ارزیابی عمکلرد پهپاد‌سمپاش در کنترل شته کلزا

ماشین های کشاورزی

مقاله 3، دوره 14، شماره 2، تیر 1403، صفحه 135-146   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jam.2022.79329.1129

نویسندگان

نیکروز باقری^{* 1}؛ محمود صفری¹؛ عزیز شیخی گرجان²

¹مؤسسه تحقیقات فنّی و مهندسی کشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

²مؤسسه تحقیقات گیاه‌پزشکی کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

چکیده

در پژوهش حاضر پهپادسمپاش به‌عنوان یک روش نوین سمپاشی برای کنترل جمعیت آفت شتۀ کلزا ارزیابی و نتایج آن با سمپاش توربولاینر مقایسه شد. آزمون در قالب طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار اجرا شد. آزمون‌ها در زمان آلودگی حداقل 20درصد از بوته‌ها اجرا شد. پارامترهای اندازه‌گیری‌شده شامل مقدار ضریب کیفیت پاشش، ظرفیت مزرعه‌ای تئوری و مؤثر، بازدۀ مزرعه‌ای، انرژی مصرفی و کارایی (اثربخشی) سمپاشی بودند. براساس نتایج برای پهپادسمپاش و سمپاش توربولاینر، به‌ترتیب میانگین مقدار محلول سم مصرفی برابر با 11.1 و 187.6 لیتر در هکتار، ضریب کیفیت پاشش 1.15 و 1.21، بازدۀ مزرعه‌ای 51.4 و 32.3درصد و انرژی مصرفی 3.4 و 100.5 کیلووات-ساعت به‌دست آمد. براساس نتایج تجزیۀ واریانس در سه، هفت و 14 روز پس از سمپاشی، بین تیمار شاهد و تیمارهای پهپادسمپاش و سمپاش توربولاینر از نظر تعداد شته اختلاف معنی‌دار بود؛ به‌طوری‌که تعداد شته در کرت‌های سمپاشی‌شده با هر دو نوع سمپاش در سه بار نمونه‌برداری پس از سمپاشی کمتر از 100شته در ساقه بود. اما در تیمار شاهد تعداد شته در ساقه 700-250 بود. مقایسۀ میانگین کارایی پهپادسمپاش و سمپاش‌ توربولاینر با آزمون t نشان داد که هر دو سمپاش نتایج قابل‌قبولی در کنترل جمعیت شتۀ کلزا داشتند. در سه و هفت روز پس از سمپاشی، سمپاش توربولاینر کارایی بیشتری نسبت به پهپادسمپاش داشت. اما در 14 روز بعد از سمپاشی، کارایی پهپادسمپاش و سمپاش توربولاینر به‌ترتیب 92.7 و 85.2درصد بود. استفاده از پهپادسمپاش با توجه به کاهش مقدار محلول مصرفی و انرژی مصرفی و افزایش بازدۀ مزرعه‌ای، کیفیت پاشش و کارایی سمپاشی برای کنترل جمعیت شتۀ کلزا توصیه می‌شود.

