棉田多旋翼植保无人机化学封顶作业参数优化与效果评价

【目的】研究多旋翼植保无人机化学封顶的作业效果,提出保证作业质量的飞行参数,明确化学封顶剂喷施的浓度范围,为南疆棉田无人机化学封顶技术的应用提供参考。【方法】以‘塔河2号’为供试品种,开展3个田间试验:（1）封顶方式试验。设人工打顶、不打顶和无人机化学封顶3个处理,验证无人机化学封顶的有效性。（2）无人机化学封顶作业参数筛选试验。设置添加助剂组和无助剂组,每组采用两因素裂区试验设计,无人机作业高度为主区（2、2.5、3、3.5 m,以H1、H2、H3、H4表示）,无人机飞行速度为副区（3、5、7 m/s,以V1、V2、V3表示）,测定棉花冠层上、中、下部叶片雾滴密度、雾滴沉积量和雾滴粒径特征,评价飞喷作业效果;（3）无人机化学封顶药剂浓度试验。选择国光冠顶^○R牌组合药剂（250 g/L甲哌鎓水剂+5%烯效唑可湿性粉剂+92%油酸甲酯乳油）,设置3个浓度组合,分别为高浓度（公顷用量为1 500 ml+375 g+47.5ml）、中浓度（公顷用量为1 200 ml+300 g+40 ml）和低浓度（公顷用量为900 ml+225 g+22.5 ml）,明确无人机飞喷药剂浓度范围。【结果】（1）不同封顶方式试验结果表明:无人机化学封顶的株高、果台数、主茎绿叶数和总果节数较不打顶降低了5.95%、8.60%、1.46%和12.44%,较人工打顶增加了9.74%、40.16%、12.55%和9.10%。叶片SPAD值、LAI、单叶Pn均表现为化学封顶＞人工打顶＞不打顶,根系、叶片及生殖器官干物质积累量大小为化学封顶＞人工打顶＞不打顶,茎秆为不打顶＞化学封顶＞人工打顶。化学封顶的上部、下部结铃较人工打顶少0.12个和0.17个,较不打顶多0.40个和0.57个,中部结铃较人工打顶多0.39个,较不打顶少0.02个,其上中下部位结铃比例为0.36∶0.40∶0.24,介于人工打顶和不打顶之间。化学封顶的内、外围铃比例与人工打顶差异不大。化学封顶的籽棉和皮棉产量较人工打顶减少2.08%和2.95%,差异不大,但较不打顶增加13.34%和16.34%,差异显著。（2）不同飞喷参数试验结果表明:a.上部冠层中,H2V2的雾滴密度最大,其次是H1V1,平均雾滴密度助剂组度较无助剂组高21.78%;雾滴沉积量以H2V2最大,助剂组达0.383 3μL/cm~2,无助剂组达0.266 7μL/cm~2;H3V2、H4V1和H2V2的雾滴相对粒径谱宽度显著小于其他处理,且其助剂组明显低于无助剂组;b.中部冠层中,H2V2的雾滴密度及雾滴沉积量最大,其次是H3V1,平均雾滴密度及助剂组雾滴沉积量较无助剂组高52.80%和123.12%;雾滴相对粒径谱宽度助剂组以H3V1最低,无助剂组以H4V3最低,其平均值助剂组较无助剂组低7.62%;c.下部冠层中,H2V2的雾滴密度最大,其次是H1V1,平均雾滴密度助剂组较无助剂组高69.10%;雾滴沉积量助剂组以H2V2最大,其次是H3V1,无助剂组以H1V1最大,其次是H2V2,其平均值助剂组较无助剂组低93.73%;雾滴相对粒径谱宽度助剂组以H2V1最低,无助剂组以H4V1最低,其平均值助剂组较无助剂组低9.10%;d.雾滴密度和雾滴沉积量随冠层加深而降低,雾滴相对粒径谱宽度则差异不大。冠层雾滴沉积总量以H2V2最大,助剂组达0.834 3μL/cm~2,无助剂组为0.422 1μL/cm~2。各部分雾滴沉积量的CV值,助剂组以H2V2最小,无助剂组以H1V2和H2V2较小。（3）无人机化学封顶剂浓度试验表明:高浓度化学封顶剂的封顶效果好于中、低浓度的化学封顶剂。低浓度处理的株高、株宽和主茎节数较中浓度处理分别增加了8.85%、4.31%和13.41%,较高浓度处理分别增加了11.85%、10.84%和22.97%;低浓度处理的总果枝数较中浓度处理较少了12.73%,较高浓度处理增加了20.39%。从物质积累与分配特性上看,低药剂浓度处理的棉株茎、叶干物质总和明显高于中、高浓度处理,但棉株生殖器官干物质积累表现为中浓度处理明显高于低浓度处理,且中浓度与高浓度处理差异不显著。【结论】无人机化学封顶能有效控制棉花株型,促进棉铃协调分布,保持较高产量,具有类似人工打顶效果。当无人机作业高度为2.5 m、速度为5 m/s,且添加助剂时,群体雾滴沉积量及均匀性最大,雾滴穿透性最强;飞喷国光冠顶^○R牌组合药剂,以中、高浓度（250 g/L甲哌鎓水剂1 200～150 0 ml/hm~2+5%烯效唑可湿性粉剂300～350 ml/hm~2+92%油酸甲酯乳油40～47.5 ml/hm~2）封顶效果较好,可为生产实践参考用量。