儲糧害蟲防治方法研究

摘 要：蟲害是威脅糧食安全儲存的重要因素之一，糧食一旦發(fā)生蟲害其品質(zhì)會大大降低。目前儲糧害蟲的防治多采用化學殺蟲劑，其優(yōu)點是廉價、高效，缺點是會對糧食、環(huán)境甚至人、畜健康產(chǎn)生負面影響，且會讓害蟲產(chǎn)生抗藥性。為此無殘留、污染少的物理殺蟲技術(shù)成為研究熱點，常見方法有低溫、氣調(diào)、臭氧、硅藻土、輻照、微波、射頻，每種技術(shù)適用范圍不同。低溫、臭氧、硅藻土、氣調(diào)殺蟲目前可實現(xiàn)不移動糧堆，在倉內(nèi)直接殺蟲，其中采用臭氧、氣調(diào)方法殺蟲時需要對糧倉進行改造以提高其氣密性。輻照、微波、射頻由于受設(shè)備的限制尚處于試驗研究，只能對少量糧食進行處理，且殺蟲工藝仍有待于進一步研究。物理殺蟲技術(shù)的共性是有利于實現(xiàn)綠色儲糧，克服了害蟲的抗藥性問題，但其殺蟲工藝有待于深入研究和優(yōu)化。另外該方法所需設(shè)備相對復(fù)雜，成本較高，故應(yīng)采取措施降低成本以期推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：儲糧；害蟲；化學；物理；殺蟲

自古以來人們將食用不完的糧食儲存起來用于抵御饑荒，應(yīng)對自然災(zāi)害或進行交易等，糧食的安全儲存對人民和國家意義重大。糧食在儲藏過程中常見的問題有發(fā)熱、霉變、蟲害等，當大面積蟲害發(fā)生時糧食品質(zhì)會大大降低，甚至無法使用，從而造成較大的經(jīng)濟損失。據(jù)統(tǒng)計全球每年由害蟲和微生物類帶來的儲糧損失占糧食總產(chǎn)量的10%～18%，欠發(fā)達國家因害蟲造成的損失高達30%。美國糧食的年損失約為1500～2300萬噸，其中害蟲造成的損失為800～1600萬噸，直接經(jīng)濟損失高達4.65億美元。我國每年因蟲害造成的糧食損失約達600萬噸，直接經(jīng)濟損失在20億元以上。[1]由此可見儲糧害蟲的防治已是引起全世界關(guān)注的普遍性問題。

儲糧害蟲大都屬于昆蟲綱中的鱗翅目和鞘翅目，這其中玉米象、谷蠹、麥蛾、綠豆象、蠶豆象、豌豆象是我國糧庫中最為常見的害蟲。它們侵害完整的糧粒，在表面蛀食后可直達糧粒內(nèi)部，并在內(nèi)部產(chǎn)卵，幼蟲和蛹在里面發(fā)育。害蟲除了危害完整的糧粒，還侵害破損的糧食，或者糧食碎屑和粉狀物。蛾類成蟲雖不直接危害儲糧，但幼

蟲有發(fā)達的口器，可通過蛀食、剝食、綴食的方法侵害糧食。生有蟲眼的糧食不僅外觀受到影響，害蟲的排泄物也會降低糧食的食用品質(zhì)、加工品質(zhì)及種用品質(zhì)。當蟲害大量發(fā)生時會使糧食水分變化異常，引起糧堆發(fā)熱、霉變或結(jié)塊，為后期產(chǎn)生的粉食性蟲害形成有益的生存環(huán)境。同時害蟲蛀食糧食產(chǎn)生的排泄物會提升糧食感染真菌的可能性。在適宜的溫度下，微生物大量繁殖繼而造成糧食變色、變味、發(fā)熱、生霉，不僅造成嚴重的經(jīng)濟損失，誤食后還會威脅人、畜的健康。故采用安全可靠的方法殺滅儲糧害蟲對糧食安全意義重大。隨著技術(shù)的發(fā)展，儲糧害蟲的防治方法越來越多樣化，根據(jù)原理不同，大致分為化學殺蟲和物理殺蟲方法。

