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Influence of Water Application Volumes of Plant Protection UAV on Control Efficacy of Rice Sheath Blight
WANGYanqiu, GUXiao, ZHOUCheng, MAOHuiying, CHENYong
Chin Agric Sci Bull ›› 2025, Vol. 41 ›› Issue (23) : 111-116.
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Abbreviation (ISO4): Chin Agric Sci Bull
Editor in chief: Yulong YIN
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Influence of Water Application Volumes of Plant Protection UAV on Control Efficacy of Rice Sheath Blight
To optimize the pesticide application parameters of plant protection drones, this study systematically evaluated the effects of different water application rates on the control efficacy against rice sheath blight and the economic benefits, aiming to provide a scientific basis for precise drone-based pesticide application. Using the DJI T40 drone, field experiments were conducted in Songjiang District, Shanghai, from 2023 to 2024. Three water application rate gradients (30, 45, and 67.5 L/hm2) were set, with pesticides applying at the jointing and heading stages of rice, and the control efficacy in terms of diseased plant rate and disease index was monitored. (1) At the jointing stage, there were no significant differences in control efficacy among the gradients (diseased plant control efficacy: 85.57%-87.68%; disease index control efficacy: 89.86%-91.34%). (2) At the heading stage, the control efficacy at 30 L/hm2 was significantly lower than that at other gradients (P< 0.05), while there was no significant difference between 45 L/hm2 and 67.5 L/hm2 (P>0.05). In 2023, the diseased plant control efficacy ranged from 79.71% to 91.99%, and the disease index control efficacy ranged from 89.47% to 94.95%. In 2024, 7 days after pesticide application, the diseased plant control efficacy was 78.86%-95.01%, and the disease index control efficacy was 85.30%-94.93%; 15 days after application, the diseased plant control efficacy was 73.17%-93.12%, and the disease index control efficacy was 77.38%-92.46%. (3) In terms of economic benefits, the operation efficiency showed a decreasing trend with the increase of water application rate (30L: 4.0 hm2 /h→67.5 L: 2.67 hm2 /h), and the control cost increased by 71.4% with the increase of water application rate (from 1050 to 1800 yuan per application). A differentiated water application strategy is recommended: since the water application rate at the jointing stage has no significant impact on the control efficacy, 30 L/hm2 is recommended (balancing efficiency and cost); as the water application rate at the heading stage has a significant impact on the control efficacy, 45 L/hm2 is preferred (balancing control efficacy and economy).
plant protection UAV / water application volume / rice / sheath blight / jointing stage / heading stage / field efficacy / precision spraying
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为了评估新型肥料品种在水稻轻简化施肥中的应用效果,以树脂包膜缓释肥(RCF)、聚氨酯包膜缓释肥(PCF)和有机缓释肥(LSF)等新型肥料产品为研究材料,通过多点大区对比试验,研究了“一基一追”轻简化施肥方式对‘籼粳杂交稻’和‘晚粳稻’产量和氮肥利用效率的影响。结果表明,籼粳杂交稻试验中氮肥减量12.8%(218 kg N/hm<sup>2</sup>),RCF、PCF和LSF等新型肥料轻简化施肥处理水稻产量、产量构成因子与常规施肥(FF)处理间都没有显著差异;‘晚粳稻’试验中氮肥减量36.1%(177 kg N/hm<sup>2</sup>),RCF、PCF和LSF等新型肥料轻简化施肥处理分别比FF处理减产20.4%、12.0%和22.8%。PCF处理水稻有效穗数和成穗率与FF处理间差异不显著,RCF和LSF处理则显著降低了‘晚粳稻’有效穗数和成穗率。轻简化施肥各处理氮肥偏生产力都显著高于FF处理。RCF和PCF处理氮肥农学利用率与FF处理间差异不显著,LSF处理“籼粳杂交稻”试验中氮肥农学利用率显著高于FF处理,‘晚粳稻’试验中则显著低于FF处理。水稻轻简化施肥技术的应用效果同时受到施氮量和肥料品种的影响,聚氨酯包膜缓释肥(PCF)在不同水稻类型和试验点上的减氮稳产效应优于树脂包膜缓释肥(RCF)和有机缓释肥(LSF)。
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蒋鹏, 张林, 周兴兵, 等. 冬水田轻简化栽培杂交稻蓄留再生稻产量形成特点[J]. 中国水稻科学, 2024, 38(5):544-554.
