儲糧害蟲防治方法及防護(hù)劑的研究

吳鎮(zhèn)　劉宇昊　楊文棋　劉建城　陸玉卓　劉霞

[摘要]農(nóng)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，而糧食是基礎(chǔ)的基礎(chǔ)。糧食是人類賴以生存的寶貴資源，糧食生產(chǎn)始終是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。在糧食的儲藏過程中，因害蟲大量繁殖常常導(dǎo)致糧食嚴(yán)重污染和損失。對此，文章綜述了目前儲糧害蟲的防治方法，對物理防治法、生物防治法、氣調(diào)防治法以及各類化學(xué)藥劑防蟲方法在糧食儲藏害蟲防治的應(yīng)用進(jìn)行了概述。

[關(guān)鍵詞]儲糧害蟲;非化學(xué)藥劑;化學(xué)藥劑;防治方法

中圖分類號：S379.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.201909

1 引言

糧食的未來發(fā)展與國家糧食安全密切相關(guān)，為此各個國家都要儲備足夠的糧食來保證食品的安全，滿足人們的基本生活需求[1-2]。我國一直非常重視食品的生產(chǎn)，重點(diǎn)擴(kuò)大糧食種植面積，提高種植質(zhì)量，增加糧食產(chǎn)量，改善糧食生產(chǎn)狀況[3]。

大多數(shù)儲存的谷物害蟲是鱗翅目昆蟲和鞘翅目昆蟲。它們侵入整個谷粒，在表面蛀食后直接進(jìn)入谷粒里面，把卵產(chǎn)在谷粒內(nèi)部，使幼蟲和蛹在谷粒中發(fā)育。害蟲不僅會危害破損的谷物，還會危害完好的谷物，甚至?xí)治g谷物的粉狀物和碎屑。許多成蟲即使不能直接對糧食的貯藏造成損害，但幼蟲已生長出口器，也會通過剝食、蛀食等方式感染谷物。并且只要在環(huán)境溫度合適的情況下，微生物就會大量的繁殖，從而使得谷物的品質(zhì)發(fā)生不可逆的劣變，不僅對人畜健康造成重大威脅，還會嚴(yán)重阻礙經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。為此，使用安全可靠的方法殺死儲存的谷物害蟲對糧食安全具有重要意義[4]。

2 預(yù)防和控制儲糧害蟲非化學(xué)農(nóng)藥的方法

為了減少儲存期間糧食的損失，必須選擇正確的方法來防止霉菌和害蟲的產(chǎn)生。害蟲的防治要做到因地制宜，通過綜合的治理方法來控制、抑制或延緩害蟲的繁殖、生長和發(fā)育[5]。目前國內(nèi)外使用非化學(xué)農(nóng)藥來防治糧食貯藏過程中儲糧害蟲的包括物理、生物以及氣調(diào)3類。

2.1 物理防治

糧食儲存中物理控制害蟲主要包括低溫控制、誘捕控制、惰性粉末控制、輻射控制以及射頻控制。

2.1.1 低溫防治

當(dāng)周圍環(huán)境的溫度在8～15℃時，它是儲存的谷物害蟲可以進(jìn)行正?；顒拥淖畹蜏囟?。如果環(huán)境溫度為該溫度，則害蟲不能生長和繁殖。溫度為-4～8℃，則害蟲處于冷癱狀態(tài)，如果害蟲長時間處于冷癱中，它就會死亡。當(dāng)環(huán)境溫度比-4℃還低時，此時害蟲的細(xì)胞結(jié)構(gòu)就會被破壞導(dǎo)致死亡[6、9-10]。

2.1.2 誘捕器防治

在過去的20年里，外國研究人員一直熱衷于用誘捕器來誘捕儲糧害蟲。1999年，英國中央科學(xué)實(shí)驗(yàn)室M.E.Wakefield報(bào)告說，他們使用PC（表面和內(nèi)部）、Pitfall beaker誘捕器與WBII誘捕器來控制100t散裝儲存小麥中的谷象。冬季春季交替時與春季夏季交替時進(jìn)行誘捕，誘捕期8個月，誘捕前以每千克1個谷象的密度將谷象放入小麥中，其中WBII捕集管只在夏季使用。研究顯示：冬季使用的各誘捕器中，PC誘捕器捕捉到的害蟲最多，然而從誘捕效果的穩(wěn)定性角度來看，冬季Pitfall燒杯捕獲效果最佳，而夏季PC陷阱捕獲效果最佳[6]。

