低氧對(duì)幾種主要儲(chǔ)糧害蟲蟲態(tài)的致死效果

楊琴 王香蓉 陸猛 蒙廣緒 田玉喬 魯玉杰

摘要：低氧儲(chǔ)藏技術(shù)是近幾年發(fā)展起來的一種綠色儲(chǔ)藏技術(shù)，研究不同低氧條件對(duì)幾種儲(chǔ)糧害蟲的致死效果，對(duì)于指導(dǎo)充氮低氧的儲(chǔ)藏技術(shù)具有重要理論參考價(jià)值。在30? ℃、70% RH的溫濕度條件下，采用700、900、1 100、1 300、1 500 Pa真空度處理幾種主要儲(chǔ)糧害蟲[米象（Sitophilus oryzae Linnaus）、玉米象（Sitophilus zeamais Motschulsky）、赤擬谷盜（Tribolium castaneum Herbst）、雜擬谷盜（Tribolium confusum Jacquelin du Val）]的成蟲、蛹、幼蟲、卵，處理時(shí)間為 2～3 d。結(jié)果表明，不同儲(chǔ)糧害蟲及不同蟲態(tài)對(duì)低氧的耐受性不同，赤擬谷盜、雜擬谷盜的耐受性較強(qiáng)，完全致死時(shí)間分別為111、107 h;米象、玉米象對(duì)低氧的耐受性較差，完全致死時(shí)間分別為85、83 h;不同蟲態(tài)對(duì)低氧的耐受性也有差異，卵、蛹對(duì)低氧條件的耐受性較強(qiáng)，但兩者間的差異不顯著，幼蟲、成蟲對(duì)低氧的耐受程度較弱。各害蟲及蟲態(tài)對(duì)真空低氧的耐受情況表現(xiàn)為赤擬谷盜>雜擬谷盜>米象>玉米象，卵>蛹>成蟲>幼蟲。

關(guān)鍵詞：真空低氧;儲(chǔ)糧害蟲;蟲態(tài);致死效果;真空度

中圖分類號(hào)： S433? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2022）02-0161-04

收稿日期：2021-04-15

作者簡(jiǎn)介：楊 琴（1998—），女，貴州貴陽人，研究方向?yàn)槭称焚|(zhì)量與安全。E-mail：2198328297@qq.com。

通信作者：魯玉杰，博士，教授，主要從事儲(chǔ)糧害蟲與昆蟲防治方面的研究。E-mail：luyjlyj71@just.edu.cn。

糧食是當(dāng)今人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)[1]，糧食安全問題一直是我國(guó)的國(guó)家戰(zhàn)略問題，習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)：手中有糧、心中不慌，要確保中國(guó)人的飯碗牢牢端在自己手中。新型冠狀病毒肺炎疫情發(fā)生以來，部分國(guó)家對(duì)大米和小麥等出口采取了限制或管制措施[2]，糧食安全的重要性進(jìn)一步凸顯。然而，根據(jù)聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織的數(shù)據(jù)，全球糧食損失和浪費(fèi)率很可能超過20%。國(guó)家糧食和物資儲(chǔ)備局的數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)糧食在儲(chǔ)藏、運(yùn)輸和加工等產(chǎn)后環(huán)節(jié)，每年的損失量達(dá)350億kg以上，糧食產(chǎn)后損失量驚人。其中，每年因儲(chǔ)糧害蟲危害造成的糧食產(chǎn)量損失便高達(dá)30%[3]。氣調(diào)儲(chǔ)藏技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一種綠色儲(chǔ)糧技術(shù)，其原理是利用密閉儲(chǔ)存設(shè)施隔絕氧氣或者通過人工干預(yù)充入氮?dú)饣蛘叨趸家愿淖兗Z倉(cāng)內(nèi)的氣體組分，干擾昆蟲呼吸代謝，引起昆蟲發(fā)育停滯甚至死亡[4]。

米象[Sitophilus oryzae （L.）]是世界性的重要儲(chǔ)糧害蟲，對(duì)小麥、稻谷和玉米等糧食的危害可引起儲(chǔ)糧數(shù)量和質(zhì)量的嚴(yán)重?fù)p失[5]。米象和玉米象（Sitophilus zeamais Motschulsky）、赤擬谷盜（Tribolium castaneum Herbst）、雜擬谷盜（Tribolium confusum Jacquelin du Val）一同構(gòu)成糧食污染的主要害蟲。勞傳忠等研究了28 ℃貯藏條件下2%、5%的低氧條件對(duì)米象種群的抑制作用，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過90 d的低氧作用，2%、5%低氧條件對(duì)米象種群的抑制率分別為 99.26%、99.94%[6]。將銹赤扁谷盜卵暴露在低氧環(huán)境中觀察發(fā)現(xiàn)，低氧條件對(duì)銹赤扁谷盜卵的孵化有顯著抑制作用，且氧氣濃度越低，其抑制作用越強(qiáng)[7]。然而目前還未見不同低氧條件對(duì)不同儲(chǔ)糧害蟲半數(shù)致死時(shí)間和完全致死時(shí)間影響的研究。研究低氧條件對(duì)主要儲(chǔ)糧害蟲致死時(shí)間的影響可以明確低氧處理的時(shí)間，對(duì)于低氧儲(chǔ)糧技術(shù)具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 儀器與設(shè)備