【目的】轻简化栽培水稻因具有良好的社会、经济和环境效益而受到了广泛的关注。探明再生稻系统下轻简化栽培对杂交稻头季、再生季产量形成特点的影响，可为再生稻轻简化栽培提供理论依据。【方法】于2021－2022年在四川省典型再生稻区泸州进行大田试验，以7个杂交稻(益两优94、德优6699、泰优1060、蓉7优680、乐3优2275、德优727、锦丰优727)和1个常规稻(金农丝苗)为材料，研究两种栽培方式(免耕直播、免耕抛秧)对杂交稻头季、再生季产量形成特点的影响。【结果】栽培方式和品种基因型对杂交稻头季、再生季及两季总产量影响显著。与免耕抛秧相比，免耕直播头季、再生季及两季总产量分别增加了3.52%~7.37%、18.94%~47.37%、7.04%~14.93%，免耕直播杂交稻蓄留再生稻的增产优势主要表现在有效穗数、结实率、干物质积累量和收获指数上。不同基因型杂交稻头季产量以泰优1060、锦丰优727较高，再生季产量及两季总产量则以泰优1060最高。从2年平均值来看，高产杂交稻(德优6699、泰优1060、德优727、锦丰优727)头季、再生季以及两季总产量分别为8.80、2.53、11.33 t/hm<sup>2</sup>，较中低产杂交稻(益两优94、蓉7蓉680、乐3优2275)分别增加了13.54%、6.03%、11.76%；比高产常规稻(金农丝苗)分别增加了9.97%、21.87%、12.41%。与高产常规稻相比，中低产杂交稻头季产量平均降低了3.15%，但其再生季及两季总产量则分别平均增加了14.94%、0.58%。从产量构成来看，高产杂交稻头季、再生季的有效穗数、千粒重均高于高产常规稻。从干物质生产来看，与高产常规稻相比，高产杂交稻头季和再生季成熟期的干物质量、收获指数分别平均增加3.82%和11.16%、5.45%和5.70%。中低产杂交稻头季成熟期干物质积累量低于高产常规稻是其减产的主要原因。【结论】再生稻系统下免耕直播相对于免耕抛栽有明显的增产优势，是其源库协调的一种良好响应。综合考虑再生季产量与两季总产量，四川省冬水田区再生稻轻简化高产栽培适宜选用分蘖能力强、千粒重大的杂交稻品种。
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植保无人机是一种将无人机与农药喷雾系统相结合的新型植保器械,基于植保无人机的农艺融合技术,应用起来既便捷又高效,是农业新型生产力的重要体现,也是植保社会化服务体系建设的关键组成部分。该研究结合工作实际,从植保无人机技术应用概况、服务体系现状、可持续发展建议三方面进行简要论述和分析,以期为进一步规范植保无人机飞防工作体系发展建言献策,促进农作物病虫害防治由传统模式向专业化、机械化、数字化转型升级,助力现代农业高质量可持续发展。
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张莉. 高效植保机械化技术应用情况分析研究[J]. 农机科技推广, 2025(1):49-52.
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马金龙, 陈吟. 直播稻田无人机全程防治病虫草害初探[J]. 中国农学通报, 2020, 36(27):135-141.
针对不同设备设计不同喷液量,飞行参数验证防治效果,从而验证无人机在稻田全程应用的可能性,旨在探索2种小型多旋翼植保无人机低空喷洒在整个水稻生长时期病虫草害防治过程中的防效。结果表明:当喷洒水田封闭式除草剂的喷洒量为10650、15000 mL/hm<sup>2</sup>,其对杂草的株防效与鲜重防效与人工电动喷雾相近。在病虫害的防治试验中,使用推荐用量且喷洒量为10650、15000 mL/hm<sup>2</sup>时,以及使用70%推荐用量（减量30%）且喷洒量为15000 mL/hm<sup>2</sup>时,防治效果均与人工电动喷雾器无显著差异。通过验证,选择合适的药剂,配合科学的喷洒参数,可在保证药效的前提下减少农药使用量。多旋翼植保无人机在水稻田有进行大面积全程飞防植保应用有广阔的前景。
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孔繁涛. 植保无人机在农作物病虫害防治中的应用分析[J]. 农业开发与装备, 2024(5):33-35.
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顾中言, 徐德进, 徐广春. 田间药液用量影响农药单位剂量防治效果的原因分析[J]. 中国农业科学, 2018, 51(13):2513-2523.