2.1.3 惰性粉防治

惰性粉末作為糧食儲藏的保護(hù)劑具有很大的潛力。它沒有任何毒性，可以保護(hù)糧食免受蟲害和霉變。它還很容易與谷物分離，可以多次使用。目前，惰性粉末主要是硅藻土，已用于控制美國、加拿大、德國和東歐的儲糧害蟲和空倉庫的消毒[6]。

2.1.4 輻照處理

在許多國家，如美國、英國、巴西、加拿大、波蘭和孟加拉國，已經(jīng)研究了輻照技術(shù)在食品貯藏害蟲控制中的應(yīng)用，并且輻照技術(shù)已成功使用多年。通過實(shí)際生產(chǎn)指標(biāo)在谷物中使用殺蟲劑處理以進(jìn)行殺蟲生產(chǎn)在經(jīng)濟(jì)上是可行的[6]。1996年，美國原子能委員會在美國農(nóng)業(yè)部糧食研究和昆蟲研究實(shí)驗(yàn)室使用鈷作為輻射源建立了散裝和袋裝谷物輻照系統(tǒng)。

2.1.5 射頻防治

射頻是一種高頻交流電磁波。其頻率范圍為300KHz～300MHz，波長范圍為1～1 000m。除了傳輸信息，無線電頻率本身攜帶的能量也可用于加熱。類似于微波加熱的原理，也就是說，電磁波能量吸收的加熱材料轉(zhuǎn)化成熱能，所以內(nèi)外的材料同時被均勻加熱，通過傳導(dǎo)，對流和輻射克服低加熱速率的傳統(tǒng)缺點(diǎn)[7]。害蟲的含水量（75%～85%）通常是遠(yuǎn)高于糧食，使用無線電頻率來控制存儲糧食害蟲，升溫速率越快，食物被慢慢加熱，溫度很低，害蟲達(dá)到致死溫度，而害蟲被殺死的同時，食物的質(zhì)量不會受到影響[8]。此外，由于短時間的RF加熱時間可以有效避免加熱過程中害蟲的耐熱性增加，因此在食品殺蟲劑中具有很大的潛力。

2.2 生物防治

在過去的20年中，外來信息素（包括性信息素和生長調(diào)節(jié)劑）對生物捕食者（包括寄生蜂、食肉昆蟲、花蟲和病原微生物）的研究越來越多。

2.2.1 信息素

信息素是昆蟲在體外分泌的物質(zhì)，可以引起昆蟲的特定生理效應(yīng)和行為。近年來，信息素發(fā)展迅速，許多信息素已被分離，它們的結(jié)構(gòu)已被測定和人工合成[9]。

2.2.1.1 昆蟲生長調(diào)節(jié)劑

近20年來，國外對氯苯脲和甲氧基保幼激素的研究比較多。根據(jù)Daglish[10]的報(bào)告，在小麥、玉米和水稻中，氯苯脲、甲氧基保幼激素和fenoxycarb 3種化合物對谷蠹有多種劑量的殺滅作用;氯苯脲和fenoxycarb對防治水稻象蟲有較好的效果;魯?shù)婪虻膱?bào)告指出，苯氧基碳水化合物可以減少昆蟲虱的發(fā)生。

2.2.1.2 性信息素

以色列研究員Arnon Snani最近報(bào)道了高劑量性信息素混合物對儲存的谷物害蟲Aleurocanthus farreri的交配干擾的影響。結(jié)果表明，主要成分為（Z，E）-9，14-醋酸四乙烯和（Z）-14-十四碳烯乙酸酯。性信息素對紅腹濱鷸交配有一定的干擾作用，并能顯著降低后代的數(shù)量[10]。

2.2.2 生物天敵

外國也使用生物敵人控制儲存的谷物害蟲，主要使用寄生蜂，食肉昆蟲和病原微生物[11]。

美國研究人員報(bào)告了很多關(guān)于使用寄生蜂來控制儲存的谷物害蟲的報(bào)告，例如John H.B.P.W.弗林等。一位美國專家提出了一種新模型來分析食物品種，害蟲和天敵之間的營養(yǎng)關(guān)系，以評估它們之間的相關(guān)性[10]。

R.H.Markhsn等[12]為了防治大谷蠹進(jìn)行了捕食昆蟲和螨蟲Teretirosoma Nigresens的防治研究，并且取得了較好的結(jié)果。Bhatti[12]報(bào)道了在印度使用天敵控制儲存害蟲的研究結(jié)果，主要介紹了黃蟲的試驗(yàn)結(jié)果。

最近，洪都拉斯的研究人員Molina，J.D.[11]報(bào)道了使用球孢白僵菌來控制玉米儲存中的大粒高粱和玉米的研究狀況。結(jié)果表明，球孢白僵菌對玉米兩種害蟲的死亡率較高，特別是大谷的殺蟲效果優(yōu)于玉米。此外，在昆蟲病原微生物的利用中，蘇云金芽孢桿菌是國外主要的研究和開發(fā)對象[10]。

