植保无人机施药对烟田节肢动物群落的影响

张诗萌，丁 波，杨 洪,，杨茂发, *

(1.贵州大学 烟草学院/贵州省烟草品质研究重点实验室，贵州 贵阳 550025；2.贵州大学 昆虫研究所/贵州山地农业病虫害重点实验室，贵州 贵阳 550025)

烤烟既是我国重要的经济作物，也是政府财税和当地农民收入的主要来源之一。贵州省种植烤烟的历史已有八十年之久，目前已成为全国第二大烟区，常年种植烤烟面积约20万hm。贵州省独特的地理环境形成了该地区所特有的节肢动物群落，包括种类繁多的害虫和天敌，例如给烟叶生产造成较大危害的烟蚜、烟青虫和斜纹夜蛾等害虫，以及对烟田害虫具有控制作用的蚜茧蜂、蜘蛛等天敌。

目前，烟田害虫的防治仍然以化学防治为主。农药特别是广谱类杀虫剂的大量使用，已对烟田的生态系统产生了一定的影响。已有研究表明，化学农药的施用对大豆田和茶园等生态区的节肢动物群落均造成了一定的影响，有学者对杀虫剂使用对烟田节肢动物群落的影响进行了研究。近年来，烟田节肢动物群落的研究主要集中在节肢动物群落的种类调查和多样性分析研究上，关于施药方式对烟田节肢动物群落的影响研究仍然较少。

近年来植保无人机技术迅速发展，无人机作业因不受地形和作物高度限制，不仅能提高工作效率和降低人员暴露风险，其喷洒效果还优于传统的人工喷雾，因而植保飞防代替传统喷雾器进行田间防治已得到广泛认可。节肢动物群落的研究一直是害虫综合治理中很重要的基础性工作，但有关无人机施药对烟田节肢动物群落的影响仍鲜有报道，因此本研究通过比较无人机施药和人工喷雾器施药两种方法，以群落结构的主要特征值和重要害虫的种群减退率作为评价指标，对烟田节肢动物群落结构的影响进行分析，以期为烟田害虫的科学防治提供指导。

1 材料与方法

1.1 供试药剂及品种

试验所用药剂为1.8%阿维菌素乳油(山东鲁抗生物农药有限责任公司)，烤烟品种为云烟87。

1.2 供试仪器

试验使用植保器械：大疆MG-1p无人机(深圳市大疆创新科技有限公司)、“农德力”3WBD-20C背负式电动喷雾器(台州市轩信机械有限公司)，工作压力为0.16～0.40 MPa。

1.3 试验地点和调查方法

本试验在安顺市西秀区双堡烟叶站旁边的烟田进行，选取环境条件基本一致的样本田，试验地管理措施与安顺烟区烟叶高产优质栽培措施一致，试验设3个处理(无人机施药、人工喷雾器施药和无人机清水对照)，每处理重复3次，每个小区面积330 m，共9个小区。于2021年7月7日施药，施药时烟叶正处于现蕾期。施药前先对烟田节肢动物群落进行调查，施药后第7天、第14天分别进行调查。所用药剂比例为水∶阿维菌素为20 L∶26 mL。

田间调查以网捕和样地取样相结合的方法。网捕取样，每小区15网；田间取样采用平行线10点取样方法，共调查3行，以1株烟为间隔，每行调查10株，共计30株，调查每株烟草叶片上烟蚜、烟青虫和斜纹夜蛾幼虫及主要天敌昆虫数量。

1.4 数据的处理和分析

..节肢动物群落特征指数计算

群落物种丰富度(species richness)：群落中的物种数，用表示。

种群优势度(dominance)：以相对密度来表示优势度，采用Berger-Parker优势度指数，用表示。

相对密度=(某种物种个体数量/全部生物个体数量)×100

群落多样性(diversity)：采用shannon-winner多样性指数(′)，用′表示，式中为第个物种的个体数，为所有物种的个体总数。

′=-∑[ln()]

