近期，在華大基因大鵬新區(qū)創(chuàng)新研究院試驗(yàn)基地，高科新農(nóng)試驗(yàn)人員使用多旋翼——高新M23做油菜花苗期菜青蟲滅殺試驗(yàn)。這篇走心的試驗(yàn)報(bào)告，通過合理、專業(yè)的試驗(yàn)設(shè)計(jì)驗(yàn)證了多旋翼——高新M23的噴霧效果和作業(yè)效果，為廣大蔬菜種植戶蟲害的飛防提供了科學(xué)依據(jù)。

　　試驗(yàn)地形圖

　　菜青蟲是我國分布**普遍，危害**嚴(yán)重，經(jīng)常成災(zāi)的害蟲，主要為害油菜、花椰菜、白菜、蘿卜、甘藍(lán)等十字花科蔬菜，偏嗜厚葉類蔬菜。幼蟲共5齡，3齡前多在葉背為害，3齡后轉(zhuǎn)至葉面蠶食，4—5齡幼蟲的取食量占整個(gè)幼蟲期取食量的97%，嚴(yán)重時(shí)葉片全部被吃光，只殘留粗葉脈和葉柄，造成絕產(chǎn)。根據(jù)菜青蟲的習(xí)性，于早上或傍晚在植株葉片背面正面均勻噴藥，可有效防治菜青蟲的危害。防治時(shí)要注意抓住防治時(shí)期，在田間產(chǎn)卵盛期和幼蟲孵化初期噴藥。

　　青蟲蝕咬的油菜苗

　　試驗(yàn)材料與施藥方法

　　1、本次噴霧作業(yè)試驗(yàn)所用的機(jī)型為四旋翼——高新M23，其主要技術(shù)參數(shù)如下表。

　　表1無人機(jī)主要性能指標(biāo)

　　噴霧系統(tǒng)由噴桿、水泵、U型藥箱、管路、4個(gè)液壓式噴頭組成，4個(gè)噴頭相應(yīng)的位于4個(gè)旋翼下方。

　　2、供試藥劑：20%吡蟲啉殺蟲劑；25%氯氰·毒死蜱，東莞市瑞德豐生物科技有限公司；5%甲維·氟鈴脲，青島泰生生物科技有限公司。每畝地選用任意兩種農(nóng)藥混合，用量均為40mL/畝，用水量為1L。

　　3、試驗(yàn)時(shí)間：2016年12月30日11：00～15：00

　　4、試驗(yàn)場地：深圳市大鵬新區(qū)華大基因試驗(yàn)基地，作業(yè)面積180畝，田地分為2個(gè)試驗(yàn)小區(qū)。試驗(yàn)地塊每隔175cm有一個(gè)灌水溝,灌水溝的寬度為50cm。

　　5、作物及害蟲：作物為油菜花苗期，有5-6片葉子，平均生長高度為8cm-10cm。播種密度為35cm×40cm。防治的害蟲為菜青蟲的幼蟲時(shí)期。

　　試驗(yàn)設(shè)計(jì)

　　1、采樣點(diǎn)的布置：

　　如下圖所示，在足夠大的地塊中設(shè)置間隔為8m的兩條霧滴采集帶A、B。采樣帶的延伸方向與飛機(jī)飛行方向垂直，且采樣點(diǎn)布置在所選擇的一橫行油菜花的每一株上，圖中紅色虛線為飛機(jī)飛行軌跡。根據(jù)無人機(jī)的有效噴幅為5m，設(shè)置采樣帶的長度為12m。在噴幅邊緣線和航線上設(shè)置a、b、c、d、e五條采樣帶采集噴幅邊緣線上和航線上的霧滴，這五條采樣帶上的采樣點(diǎn)每隔一株油菜苗布置一個(gè)。圖a、b和c分別表示的試驗(yàn)方案圖、試驗(yàn)現(xiàn)場和實(shí)際飛行軌跡圖。圖c中的綠色線條代表飛機(jī)自動(dòng)規(guī)劃的航線，紅色線條代表飛機(jī)試驗(yàn)時(shí)的飛行軌跡，黃色線條表示作業(yè)的航線。

　　a.采樣點(diǎn)的布置方式圖

　　b.采樣帶布置現(xiàn)場圖

　　c.飛行軌跡圖

　　2、試劑與采集卡：

　　試劑采用誘惑紅食品添加劑配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的濃度進(jìn)行噴施試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)采用白紙作為測試卡收集噴施的霧滴，卡片的尺寸為700mm×500mm。

　　每個(gè)架次噴霧試驗(yàn)后，等幾分鐘待測試紙上的霧滴干燥后做好標(biāo)記進(jìn)行收集，放入密封袋，用Deposition Scan軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

