7種主要儲(chǔ)糧害蟲耐低溫能力研究

霍鳴飛，呂建華，王殿軒，王鵬杰

（河南工業(yè)大學(xué) 糧油食品學(xué)院，糧食儲(chǔ)藏與安全教育部工程研究中心，糧食儲(chǔ)運(yùn)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，河南 鄭州 450001）

7種主要儲(chǔ)糧害蟲耐低溫能力研究

霍鳴飛，呂建華*，王殿軒，王鵬杰

（河南工業(yè)大學(xué) 糧油食品學(xué)院，糧食儲(chǔ)藏與安全教育部工程研究中心，糧食儲(chǔ)運(yùn)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，河南 鄭州 450001）

在實(shí)驗(yàn)室研究了7種重要儲(chǔ)糧害蟲赤擬谷盜Tribolium castaneum Herbst、銹赤扁谷盜Cryptolest ferrugineus（Stephens）、鋸谷盜 Oryzaephilus surinamensis（Linnaeus）、煙草甲 Lasioderma serricorne（Fabricius）、谷蠹 Rhyzopertha dominica（Fbricius）、米象 Sitophilus oryzae（Linnaeus）、藥材甲Stegobium paniceum（Linnaeus）成蟲對(duì)不同低溫條件的耐受性。試驗(yàn)分別設(shè)置6個(gè)不同的溫度梯度（5、0、-5、-10、-15、-20 ℃）。在 5 ℃條件下分別處理 2、4、6、8、10、12、14、16 d；在 0 ℃條件下分別處理 30、60、90、120、150、180、210、240 h；在-5 ℃條件下分別處理 5、10、15、20、25、30 h；在-10 ℃條件下分別處理 1、2、3、4、5、6 h； 在-15 ℃條件下分別處理 20、40、60、80、100、120 min；在-20℃條件下分別處理5、10、15、20、25、30 min。記錄7種試蟲在不同低溫下處理不同時(shí)間的死亡率。研究結(jié)果表明，5℃低溫處理16 d，7種試蟲除藥材甲、銹赤扁谷盜、谷蠹有極少量存活以外，其余均全部死亡。0℃低溫處理240 h，7種試蟲死亡率均達(dá)到100%。-5℃低溫處理30 h，7種試蟲除赤擬谷盜、鋸谷盜、銹赤扁谷盜、谷蠹有極少量存活以外，其他試蟲死亡率均達(dá)到100%。-10℃低溫處理6 h，7種試蟲除鋸谷盜、銹赤扁谷盜有極少量存活以外，其他試蟲死亡率均達(dá)到100%。-15℃低溫處理240 min，7種試蟲死亡率均達(dá)到100%。-20℃低溫處理30 min，7種試蟲除銹赤扁谷盜有極少數(shù)存活以外，其他試蟲死亡率均達(dá)到100%。

低溫處理；安全儲(chǔ)糧；儲(chǔ)糧害蟲

0 引言

長(zhǎng)期以來，全世界對(duì)儲(chǔ)糧害蟲主要采取以磷化氫熏蒸的化學(xué)防治手段[1-2]。此方法雖然高效，但隨著全社會(huì)對(duì)食品安全的日益關(guān)注，加上近年來出現(xiàn)多起由于害蟲耐藥性增強(qiáng)導(dǎo)致熏蒸失敗的案例和磷化氫泄露所引起的生產(chǎn)安全事件，迫使人們開始尋找非化學(xué)的、安全的、綠色的儲(chǔ)糧害蟲防治方式[3-6]。低溫防治因其具有對(duì)環(huán)境友好、易操作、無危險(xiǎn)物質(zhì)殘留、有利于長(zhǎng)期保持儲(chǔ)糧品質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為一種非常重要的化學(xué)防治替代方式。世界各國(guó)也將低溫儲(chǔ)糧作為綠色生態(tài)儲(chǔ)糧的主要方式加以推廣應(yīng)用[7-9]。

