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飞防视角下30%吡唑醚菌酯与30%吡虫啉水悬浮剂的研制及性能深度剖析

一、引言

1.1研究背景

农作物病虫害是影响农业生产的重要因素，严重威胁粮食安全与农产品质量。据统计，全球每年因病虫害导致的农作物减产高达20%-40%。长期以来，化学农药在病虫害防治中发挥着关键作用，80%-90%的农业病虫害依赖化学农药进行防治。然而，传统施药方式存在诸多弊端，如效率低下、农药利用率低、环境污染严重等。

随着农业现代化进程的加速，植保无人机施药技术应运而生，展现出诸多优势。植保无人机作业效率高，一架无人机每小时可完成施药100亩甚至更多，是人工的15-20倍，能大大提高农业生产效率；可节约30%-50%的农药和90%的用水量，同时提高农药利用率和防治效果；操作相对简单，经过培训的操作人员即可进行操作和维护，降低了对劳动力的需求；采取远距离遥控操作，避免了操作人员直接接触农药的危险，提高了作业的安全性。

尽管植保无人机施药技术发展迅速，但与之配套的飞防制剂研究相对匮乏。目前，国内严重缺乏评估飞防的专用制剂、助剂产品和相应的试验方法及评估手段等。飞防作业对制剂的要求与常规施药不同，飞防制剂一般为低容量或超低容量施药喷雾，每亩用水量仅为0.5-1.0L，稀释倍数一般为30-100倍，而常规农药制剂一般适用于大水量喷洒设备，每亩地用水量30-50L，稀释3000-5000倍。直接使用常规制剂进行飞防，易出现沉淀、结晶、絮凝等情况，堵塞喷头，且难以达到理想的防治效果，还存在一定安全风险。因此，研制适合飞防作业的专用制剂具有重要的现实意义。

吡唑醚菌酯是一种甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂，具有广谱、高效、低毒等特点，能有效防治多种作物病害；吡虫啉是一种烟碱类杀虫剂，具有内吸性强、活性高、持效期长等优点，对刺吸式口器害虫防治效果显著。本研究旨在研制30%吡唑醚菌酯水悬浮剂和30%吡虫啉水悬浮剂这两种飞防制剂，并对其性能进行全面评价，为植保无人机施药提供优质的药剂选择，推动飞防技术的发展与应用。

1.2国内外植保飞防研究进展

国外植保飞防起步较早，技术相对成熟。美国是农业航空技术最发达的国家之一，拥有完善的农业航空组织体系和先进的航空植保机械。美国农用飞机数量众多，约9000架（13%为农用直升机），实际在用约4000架，在册农用飞机驾驶员2000多名，65%的化学农药采用飞机喷施，年处理耕地面积超过120万hm2，占总耕地面积的50%以上，平均2万hm2耕地拥有一架农用飞机。美国在航空施药领域应用了先进的施药技术，如精准施药、变量施药等，提高了农药利用率和防治效果。日本在植保无人机领域发展突出，国土面积小、山地多、耕地少、农业经营规模小的特点促使其选择发展外形尺寸小、机动灵活、操控简便、单位面积施药液量小、作业效率高的无人机。1985年，日本Yamaha公司推出第一架农用“R-50”型无人机用于航空施药。截至2012年，日本农用无人机年工作面积达到96.3万hm2，占种植面积的50%-60%，拥有无人直升机2346架，无人机操控手14163人。自2015年起，日本一些公司开始推广多旋翼无人机，进一步丰富了植保无人机的类型。

我国植保飞防发展迅速，但与发达国家仍有差距。我国航空施药起步于20世纪50年代初，最初以载人固定翼飞机为主。20世纪90年代，开发出专门配置于轻型飞机的农药喷洒设备。近年来，低空低量作业植保无人机发展迅猛，2014-2019年，我国植保无人机市场保有量从695架增长到超过5万架，2020年保有量超过10万架，作业面积首次突破10亿亩次，2021年保有量预估达到16万架，作业面积高达14亿亩次。2023年中国植保无人机市场规模达150亿元，销量约9.3万架。国家通过制定扶持政策、完善标准与补贴制度等措施，加快推动植保无人机的应用推广，如2021年4月，农业农村部发布通知，明确植保无人机进入国家补贴。然而，我国在飞防技术的精细化、智能化水平，以及飞防专用药剂和助剂的研发方面，仍有待进一步提高。

1.3植保飞防制剂与助剂研究现状及应具备的条件

目前，国内登记的专用于飞防的农药制剂和助剂较少，实际飞防作业中大多使用常规制剂添加喷雾助剂。常规农药制剂专为大水量常规喷洒设备设计，在飞防作业中存在诸多问题，如稀释倍数低时易出现沉淀、结晶、絮凝等现象，导致喷头堵塞，影响施药效果。飞防制剂与常规制剂在用水量、药液浓度、雾滴大小、溶剂、抗挥发和抗飘失能力以及制剂相容性等方面存在显著差异。飞防制剂一般为低容量或超低容量施药喷雾，每亩用水量0.5-1.0L，稀释倍数3