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      低溫處理技術(shù)在植物檢疫處理中的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

      2023-06-20 06:06:24楊皓然
      鄉(xiāng)村科技 2023年7期
      關(guān)鍵詞:植物檢疫冷處理實(shí)蠅

      楊皓然

      中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué),北京 100193

      0 引言

      隨著人們環(huán)保理念的不斷增強(qiáng),在植物檢疫處理中,有害生物滅殺手段逐漸向綠色環(huán)保方向發(fā)展,如低溫處理技術(shù)、氣調(diào)處理技術(shù)、高溫處理技術(shù)、輻照處理技術(shù)等均是檢疫手段的首選[1]。其中,低溫處理技術(shù)不但能夠獨(dú)自完成有害生物的滅殺,而且還能與其檢疫手段結(jié)合使用,提高對(duì)有害生物的滅殺效果。為了更加清晰了解低溫處理技術(shù)在植物檢疫處理中的具體情況,筆者對(duì)該技術(shù)的研究進(jìn)展情況進(jìn)行分析與總結(jié),以更好了解植物檢疫技術(shù)在植物檢疫處理中的研究進(jìn)展,推動(dòng)國(guó)內(nèi)植物檢疫的發(fā)展。

      1 低溫處理技術(shù)概述

      1.1 低溫處理技術(shù)滅殺有害生物的原理

      有害生物經(jīng)過(guò)低溫處理后會(huì)死亡,原因主要有4點(diǎn)。第一,在低溫環(huán)境中,有害生物因自身營(yíng)養(yǎng)能量消耗過(guò)快,抵抗低溫能力不足而死亡。第二,低溫環(huán)境下,有害生物細(xì)胞內(nèi)游離水溢出,并滲透至細(xì)胞間隙中,使得細(xì)胞膜結(jié)冰破裂,進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)體死亡。第三,游離水在低溫環(huán)境下會(huì)結(jié)冰,導(dǎo)致細(xì)胞原生質(zhì)脫水,鹽濃度增加,阻礙新代謝產(chǎn)物的外排,進(jìn)而導(dǎo)致有害生物死亡。第四,在低溫環(huán)境下,有害生物體內(nèi)代謝酶活性受到抑制,無(wú)法供給自身的代謝需要,進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)體死亡。

      1.2 低溫處理效果影響因素

      低溫處理技術(shù)的應(yīng)用效果主要取決于低溫處理時(shí)長(zhǎng)、溫度等因素。此外,有害生物的生長(zhǎng)發(fā)育離不開(kāi)糖、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),一旦缺乏其中某種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),就會(huì)對(duì)其機(jī)體生長(zhǎng)發(fā)育造成影響,因此,在低溫環(huán)境下,有害生物寄生的場(chǎng)所條件亦會(huì)對(duì)低溫處理技術(shù)的應(yīng)用效果造成影響。

      1.3 低溫處理所用設(shè)備

      在實(shí)驗(yàn)室研究層面上,研究人員通常會(huì)借助高低溫試驗(yàn)箱(見(jiàn)圖1)探索低溫處理技術(shù)處理有害生物的應(yīng)用效果。在商業(yè)化層面上,檢疫機(jī)構(gòu)等使用設(shè)備以冷藏集裝箱(見(jiàn)圖2)和冷藏庫(kù)(見(jiàn)圖3)為主,貨物在進(jìn)出口之前或路途中都可以通過(guò)冷處理對(duì)有害生物進(jìn)行滅殺(見(jiàn)圖2、圖3)。

      圖1 高低溫試驗(yàn)箱

      圖2 冷藏集裝箱

      圖3 冷藏庫(kù)

      1.4 低溫處理技術(shù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

      國(guó)際上出臺(tái)了許多關(guān)于低溫處理技術(shù)在植物檢疫中應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn),以更好地應(yīng)對(duì)不同有害生物對(duì)植物的侵害(見(jiàn)表1)。與此同時(shí),我國(guó)也出臺(tái)了若干關(guān)于低溫處理技術(shù)在植物檢疫處理中的相關(guān)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn),用于滅殺水果、蔬菜等植物中的實(shí)蠅類等有害生物,以減少“問(wèn)題植物”的流入與流出(見(jiàn)表2)。

      表1 國(guó)際低溫處理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)歸納

      表2 國(guó)內(nèi)低溫處理技術(shù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)歸納