昆蟲是變溫動(dòng)物，環(huán)境溫度的變化顯著影響昆蟲的生長(zhǎng)發(fā)育、存活及其他基本行為。儲(chǔ)糧害蟲生活在儲(chǔ)糧環(huán)境中，其體溫會(huì)隨著環(huán)境溫度的改變而改變[10-13]。合理調(diào)整儲(chǔ)糧環(huán)境溫度、保持適當(dāng)?shù)奶幚頃r(shí)間徹底殺滅害蟲是實(shí)施綠色儲(chǔ)糧、科學(xué)儲(chǔ)糧的有效方式。低溫防治儲(chǔ)糧害蟲是利用倉外冷源通風(fēng)降溫或機(jī)械制冷等方式降低儲(chǔ)糧環(huán)境溫度，改變儲(chǔ)糧環(huán)境，抑制害蟲體內(nèi)保護(hù)酶的活性、減少蟲體新陳代謝導(dǎo)致害蟲死亡[14-15]。上世紀(jì)末，德國(guó)首次提出機(jī)械制冷低溫儲(chǔ)糧，研發(fā)出了谷物冷卻機(jī)，現(xiàn)德國(guó)糧食倉儲(chǔ)業(yè)普遍采用機(jī)械制冷儲(chǔ)糧技術(shù)，大部分化學(xué)藥劑的使用已完全被代替[16]。目前，世界上已有包括美國(guó)、德國(guó)、日本等50多個(gè)國(guó)家應(yīng)用了低溫儲(chǔ)糧技術(shù)[14，17]。

赤擬谷盜Tribolium castaneum Herbst、銹赤扁谷盜Cryptolest ferrugineus（Stephens）、鋸谷盜O－ryzaephilus surinamensis（Linnaeus）、煙草甲 Lasioderma serricorne（Fabricius）、 谷蠹 Rhyzopertha dominica（Fbricius）、米象 Sitophilus oryzae（Linnaeus）、藥材甲Stegobium paniceum（Linnaeus）均屬于鞘翅目昆蟲，分布范圍廣，經(jīng)濟(jì)意義重大，是世界性范圍內(nèi)重要儲(chǔ)糧害蟲[18]。目前關(guān)于上述儲(chǔ)糧害蟲對(duì)低溫處理的響應(yīng)機(jī)制尚缺乏深入研究，特別是關(guān)于不同低溫處理對(duì)上述害蟲致死效應(yīng)研究較少[10，19－20]。作者詳細(xì)研究不同低溫下處理不同時(shí)間對(duì)赤擬谷盜T.castaneum、銹赤扁谷盜C.ferrugineus、鋸谷盜O.surinamensis、煙草甲 L.serricorne、谷蠹 R.dominica、米象 S.oryzae、藥材甲 S.paniceum成蟲的致死作用效果，為科學(xué)利用低溫防治儲(chǔ)糧害蟲，更精確地設(shè)計(jì)低溫處理參數(shù)，合理實(shí)施低溫防治儲(chǔ)糧害蟲，有效實(shí)施綠色儲(chǔ)糧、低溫儲(chǔ)糧提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試?yán)ハx

本試驗(yàn)所用試蟲均為河南工業(yè)大學(xué)害蟲防治實(shí)驗(yàn)室飼養(yǎng)昆蟲，包括赤擬谷盜T.castaneum、銹赤扁谷盜 C.ferrugineus、鋸谷盜O.surinamensis、煙草甲 L.serricorne、谷蠹 R.dominica、米象 S.oryzae、藥材甲S.paniceum種群。因煙草甲L.serricorne與藥材甲S.paniceum成蟲期較短，故采用羽化3～5 d的成蟲供試。其他5種試蟲均使用人工飼料純化4代以上、取羽化兩周左右的成蟲供試。米象S.oryzae與谷蠹R.dominica的飼料為整粒小麥；赤擬谷盜T.castaneum、銹赤扁谷盜C.ferrugineus、鋸谷盜O.surinamensis、煙草甲L.serricorne與藥材甲S.paniceum的飼料為全麥粉和酵母以10∶1比例均勻混合。上述7種試蟲均放置于（28±2）℃、RH（75±5）%的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。

