无人机喷施杀虫剂防治玉米鳞翅目害虫效果研究

高德良，庄占兴，宋化稳，刘钰，李丽莉，张思聪

（1.山东省农药科学研究院，山东 济南 250100；2.山东省农业科学院植物保护研究所，山东 济南 250100）

玉米是我国重要的粮食作物，也是重要的饲料和工业原料来源，在国民经济发展中起到非常重要的作用［1，2］。随着玉米种植面积的扩大及种植方式的改变，玉米田鳞翅目害虫的种类不断增多，危害程度加重，优势种群数量发生变化。近年来，玉米螟、棉铃虫、粘虫和桃蛀螟等在玉米田混合发生的现象愈加普遍，其钻蛀玉米茎秆、穗轴及籽粒，特别是玉米生长后期穗虫危害严重，籽粒的破损易引致多种真菌穗腐病发生，对玉米产量和品质造成严重影响［3，4］。

目前玉米生产中害虫防治仍依赖于化学防治措施，过量化学农药的使用不仅破坏生态环境、造成产品污染，而且加速害虫抗药性发展。同时，人工施药存在农药职业暴露风险，施药人员暴露于某些农药与某些疾病的发病率之间存在正相关性，长时间持续地接触农药会导致生殖细胞突变、神经性功能障碍以及其他慢性疾病［5，6］。而且，玉米为高秆密植作物，生长后期植株高大，田间郁闭、高温、空气流通性差，人工喷药存在诸多不便，施药效率低下，防治效果难以得到较好的保障。虽有玉米田大型自走式喷雾机械、热力烟雾机等投入使用，但是受限因素较多，仍无法满足玉米生长中后期病虫害防治需求［7］。

近年来，植保无人机迅速发展，植保飞防代替传统喷雾器进行田间防治已被广泛认可，其不受地形、作物高度限制，在提高作业效率、降低人员暴露风险的同时，还可以达到比人工喷雾更好的喷洒效果［8］。本研究通过植保无人机施药开展生物农药金龟子绿僵菌、甜菜夜蛾核型多角体病毒以及化学农药甲维盐、虱螨脲、氯虫苯甲酰胺对玉米田鳞翅目害虫的大区防治效果评价，以期为玉米田害虫的绿色飞防技术应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验药剂：100亿孢子／克金龟子绿僵菌油悬浮剂，重庆重大生物技术发展有限公司生产；10亿PIB／mL甜菜夜蛾核型多角体病毒悬浮剂，江西新龙生物科技股份有限公司生产；5%甲维盐微乳剂，江苏邦盛生物科技有限责任公司生产；5%虱螨脲乳油，江苏中旗科技股份有限公司生产；5%氯虫苯甲酰胺悬浮剂，美国富美实公司生产。

试验药械：TTA天途M6E六旋翼农业植保无人机［北方天途航空技术发展（北京）有限公司产品］，配备2个扇形喷头，喷幅4～6 m，有效载荷10 L，作业高度和速度可以根据作业要求调控。飞机、飞手及其它配套设备均由章丘德地得农资有限公司提供。

1.2 试验设计

试验于2019年8月22日在山东省济南市章丘区龙山镇权庄村玉米田进行。试验地面积约10 hm2，为承包土地集中种植，地势平坦，周围没有建筑、树木及高压线等障碍物。玉米品种为登海605。试验地共分11个小区，小区形状为矩形（168 m×40 m），小区面积约6 667 m2。小区间设隔离保护带，以防止雾滴飘移影响。每架次喷施一个小区，施药液量 12 L／hm2，喷头流量 850 mL／min，行驶速度 3 m／s，飞行高度距玉米顶部1.5 m，喷幅4 m。飞机沿小区长轴方向飞行，采用定位系统对每个小区进行精确定位，保证喷幅的精确对接，避免重喷和漏喷。试验共设10个飞防处理和一个空白对照，具体设计见表1。

1.3 测定指标

施药28 d后分别对各处理区进行取样剖秆，调查玉米植株被害情况。各处理均分为5个重复调查区，每重复区4点取样，每点剖秆调查5株，每处理总计调查100株。分别记录被害株数、虫孔数、鳞翅目幼虫种类及各自活虫数，计算被害株率、虫孔率、被害株减退率、虫孔减退率、虫口减退率及防治效果［9-11］。

被害株率（%）＝被害株数／调查总株数×100；

虫孔率（%）＝虫孔数／调查总株数×100；

被害株减退率（%）＝（空白对照区被害株率-药剂处理区被害株率）／空白对照区被害株率×100；

虫孔减退率（%）＝（空白对照区虫孔率-药剂处理区虫孔率）／空白对照区虫孔率×100；

虫口减退率（%）＝（空白对照区活虫数-药剂处理区活虫数）／空白对照区活虫数×100；

防治效果（%）＝（被害株减退率＋虫孔减退率＋虫口减退率）／3×100。

1.4 数据分析

利用Microsoft Excel 2007和DPSv7.05统计软件分析处理数据，用Duncan’s新复极差法进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 各药剂对玉米受害的控制效果

10亿PIB／mL甜菜夜蛾核型多角体病毒悬浮剂（处理4、处理5和处理6）和5%氯虫苯甲酰胺悬浮剂（处理10）控制效果较为突出，被害株减退率均达50%以上，虫孔减退率达 69.84% ～80.95%；100亿孢子／克金龟子绿僵菌油悬浮剂150 mL（666.7m2用量，下同）处理和5%甲维盐微乳剂＋5%虱螨脲乳油30 mL处理虫孔减退率也达60%左右（表2）。