【目的】分析药液用量与水稻植株持液量的关系，探索稻田药液用量影响农药单位剂量防治效果的机制，为科学使用农药提供依据。【方法】在喷雾状态下计量水稻单位面积的持液量变化，明确液体在水稻叶片上的流失点和稳定持液量。依照国家标准GB/T 5549-2010测定液体表面张力，利用表面活性溶液的表面张力随表面活性剂浓度变化的规律，测定表面活性剂溶液的临界胶束浓度；用Zisman的方法测定水稻叶片的临界表面张力，分析影响水稻叶片持液量的关键因子。在喷雾塔内模拟用氯虫苯甲酰胺防治稻纵卷叶螟、用吡蚜酮和毒死蜱防治褐飞虱的试验，分析药液用量与雾滴密度的关系及农药单位剂量对防治效果的影响。【结果】随着喷液量的增加，水稻叶片的持液量经历增加、达到最大值后开始流失、随之下降到稳定值并不再随喷液量而变化，与最大值比，稳定值减少持液量约50%。供试水稻的临界表面张力为29.90—31.22 mN·m<sup>-1</sup>，为低能表面，清水的表面张力为71.8 mN·m<sup>-1</sup>，大于水稻的临界表面张力，限制了水稻叶片的持液量；助剂TX-10和Silwet-408可使液体的表面张力小于水稻临界表面张力，增加水稻叶片的持液量，当助剂达到临界胶束浓度时，增加持液量的效果最好；喷液量影响雾滴密度，从而影响农药单位剂量的防治效果。雾滴体积中径为200 μm时，药液量150 L·hm<sup>-2</sup>的雾滴少于10滴/cm<sup>2</sup>，20、25和30 g 3个有效剂量的氯虫苯甲酰胺对稻纵卷叶螟的防治效果不足60%；药液量450 L·hm<sup>-2</sup>的雾滴少于40滴/cm<sup>2</sup>，氯虫苯甲酰胺3个有效剂量对稻纵卷叶螟的防治效果分别为56.92%、62.86%和65.07%；药液量900 L·hm<sup>-2</sup>的雾滴为82滴/cm<sup>2</sup>，氯虫苯甲酰胺3个有效剂量对水稻纵卷叶螟的防治效果最好，达到70%以上。减小雾滴体积中径，增加单位体积液体的雾滴数量，可以适量减少喷液量。雾滴体积中径为75 μm、药液量450 L·hm<sup>-2</sup>时，雾滴为140滴/cm<sup>2</sup>，氯虫苯甲酰胺防治稻纵卷叶螟的效果与雾滴体积中径为200 μm、药液量900 L·hm<sup>-2</sup>的防治效果无显著差异。由于水稻冠层的阻挡，叶面喷雾时冠层下的雾滴极少，雾滴体积中径200 μm喷药液量900 L·hm<sup>-2</sup>和雾滴体积中径75 μm喷药液量450 L·hm<sup>-2</sup>，冠层下的雾滴不足20滴/cm<sup>2</sup>，农药对褐飞虱防治效果差。冠层下喷雾，直接将农药喷洒到褐飞虱栖息危害的部位，显著提高了吡蚜酮和毒死蜱单位剂量对褐飞虱的防治效果。【结论】药液用量影响农药在水稻植株上的沉积量和水稻单位面积上的雾滴密度，从而影响农药单位剂量对害虫的防治效果。当稻田药液用量在450 L·hm<sup>-2</sup>（雾滴体积中径75 μm）或900 L·hm<sup>-2</sup>（雾滴体积中径200 μm），冠层上下喷雾均匀，能确保药液在水稻最大持液量范围内并使植株表面有足够的雾滴密度，可取得良好的防治效果。
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【目的】旨在阐明无人机和人工喷施雾滴在水稻冠层内沉积分布特征,比较其稻瘟病防效、水稻产量及经济效益。【方法】选用电动四旋翼植保无人机,设置3个不同飞行高度和3个不同施药量,于孕穗期观测喷施雾滴在水稻冠层内沉积分布状况,并和人工喷施处理防治稻瘟病的效果、产量及经济效益进行比较。【结果】雾滴沉积量随飞行高度的升高而减少,雾滴沉积均匀性和穿透性随飞行高度的升高而增大。无人机和人工喷施的雾滴沉积量、均匀性和穿透性随施药量的增加而增大,雾滴沉积量和均匀性均呈水稻冠层上部>中部>下部的分布特征。无人机喷施的雾滴均匀性和穿透性大于人工喷施。无人机喷施在防效和产量不降低的情况下,用工成本减少165元/hm<sup>2</sup>,净收益提高164元/hm<sup>2</sup>,产投比提高20.9。【结论】与人工喷施相比,无人机喷施可在保证丰产的基础上,提高作业效率,降低生产成本,获得更高经济效益,在水稻精确管理和丰产高效栽培中具有应用价值。
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