کلیدواژه‌ها

ارزیابی عملکرد؛ پهپادسمپاش؛ سمپاش توربولاینر؛ کشاورزی‌هوشمند؛ کلزا

مراجع

1. Bagheri, N., & Safari, M. (2020). Knowledge of UAV sprayer. Agricultural Engineering Research Institute. Technical Issue.
2. Behrouzi Lar, M. (1999). Engineering Principles of Agricultural Machines (Translated). Azad Islamic University Press. 1^st Edition, 355-357.
3. Cheema, M. J. M., Mahmood, H. S., Latif, M. A., & Nasir, A. K. (2018). Precision Agriculture and ICT: Future Farming, Chap. 8. In: I.A. Khan and M.S. Khan (eds.), Developing Sustainable Agriculture in Pakistan. CRC Press, Taylor & Francis Group, Broken Sound Parkway NW USA.
4. Chen, P., Lan, Y., Huang, X., Qi, H., Wang, G., Wang, J., Wang, L., & Xiao, H. (2020). Droplet Deposition and Control of Planthoppers of Different Nozzles in Two-Stage Rice with a Quadrotor Unmanned Aerial Vehicle. Agronomy, 10(303), 1-14. https://doi.org/10.3390/agronomy10020303
5. Gong, J., Fan, W., & Peng, J. (2019). Application analysis of hydraulic nozzle and rotary atomization sprayer on plant protection UAV. International Journal of Precision Agricultural Aviation, 2(1).
6. Guo, S., Li, J., Yao, W., Zhan, Y., Li, Y., & Shi, Y. (2019). Distribution characteristics on droplet deposition of wind field vortex formed by multi-rotor uav. PloS One, 14(7), e0220024. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0220024
7. Huang, Y., Hoffmann, W. C., Lan, Y., Wu, W., & Fritz, B. K. (2009). Development of a spray system for an unmanned aerial vehicle platform. Applied Engineering in Agriculture, 25(6), 803-809. https://doi.org/13031/2013.29229
8. Keyhanian, A. R., Sheikhi Gorjan, A., Amini Khalaf, M. A. (2008). Investigating the effectiveness of several insecticides in controlling cabbage aphid in canola fields. Agricultural Applied Research, 163-167.
9. Kharim, M. N. A., Wayayok, A., Sharif, A. R. M., Abdullah, A. F., & Husin, E. M. (2019). Droplet deposition density of organic liquid fertilizer at low altitude UAV aerial spraying in rice cultivation. Computers and Electronics in Agriculture, 167, 105045. https://doi.org/1016/j.compag.2019.105045
10. Lan, Y., & Chen, S. (2018). Current status and trends of plant protection UAV and its spraying technology in China. International Journal of Precision Agricultural Aviation, 1(1), 1-9. https://doi.org/33440/j.ijpaa.20180101.0002
11. Lan, Y. B., Chen, S. D., & Fritz, B. K. (2017). Current status and future trends of precision agricultural aviation technologies. International Journal of Agricultural & Biological Engineering, 10(3), 1-17. https://doi.org/3965/j.ijabe.20171003.3088
12. Martin, D. E., Woldt, W. E., & Latheef, M. A. (2019). Effect of Application Height and Ground Speed on Spray Pattern and Droplet Spectra from Remotely Piloted Aerial Application Systems. Drones, 3(83), 1-21. https://doi.org/10.3390/drones3040083
13. Meng. Y., Su, J., Song, J., Chen, W. H., & Lan, Y. (2020). Experimental evaluation of UAV spraying for peach trees of different shapes: Effects of operational parameters on droplet distribution. Computers and Electronics in Agriculture, 170, 105282.
14. Nowrouzieh, S. (2020). Evaluation the effectiveness of a sprayer UAV in controlling bollworm. Cotton Research Institute of Iran. The final report of the research project. No, 60875.
15. Peshin, R., Bandral, R. S., Zhang, W., Wilson, L., & Dhawan, A. K. (2009). Integrated pest management: A global overview of history, programs and adoption. In: R. Peshin and A.K. Dhawan (eds.), Integrated Pest Management: Innovation-Development Process. Springer, Dordrecht. Netherlands. https://doi.org/10.1007/978-1-4020-8992-3_1
16. Qin, W., Xue, X., Zhang, S., Gu, W., & Wang, B. (2018). Droplet deposition and efficiency of fungicides sprayed with small UAV against wheat powdery mildew. International Journal of Agricultural & Biological Engineering, 11, 27-32.