2.3 氣調(diào)防治法

利用氣調(diào)來儲糧的方法已被許多國家采用?？煽貧夥諆Υ婕夹g(shù)控制害蟲的生長和繁殖，直到害蟲的殺滅主要通過改變大氣中的CO2、N2和O2濃度來實(shí)現(xiàn)[12]。20世紀(jì)80年代，Lay和Cuff報(bào)告指出，當(dāng)空氣中的二氧化碳濃度為60%～80%時，對儲存的谷物害蟲來說，毒性非常大。同時研究還表明，與純CO2相比，80%的CO2、20%的O2或80%的N2和20%的O2對儲糧害蟲的毒性更大。研究人員還發(fā)現(xiàn)，將二氧化碳或二氧化碳混合物注入低溫倉庫的殺蟲效果優(yōu)于純二氧化碳。由此，貝爾等人推斷，CO2在O2存在下毒性更大[10]。

3 國內(nèi)外儲糧害蟲化學(xué)農(nóng)藥防治技術(shù)研究新進(jìn)展

目前，化學(xué)防治仍是儲糧害蟲防治的主要手段。由于對儲存谷物農(nóng)藥的高安全性要求，因此迄今為止我國僅允許少量農(nóng)藥。常用的熏蒸劑主要包括甲基溴和膦，其中甲基溴由于大氣臭氧層的破壞而被禁止使用。雖然磷化氫長期單獨(dú)使用，但許多重要的害蟲已經(jīng)對磷化氫產(chǎn)生了嚴(yán)重的抗性。在一些地區(qū)，糯米銹中對膦的抗性已經(jīng)達(dá)到1 000多倍。因此，文章綜述了除甲基溴和膦以外的幾種新型化學(xué)殺蟲劑。

3.1 防蟲磷

防蟲磷是世界上使用最廣泛的食品儲存保護(hù)劑，也是世界上使用最廣泛的有機(jī)磷保護(hù)劑。防蟲磷的有效成分是優(yōu)質(zhì)馬拉硫磷，純度超過97%。它具有接觸殺滅，胃毒和弱熏蒸的特點(diǎn)。它具有廣譜、快速、高效的殺蟲作用。其殺蟲機(jī)制是抑制昆蟲突觸乙酰膽堿酯酶活性，導(dǎo)致昆蟲死亡[13]。近年來的研究表明，6%的防蟲磷顆粒具有效果好、貯存穩(wěn)定、殘留期長、殘留量低、無需安全間隔、使用安全簡便、環(huán)境污染小的特點(diǎn)，特別適合農(nóng)民儲糧。防蟲磷對玉米貯藏害蟲防治效果較好，而對麩質(zhì)的防治效果較差[13]。

3.2 殺蟲松

殺蟲松是一種優(yōu)質(zhì)的硫磷農(nóng)藥，是專門用于糧食貯藏的保護(hù)劑，于1958年在捷克共和國首次開發(fā)。1963年在中國試制，1968年投入生產(chǎn)。1992年7月，殺蟲松由前商務(wù)部出版并在糧倉中推廣。其是一種廣譜有機(jī)磷殺蟲劑，具有胃毒性和接觸性殺滅作用，殺蟲機(jī)理與防蟲磷相同。谷物中殺蟲松的殘留量與殺蟲磷的殘留量相近，主要存在于谷粒的外層，成品谷物的含量會非常小，煮熟后幾乎會消失。在相同的溫度和濕度下，殺蟲松在籽粒中的分解速度比殺蟲磷快17%[14]。

3.3 保安定

保安定也稱為甲基巰氧吡啶。1996年1月，原國家糧食儲備局正式發(fā)文批準(zhǔn)。聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織和世界衛(wèi)生組織建議將安全作為食品儲存保護(hù)劑。保安定與殺蟲松相同。對人體毒性低，對皮膚無刺激性和過敏反應(yīng)，所含雜質(zhì)的毒性均低于其有效成分[13]。

3.4 凱安保

凱安保中的溴氰菊酯是其有效成分。它是一種擬除蟲菊酯殺蟲劑，最初是由英國開發(fā)的。1992年7月，前商務(wù)部發(fā)布了一份促進(jìn)溴氰菊酯使用的文件。溴氰菊酯是目前最高殺蟲劑的擬除蟲菊酯殺蟲劑。溴氰菊酯中毒的癥狀是興奮，擊倒，癱瘓和死亡。它具有廣譜殺蟲劑，劑量低，作用快，藥效持續(xù)時間長等特點(diǎn)。溴氰菊酯主要通過接觸殺死昆蟲，其殺蟲機(jī)制是一種物理作用。通過抑制目標(biāo)動物的神經(jīng)通道，細(xì)胞膜通透性異常，傳導(dǎo)受阻，引起死亡[14]。