1 化學殺蟲

化學殺蟲就是利用殺蟲劑防治儲糧害蟲，常用的殺蟲劑可分為熏蒸藥劑和觸殺藥劑。熏蒸藥劑以氣體狀態(tài)滲透到糧堆中殺死害蟲，結(jié)束后需進行通風。使用觸殺藥劑時需將其按比例和糧食混在一起或稀釋成溶液噴灑在糧食上。常見的熏蒸藥劑有磷化鋁、氯化苦、環(huán)氧乙烷、磷化鋅、磷化氫，觸殺藥劑有蟲螨磷、保糧磷、防蟲磷、谷蟲凈等，總體而言觸殺藥劑使用較多?；瘜W方法具有殺蟲高效徹底，適用范圍廣，成本低，可在不移動糧食的情況下進行處理的優(yōu)點，故該方法在我國使用非常普遍。該方法的缺點是會給糧食以及環(huán)境帶來不同程度的污染，對人、畜有一定的毒副作用，使用時間長了害蟲會產(chǎn)生抗藥性。

2 物理殺蟲

隨著越來越多食品安全問題的曝光和公眾環(huán)保、健康意識的增強，人們對糧食中有害殘留物變得敏感，因此對化學藥劑的安全使用，進一步保障人員、糧食、環(huán)境的安全要求越來越高，探索新穎、環(huán)保、安全的物理殺蟲方法顯得極為迫切。以下將列舉幾種常見的物理殺蟲方法。

2.1 低溫殺蟲

一般而言昆蟲的致死溫度范圍為40℃～10℃，低溫殺蟲是指利用自然或人為的低溫環(huán)境殺滅害蟲，殺蟲功效主要取決于冷凍溫度和冷凍持續(xù)時間。[2]在北方及高寒地區(qū)的冬季或早春時節(jié)，以適宜的堆放厚度（保證糧層內(nèi)溫度低于0℃）把糧食攤放在室外冷凍6小時以上即可凍死玉米象、谷蠹。當糧食過多時需要增加冷凍時間，連續(xù)冷凍幾天并在此過程中多翻動糧食，使其內(nèi)部溫度均勻，從而保證殺蟲效果。如遇霜雪天氣應(yīng)堆起蓋好，防止糧食水分增加。待冷凍結(jié)束后將糧食存入倉中，儲存過程中可開窗，利用冬天的自然風通風換氣，同時要經(jīng)常翻動糧面，以便迅速降低糧溫。為了獲得更好的降溫效果，可同時采取機械通風。當糧溫降至外界溫度時可停止通風，使糧食繼續(xù)保持低溫，直至害蟲死亡。南方地區(qū)出現(xiàn)自然低溫的概率較低，溫度雖不足以致死，但也能抑制害蟲生命活動，降低其繁殖速率，從而避免大規(guī)模蟲害發(fā)生。當自然條件難以殺蟲時，可利用冷庫來調(diào)節(jié)糧食溫濕度，但要想達到理想效果耗時較長，不僅效率低，成本也較高。

2.2 氣調(diào)殺蟲

氣調(diào)殺蟲的原理是在一定的封閉體系內(nèi)，通過降低氧氣濃度，增加二氧化碳或氮氣的濃度來抑制害蟲生命活動（圖1）。當氧氣濃度低至2%～4%時，害蟲會窒息而亡，該技術(shù)現(xiàn)被用于殺滅檔案、糧食中的害蟲。[3]氣調(diào)由于具有高效、無污染的特點，可實現(xiàn)綠色保糧，而且該方法對多種害蟲有效，解決了害蟲耐藥性問題。但是用該技術(shù)進行儲糧害蟲防治時，需要對倉房進行氣密性改造，否則難以取得理想的殺蟲效果。另外還要有專門的氣體制備設(shè)備，故該方法的成本較高。

2.3 臭氧殺蟲

臭氧對細菌、霉菌、病菌具有極強的殺滅力，故廣泛用于食物、飲用水、空氣的凈化，果蔬的保鮮、防霉及除臭等領(lǐng)域。近年來臭氧技術(shù)在糧食儲存中的研究也取得了進展。[4]利用臭氧可有效抑制害蟲的生長繁殖和霉變，同時還能降解糧食中的農(nóng)藥殘留。由于臭氧為氣體，能迅速彌漫到整個糧倉，可實現(xiàn)無死角滅菌殺蟲，具有無殘留，污染少等優(yōu)點。與利用二氧化碳和氮氣的氣調(diào)儲糧相比較，臭氧通風殺蟲對糧倉密封性要求較低，設(shè)備投資小，運行成本低。但是臭氧作為一種強氧化劑，具有腐蝕性，且濃度過高時對人體有副作用，因此使用非常有限。