2.2 各药剂对玉米鳞翅目害虫发生的控制效果

由表3看出，对照区以玉米螟和棉铃虫为主（51、64头／百株），兼有少量的桃蛀螟（6头／百株）、粘虫（4头／百株）和高粱条螟（1头／百株）。10亿PIB／mL甜菜夜蛾核型多角体病毒悬浮剂（处理4、处理5和处理6）和5%氯虫苯甲酰胺悬浮剂（处理10）对玉米螟的控制效果较好，虫口减退率均达92%以上。各药剂对棉铃虫的控制效果不理想，只有10亿PIB／mL甜菜夜蛾核型多角体病毒悬浮剂75、100 mL处理和5%氯虫苯甲酰胺悬浮剂20 mL处理虫口减退率达到了50%以上。10亿PIB／mL甜菜夜蛾核型多角体病毒悬浮剂75、100 mL处理和5%氯虫苯甲酰胺悬浮剂20 mL处理对玉米田鳞翅目害虫的总体控制情况较为突出，虫口减退率均达70%以上，分别为70.63%、77.78%和75.40%；其次依次为10亿PIB／mL甜菜夜蛾核型多角体病毒悬浮剂50 mL处理、5%甲维盐微乳剂＋5%虱螨脲乳油30 mL处理、100亿孢子／克金龟子绿僵菌油悬浮剂150 mL处理，虫口减退率分别为61.11%、57.94%和51.59%。

表2 各药剂对玉米受害的控制效果

表3 各药剂对玉米鳞翅目害虫发生的控制效果

2.3 各药剂对玉米鳞翅目害虫的防治效果

100亿孢子／克金龟子绿僵菌油悬浮剂100、125、150 mL处理防治效果分别为 23.85%、37.74%和47.36%，5%甲维盐微乳剂＋5%虱螨脲乳油 10、20、30 mL处理防治效果分别为37.07%、45.37%和55.26%，两种药剂各剂量处理对玉米鳞翅目害虫危害防治效果均不理想（图1）。10亿PIB／mL甜菜夜蛾核型多角体病毒悬浮剂50、75、100 mL处理和5%氯虫苯甲酰胺悬浮剂20 mL处理防治效果分别为60.90%、69.08%、75.26%和70.65%，防治效果相对较好。不同药剂处理间的被害株减退率、虫孔减退率、虫口减退率和防治效果等指标趋势基本一致。

图1 各药剂对玉米鳞翅目害虫的防治效果

2.4 作物安全性

田间试验过程中各处理均未见明显药害发生，说明各试验药剂在供试剂量下对玉米安全可靠。

3 讨论与结论

鳞翅目害虫玉米螟、棉铃虫、桃蛀螟是玉米上的主要蛀茎害虫［12］。玉米螟为玉米上的第一大害虫，一般年份可造成春玉米减产10%左右，大发生年份可使夏玉米减产30%以上［13］。随着气候变化及种植结构的调整，棉铃虫、桃蛀螟对夏玉米危害呈加重趋势，逐渐成为玉米穗期的优势害虫［14-17］。本研究试验区玉米穗期害虫以棉铃虫和玉米螟为主，棉铃虫的发生量高于玉米螟，分别占鳞翅目害虫发生总量的50.79%和40.48%。棉铃虫主要发生部位为雌穗，玉米螟在茎秆和雌穗上均有发生。

传统化学农药因农药残留、害虫抗性、环境影响等问题逐步被选择性禁用，而一些微生物农药以其选择性高、对人畜无害、对环境污染小、不易产生抗药性等特点被推向市场且备受青睐［18］。本研究结果显示，微生物农药甜菜夜蛾核型多角体病毒对玉米鳞翅目害虫的防治效果优于甲维盐和虱螨脲的混配组合，与当前普遍用于防治鳞翅目害虫的化学农药氯虫苯甲酰胺效果相当。甜菜夜蛾核型多角体病毒对玉米螟的控制尤为突出，虫口减退率达92%以上。10亿PIB／mL甜菜夜蛾核型多角体病毒悬浮剂100 mL剂量下对玉米鳞翅目害虫危害防治效果达75.26%，优于其它化学药剂处理。金龟子绿僵菌对玉米鳞翅目害虫的控制效果不及甜菜夜蛾核型多角体病毒，但与化学药剂甲维盐和虱螨脲的混配组合基本相当。

随着人们对农作物绿色防控要求的增加，生物农药配合高效率、安全的机械化施药技术势必被逐渐接受和推广应用，并成为以后农业植保的主要手段。行走式机械仍存在用药量大、药剂利用率低、工作效率低、施药者接触农药几率大等问题。植保无人机是目前最为先进的农业航空施药器械，具有喷洒效果好、喷雾效率高、适用性好、安全系数高（人药、人机分离）、对作物损伤小以及显著减少农药施用量等优点［19-21］。飘逸控制技术是目前农业航空植保的核心问题，应加大针对不同作业条件、机型风场结构、作物冠层特征差异等的模型研究，及飞防专用制剂和助剂的研发推广，提高喷施雾滴的抗蒸发、抗飘逸性，以不断提升航空植保的农药利用效率。同时，高效绿色生物农药的研发推广工作仍需提速，以跟进改善农业生态环境、推进农业绿色发展的脚步。