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飞防助剂对航空植保产业发展的贡献

2020-02-13 22:39:36来源:《世界农药》第一期作者:张春华,张宗俭,姚登峰,卢忠利,李小龙编辑:bianji2
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    航空植保是利用飞行器喷撒农药或肥料,从而对农田、森林、草原的病、虫、草害进行防治或进行田间植物生长管理,也简称为飞防。航空植保是一种航空与植保相结合的技术,我国近几年无人机研发水平迅速提高,给航空植保的发展提供了硬件基础,同时我国又是农业生产大国,病虫害防治总面积超过5.3亿hm2(80亿亩次),给航空植保的发展提供了巨大的发展空间。
    1 国内外航空植保的发展现状
    在有人机喷药方面,美国是目前农业航空装备技术最先进、应用最广泛的国家,其农业生产以大农场为主,农用飞机以载药量大、作业效率高的有人驾驶固定翼飞机为主,施药作业已达到规范化水平。无人机施药方面,日本是世界上无人机喷药第一大国,拥有注册的农用植保无人机2346架(2014年统计),航空施药面积占总耕地面积的50%以上,配套施药技术也比较成熟。日本地貌以山区和丘陵为主,平原面积小,更适合使用体积小、灵活的无人机施药。
    我国开展飞行器施药防治农业、林业有害生物和卫生防疫工作已有50多年的历史,对突发性、爆发性有害生物的控制取得很好的效果,但一直以固定翼飞机为主,集中在大型农场,飞机数量和农田病虫害的防治面积增长缓慢。2006年第一次中日南京航空植保研讨会后,我国借鉴日本航空植保的经验,开始无人机的产业化探索,2010年第一架商用植保无人机交付市场,正式开启了我国植保无人机产业化的序幕。经过几年的发展,我国航空植保迅速崛起,飞防事业发生了翻天覆地的变化,2016年植保无人机保有量达到6500架,首次超过日本,2018年我国植保无人机保有量达到3.15万架,飞防总作业面积突破2000万hm2(3亿亩次),施药作物有水稻、小麦玉米棉花和油菜等。
    2 航空植保施药特点和优势
    2.1 作业效率高
    航空植保作业效率与通常的人工喷雾相比具有快速、高效、灵活和突击性强等特点,可以及时防控突发性大面积病虫害。尤其是固定翼飞机,对突发性、爆发性农林业有害生物的控制取得很好的效果。
    2.2 适应性强
    不受作物长势、土壤含水量及地形的限制,可有效解决高杆作物、水田、丘陵、山地等人工和地面机械作业难的问题。雨季过后,土壤泥泞,机械和人工都无法施药,无人机则不受此限制。
    2.3 节水节药效果明显
    航空施药一般667m2(每亩)喷液量在1 L左右,省水省药。《全国农业可持续发展规划》提出了“一控二减三基本”方针,即严格控制农业用水总量,减少化肥农药施用量,地膜、秸秆和畜禽粪便基本资源化利用。在“一控二减”方面,无人机将发挥巨大作用。采用无人机作业,可节约用水量90%,减少农药用量30%~50%。表1是植保无人机与传统施药方式对比情况。


    3 飞防助剂对航空植保施药技术提升的贡献
    施药技术是航空植保能否健康发展的核心。专家建议:在植保无人机应用技术研究中,一定要保证防效后再推广下去。在熟练的专业人员操作下,飞行参数(飞行高度、速度)控制稳定,此时直接影响药效的因素主要是喷雾药液的理化性能与雾化性能,如药液稳定性、表面张力、雾滴粒径和雾滴分布均匀性等。
    3.1 飞防助剂的作用
    目前我国飞防专用药剂还较少,现有常规农药制剂难以获得稳定的防效,需要加入喷雾助剂弥补药剂的不足。航空植保中使用喷雾助剂是专门针对航空喷雾易飘移、药液不稳定等研发的专用助剂,也叫飞防助剂。航空植保雾滴在下落过程中容易蒸发或者飘移,偏离指定靶标或停留在空中,此时加入具有保湿抗飘移作用的喷雾助剂,可改善药液性能,减少飘移,提高沉积率。南方气温高,药液在下落过程中蒸发严重,雾滴变小增加了飘移风险,或蒸发变成纯农药粒子,影响防治效果,此时需要加入具有保湿功能的助剂。另外,飞防施药时农药稀释浓度高,经常多种农药或肥料复配,易导致絮凝、沉淀等问题的产生。针对此类问题需要加入具有兼容作用的喷雾助剂,提高药液的稳定性。
    3.2 我国飞防助剂的研发
    我国喷雾助剂发展较晚,主要研究地面喷雾助剂,虽然过去有人机施药液中也加入沉降剂,但都未大规模商品化。2010年当我国第一架植保无人机投入使用时,专业飞防助剂产品在终端市场上还处于空白。北京广源益农公司针对航空喷雾助剂开展专项研究,以改性植物油为主要原料开发出了适合飞机施药的飞防助剂“迈飞”,并于2014年投入市场。“迈飞”以其优异的产品质量和效果,目前已发展成为我国飞防助剂第一品牌。油类助剂与叶片表面蜡质层有高的亲和性,可促进药液的持续吸收,能使液滴保湿,减少水分挥发,减少小雾滴的形成,从而能减少雾滴飘移。通过复配使产品具有良好的润湿铺展性能,还能增加药液的黏附性,近几年对农药减施增效做出了突出贡献。
    近几年随着航空植保迅速发展,飞防助剂研究也越来越多,但种类仍以植物油类和有机硅类的为主,也有高分子表面活性剂类产品在开发。随着飞防施药种类和作物的增加,在飞防作业中不断出现新的问题,对助剂的需求也不断朝着精细化方向发展。定制飞防助剂将成为未来发展方向。
    3.3 飞防助剂应用
    北京广源益农公司在“迈飞”开发过程中对其应用效果进行了大量研究。在与杀虫剂5.7%甲维盐WDG复配,采用电动三角翼无人机施药防治稻纵卷叶螟试验中,施药14 d效果最佳,其中5.7%甲维盐WDG 14 g/667 m2(不加“迈飞”)处理防效为62.19%,加入“迈飞”后防效可达70.21%~88.56%。在与杀菌剂43%戊唑醇SC复配,用油动无人机施药防治苹果褐斑病试验中,加入“迈飞”对43%戊唑醇SC的防病效果影响较大,明显降低了病叶率,3000倍液喷雾时,加入“迈飞”实际防治效果增加明显,降低农药用量至4 000倍液并加入“迈飞”与3 000倍液单用效果基本一致。
    国内有不少学者对飞防助剂的应用进行研究,张占英等对“迈飞”在防治水稻纹枯病中的减量增效性能进行了评价,结果表明无人机喷药添加飞防专用增效剂“迈飞”15 mL/667 m2,在减少农药用量30%的情况下,均可达到较理想的防治效果。周晓欣系统地研究了几种不同类型航空喷雾助剂的表面张力、润湿性、接触角和雾滴粒径,并测试了助剂对雾滴蒸发的抑制作用,最终在田间测试了无人机添加助剂对雾滴在水稻冠层沉积分布的影响,结果表明添加助剂后,每平方厘米的雾滴个数随着助剂浓度的增加而增多。
    4 结    语
    飞防助剂通过提高药液稳定性,改善药液理化性能和喷雾性能,最终达到增效目的,对无人机施药技术的发展具有促进作用。目前市场上飞防助剂产品种类越来越丰富,可适用于不同的施药需求。飞防专用助剂已经成为飞防植保健康发展的“幕后英雄”。

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