2.4 硅藻土殺蟲

硅藻土是一種生物成因的硅質(zhì)沉積巖，主要由古代硅藻的遺骸所組成，其化學成分以SiO2為主，在建筑業(yè)、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。硅藻土可用于制作殺蟲劑，可消滅谷蟲，米象，谷盜類等絕大多數(shù)儲糧害蟲。硅藻土在使用時需與曬干的糧食充分攪拌后才可入倉，也可在糧食入倉的同時隨著輸送帶施用。當糧食中存在害蟲時，硅藻土會劃傷昆蟲體表，吸收昆蟲體表的蠟質(zhì)層及體內(nèi)的水分，使其失水而死?；煊泄柙逋恋募Z食對新生害蟲有強大的抑制、殺滅作用，使其不能大量繁殖，并可迅速消滅外來害蟲，從而使糧食不受害蟲侵害。[5]硅藻土殺蟲過程中無任何化學反應(yīng)，對人類、畜及環(huán)境都很安全。它殺蟲范圍廣，幾乎適用于所有害蟲，大大降低了使用成本。相較于化學殺蟲劑，硅藻土無殘留，不降解，和糧食混合后能一直起保護作用，是種一勞永逸的殺蟲方法。

2.5 輻照殺蟲

輻照技術(shù)是指利用放射源的輻射照射處理對象，該技術(shù)被廣泛用于醫(yī)療、工業(yè)、食品、農(nóng)業(yè)等眾多領(lǐng)域。由于處理對象和目的各不相同，所用的射線種類和劑量也存在差異。輻照殺蟲多用X射線、γ射線、電子束等照射害蟲，使其體內(nèi)發(fā)生一系列的生理變化，導致其代謝紊亂，喪失生殖能力，最終死亡。[6]殺蟲時使用的輻射劑量必須合適，若劑量過小，害蟲致死率低；反之，會對糧食產(chǎn)生一些副作用，如抑制小麥種子的萌發(fā)。用該方法殺蟲時處理的糧食不宜過多，將糧食薄薄攤開，這樣射線穿入糧食內(nèi)部，才能取得理想的殺蟲效果。因此該方法只適用于試驗研究，其實用性受到限制。輻照殺蟲對設(shè)備要求較高，成本較大。另外由于放射線對人體有害，因此操作人員要做好防護，并做好輻照源的遮蔽處理。除此糧食輻照殺蟲還面臨公眾接受性的問題，其安全性有待于進一步研究。

2.6 微波殺蟲

微波是一種超高頻電磁波，其頻率高達300 MHz～300 GHz，波長僅為1 mm～1 m。微波的熱效應(yīng)可用于糧食殺蟲，它產(chǎn)生的高溫可使害蟲因脫水、體內(nèi)蛋白質(zhì)變性而死。[7]除了害蟲，微生物中的蛋白質(zhì)也會因為過熱遭到破壞，故該方法還可殺死糧堆中的微生物。使用化學藥物殺蟲時具有針對性，有的害蟲會對某種藥品存在耐藥性。微波殺蟲對一切害蟲均有效，具有殺蟲徹底、效率高的優(yōu)點。除此微波能量深入糧堆內(nèi)部轉(zhuǎn)為熱量使糧食和害蟲升溫，不依靠熱傳導，能夠?qū)Z堆內(nèi)外同時加熱，故內(nèi)外溫差小，溫度分布均勻（圖2）。微波加熱效率高，溫升迅速，預(yù)熱時間短，節(jié)省能源，且對糧食、環(huán)境不會造成污染。但是微波的波長短，穿透深度通常僅為幾厘米，當處理的糧食過多時溫度均勻性差，故該方法適用于處理少量樣品。

2.7 射頻殺蟲

射頻是一種高頻交流電磁波，其頻率范圍為300 KHz～300 MHz，波長范圍為1 m～1 km。射頻除了可用于傳遞信息，其本身所攜帶的能量還可用于加熱。加熱原理與微波類似，即把被加熱物料吸收來的電磁波能轉(zhuǎn)換成熱能，使物料內(nèi)外同時均勻受熱，克服了傳統(tǒng)利用傳導、對流及輻射加熱速率低的不足。該技術(shù)在食品、農(nóng)產(chǎn)品的殺蟲、殺菌、干燥、蒸煮、解凍及鈍化酶活性等方面具有潛在應(yīng)用優(yōu)勢。

