5種檢測方法對嗜卷書虱實倉檢測效果的對比研究

白春啟，郭 續(xù)，侯居?xùn)|，王殿軒，周曉軍，張 浩，代 永，司雪梅，鄭 禎

1.河南工業(yè)大學(xué) 糧油食品學(xué)院，糧食儲藏與安全教育部工程研究中心，糧食儲運國家工程實驗室，河南 鄭州 450001

2.河南鄭州興隆國家糧食儲備庫，河南 鄭州 450053

書虱是影響儲糧安全[1-2]和食品安全[3]的風(fēng)險因子，能取食糧食的胚及胚乳，造成儲糧數(shù)量損失，如在30 ℃、RH75%條件下，采用60頭嗜蟲書虱雌成蟲感染2 g破損小麥，90 d后能夠引起小麥數(shù)量損失達(dá)8.53%，采用60頭小眼書虱雌成蟲感染2 g小麥，45 d后能夠引起破損小麥數(shù)量損失達(dá)3.31%，引起完好小麥種子發(fā)芽率降低32%[1]。在26 ℃、RH76%條件下，采用20頭嗜卷書虱(LiposcelisbostrychophilaBadonnec)成蟲感染2 g小麥，3個月后能夠引起小麥數(shù)量損失達(dá)11.8%[4]。同時，書虱自身能夠攜帶、傳播病原菌，威脅人類健康如能夠引起強烈的皮膚過敏反應(yīng)[5]。書虱大量發(fā)生時能夠引起局部糧食水分升高從而導(dǎo)致糧堆發(fā)熱霉變，將會影響整倉糧食安全。

由于書虱具有繁殖快、食性雜的生物特性[6]，以及對防護(hù)劑、熏蒸劑等化學(xué)藥劑有較強的耐受力和抗性[7-8]，在各個儲糧區(qū)普遍認(rèn)為難以熏殺，尤其在儲糧區(qū)的東北區(qū)、西南區(qū)、華中區(qū)[9]。因此，亟需尋求到儲糧書虱的有效防控技術(shù)。就倉檢測是判定糧堆中蟲口密度準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)，也是定制害蟲防治策略的關(guān)鍵依據(jù)，主要包括取樣篩檢和儀器/設(shè)備檢測。取樣篩檢法存在取樣費時費力、工作環(huán)境差、效率低、檢測結(jié)果差異性大等不足。而借助具有儲糧害蟲傳感器功能等儀器/設(shè)備檢測，不僅能夠避免取樣檢測的缺點，而且有利于實現(xiàn)糧堆蟲害的自動化檢測、智能分析和自動控制，與糧食倉儲信息技術(shù)建設(shè)順暢接軌。目前，具有或可具有儲糧害蟲就倉檢測傳感器功能檢測方法是研究熱點，如利用探管、黏膠板和盤形等誘捕器檢測法[10-13]，利用SPME的揮發(fā)性氣體檢測法[14]、SKCS 檢測法[15]、NIR檢測法[16]和qPCR技術(shù)檢測法[17]等，這些方法中部分被商業(yè)化，有的還處于實驗室研究階段。儲糧害蟲就倉檢測方法對儲糧害蟲檢測結(jié)果存在差異性，Nansen等[18]研究在儲藏玉米倉中，波紋紙板誘捕器檢測到的印度谷蛾數(shù)量高于黏膠板誘捕器和探管誘捕器。Mullen等[19]比較了3種黏膠板誘捕器(翅形、菱形和三角形)和2種陷阱誘捕器(Unitrap和Multipher M-1)布置在空平房倉中對印度谷蛾的誘捕效果，發(fā)現(xiàn)最有效的是翅形黏膠板誘捕器。Hagstrum[12]研究發(fā)現(xiàn)糧面誘捕器誘捕到米扁蟲數(shù)量最多，秋季采用取樣檢測方法檢測比誘捕器檢測到的谷蠹數(shù)量要多。Collins等[13]認(rèn)為聯(lián)合應(yīng)用弧面開孔的盤形誘捕器(CSL I-SPy Insect Indicator?)與陷阱誘捕器(Storgard?Flit-Trak M2)能夠誘捕更多種類、數(shù)量的害蟲，適宜用于面粉廠中害蟲檢測。然而，在我國國標(biāo)規(guī)定的糧食倉儲部門用于蟲糧等級判定只有取樣篩檢法[20]，可見，探索與規(guī)范不同方法之間相互關(guān)系，不僅有利于儲糧害蟲就倉檢測技術(shù)本身的提升，也有利于儲糧害蟲信息化建設(shè)的應(yīng)用。作者以儲糧書虱中優(yōu)勢種群——嗜卷書虱為對象[21]，結(jié)合取樣篩檢法和誘捕檢測法(探管誘捕器、波紋板誘捕器、兩層瓦楞紙板誘捕器、三層瓦楞紙板誘捕器)，探索不同檢測方法在檢測書虱種群發(fā)生時間、種群密度等條件下的檢測效果，以期為儲糧書虱就倉檢測技術(shù)的選擇應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 倉房與糧情

試驗倉房為河南鄭州興隆國家糧食儲備庫一拱型鋼架高大平房倉，長60 m，寬30 m，糧堆高6.3 m。配備“圭”字型壓入式地上籠通風(fēng)系統(tǒng)，風(fēng)機(jī)為4-72型離心通風(fēng)機(jī)，功率7.5 kW。

