橡胶林里的“绿色卫士”

橡胶树叶部病害监测与防治技术团队在商议天然橡胶叶部病害疫情及防治策略。

橡胶树白粉病和炭疽病俗称橡胶树“两病”,是我国橡胶生产上最为严重的叶部病害,也是每年早春防治的主要对象。因此,每年中国热带农业科学院橡胶树叶部病害监测与防治技术团队的科研人员都会奔波在国内热区的橡胶林里,带着植保无人机开展飞防示范作业。位于海南省琼中黎族苗族自治县阳江农场南里村7队的一片400亩胶园内,一架大载荷植保无人机闪烁着绿色灯光,在胶园上空喷施科研团队自主研发的新型防治药剂“胶叶清”。1个小时就能完成40-60亩的作业面积,一个上午基本喷完整片胶园。

由于橡胶树树体高大,传统的人工打药方式比较困难,再加上劳动力成本高,利用智能化的监测系统及现代施药技术,已逐步成为防治“两病”的主要技术手段。


(资料图)

团队负责人黄贵修研究员介绍,从2016年开始,中国热带农业科学院率先在国内开展了橡胶树叶部病害的监测与植保无人机飞防技术的研究,经过多年的试验示范和技术更新,目前,橡胶树叶部病害的监测与防治技术在海南、广东、云南等橡胶主产区累计推广面积6万亩,平均每亩节约防治成本6元。

传统施药技术亟待更新

天然橡胶是不可替代的战略物资和重要工业原料,广泛应用于航空航天、国防军工、轨道交通和医用材料等诸多领域。我国橡胶树的种植面积1700多万亩,每年因橡胶树叶部病害减产10%-15%。做好橡胶树“两病”的监测与防治一直是推动天然橡胶产业发展的重要环节。

传统的橡胶树“两病”防治方法需要人工背着喷药机行走在胶林喷施硫磺粉。“以前人工打药,一片胶林需要四五个人一起配合运药、装药、喷药,效率不高不说,还存在安全性问题。橡胶树普遍有10多米高,仰着头打药,药剂往下飘落到人身上,对人体也会产生危害。”中国热科院试验场王德贵告诉记者。

如何又好又快又安全地施药,一直是悬在黄贵修心头的大事。多年来,他带领团队成员努力攻关,先是从药剂研发上着手,从2009年起,经过12年反复试验、评估、测试,终于在2021年自主研发的兼治多种橡胶树叶部病害的农药新产品“胶叶清”进行了药剂的登记和生产应用,同时还研发了适用于植保无人机施用农药剂型及其配套施药技术。该农药产品先后在云南河口、西双版纳,海南琼中、白沙、儋州、乐东、万宁以及广东农垦集团有限公司下设的火星、建设、胜利等农场累计示范2.8万亩。与硫磺粉相比,该药剂防治下的“两病”发病率为7%-13%,综合防治效果显著。

药剂虽然有了进步,但还是需要人工操作,没有从根本上解决安全施药问题。还有什么办法可以减少对人工的依赖,这是悬在黄贵修心上的另一个问题。

植保飞防在橡胶产业大放异彩

2016年开始,黄贵修团队开始尝试直升机施药,最早是采用有人直升机,20分钟可以完成3000多亩胶林的飞防作业,但是有人直升机对作业环境要求严格,成本也比较高,大面积应用存在一定的局限性。

2018年,他们又尝试采用小型多旋翼无人机,但只适用于低矮的中小龄胶园和苗圃基地,仍然不能解决不同栽培模式下的大面积成龄胶园的施药问题。黄贵修和团队成员综合研判,认为橡胶树体高大、叶片广展,小型无人机的下压风场小,续航时间短,不能将药液穿透树冠达到下层叶片,作业场景有限,看来只能应用大载荷无人机才能从根本上解决橡胶树“两病”无人机飞防的问题。