射頻具有選擇性加熱的特性。加熱過程中溫度場分布受物料介電特性的影響，而介電特性又與物料溫度、含水率相關(guān)。通常情況下射頻能會集中在溫度低，含水率高的位置（該類位置具有較高的介電常數(shù)和介電損耗），因此這類位置升溫更快。由于害蟲的含水率（75%～85%）一般遠高于糧食，因此在用射頻防治儲糧蟲害時，害蟲由于升溫速率較快先達到致死溫度，而糧食由于加熱速率較慢，溫度較低，從而達到殺滅害蟲的同時又保證了糧食品質(zhì)不受影響的目的（圖3）。另外射頻的量子能量不足以破壞物質(zhì)分子間的化學鍵或改變物質(zhì)分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，故可較好地保持其原有的外觀色澤、口感和營養(yǎng)物質(zhì)，同時該技術(shù)在加熱過程中不會產(chǎn)生有毒物質(zhì)，是一種對人體無害的熱處理方法。由于射頻的波長遠大于微波，穿透深度可達數(shù)米，可使物料表面與內(nèi)部同時受熱，使殺蟲更為徹底，更適用于較大體積的樣品殺蟲。[8]另外，射頻加熱時間短，可有效避免害蟲在加熱過程中耐熱性增強，因此在糧食殺蟲方面潛力巨大。

3 物理殺蟲技術(shù)的發(fā)展趨勢

隨著技術(shù)的發(fā)展，物理殺蟲技術(shù)越來越多樣化。但是能夠在倉內(nèi)直接應(yīng)用且最方便的技術(shù)是硅藻土殺蟲。低溫殺蟲需要在外界環(huán)境適宜的情況下才能實施，否則要給倉房加入制冷系統(tǒng)。臭氧、氣調(diào)殺蟲需要對倉房進行氣密性改造，其中后者對氣密性的要求更高。另外當臭氧、二氧化碳、氮氣濃度過高時對會對人體造成不適，氣體對害蟲的致死濃度有待于進一步研究。輻照、微波、射頻技術(shù)目前尚不能在倉內(nèi)應(yīng)用，僅限于試驗研究，但可在糧食入倉前對糧食進行預(yù)處理，從而降低大規(guī)模蟲害發(fā)生的概率。輻照殺蟲的放射源對人體和糧食存在安全隱患，故該方法在糧食殺蟲中使用并不廣泛。微波和射頻技術(shù)原理一樣，區(qū)別是穿透能力不一樣，故當處理的糧食較多時，射頻優(yōu)于微波。

每種殺蟲方法都有一定的適用范圍，有時單獨采用一種技術(shù)難以取得理想的效果，故可以將幾種方法組合來提升殺蟲可靠性，例如可以將低溫、氣調(diào)、臭氧、硅藻土等技術(shù)結(jié)合使用。雖然有關(guān)物理殺蟲技術(shù)的研究取得了一些成果，但要想將其真正在實際中應(yīng)用，還應(yīng)該針對不同手段優(yōu)化殺蟲工藝，以求在滿足經(jīng)濟性要求的前提下獲得較好的殺蟲效果。

4 結(jié)論

通過分析常見的儲糧害蟲防治技術(shù)可以看出化學殺蟲技術(shù)盡管廉價普遍，但由于其對糧食、環(huán)境甚至人畜健康有一定的副作用，因此物理防蟲手段越來越被重視。常見的物理殺蟲方式有低溫殺蟲、臭氧殺蟲、硅藻土殺蟲、氣調(diào)殺蟲、輻照殺蟲、微波殺蟲、射頻殺蟲，這類殺蟲的污染較小，可利于實現(xiàn)綠色儲糧。硅藻土殺蟲成本較低，臭氧、氣調(diào)殺蟲對倉房氣密有要求，但這三種方法都可在倉內(nèi)應(yīng)用。其余方法目前還不能在倉內(nèi)應(yīng)用，每次處理的量相對較小?？傮w而言，物理殺蟲的工藝值得進一步研究和優(yōu)化，該方法成本相對較高，因此要在實際中應(yīng)用還應(yīng)降低成本。

參考文獻：

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作者簡介：郝倩（1988），女，陜西寶雞人，碩士，教師。