真空干燥器（Pc-250 mm雙閥），購(gòu)自重慶市榮昌縣金龍玻璃制品有限公司;真空抽氣泵（FUJ-PCV），購(gòu)自日本藤原富集公司;恒溫恒濕培養(yǎng)箱（HPX-250BSSH-Ⅲ型），購(gòu)自上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司;手持式數(shù)字壓差計(jì)，購(gòu)自深圳宏志達(dá)五金有限公司。

1.2 供試蟲源

不同蟲態(tài)的米象、玉米象、赤擬谷盜、雜擬谷盜，由河南工業(yè)大學(xué)儲(chǔ)糧昆蟲生態(tài)研究室提供。

1.3 試料的配制

赤擬谷盜、雜擬谷盜均使用麥粉作為飼料。將小麥洗凈后置于80 ℃干燥箱中消毒、烘干，在干燥過程中每隔0.5 h對(duì)小麥進(jìn)行翻動(dòng)以保證小麥中的水分均勻;烘干后調(diào)節(jié)小麥的水分含量至（14±1）%[7]。用錘式旋風(fēng)磨打碎小麥，再用細(xì)網(wǎng)篩篩出麩皮，將篩下物與酵母粉按19 ∶1的質(zhì)量比混勻。將顆粒飽滿的完整小麥清洗、烘干后作為米象、玉米象的飼料。

1.4 試驗(yàn)方法

1.4.1 試驗(yàn)準(zhǔn)備 試驗(yàn)于2020年在江蘇科技大學(xué)糧食學(xué)院實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。用75%乙醇對(duì)試驗(yàn)器材進(jìn)行消毒，在試驗(yàn)臺(tái)四周涂上聚四氟乙烯以防止試蟲逃逸。在直徑為7 cm的塑料培養(yǎng)皿頂部扎些孔洞（防止試蟲因試驗(yàn)之外的氧氣不足致死）。

赤擬谷盜、雜擬谷盜蟲卵的獲?。喊殉上x放入盛有新飼料的培養(yǎng)瓶中，1～2 d后用細(xì)網(wǎng)篩將培養(yǎng)瓶中的卵挑選出來，50粒卵為1組，加入飼料中進(jìn)行試驗(yàn)。米象、玉米象蟲卵的獲取方法同上。赤擬谷盜、雜擬谷盜幼蟲及蛹的獲取：挑出部分卵放入飼料中，分別發(fā)育不同時(shí)間，成為蛹和幼蟲，用毛筆挑選出試蟲的幼蟲及蛹（可以解剖糧粒），以50頭為1組加入飼料中進(jìn)行試驗(yàn)，玉米象、米象的幼蟲及蛹的獲取方法同上。

1.4.2 試驗(yàn)方法 選取不同害蟲的卵、蛹、幼蟲、羽化1～2周成蟲各50頭，轉(zhuǎn)移到不同培養(yǎng)皿中。以3盒試蟲為1組試驗(yàn)，將蟲子放入真空干燥器中，用真空抽氣泵抽出空氣，各設(shè)置1個(gè)對(duì)照組。將真空干燥器密閉放置在30 ℃、相對(duì)濕度（RH）為70%的環(huán)境中，每隔12 h觀察1次，處理2～3 d。取出試蟲放置0.5～1.0 h（看試蟲是否復(fù)蘇），同時(shí)記錄試蟲的死亡數(shù)。成蟲或幼蟲可用毛筆碰其頭和腹部來確認(rèn)是否死亡，若試蟲沒有反應(yīng)，則認(rèn)為試蟲已死亡。

1.4.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析 用Excel、SPSS 20.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并采用Duncan’s多重比較法檢測(cè)不同處理間的差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 真空低氧對(duì)赤擬谷盜的致死效果

