóng)藥利用率測量測定

水稻噴完藥待植株藥液干涸后，采用“Z”字型5點取樣法取樣，每點選擇3叢，記錄每叢株數(shù)及每667m2叢數(shù)，計算每667m2株數(shù)；菜心噴完藥待植株藥液干涸后，采用“Z”字型5點取樣法取樣，每點取菜心8株，記錄每平方米菜心株數(shù)，并折算成每667m2株數(shù)。采樣后及時將樣品帶到檢測室，水稻、菜心每株用20mL蒸餾水沖洗，用分光光度計測算誘惑紅含量，再計算農(nóng)藥利用率，公式：

誘惑紅含量(μg/株)=誘惑紅質(zhì)量濃度(μg·mL-1)×20mL

1.2.8 地面農(nóng)藥沉積流失率測定

水稻噴霧前在2叢之間均勻放置8個培養(yǎng)皿，采用對角線5點取樣；菜心2株之間放置培養(yǎng)皿，采用對角線5點取樣，每點放置8個培養(yǎng)皿。待藥液干后，把地面上培養(yǎng)皿帶到檢測室，用5mL蒸餾水沖洗每個培養(yǎng)皿，用分光光度計測算誘惑紅含量，折算成單位面積誘惑紅的沉積量。計算地面藥液沉積流失率，公式：

1.2.9 漂移及其它流失

計算公式：

漂移及其它流失率(%)=100%-(植株農(nóng)藥利

用率(%)+地面沉

積流失率(%))

1.2.10 數(shù)據(jù)分析

應(yīng)用Excel 2010數(shù)據(jù)分析和SPSS 19.0統(tǒng)計處理，應(yīng)用Duncan新復(fù)極差法統(tǒng)計檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 誘惑紅作示蹤劑

2.1.1 誘惑紅溶液的標(biāo)準(zhǔn)曲線[4]

通過檢測，誘惑紅溶液質(zhì)量濃度在0～75mg·L-1范圍內(nèi)呈線性相關(guān)關(guān)系。如圖1所示，以不同濃度誘惑紅溶液的吸光度作為橫坐標(biāo)，用誘惑紅溶液的質(zhì)量濃度作縱坐標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)曲線，方程為y=27.099x-2.3547(R2=0.9996)。

圖1 誘惑紅溶液濃度與吸光度的線性關(guān)系圖

2.1.2 植株葉片和培養(yǎng)皿的洗脫回收率

為測定誘惑紅在水稻、菜心植株和培養(yǎng)皿中的洗脫回收率，如表1所示，不同誘惑紅在水稻、菜心植株和培養(yǎng)皿中的洗脫回收率分別在99.10%～107.11%、96.39%～103.01%和99.61%～107.79%。說明誘惑紅溶液在水稻、菜心植株和培養(yǎng)皿中的洗脫回收率高，可以用作水稻、蔬菜田間農(nóng)藥利用率研究的示蹤劑。

表1 誘惑紅在水稻、菜心植株和培養(yǎng)皿中的平均洗脫回收率

2.2 不同施藥器械在水稻、蔬菜上的農(nóng)藥利用率

2.2.1 不同施藥器械在水稻分孽期上的農(nóng)藥利用率

由表2可知，植保無人機的植株農(nóng)藥利用率最高為42.92%，與電動噴霧器、手推式高壓噴霧器相比分別高出4.02百分點、6.27百分點；電動噴霧器的地面沉積流失率最高為51.42%；漂移及其它流失率植保無人機>手推式高壓噴霧器>電動噴霧器。

表2 不同施藥器械在水稻分孽期上的農(nóng)藥利用率

2.2.2 不同噴藥器械在水稻孕穗期上的農(nóng)藥利用率

由表3可知，植株農(nóng)藥利用率植保無人機最高，手推式高壓噴霧器最低，手推式高壓噴霧器與電動噴霧器差異不顯著；地面流失率植保無人機最低為17.68%，與另外2種施藥器械在0.01和0.05差異顯著水平下均有顯著差異；漂移流失率植保無人機>手推式高壓噴霧器>電動噴霧器。

表3 不同施藥器械在水稻孕穗期上的農(nóng)藥利用率

2.2.3 不同噴藥器械在蔬菜上的農(nóng)藥利用率

由表4可知，不同施藥器械在蔬菜上的農(nóng)藥利用率均大于40%，其中植保無人機最高為52.09%；地面沉積流失率電動噴霧器與手推式噴霧器基本相當(dāng)；漂移及其它流失率植保無人機>手推式高壓噴霧器>電動噴霧器，電動與手推式噴霧器漂移及其它流失率差異不顯著。

表4 不同噴藥器械在蔬菜上的農(nóng)藥利用率

3 討論

植保無人機是近10年逐漸發(fā)展并趨于成熟的新型植物保護(hù)施藥器械，可以用于施藥、釋放天敵[5]，具有應(yīng)用成本低、作業(yè)效率高、防治效果好等特點，非常適合用于糧食等大面積連片種植作物上，姚毅等[6]應(yīng)用植保無人機施藥防治水稻稻縱卷葉螟和二化螟，防治效果與人工噴藥無顯著差異，可以降低用工成本，增加施藥效率；王偉民等[7]、旬棟等[8]應(yīng)用植保無人機減少藥量控制水稻紋枯病，結(jié)果顯示在防治結(jié)果上使用植保無人機減少10%藥量較常規(guī)噴藥無顯著差異，可以減少農(nóng)藥成本及勞動強度。不僅在水稻上，植保無人機還廣泛應(yīng)用于小麥[9]、玉米[10]、棉花[11]、馬鈴薯[12]、柑橘[13]等作物上，然而，植保無人機在蔬菜的使用上現(xiàn)有的報道較少，試驗采用不同噴藥器械測試在蔬菜上的農(nóng)藥有效利用率，結(jié)果表明植保無人機噴藥地面沉積流失率低、植株農(nóng)藥有效利用率高，對于不同種類瓜菜及其病蟲草害的防控效果可以再進(jìn)一步進(jìn)行探索應(yīng)用。

4 結(jié)論

試驗結(jié)果表明，水稻在分孽期和孕穗期2個時期分別采用手推式高壓噴霧器、植保無人機和電動噴霧器噴施50%吡蚜酮、200g·L-1氯蟲苯甲酰胺，菜心生長期噴施4%阿維·啶蟲脒乳油，利用誘惑紅示蹤法，測算出手推式高壓噴霧器、電動噴霧器和植保無人機3種噴藥器械噴施農(nóng)藥的利用率，水稻分孽期的農(nóng)藥利用率分別為36.65%、42.92%、38.90%，水稻孕穗期的農(nóng)藥利用率分別為40.05%、57.65%、44.05%，菜心生長期的農(nóng)藥利用率分別為41.87%、52.09%、45.56%。植保無人機與手推式高壓噴霧器、電動噴霧器相比農(nóng)藥利用率均有顯著提高，據(jù)此認(rèn)為，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用植保無人機噴藥藥液使用量低、農(nóng)藥有效利用率高，可以在水稻和蔬菜中應(yīng)用。