植保無人機(jī)施藥對(duì)煙田節(jié)肢動(dòng)物群落的影響

張?jiān)娒龋?波，楊 洪,，楊茂發(fā), *

(1.貴州大學(xué) 煙草學(xué)院/貴州省煙草品質(zhì)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州 貴陽(yáng) 550025；2.貴州大學(xué) 昆蟲研究所/貴州山地農(nóng)業(yè)病蟲害重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州 貴陽(yáng) 550025)

烤煙既是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物，也是政府財(cái)稅和當(dāng)?shù)剞r(nóng)民收入的主要來源之一。貴州省種植烤煙的歷史已有八十年之久，目前已成為全國(guó)第二大煙區(qū)，常年種植烤煙面積約20萬hm。貴州省獨(dú)特的地理環(huán)境形成了該地區(qū)所特有的節(jié)肢動(dòng)物群落，包括種類繁多的害蟲和天敵，例如給煙葉生產(chǎn)造成較大危害的煙蚜、煙青蟲和斜紋夜蛾等害蟲，以及對(duì)煙田害蟲具有控制作用的蚜繭蜂、蜘蛛等天敵。

目前，煙田害蟲的防治仍然以化學(xué)防治為主。農(nóng)藥特別是廣譜類殺蟲劑的大量使用，已對(duì)煙田的生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了一定的影響。已有研究表明，化學(xué)農(nóng)藥的施用對(duì)大豆田和茶園等生態(tài)區(qū)的節(jié)肢動(dòng)物群落均造成了一定的影響，有學(xué)者對(duì)殺蟲劑使用對(duì)煙田節(jié)肢動(dòng)物群落的影響進(jìn)行了研究。近年來，煙田節(jié)肢動(dòng)物群落的研究主要集中在節(jié)肢動(dòng)物群落的種類調(diào)查和多樣性分析研究上，關(guān)于施藥方式對(duì)煙田節(jié)肢動(dòng)物群落的影響研究仍然較少。

近年來植保無人機(jī)技術(shù)迅速發(fā)展，無人機(jī)作業(yè)因不受地形和作物高度限制，不僅能提高工作效率和降低人員暴露風(fēng)險(xiǎn)，其噴灑效果還優(yōu)于傳統(tǒng)的人工噴霧，因而植保飛防代替?zhèn)鹘y(tǒng)噴霧器進(jìn)行田間防治已得到廣泛認(rèn)可。節(jié)肢動(dòng)物群落的研究一直是害蟲綜合治理中很重要的基礎(chǔ)性工作，但有關(guān)無人機(jī)施藥對(duì)煙田節(jié)肢動(dòng)物群落的影響仍鮮有報(bào)道，因此本研究通過比較無人機(jī)施藥和人工噴霧器施藥兩種方法，以群落結(jié)構(gòu)的主要特征值和重要害蟲的種群減退率作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)煙田節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的影響進(jìn)行分析，以期為煙田害蟲的科學(xué)防治提供指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 供試藥劑及品種

試驗(yàn)所用藥劑為1.8%阿維菌素乳油(山東魯抗生物農(nóng)藥有限責(zé)任公司)，烤煙品種為云煙87。

1.2 供試儀器

試驗(yàn)使用植保器械：大疆MG-1p無人機(jī)(深圳市大疆創(chuàng)新科技有限公司)、“農(nóng)德力”3WBD-20C背負(fù)式電動(dòng)噴霧器(臺(tái)州市軒信機(jī)械有限公司)，工作壓力為0.16～0.40 MPa。

1.3 試驗(yàn)地點(diǎn)和調(diào)查方法

本試驗(yàn)在安順市西秀區(qū)雙堡煙葉站旁邊的煙田進(jìn)行，選取環(huán)境條件基本一致的樣本田，試驗(yàn)地管理措施與安順煙區(qū)煙葉高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培措施一致，試驗(yàn)設(shè)3個(gè)處理(無人機(jī)施藥、人工噴霧器施藥和無人機(jī)清水對(duì)照)，每處理重復(fù)3次，每個(gè)小區(qū)面積330 m，共9個(gè)小區(qū)。于2021年7月7日施藥，施藥時(shí)煙葉正處于現(xiàn)蕾期。施藥前先對(duì)煙田節(jié)肢動(dòng)物群落進(jìn)行調(diào)查，施藥后第7天、第14天分別進(jìn)行調(diào)查。所用藥劑比例為水∶阿維菌素為20 L∶26 mL。