從表1、表2可以看出，不同低氧條件對(duì)赤擬谷盜不同的蟲態(tài)均有一定的致死所用，其中卵、蛹對(duì)低氧的耐受性最強(qiáng)，兩者的半數(shù)致死時(shí)間（LT50）、全數(shù)致死時(shí)間（LT99）均與幼蟲和成蟲間的差異顯著（P<0.05）。在700 Pa的真空度下，26 h內(nèi)幼蟲能全部被殺死，且不同蟲態(tài)的半數(shù)致死時(shí)間和完全致死時(shí)間在不同真空度間差異顯著，不同蟲態(tài)對(duì)低氧的耐受性具有顯著差異（df=1，F(xiàn)=14.22，P<0.05），卵在1 500 Pa真空度下處理111 h才能全部死亡，且幼蟲、成蟲的致死時(shí)間最短。

2.2 真空低氧對(duì)雜擬谷盜的致死效果

從表3、表4可以看出，不同真空度對(duì)雜擬谷盜的半數(shù)致死時(shí)間和完全致死時(shí)間均有顯著影響。不同蟲態(tài)對(duì)低氧的耐受性顯著不同（df=1，F(xiàn)=9，P<0.05），卵、蛹對(duì)低氧耐受性較強(qiáng)且兩者差異不顯著。在1 500 Pa的真空度下，雜擬谷盜的卵、蛹在107 h才能全部死亡，幼蟲、成蟲的致死時(shí)間較短。由此看出，當(dāng)真空度為1 500 Pa時(shí)，最低需要保持4.5 d才能全部殺死雜擬谷盜的全部蟲態(tài)。

2.3 真空低氧對(duì)米象的致死效果

由表5、表6可以看出，不同蟲態(tài)的米象在低氧條件下的耐受性具有顯著差異（df=1，F(xiàn)=9，P<0.05），卵和蛹對(duì)低氧的耐受性較強(qiáng)，在1 500 Pa真空度下半數(shù)致死時(shí)間、完全致死時(shí)間可分別達(dá)到43.8、41.4 h及85.1、80.4 h;幼蟲和成蟲對(duì)低氧的耐受性較差，在700 Pa真空度下，處理23.27 h可使幼蟲全部死亡。真空度對(duì)米象的致死作用具有一定影響，但不同真空度間的殺蟲效果差異不顯著，不同真空度和不同蟲態(tài)間的交互作用對(duì)米象的致死作用沒有顯著影響。

2.4 真空低氧對(duì)玉米象的致死效果

由表7、表8可以看出，各蟲態(tài)玉米象對(duì)低氧的耐受性差異顯著，其中不同蟲態(tài)間LT50（df=1，F(xiàn)=14，P<0.05）與LT99（df=1，F(xiàn)=7，P<0.05）均存在顯著差異。 卵和蛹對(duì)低氧的耐受性較強(qiáng)，幼蟲和成蟲對(duì)低氧的耐受性較差。不同真空度對(duì)同一蟲態(tài)致死作用的差異顯著（df=2，F(xiàn)=0.28）。由此說明，蟲態(tài)對(duì)真空度比較敏感，在低氧殺蟲時(shí)主要參考蟲態(tài)來決定低氧的壓力和濃度。

3 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，在30 ℃、70%RH的條件下，700 Pa的真空度處理對(duì)赤擬谷盜、雜擬谷盜、米象、玉米象等4種儲(chǔ)糧害蟲的致死效果最好。隨著真空度的下降，各蟲態(tài)的LT50、LT99均逐漸上升，但這5種不同真空度對(duì)儲(chǔ)糧害蟲的致死作用差異顯著;不同蟲態(tài)間對(duì)真空低氧的耐受性具有顯著差異，其中卵和蛹對(duì)低氧的耐受性較強(qiáng)，幼蟲和成蟲對(duì)低氧的耐受性較差，耐受性排序表現(xiàn)為卵>蛹>成蟲>幼蟲。不同儲(chǔ)糧害蟲對(duì)低氧的耐受性也有差異，赤擬谷盜、雜擬谷盜對(duì)低氧的耐受程度大致相同，米象與玉米象對(duì)低氧的耐受性差不多，耐受性排序表現(xiàn)為赤擬谷盜>雜擬谷盜>米象>玉米象。

4 討論

本研究結(jié)果表明，赤擬谷盜和雜擬谷盜對(duì)低氧的耐受性不同，米象和玉米象也是如此。陳銳等發(fā)現(xiàn)，98%氮?dú)鈱?duì)常見儲(chǔ)糧害蟲成蟲的效果均較好，儲(chǔ)糧害蟲對(duì)氮?dú)饽褪芮闆r的排序?yàn)槌鄶M谷盜>玉米象、雜擬谷盜，對(duì)玉米象和雜擬谷盜的致死效果最好，且這兩者之間沒有顯著差異，對(duì)赤擬谷盜的效果較差[8]，本研究結(jié)果與其類似。綜合各因素可知，在本研究中，殺死儲(chǔ)糧害蟲所用條件為真空低氧，與富氮低氧有一定區(qū)別，可能由于氮?dú)庠谠斐傻脱踔滤赖耐瑫r(shí)，本身能給害蟲造成一定傷害，也可能是由于不同儲(chǔ)糧害蟲對(duì)氮?dú)獾哪褪苄圆煌?，因此本研究得到的結(jié)論是赤擬谷盜、雜擬谷盜的耐受性較好，米象和玉米象的耐受性較差。