群落均匀度(evenness)：采用Pielou(1975)定义的均匀性指数，用()表示。

种群数量减退率(%)=[(施药前种群数量-施药后种群数量)/施药前种群数量] ×100

..数据处理和分析

利用Excel电子表格进行数据统计和作图，采用SPSS 20.0(IBM，美国)软件进行单因素方差分析，种群减退率数据反正弦转化后再进行多因素方差分析。

2 结果与分析

2.1 烟田节肢动物群落的组成分析

调查结果显示，烟田的节肢动物群落包括昆虫纲和蛛形纲两大类群。施药前，昆虫纲有7目21种昆虫，其中半翅目6种，鳞翅目2种，直翅目2种，双翅目4种，膜翅目3种，缨翅目1种，鞘翅目3种；蛛形纲有2种。不同物种间的个体数差异较大(表1)，主要以半翅目害虫为主，天敌的主要种类为烟蚜茧蜂。施药后，节肢动物群落的物种数变化不显著，但是个体数明显下降(表2)，施药14天后，鳞翅目、直翅目和缨翅目的物种数和个体数均无。

表1 施药前烟田节肢动物种类及其优势度Tab.1 Species and dominance of arthropod in the tobacco field before spraying insecticide

表2 施药前后烟田节肢动物群落组成比较Tab.2 Comparison of arthropod community composition in tobacco field before and after spraying insecticide

2.2 不同施药方式对节肢动物群落的影响

通过分析两种施药方式对节肢动物群落的影响发现，不同施药方式处理的种群丰富度、多样性和均匀度虽略有变化，但是差异不显著，人工喷雾器施药和无人机施药两种施药方式之间也无明显差异(表3)。

表3 不同施药方式下节肢动物群落特征分析Tab.3 Analysis of arthropod community characteristics under different spraying methods

2.3 烟田主要昆虫种群数量减退率

由图1可知，施药7天后，施药组和对照组的烟蚜种群数量均有下降，并且无人机施药方式下的烟蚜种群数量减退率高于人工喷雾器施药和对照处理，对照组的种群数量减退率最低；施药14天后，处理组的烟蚜种群数量减退率略高于对照组。

图1 不同施药方式对烟蚜的影响Fig.1 The effect of different methods of sprayinginsecticide on Myzus persicae

由图2可知，施药7天后，人工喷雾器施药和无人机施药处理烟盲蝽的种群数量均有下降，但是对照组的烟盲蝽种群数量增加；施药14天后，无人机施药处理的烟盲蝽种群数量减退率高于人工喷雾器施药，但是对照组的烟盲蝽种群数量仍在增加。

图2 不同施药方式对烟盲蝽的影响Fig.2 The effect of different methods of spraying insecticide on Nesidiocoris tenuis

3 结论与讨论

研究发现，烟田节肢动物群落具有较高的丰富度，其中害虫烟蚜在种群数量上占有绝对优势，但天敌种类的丰富度不高，主要以蚜茧蜂为主；此外，蚊、蝇等中性昆虫也是烟田节肢动物群落的重要组成部分。与无人机清水对照组相比，两种施药方式下节肢动物群落的丰富度、均匀度和多样性均无明显差异，可能是各物种间有相互协调的机制，使群落在变动过程中保持相对的稳定性。但是烟蚜的种群数量却减少，说明化学防治对主要害虫仍然具有一定的防效。施药后，无人机施药方式对烟蚜的防治效果明显，7天后的种群数量减退率明显高于人工喷雾器施药组。施药14天后，无人机施药防治烟盲蝽后的种群数量减退率略高于人工喷雾器施药，因此可得出无人机施药方式对烟田节肢动物群落无显著影响，但可明显控制常见害虫的种群数量。施药后，对照组的烟蚜种群数量也明显下降，14天后对照组和处理组的种群数量减退率均接近100%，推测可能与对照组烟盲蝽种群数量的显著增加有关，因为烟盲蝽也可捕食烟蚜等小型节肢动物。

无人机施药方式相比于传统人工喷雾器施药方式具有安全系数高，对作物不易损伤等优点，而且人工喷雾器施药等农事操作造成的烟叶机械损伤是烟草花叶病毒病(TMV)的重要传播途径，该病害危害烟草后可造成严重的经济损失，由于无人机施药可避免与烟草的直接接触，一定程度上也可以减少烟草花叶病毒的传播。

综上所述，无人机施药和人工喷雾器施药两种方式对烟田节肢动物群落的丰富度、多样性和均匀度等指标的影响均无明显差异，但是无人机施药对烟田主要害虫具有较好的防治效果，不仅能有效避免烟草病害的传播，还可以节省人力以及减少污染。因此利用无人机施药防治害虫可广泛用于烟草有害生物的综合防治实践中。