2019年3月,黄贵修主动“走出去”和企业对接,与深圳华亚科技有限公司合作,在海南率先引进了全球领先的两款大载荷无人机(FBH300和FBH300T)。该型号无人飞行器为油动机,载药量达100公斤-200公斤,有自主的雷达信号,续航时间长,下压风场大,药剂能穿透树冠,实现均匀喷洒,同时该机型能适用于不同地形和栽培模式的橡胶园。

连续三年,黄贵修带领团队成员,在海南阳江农场、云南版纳勐腊农场以及广东茂名建设农场进行大载荷无人机飞控参数、施药量化标准等方面的探索,经过多年多点的试验示范,目前该团队已经初步形成了橡胶树“两病”大载荷无人机飞防技术规程,同时研发了针对云南、广东的山地橡胶,海南平地橡胶以及中小龄胶园及橡胶苗圃在内的不同栽培模式下的无人机飞防技术模式。

中国热带农业科学院橡胶树叶部病害监测与防治技术团队积极探索利用卫星遥感和无人机高光谱的智能化监测技术,以及通过传感器技术和智能化控制技术,来建立适用于不同栽培模式和作业环境的无人机精准施药系统。

与传统施药技术相比,利用无人机飞防技术,能节省60%以上的农药施用量,农药利用率能提高35%。无人机每小时作业量可达40-60亩,作业效率是人工的30倍以上,且安全性能高。

团队骨干李博勋说:“FBH300是单旋翼油动无人机,最大载药量为100公斤,FBH300T又升级了,是双旋翼,最大载药量达200公斤,而且双旋翼风场更为稳定,药液的穿透性更好。一次作业面积可达40亩橡胶林,每亩用药量6升。无人机飞防一亩的机器使用成本约8元,加上每亩农药的成本2元,如能大面积应用,一亩橡胶林飞防的综合成本约为10元,低于人工施药成本。”

不仅如此,无人机在作业的同时,还能通过高清摄像头实现对橡胶树病虫害的有效监测。团队专门研发了橡胶树病虫害监测手机App,通过飞防作业采集和整理橡胶树病虫害基础信息,并建立起数据库,从而建立相应的防控预警系统。

科研路上永不停歇

为了摸清橡胶树叶部病害情况,黄贵修带领团队,或冒着烈日,或顶着风雨,走过崎岖不平的山路,踏过荆棘遍布的小道,跑遍了国内橡胶主产区,特别是海南的各个橡胶农场。

在同事和学生眼中,黄贵修对科研拥有极高的热情。“老师总跟我们说,科学研究最大的乐趣,就是每天发现新问题,迎接新挑战。这一直激励着我们对科研保持好奇心和行动力。”研究生周雪敏在黄贵修影响下,立志从事科研工作,从生产实践中发现科学问题,并带着问题积极开展研究。

科研路上,黄贵修不知疲倦,永不止步。他不仅针对传统人工施药精确度不高、劳动力需求量大等问题,研发出了大载荷无人机飞防技术,还针对橡胶树叶部病害检测监测技术不规范、防治时机把握不准等问题,研发了病害快速诊断与分子检测技术,制定了多种叶部病害的监测与防治技术规程,构建了病害监测预报网络。同时,针对橡胶树叶部病害致病关键因子等问题进行攻关,探明了病原菌的侵染过程及主要毒性因子,鉴选了9份抗病种质。

近年来,随着天然橡胶胶价持续低迷,面临产业发展转型的局面,黄贵修把目光投向了数字农业领域,他牵头申报的国家数字种植业(天然橡胶)创新分中心顺利获批,总投资1802万元。该中心拟建设天然橡胶数字化种质资源与胶园管理、病虫草害智能监控、自动化采胶与加工、智能信息管理与决策应用等数字化研发支撑服务平台,推动天然橡胶产业数字化转型和韧性发展。

科研的道路没有尽头。多年来,黄贵修不断尝试新技术新方法,带领团队在天然橡胶植保领域打开了一扇又一扇窗,专注、创新、勤奋、拼搏,在追寻科学的道路上奋力奔跑。

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