低氧防治儲(chǔ)糧害蟲歷來受到國(guó)內(nèi)外科學(xué)家的高度關(guān)注。國(guó)外有研究表明，在氧氣含量低于1%的條件下，使赤擬谷盜和雜擬谷盜致死均需要 7 d 以上[9]。本研究結(jié)果表明，在最低真空度 1 500 Pa 條件下，對(duì)赤擬谷盜成蟲的致死時(shí)間均為39 h，不到2 d，但在本研究中，低氧條件設(shè)置的是真空度，代表不同的稀薄氣體，不是單一的降低氧氣濃度，以致赤擬谷盜和雜擬谷盜完全致死時(shí)間與之前的研究有所不同。有研究表明，在密閉儲(chǔ)藏系統(tǒng)中，O2濃度控制在4%左右即可致未成熟幼蟲階段的米象死亡，如果維持這一水平則使種群逐漸消亡[10]。在本研究中，米象幼蟲在700 Pa的真空度下處理 28.83 h，便能使其全部死亡，由于氧氣濃度與真空度大小之間的換算存在一定誤差，結(jié)果是否相同還待研究。

氣調(diào)儲(chǔ)糧包括低氧儲(chǔ)糧、二氧化碳?xì)庹{(diào)儲(chǔ)糧、氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧，無論是哪種儲(chǔ)糧方式，都需保證倉(cāng)房的氣密性較好，害蟲防治效果才會(huì)達(dá)到最佳。低氧儲(chǔ)糧技術(shù)對(duì)環(huán)境友好，符合國(guó)務(wù)院國(guó)有資產(chǎn)監(jiān)督管理委員會(huì)推進(jìn)中央企業(yè)節(jié)能減排工作的要求，社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益顯著[11]，由此可見，低氧儲(chǔ)糧對(duì)我國(guó)儲(chǔ)糧技術(shù)的發(fā)展可能起到一定的推動(dòng)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]李丹丹，李浩杰，張志雄，等. 我國(guó)氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧研發(fā)和推廣應(yīng)用進(jìn)展[J]. 糧油倉(cāng)儲(chǔ)科技通訊，2015，31（5）：37-41.

[2]黃季焜. 對(duì)近期與中長(zhǎng)期中國(guó)糧食安全的再認(rèn)識(shí)[J]. 農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)問題，2021（1）：19-26.

[3]白美清. 中國(guó)糧食儲(chǔ)備體系建立、發(fā)展的歷史進(jìn)程與新的使命——在中國(guó)糧食行業(yè)協(xié)會(huì)糧食儲(chǔ)備分會(huì)和中國(guó)糧油學(xué)會(huì)儲(chǔ)藏分會(huì)理事會(huì)、常務(wù)理事會(huì)上的講話[J]. 糧食儲(chǔ)藏，2011，40（6）：3-6.

[4]Navarro S. The use of modified and controlled atmospheres for the disinfestation of stored products[J]. Journal of Pest Science，2012，85（3）：301-322.

[5]王殿軒，姜碧若，白旭光，等.中國(guó)10省75地市米象和玉米象的分布調(diào)查研究[J].河南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2017，38（3）：110-114.

[6]勞傳忠，曾 伶，郭 超，等. 低氧條件對(duì)米象種群控制作用的初步研究[J]. 安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2012，18（13）：181-183.

[7]勞傳忠，曾 伶，郭 超，等. 低氧條件對(duì)銹赤扁谷盜卵孵化的抑制作用[J]. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，39（15）：65-67.

[8]陳 銳，陳二虎，唐培安，等. 氮?dú)鈿庹{(diào)對(duì)五種儲(chǔ)糧害蟲防治效果評(píng)估及與磷化氫交互抗性的研究[J]. 糧食科技與經(jīng)濟(jì)，2019，44（8）：45-48.

[9]Banks H J，F(xiàn)ields P. Physical methods for insect control in stored-grain ecosystems[M]//Stored-Grain Ecosystems，New York：Marcel Dekker，1995，39：353-407.

[10]Bailey S W. Air-tight storage of grain;its effect on insect pests-Ⅳ Rhyzopertha dominica （F.） and some other Coleoptera that infest stored grain[J]. Journal of Stored Products Research，1965，1（1）：25-33.

[11]高素芬. 氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展[J]. 糧食儲(chǔ)藏，2009，38（4）：25-28.