1.2 主要儀器和材料

培養(yǎng)箱：SPX－250型，北京永光明醫(yī)療儀器廠；高低溫試驗(yàn)箱：TN/GDW－010B型，無錫市泰諾試驗(yàn)設(shè)備有限公司；聚四氟乙烯：上海三愛富新材料股份有限公司；普通干燥器、培養(yǎng)皿、罐頭瓶、大（?。┟P、小鏟、托盤、玻璃瓶、培養(yǎng)皿、剪刀、表面皿、標(biāo)簽紙、濾紙剪刀、離心管等。

1.3 試驗(yàn)方法

根據(jù)前期預(yù)備試驗(yàn)結(jié)果，將高低溫試驗(yàn)箱分別調(diào)試到 5、0、－5、－10、－15、－20 ℃，分別隨機(jī)選取赤擬谷盜、煙草甲、藥材甲、鋸谷盜、銹赤扁谷盜、谷蠹、米象成蟲20頭裝入帶孔的離心管中進(jìn)行低溫處理。在 5 ℃條件下分別處理 2、4、6、8、10、12、14、16 d；在 0 ℃條件下分別處理 30、60、90、120、150、180、210、240 h； 在－5 ℃條件下分別處理 5、10、15、20、25、30 h；在－10 ℃條件下分別處理 1、2、3、4、5、6 h；在－15 ℃條件下分別處理 20、40、60、80、100、120 min； 在－20 ℃條件下分別處理 5、10、15、20、25、30 min，記錄7種試蟲在不同低溫下處理不同時(shí)間的死亡率。每個(gè)處理重復(fù)3次。

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用Microsoft Excel與SPSS20.0軟件對(duì)試蟲的死亡率數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析（ANOVA）分析，檢驗(yàn)結(jié)果的可信度，采用Duncan法對(duì)數(shù)據(jù)間差異顯著性進(jìn)行比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 經(jīng)5℃低溫處理不同時(shí)間對(duì)試蟲死亡率的影響

由表1可以看出，在5℃低溫處理?xiàng)l件下，隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，赤擬谷盜T.castaneum、銹赤扁谷盜C.ferrugineus、鋸谷盜 O.surinamensis、煙草甲L.serricorne、谷蠹 R.dominica、米象 S.oryzae、藥材甲S.paniceum的死亡率逐漸上升。當(dāng)處理時(shí)間在12 d以上時(shí)，7種試蟲均受到顯著影響，其死亡率達(dá)60%以上，其中赤擬谷盜T.castaneum、鋸谷盜O.surinamensis、米象S.oryzae死亡率達(dá)到100%。當(dāng)處理時(shí)間延長(zhǎng)至16 d時(shí)，7種試蟲除藥材甲S.paniceum、銹赤扁谷盜C.ferrugineus、谷蠹R.dominica有極少量存活以外，其余均全部死亡。故5℃低溫防治7種重要儲(chǔ)糧害蟲最佳處理時(shí)間應(yīng)控制在16 d以上。

2.2 經(jīng)0℃低溫處理不同時(shí)間對(duì)試蟲死亡率的影響

由表2可以看出，在0℃低溫處理?xiàng)l件下，隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，赤擬谷盜T.castaneum、銹赤扁谷盜C.ferrugineus、鋸谷盜 O.surinamensis、煙草甲L.serricorne、谷蠹 R.dominica、米象 S.oryzae、藥材甲S.paniceum的死亡率逐漸上升，當(dāng)處理時(shí)間在240 h時(shí)，7種試蟲死亡率均達(dá)到100%。故0℃低溫防治7種重要儲(chǔ)糧害蟲最佳處理時(shí)間應(yīng)控制在240 h以上。