田間調(diào)查以網(wǎng)捕和樣地取樣相結(jié)合的方法。網(wǎng)捕取樣，每小區(qū)15網(wǎng)；田間取樣采用平行線10點(diǎn)取樣方法，共調(diào)查3行，以1株煙為間隔，每行調(diào)查10株，共計(jì)30株，調(diào)查每株煙草葉片上煙蚜、煙青蟲和斜紋夜蛾幼蟲及主要天敵昆蟲數(shù)量。

1.4 數(shù)據(jù)的處理和分析

..節(jié)肢動(dòng)物群落特征指數(shù)計(jì)算

群落物種豐富度(species richness)：群落中的物種數(shù)，用表示。

種群優(yōu)勢(shì)度(dominance)：以相對(duì)密度來表示優(yōu)勢(shì)度，采用Berger-Parker優(yōu)勢(shì)度指數(shù)，用表示。

相對(duì)密度=(某種物種個(gè)體數(shù)量/全部生物個(gè)體數(shù)量)×100

群落多樣性(diversity)：采用shannon-winner多樣性指數(shù)(′)，用′表示，式中為第個(gè)物種的個(gè)體數(shù)，為所有物種的個(gè)體總數(shù)。

′=-∑[ln()]

群落均勻度(evenness)：采用Pielou(1975)定義的均勻性指數(shù)，用()表示。

種群數(shù)量減退率(%)=[(施藥前種群數(shù)量-施藥后種群數(shù)量)/施藥前種群數(shù)量] ×100

..數(shù)據(jù)處理和分析

利用Excel電子表格進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和作圖，采用SPSS 20.0(IBM，美國(guó))軟件進(jìn)行單因素方差分析，種群減退率數(shù)據(jù)反正弦轉(zhuǎn)化后再進(jìn)行多因素方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 煙田節(jié)肢動(dòng)物群落的組成分析

調(diào)查結(jié)果顯示，煙田的節(jié)肢動(dòng)物群落包括昆蟲綱和蛛形綱兩大類群。施藥前，昆蟲綱有7目21種昆蟲，其中半翅目6種，鱗翅目2種，直翅目2種，雙翅目4種，膜翅目3種，纓翅目1種，鞘翅目3種；蛛形綱有2種。不同物種間的個(gè)體數(shù)差異較大(表1)，主要以半翅目害蟲為主，天敵的主要種類為煙蚜繭蜂。施藥后，節(jié)肢動(dòng)物群落的物種數(shù)變化不顯著，但是個(gè)體數(shù)明顯下降(表2)，施藥14天后，鱗翅目、直翅目和纓翅目的物種數(shù)和個(gè)體數(shù)均無。

表1 施藥前煙田節(jié)肢動(dòng)物種類及其優(yōu)勢(shì)度Tab.1 Species and dominance of arthropod in the tobacco field before spraying insecticide

表2 施藥前后煙田節(jié)肢動(dòng)物群落組成比較Tab.2 Comparison of arthropod community composition in tobacco field before and after spraying insecticide

2.2 不同施藥方式對(duì)節(jié)肢動(dòng)物群落的影響

通過分析兩種施藥方式對(duì)節(jié)肢動(dòng)物群落的影響發(fā)現(xiàn)，不同施藥方式處理的種群豐富度、多樣性和均勻度雖略有變化，但是差異不顯著，人工噴霧器施藥和無人機(jī)施藥兩種施藥方式之間也無明顯差異(表3)。

表3 不同施藥方式下節(jié)肢動(dòng)物群落特征分析Tab.3 Analysis of arthropod community characteristics under different spraying methods