　　3、作業(yè)參數(shù)的設(shè)計(jì)：

　　M234四旋翼無人機(jī)的作業(yè)方式為自主飛行，飛行前在地面站上輸入飛行高度、飛行速度和噴幅，系統(tǒng)自動(dòng)規(guī)劃航跡，飛機(jī)沿著預(yù)定的中軸線飛行。本次試驗(yàn)是研究無人機(jī)在設(shè)定噴幅為5m時(shí)的霧滴沉積分布規(guī)律，包括采樣帶上的霧滴分布和噴幅邊界線、航線上的霧滴分布，飛行高度為2m，飛行速度為4m/s。為使噴灑更加穩(wěn)定，將采樣區(qū)布置在田地的中間位置，飛機(jī)進(jìn)入采集的邊界點(diǎn)區(qū)域開始噴灑藥液。

　　4、霧滴分布情況：

　　用白紙代替植物葉片有一定的誤差，但霧滴在白紙片上的分布能夠近似說明霧滴在植物葉片上的分布情況。

　　測試紙采集樣本

　　根據(jù)《中華人民共和國民用航空行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》中《農(nóng)業(yè)航空噴灑作業(yè)質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)》規(guī)定：飛機(jī)在進(jìn)行超低量噴灑作業(yè)時(shí)，作業(yè)對(duì)象上的霧滴沉積量大于等于15個(gè)/cm2時(shí)，為噴灑有效區(qū)域，圖中所有采樣點(diǎn)均達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

　　5、霧滴粒徑譜的分析

　　噴霧效果的好壞，與霧滴粒徑的大小有密切的關(guān)系，霧滴粒徑是農(nóng)藥噴霧技術(shù)中較易控制的重要參數(shù)，對(duì)噴霧效果起著決定性的作用。為了清晰的看出霧滴粒徑在各個(gè)粒徑范圍內(nèi)的分布情況，以下用霧滴粒徑譜來表示，粒徑譜的劃分區(qū)間是：50～80um，80～100um，100～120um，120～150um，150～180um，180～200um，200～220um，220～250um，250～300um，大于300um。在每片采樣點(diǎn)單位面積上統(tǒng)計(jì)霧滴粒徑數(shù)量，如下表。

　　表2霧滴粒徑范圍表

　　從上圖表中可以看出，霧滴從小粒徑范圍到大粒徑范圍的數(shù)量呈幾何速度減小，且主要集中在小粒徑范圍內(nèi)，在50-180um之間。在50～80um范圍內(nèi)的霧滴數(shù)量是在80～100um區(qū)間數(shù)量的2倍，是100～120um區(qū)間霧滴數(shù)量的3倍。粒徑大于180um的霧滴在一次噴霧中的數(shù)量極少，由霧滴粒徑譜可以看出，所占的比例為5%左右。

　　霧滴粒徑譜

　　上圖反映了各霧滴粒徑范圍所占的比例，其中霧滴數(shù)量中值粒徑在80-100um內(nèi)，霧滴數(shù)量中值粒徑是指在一次噴霧中，將全部霧滴從小到大順序累加，當(dāng)累加的霧滴數(shù)目為霧滴總數(shù)的50%時(shí)，所對(duì)應(yīng)的霧滴粒徑為數(shù)量中值粒徑。霧滴體積中值粒徑為140-190um，說明一次噴霧中，小粒徑霧滴的數(shù)量較多。

　　6、霧滴沉積分布均勻性分析

　　采樣帶A、B均勻性分析:噴霧霧滴在目標(biāo)上均勻分布程度一般用變異系數(shù)表示，變異系數(shù)越小，霧滴分布均勻性越好。采樣帶A的變異系數(shù)為18.4%，采樣帶B的變異系數(shù)為49.8%，平均變異系數(shù)為34.1%，數(shù)值較小，分布較為均勻。

　　結(jié)論

　　(1)設(shè)定噴幅參數(shù)為5m時(shí)，噴幅內(nèi)所有采樣點(diǎn)均達(dá)到了國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(15個(gè)/cm2)；

　　(2)一次噴霧中，霧滴體積中值粒徑在140～190um范圍內(nèi)(霧滴直徑)，霧滴數(shù)量中值粒徑在80～100um范圍內(nèi)，說明霧滴主要集中在小粒徑范圍內(nèi)。霧滴從小粒徑范圍到大粒徑范圍數(shù)量逐漸減小。

　　(3)平均變異系數(shù)為34.1%，數(shù)值較小，分布較為均勻。

　　作業(yè)結(jié)果調(diào)查

　　此次作業(yè)總面積180畝，7天后進(jìn)行藥效調(diào)查。青蟲已死亡，青蟲得以有效控制，如下圖。

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