2.3 經(jīng)-5℃低溫處理不同時(shí)間對(duì)試蟲死亡率的影響

由表3可以看出，在－5℃低溫處理?xiàng)l件下，隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，赤擬谷盜T.castaneum、銹赤扁谷盜C.ferrugineus、鋸谷盜 O.surinamensis、煙草甲L.serricorne、谷蠹 R.dominica、米象 S.oryzae、藥材甲S.paniceum的死亡率逐漸上升，當(dāng)處理時(shí)間在30 h時(shí)，7種試蟲除赤擬谷盜T.castaneum、鋸谷盜O.surinamensis、銹赤扁谷盜C.ferrugineus、谷蠹R.dominica有極少量存活以外，其他試蟲死亡率均達(dá)到100%。故－5℃低溫防治7種重要儲(chǔ)糧害蟲最佳處理時(shí)間應(yīng)控制在30 h以上。

表1 5℃處理對(duì)試蟲死亡率的影響Table 1 Mortality of insects exposed to 5℃%

表2 0℃處理對(duì)試蟲死亡率的影響Table 2 Mortality of insects exposed to 0℃%

表3 －5℃處理對(duì)試蟲死亡率的影響Table 3 Mortality of insects exposed to－5℃%

2.4 經(jīng)-10℃低溫處理不同時(shí)間對(duì)試蟲死亡率的影響

由表4可以看出，在－10℃低溫處理?xiàng)l件下，隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，赤擬谷盜T.castaneum、銹赤扁谷盜C.ferrugineus、鋸谷盜O.surinamensis、煙草甲 L.serricorne、谷蠹 R.dominica、米象 S.oryzae、藥材甲S.paniceum的死亡率逐漸上升，當(dāng)處理時(shí)間在6 h時(shí)，7種試蟲除鋸谷盜O.surinamensis、銹赤扁谷盜C.ferrugineus有極少量存活以外，其他試蟲死亡率均達(dá)到100%。故－10℃低溫防治7種重要儲(chǔ)糧害蟲最佳處理時(shí)間應(yīng)控制在6 h以上。

2.5 經(jīng)-15℃低溫處理不同時(shí)間對(duì)試蟲死亡率的影響

由表5可以看出，在－15℃低溫處理?xiàng)l件下，隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，赤擬谷盜T.castaneum、銹赤扁谷盜 C.ferrugineus、鋸谷盜O.surinamensis、煙草甲 L.serricorne、谷蠹 R.dominica、米象 S.oryzae、藥材甲S.paniceum的死亡率逐漸上升，當(dāng)處理時(shí)間在120 min時(shí)，7種試蟲死亡率均達(dá)到100%。故-15℃低溫防治7種重要儲(chǔ)糧害蟲最佳處理時(shí)間應(yīng)控制在120 min以上。

表4 -10℃處理對(duì)試蟲死亡率的影響Table 4 Mortality of insects exposed to-10℃%

表5 -15℃處理對(duì)試蟲死亡率的影響Table 5 Mortality of insects exposed to-15℃%

2.6 經(jīng)-20℃低溫處理不同時(shí)間對(duì)試蟲死亡率的影響

由表6可以看出，在-20℃低溫處理?xiàng)l件下，隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，赤擬谷盜T.castaneum、銹赤扁谷盜 C.ferrugineus、鋸谷盜O.surinamensis、煙草甲 L.serricorne、谷蠹 R.dominica、米象 S.oryzae、藥材甲S.paniceum的死亡率逐漸上升，當(dāng)處理時(shí)間在30 min時(shí)，7種試蟲除銹赤扁谷盜C.ferrugineus有極少數(shù)存活以外，其他試蟲死亡率均達(dá)到100%。故-20℃低溫防治7種重要儲(chǔ)糧害蟲最佳處理時(shí)間應(yīng)控制在30 min以上。

表6 -20℃處理對(duì)試蟲死亡率的影響Table 6 Mortality of insects exposed to-20℃%

3 結(jié)論

研究表明，在 5、0、-5、-10、-15、-20 ℃處理?xiàng)l件下，7種試蟲對(duì)低溫的耐受能力由強(qiáng)至弱依次為銹赤扁谷盜 C.ferrugineus、谷蠹 R.dominica、鋸谷盜 O.surinamensis、米象 S.oryzae、煙草甲 L.serricorne、藥材甲S.paniceum、赤擬谷盜 T.castaneum。這也符合在當(dāng)前生產(chǎn)中銹赤扁谷盜最難以防治的實(shí)際情況。

