多旋翼——高新M23滅殺菜青蟲試驗報告

    近期，在華大基因大鵬新區(qū)創(chuàng)新研究院試驗基地，高科新農試驗人員使用多旋翼——高新M23做油菜花苗期菜青蟲滅殺試驗。這篇走心的試驗報告，通過合理、專業(yè)的試驗設計驗證了多旋翼——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依據。

試驗地形圖

 

    菜青蟲是我國分布最普遍，危害最嚴重，經常成災的害蟲，主要為害油菜、花椰菜、白菜、蘿卜、甘藍等十字花科蔬菜，偏嗜厚葉類蔬菜。幼蟲共5齡，3齡前多在葉背為害，3齡后轉至葉面蠶食，4—5齡幼蟲的取食量占整個幼蟲期取食量的97%，嚴重時葉片全部被吃光，只殘留粗葉脈和葉柄，造成絕產。根據菜青蟲的習性，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。防治時要注意抓住防治時期，在田間產卵盛期和幼蟲孵化初期噴藥。

青蟲蝕咬的油菜苗

 

    試驗材料與施法1、本次噴霧作業(yè)試驗所用的機型為四旋翼——高新M23，其主要技術參數如下表。

    表1無人機主要性能指標

 

 

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

 

    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藥混合，用量均為40mL/畝，用水量為1L。

 

    3、試驗時間：2016年12月30日11：00～15：00

 

    4、試驗場地：深圳市大鵬新區(qū)華大基因試驗基地，作業(yè)面積180畝，田地分為2個試驗小區(qū)。試驗地塊每隔175cm有一個灌水溝,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期。

 

    試驗設計1、采樣點的布置：

 

    如下圖所示，在足夠大的地塊中設置間隔為8m的兩條霧滴采集帶A、B。采樣帶的延伸方向與飛機飛行方向垂直，且采樣點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飛行軌跡。根據無人機的有效噴幅為5m，設置采樣帶的長度為12m。在噴幅邊緣線和航線上設置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每隔一株油菜苗布置一個。圖a、b和c分別表示的試驗方案圖、試驗現場和實際飛行軌跡圖。圖c中的綠色線條代表飛機自動規(guī)劃的航線，紅色線條代表飛機試驗時的飛行軌跡，黃色線條表示作業(yè)的航線。

a.采樣點的布置方式圖

b.采樣帶布置現場圖

c.飛行軌跡圖

 

 

    試劑采用誘惑紅食品添加劑配制成質量分數為5%的濃度進行噴施試驗。試驗時采用白紙作為測試卡收集噴施的霧滴，卡片的尺寸為700mm×500mm。

 

    每個架次噴霧試驗后，等幾分鐘待測試紙上的霧滴干燥后做好標記進行收集，放入密封袋，用Deposition Scan軟件進行數據分析。

 

 

    M234四旋翼無人機的作業(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)自動規(guī)劃航跡，飛機沿著預定的中軸線飛行。本次試驗是研究無人機在設定噴幅為5m時的霧滴沉積分布規(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，飛機進入采集的邊界點區(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《中華人民共和國民用航空行業(yè)標準》中《農業(yè)航空噴灑作業(yè)質量技術指標》規(guī)定：飛機在進行超低量噴灑作業(yè)時，作業(yè)對象上的霧滴沉積量大于等于15個/cm2時，為噴灑有效區(qū)域，圖中所有采樣點均達到行業(yè)標準的要求。

 

 

    噴霧效果的好壞，與霧滴粒徑的大小有密切的關系，霧滴粒徑是農藥噴霧技術中較易控制的重要參數，對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粒徑范圍內的分布情況，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。在每片采樣點單位面積上統(tǒng)計霧滴粒徑數量，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量呈幾何速度減小，且主要集中在小粒徑范圍內，在50-180um之間。在50～80um范圍內的霧滴數量是在80～100um區(qū)間數量的2倍，是100～120um區(qū)間霧滴數量的3倍。粒徑大于180um的霧滴在一次噴霧中的數量極少，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，其中霧滴數量中值粒徑在80-100um內，霧滴數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，當累加的霧滴數目為霧滴總數的50%時，所對應的霧滴粒徑為數量中值粒徑。霧滴體積中值粒徑為140-190um，說明一次噴霧中，小粒徑霧滴的數量較多。

 

 

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

 

    結論

 

    (1)設定噴幅參數為5m時，噴幅內所有采樣點均達到了行業(yè)標準(15個/cm2)；

 

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

 

    (3)平均變異系數為34.1%，數值較小，分布較為均勻。

 

    作業(yè)結果調查

 

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