      2 低溫處理技術(shù)在植物檢疫處理中的應(yīng)用現(xiàn)狀

      20世紀(jì)90年代,低溫處理技術(shù)在有害生物的滅殺處理環(huán)節(jié)得到了初步應(yīng)用,現(xiàn)如今這種技術(shù)已逐步成熟,并從對(duì)有害生物的滅殺擴(kuò)展至對(duì)商品害蟲(chóng)的滅殺。目前,單獨(dú)低溫處理技術(shù)是植物檢疫處理中是最為常用的一種模式,但該模式存在耗時(shí)較長(zhǎng)的缺陷。為縮短滅殺有害生物的時(shí)間,并提高處理效果,還可與其他處理技術(shù)(氣調(diào)處理、熱處理等)相結(jié)合使用。

      2.1 單獨(dú)低溫處理

      目前,低溫處理技術(shù)在諸多水果、蔬菜中得到了廣泛應(yīng)用,如柑橘、番石榴、葡萄、柿、辣椒、獼猴桃、臍橙等。2017 年,何興財(cái)?shù)龋?]對(duì)橘小實(shí)蠅的防控進(jìn)行了綜合研究,發(fā)現(xiàn)當(dāng)中心溫度控制在1.7 ℃以下時(shí),15 d 內(nèi)可以對(duì)橘小實(shí)蠅進(jìn)行有效滅殺。2020 年,喬建等[3]以番石榴為例,借助低溫技術(shù)對(duì)其進(jìn)行了檢疫處理,發(fā)現(xiàn)當(dāng)中心溫度控制在4 ℃左右時(shí),12 d 內(nèi)可以有效滅殺橘小實(shí)蠅。國(guó)外學(xué)者Hill 等[4]以橘為研究對(duì)象,借助低溫處理技術(shù)對(duì)其檢疫,發(fā)現(xiàn)當(dāng)中心溫度控制在1.5 ℃左右時(shí),10 d 內(nèi)可以對(duì)昆士實(shí)蠅進(jìn)行滅殺,16 d內(nèi)可以對(duì)地中海實(shí)蠅進(jìn)行滅殺。劉波等[5]以紅提為研究對(duì)象,借助低溫處理技術(shù)對(duì)其進(jìn)行檢疫,發(fā)現(xiàn)當(dāng)中心溫度控制在0 ℃左右,可以在10 d左右滅殺斑翅果蠅,滅殺率達(dá)到99%。綜上發(fā)現(xiàn),低溫處理技術(shù)在植物檢疫處理中的應(yīng)用十分廣泛,并且能夠取得較好的應(yīng)用效果。

      2.2 多種技術(shù)的結(jié)合處理

      2.2.1 與氣調(diào)技術(shù)結(jié)合處理。氣調(diào)技術(shù)是指通過(guò)改變植物存儲(chǔ)環(huán)境中相關(guān)氣體的比例抑制有害生物的一種綠色環(huán)保殺蟲(chóng)技術(shù)。通常情況下,與氣調(diào)技術(shù)結(jié)合處理的方式有兩種,一是同時(shí)進(jìn)行處理,二是相繼進(jìn)行處理。當(dāng)外界環(huán)境溫度接近0 ℃時(shí),植物中的有害生物新陳代謝會(huì)加快,此時(shí)有利于利用低溫處理技術(shù)與氣調(diào)技術(shù)處理相結(jié)合進(jìn)行處理,能夠在一定程度上減少對(duì)有害生物的處理時(shí)間。低溫氣調(diào)處理技術(shù)一般在貨物運(yùn)輸環(huán)節(jié)中使用較多,針對(duì)的有害生物種類較多,如雙翅目害蟲(chóng)、鱗翅目害蟲(chóng)等。Harold 等[6]研究發(fā)現(xiàn),在環(huán)境溫度接近0 ℃,CO2含量低于1%,O2含量在1.7%左右時(shí),借助低溫氣調(diào)處理技術(shù)對(duì)蘋果蠹蛾進(jìn)行滅殺處理,消耗時(shí)長(zhǎng)僅為13 d。梁永軒等[7]研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)中心溫度為1 ℃,CO2含量達(dá)到98%時(shí),借助低溫氣調(diào)技術(shù)可對(duì)番茄潛葉蛾卵進(jìn)行滅殺處理,消耗時(shí)長(zhǎng)僅為10 d;當(dāng)中心溫度為2 ℃,O2含量在3%左右,CO2含量在5.5%左右時(shí),借助低溫氣調(diào)技術(shù)對(duì)橘小實(shí)蠅進(jìn)行滅殺處理。