3.5 保糧安

保糧安是一種抗蟲磷和保糧安的復(fù)合制劑，由馬拉硫磷和溴氰菊酯2種有效成分組成。保糧安的優(yōu)勢在于充分發(fā)揮2種農(nóng)藥的特性，提高各種害蟲的防治效果，減少農(nóng)藥的使用。減少谷物中單一農(nóng)藥的殘留量可以避免單獨(dú)使用任何化學(xué)農(nóng)藥時對谷蛋白和玉米的控制不良的問題。此外，保糧安還可用于各種原糧、空倉和設(shè)備的害蟲防治[14]。

3.6 保糧磷

保糧磷，又稱溴殺滅劑，由成都糧食儲藏研究所開發(fā)。1997年1月，由國家糧食儲備局前儲運(yùn)管理部門出版和推廣。保存顆粒的磷中的殺螨劑和溴氰菊酯是其活性成分。保糧磷是一種微膠囊保護(hù)劑，它是采用微膠囊化工藝和合理的配方制備的，它同時具有殺蟲松和溴氰菊酯的作用機(jī)制。保存糧食的磷可以提高各種害蟲的有效性，同時減少農(nóng)藥的用量，減少食品中單一農(nóng)藥的殘留量。保糧磷的主要配方是1.01%保糧磷微膠囊粉，可用于各種原糧和空倉的病蟲害防治[14]。

3.7 谷蟲凈

谷蟲凈是一種含有少量溴氰菊酯和各種亞熱帶天然植物材料的粗粉制劑，通過胃毒、拒食作用驅(qū)趕、消滅害蟲，對害蟲具有明顯的殺傷力。谷蟲凈是一種廣譜性殺蟲劑，見效快、且效果持久，無殘留，對食品無污染，具有芳香氣味，使用安全可靠。通過熏蒸和機(jī)械通氣，療效持續(xù)10～12個月。它與植物殺蟲劑和溴氰菊酯復(fù)合，能夠降低害蟲的抵抗力，從而減少化學(xué)品、熏蒸劑的使用。其適用于各種原糧，可直接在谷物中攪拌，非常適合農(nóng)民或小批量的糧食儲存[15]。

3.8 儲糧安和安糧仙

儲糧安和安糧仙是通過篩選各種植物材料開發(fā)的植物微膠囊儲糧保護(hù)劑。安糧仙是以華中農(nóng)業(yè)大學(xué)和湖北省荊門市糧食局聯(lián)合開發(fā)的以桔皮、肉桂、艾草為主要成分的復(fù)合化合物。該產(chǎn)品已經(jīng)投入大規(guī)模生產(chǎn)，并在湖北省各地得到廣泛應(yīng)用[16]。

3.9 殺蟲雙

殺蟲雙是由貴州化學(xué)研究所和遵義蘇打廠共同開發(fā)的有機(jī)氮農(nóng)藥。對害蟲具有強(qiáng)烈的胃毒性和接觸殺滅作用，對蛾和一些鞘翅目害蟲具有熏蒸、殺蛋、抗喂養(yǎng)和驅(qū)蟲作用。殺蟲雙的殺蟲機(jī)制是進(jìn)入昆蟲神經(jīng)細(xì)胞之間的交界處，切斷神經(jīng)細(xì)胞之間的刺激作用。這種刺激作用從前細(xì)胞傳遞到乙酰膽堿到下一個神經(jīng)細(xì)胞。這種神經(jīng)對刺激沒有反應(yīng)，會導(dǎo)致害蟲癱瘓，進(jìn)而死亡[14]。

4 結(jié) 論

由于糧食將成為進(jìn)入人體的食物，因此人們對糧食中的熏蒸劑和保護(hù)劑的殘留比農(nóng)藥殘留物更嚴(yán)格。然而，新的熏蒸劑和儲存谷物害蟲保護(hù)劑的應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于農(nóng)藥的開發(fā)。如今，如何使糧食長期儲存在安全無毒的儲存環(huán)境中，已成為世界面臨的難題。目前，全世界都處在糧食嚴(yán)重短缺的狀態(tài)，蟲害又造成了大量的糧食損失，當(dāng)務(wù)之急是發(fā)展儲糧害蟲防治的技術(shù)。只有研究和開發(fā)新的儲糧害蟲防治方法，才能有效保障我國的糧食安全，滿足人民群眾對于健康的需要。

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