17. Qin, W., Qiu, B., Xue, X., Chen, C., Xu, Z., & Zhou, Q. (2016). Droplet deposition and control effect of insecticides sprayed with an unmanned aerial vehicle against plant hoppers. Crop Protection, 85, 79-88. https://doi.org/10.1016/j.cropro.2016.03.018
18. Safari, M., & Sheikhi Gorjan, A. (2018). Comparison between unmanned aerial vehicle and tractor lance sprayer against Dubas bug Ommatissus lybicus (Hemiptera: Tropiduchidae). Iranian Journal of Plant Protection Science, 51(1), 13-26. https://doi.org/22059/ijpps.2020.281898.1006894
19. Safari, M., & Bagheri, N. (2021). Technical parameters for the evaluation of UAV sprayers. Agricultural Engineering Research Institute. Technical Issue.
20. Sheikhi Gorjan, A. (2018). Evaluation of UAV sprayer in chemical control of wheat Sunn pest nymphs.The final report of the research project. Iranian Research Institute of Plant Protection, No, 55872.
21. Shengde, Ch., Yubin, L., Bradley, K. F., Jiyu, L., Aimin, L., & Yuedong, M. (2017). The effect of wind field under the rotor of multi-rotor UAV on the deposition of aviation spray droplets. Transactions of the CSAM, 48(08), 105-113. (In Chinese). https://doi.org/10.6041/j.issn.1000-1298.2017.08.011
22. Shilin, W., Jianli, S., Xiongkui, H., Le, S., Xiaonan, W., Changling, W., Zhichong, W., & Yun, L. (2017). Performances evaluation of four typical unmanned aerial vehicles used for pesticide application in China. International Journal of Agricultural & Biological Engineering, 10(4), 22-31.
23. Teske, A. L., Chen, G., Nansen, C., & Kong, Z. (2019). Optimised dispensing of predatory mites by multirotor UAVs in wind: A distribution pattern modelling approach for precision pest management. Biosystems Engineering, 187, 226-238. https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2019.09.009
24. Wang, C., Zeng, A., He, X., Song, J., Herbst, A., & Gao, W. (2020). Spray drift characteristics test of unmanned aerial vehicle spray unit under wind tunnel conditions. International Journal of Agricultural & Biological Engineering, 13(3), 13-21.
25. Wang, G., Lan, Y., Yuan, H., Qi. H., Chen, P., Ouyang, F., & Han, Y. (2019). Comparison of Spray Deposition, Control Efficacy on Wheat Aphids and Working Efficiency in the Wheat Field of the Unmanned Aerial Vehicle with Boom Sprayer and Two Conventional Knapsack Sprayers. Applied Sciences, 9(218), 1-16. https://doi.org/10.3390/app9020218.
26. Xinyu, X., Kang, T., Weicai, Q., Lan, Y., & Zhang, H. (2014). Drift and deposition of ultra-low altitude and low volume application in paddy field. International Journal of Agricultural & Biological Engineering, 7(4), 23-28.
27. Yanliang, Z., Qi, L., & Wei, Z. (2017). Design and test of a six-rotor unmanned aerial vehicle (UAV) electrostatic spraying system for crop protection. International Journal of Agricultural & Biological Engineering, 10, 68-76.
28. Yongjun, Z., Shenghui, Y., Chunjiang, Z., Liping, C., Lan, Y., & Yu, T. (2017). Modeling operation parameters of uav on spray e_ects at different growth stages of corns. International Journal of Agricultural & Biological Engineering, 10, 57-66.
29. Zarif Neshat, S. (2021). Technical and economic evaluation of sprayer drone for control of wheat weeds to compare with conventional methods. Agricultural Engineering Research Institute. The final report of the research project, No, 59903.
30. Zhou, Q., Xue, X., Qin, W., Chen, C., & Cai, C. (2020). Analysis of pesticide use efficiency of a UAV sprayer at different growth stages of rice. International Journal of Precision Agricultural Aviation, 3(1), 38-42. https://doi.org/10.33440/j.ijpaa.20200301.64
31. Zhua, H., Salyanib, M., & Fox, R. (2011). A portable scanning system for evaluation of spray deposit distribution. Computers and Electronics in Agriculture, 76, 38-43. https://doi.org/1016/j.compag.2011.01.003