      2.2.2 與熱處理技術(shù)結(jié)合處理。這種結(jié)合技術(shù)主要應(yīng)用于對(duì)蔬菜、水果等農(nóng)產(chǎn)品有害生物的滅殺處理,使用時(shí)是以“先熱后冷”為主,即先對(duì)農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行熱處理,而后進(jìn)行冷處理。采用這種方式不但能夠滅殺農(nóng)產(chǎn)品中寄生的有害生物,而且不會(huì)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)造成不利影響。國(guó)外學(xué)者Ben-Amor[8]研究表示,椰棗經(jīng)過(guò)熱處理(中心溫度為50 ℃,處理時(shí)長(zhǎng)為10 min)后,再經(jīng)過(guò)冷處理(中心溫度2 ℃、時(shí)長(zhǎng)30 d,中心溫度23 ℃、時(shí)長(zhǎng)4 d),其中的石榴螟有害生物會(huì)被滅殺,同時(shí)不會(huì)對(duì)椰棗品質(zhì)造成影響。除了滅殺有害生物外,在這種處理技術(shù)的干預(yù)下,果蔬的品質(zhì)也會(huì)得到一定保障,甚至?xí)兴嵘?。胡均如等?]研究表示,果蔬在低溫處理前,借助熱處理技術(shù)對(duì)果蔬進(jìn)行處理能夠提高果蔬的活性氧含量,利于冷處理技術(shù)的干預(yù),使得果蔬在冷處理期間擁有較強(qiáng)的活性氧清除能力,進(jìn)而確保了果蔬的品質(zhì)。

      2.2.3 與其他檢疫技術(shù)結(jié)合處理。低溫處理技術(shù)還能與微波、輻照等檢疫技術(shù)結(jié)合使用。①輻照處理是通過(guò)電子束、γ射線等對(duì)有害生物進(jìn)行照射處理,凡是經(jīng)過(guò)這種方式處理后的有害生物均會(huì)出現(xiàn)無(wú)法生育、繁殖,甚至死亡的現(xiàn)象,既杜絕了有害生物的傳播,又確保了物品傳輸?shù)陌踩?。輻照處理技術(shù)與低溫處理技術(shù)相結(jié)合可起到相互促進(jìn)的作用。國(guó)外學(xué)者Alonso[10]研究指出,柑橘經(jīng)過(guò)X射線輻照后,再借助低溫處理技術(shù)進(jìn)行處理(1 ℃),發(fā)現(xiàn)其中的有害生物地中海實(shí)蠅在2 d內(nèi)便能夠被完全滅殺,與單獨(dú)使用低溫處理技術(shù)滅殺相比,處理時(shí)間明顯縮短了7 d,提高了處理效率。②微波處理是指通過(guò)不同電磁波頻譜(300~3 000 MHz)對(duì)有害生物進(jìn)行非輻射波處理。低溫處理技術(shù)與微波處理技術(shù)結(jié)合處理也能顯著縮短處理時(shí)間,提高處理效果。相關(guān)研究指出,鋸谷盜這種有害生物在微波處理(400 W)12 min 后,再進(jìn)行冷處理(4 ℃),經(jīng)過(guò)3 d該有害生物便會(huì)完全死亡[11]。

      3 結(jié)語(yǔ)

      低溫處理技術(shù)在植物檢疫處理中的應(yīng)用主要分為兩方面:一是單低溫處理技術(shù)的應(yīng)用,該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)大部分有害生物的檢疫處理,但處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng),一般至少需要10 d 才能對(duì)有害生物進(jìn)行滅殺;二是與其他處理技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用,這種方式不但能夠縮短處理時(shí)間,而且能確保物品自身不受影響,具有較高的商業(yè)價(jià)值。該文明確了低溫處理技術(shù)在植物檢疫處理中的應(yīng)用現(xiàn)狀,為國(guó)際、國(guó)內(nèi)的植物檢疫處理提供了一定的參考。

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