2.3 煙田主要昆蟲種群數(shù)量減退率

由圖1可知，施藥7天后，施藥組和對(duì)照組的煙蚜種群數(shù)量均有下降，并且無人機(jī)施藥方式下的煙蚜種群數(shù)量減退率高于人工噴霧器施藥和對(duì)照處理，對(duì)照組的種群數(shù)量減退率最低；施藥14天后，處理組的煙蚜種群數(shù)量減退率略高于對(duì)照組。

圖1 不同施藥方式對(duì)煙蚜的影響Fig.1 The effect of different methods of sprayinginsecticide on Myzus persicae

由圖2可知，施藥7天后，人工噴霧器施藥和無人機(jī)施藥處理煙盲蝽的種群數(shù)量均有下降，但是對(duì)照組的煙盲蝽種群數(shù)量增加；施藥14天后，無人機(jī)施藥處理的煙盲蝽種群數(shù)量減退率高于人工噴霧器施藥，但是對(duì)照組的煙盲蝽種群數(shù)量仍在增加。

圖2 不同施藥方式對(duì)煙盲蝽的影響Fig.2 The effect of different methods of spraying insecticide on Nesidiocoris tenuis

3 結(jié)論與討論

研究發(fā)現(xiàn)，煙田節(jié)肢動(dòng)物群落具有較高的豐富度，其中害蟲煙蚜在種群數(shù)量上占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，但天敵種類的豐富度不高，主要以蚜繭蜂為主；此外，蚊、蠅等中性昆蟲也是煙田節(jié)肢動(dòng)物群落的重要組成部分。與無人機(jī)清水對(duì)照組相比，兩種施藥方式下節(jié)肢動(dòng)物群落的豐富度、均勻度和多樣性均無明顯差異，可能是各物種間有相互協(xié)調(diào)的機(jī)制，使群落在變動(dòng)過程中保持相對(duì)的穩(wěn)定性。但是煙蚜的種群數(shù)量卻減少，說明化學(xué)防治對(duì)主要害蟲仍然具有一定的防效。施藥后，無人機(jī)施藥方式對(duì)煙蚜的防治效果明顯，7天后的種群數(shù)量減退率明顯高于人工噴霧器施藥組。施藥14天后，無人機(jī)施藥防治煙盲蝽后的種群數(shù)量減退率略高于人工噴霧器施藥，因此可得出無人機(jī)施藥方式對(duì)煙田節(jié)肢動(dòng)物群落無顯著影響，但可明顯控制常見害蟲的種群數(shù)量。施藥后，對(duì)照組的煙蚜種群數(shù)量也明顯下降，14天后對(duì)照組和處理組的種群數(shù)量減退率均接近100%，推測(cè)可能與對(duì)照組煙盲蝽種群數(shù)量的顯著增加有關(guān)，因?yàn)闊熋を硪部刹妒碂熝恋刃⌒凸?jié)肢動(dòng)物。

無人機(jī)施藥方式相比于傳統(tǒng)人工噴霧器施藥方式具有安全系數(shù)高，對(duì)作物不易損傷等優(yōu)點(diǎn)，而且人工噴霧器施藥等農(nóng)事操作造成的煙葉機(jī)械損傷是煙草花葉病毒病(TMV)的重要傳播途徑，該病害危害煙草后可造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，由于無人機(jī)施藥可避免與煙草的直接接觸，一定程度上也可以減少煙草花葉病毒的傳播。

綜上所述，無人機(jī)施藥和人工噴霧器施藥兩種方式對(duì)煙田節(jié)肢動(dòng)物群落的豐富度、多樣性和均勻度等指標(biāo)的影響均無明顯差異，但是無人機(jī)施藥對(duì)煙田主要害蟲具有較好的防治效果，不僅能有效避免煙草病害的傳播，還可以節(jié)省人力以及減少污染。因此利用無人機(jī)施藥防治害蟲可廣泛用于煙草有害生物的綜合防治實(shí)踐中。