通過對(duì)昆蟲耐低溫能力的研究，可以摸清楚在不同低溫條件下最有效地防治害蟲所需要的最佳處理時(shí)間。因此，本文的研究結(jié)果可為在儲(chǔ)糧環(huán)境中有效實(shí)施低溫殺蟲提供參考依據(jù)。

儲(chǔ)糧害蟲生活在一定的儲(chǔ)糧環(huán)境中，與周圍環(huán)境互相依存、相互影響。采取適當(dāng)措施，使儲(chǔ)糧環(huán)境不利于害蟲的生長(zhǎng)發(fā)育，就能達(dá)到有效防治害蟲的目的。

安全、有效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的殺蟲方式是今后儲(chǔ)糧害蟲防治研究的主要發(fā)展方向。低溫防治害蟲是一種環(huán)保、清潔、可持續(xù)發(fā)展的物理殺蟲方式，并且可以與生物防治或少量化學(xué)防治手段相結(jié)合使用。未來低溫防治儲(chǔ)糧害蟲將會(huì)替代很大一部分化學(xué)防治手段，在儲(chǔ)糧害蟲防治領(lǐng)域有很大的發(fā)展空間。

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THE STUDY ON THE COLD TOLERANCE OF SEVEN MAIN STORED GRAIN INSECTS

HUO Mingfei，LV Jianhua，WANG Dianxuan，WANG Pengjie
（School of Food Science and Technology，Engineering Research Center of Grain Storage and Security of Ministry of Education，Grain Storage and Logistics National Engineering Laboratory，Henan University of Technology，Zhengzhou 450001，China）

The cold tolerance of seven important stored-grain insects，Tribolium castaneum Herbst，Cryptolest ferrugineus （Stephens），Oryzaephilus surinamensis （Linnaeus），Lasioderma serricorne（Fabricius），Rhyzopertha dominica（Fbricius），Sitophilus oryzae（Linnaeus），and Stegobium paniceum（Linnaeus） adults，was studied in the laboratory.The experiments were conducted at six different temperatures:5，0，-5，-10，-15 and-20 ℃.The insects were treated at 5 ℃ for 2，4，6，8，10，12，14，and 16 d；at 0 ℃ for 30，60，90，120，150，180，210 and 240 h；at-5 ℃ for 5，10，15，20，25 and 30 h；at-10 ℃ for 1，2，3，4，5 and 6 h；at-15 ℃ for 20，40，60，80，100 and 120 min；and at-20 ℃ for 5，10，15，20，25 and 30 min.The mortalities of seven tested adults were investigated after exposure to different low temperatures for different periods.The results showed that all the tested adults were dead after 16 d of exposure at 5℃，except very few individuals of S.paniceum，C.ferrugineus and R.dominica；all the tested adults were dead after 240 h of exposure at 0 ℃；all the tested adults were dead after 30 h of exposure at-5 ℃，except very few individuals of T.castaneum，O.surinamensis，R.dominica and C.ferrugineus；all the tested adults were dead after 6 h of exposure at-10 ℃，except very few individuals of C.ferrugineus and O.surinamensis；all the tested adults were dead after 240 min of exposure at-15℃；all the tested adults were dead after 30 min of exposure at-20℃，except very few individuals of C.ferrugineus.

low temperature treatment；safe grain storage；stored grain insects

S379.5

：B

1673-2383(2017)04-0101-06

http://kns.cnki.net/kcms/detail/41.1378.N.20170828.0857.038.html

網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間：2017-8-28 8:57:27

2017-03-06

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（U1604115）；2015糧食公益性行業(yè)科研專項(xiàng)（201513002）；河南省教育廳科學(xué)技術(shù)研究重點(diǎn)項(xiàng)目（16A210017）；谷物資源轉(zhuǎn)化與利用省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題（001255）

霍鳴飛（1993—），男，天津人，碩士研究生，主要從事儲(chǔ)糧害蟲綜合治理研究。

*通信作者