散裝存儲2015年6月入庫的混合麥8 844 t，水分含量12.6%，不完善粒率3.2%，容重784 g/L。2015年8月29日—2016年1月24日進(jìn)行通風(fēng)降溫，通風(fēng)前糧溫最高為33.9 ℃，最低為27.1 ℃，平均為30.7 ℃,RH11.2%；通風(fēng)后，糧溫最高為20.2 ℃，最低為0.1 ℃，平均為6.7 ℃，RH11.6%。2016年5月16日—8月8日，初始取樣篩檢的嗜卷書虱密度為0頭/kg。

1.2 檢測區(qū)域及檢測點設(shè)置

在試驗倉房糧堆表層4角與正中間設(shè)置檢測區(qū)域，分別為1、2、3、4、5區(qū)，每個檢測區(qū)域設(shè)置5個檢測點,結(jié)果見圖1，依次設(shè)置為探管誘捕器(T)、兩層瓦楞紙板誘捕器(W2)、波紋板誘捕器(B)、三層瓦楞紙板誘捕器(W3)和取樣篩檢(Q)。其中T為PVC材質(zhì)(Φ27 mm，長550 mm)，其下端90 mm為錐形集蟲頭，管體具有斜向上鉆蟲孔(Φ2.5 mm，長300 mm)，插入糧堆的深度為上端約50 mm露于糧面上；B為PVC材質(zhì)，包括波紋板(Φ150 mm)和集蟲杯(Φ70 mm，高50 mm)兩部分，使用時集蟲杯沒入糧堆內(nèi)，波紋板與糧面平齊；W2為2層(長210 mm，寬148 mm，厚5 mm)，W3為3層(長210 mm，寬148 mm，厚8 mm)，使用時長邊用膠帶密封，擺放于糧面上；取樣篩檢糧堆表層20 cm的糧食，每次每點取樣量為1 kg，按規(guī)定操作方法進(jìn)行篩檢。

圖1 糧堆表層的嗜卷書虱檢測區(qū)域及檢測點設(shè)置示意圖

1.3 檢測時間和頻次

2016年5月16日—8月8日，采用取樣篩檢法和誘捕器(探管、兩層瓦楞紙板、波紋板、三層瓦楞紙板誘捕器)檢測法檢測區(qū)域中嗜卷書虱，檢測時間、次數(shù)相同，當(dāng)檢測點糧溫高于25 ℃時，每3 d檢測1次；檢測點糧溫低于25 ℃時，每7 d檢測1次。

1.4 數(shù)據(jù)處理

對每個檢測點在不同時間的害蟲發(fā)生情況分別檢測并記錄。誘捕器誘捕的害蟲按每周發(fā)現(xiàn)其中害蟲數(shù)量計，單位為頭/臺，每次統(tǒng)計后清除誘捕器內(nèi)害蟲；取樣篩檢法按每千克糧食樣品中害蟲頭數(shù)計，單位為頭/kg。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同害蟲密度水平的檢測差異性

對糧倉表層不同區(qū)域檢測，結(jié)果見圖2，嗜卷書虱在糧堆表層不同區(qū)域分布不同，在糧堆表層西南部和中部種群密度較高，西北部和東南部次之，東北部最少。在糧堆表層?xùn)|北部，取樣篩檢嗜卷書虱發(fā)生水平為長期處于≤5頭/kg區(qū)域，東南部和西北部處于6頭/kg≤害蟲密度≤10頭/kg水平區(qū)域，中部長期處于10頭/kg<害蟲密度≤30頭/kg水平區(qū)域(高峰期時也能達(dá)到>30頭/kg水平)，西南部為害蟲密度>30頭/kg水平區(qū)域。

圖2 5種檢測方法在糧堆表層不同區(qū)域的嗜卷書虱檢測結(jié)果比較

當(dāng)嗜卷書虱種群處于≤5頭/kg水平時，東北部，兩層瓦楞紙板誘捕器發(fā)現(xiàn)糧堆糧面害蟲最早，隨著害蟲種群數(shù)量增大，探管誘捕器和取樣篩檢檢測到的嗜卷書虱密度均較大，在5種檢測方法中探管誘捕器檢測到害蟲密度最高。當(dāng)嗜卷書虱種群處于6頭/kg≤害蟲密度≤10頭/kg水平時，東南部，探管誘捕器、波紋板誘捕器和取樣篩檢法3種方法發(fā)現(xiàn)害蟲時間相當(dāng)，兩層瓦楞紙板誘捕器發(fā)現(xiàn)糧堆糧面害蟲時間早于這3種方法7 d。當(dāng)嗜卷書虱種群處于10頭/kg<害蟲密度≤30頭/kg水平時，中部，探管誘捕器和取樣篩檢法均能早發(fā)現(xiàn)害蟲，其中探管誘捕器最早發(fā)現(xiàn)嗜卷書虱密度達(dá)17頭/臺，取樣篩檢最早檢測到密度為3頭/kg，早于瓦楞紙板誘捕器7 d發(fā)現(xiàn)嗜卷書虱。隨著害蟲種群數(shù)量增大，探管誘捕器檢測到嗜卷書虱種群數(shù)量高于其他檢測結(jié)果，如6月14日，取樣篩檢結(jié)果為25頭/kg，探管誘捕器檢測結(jié)果為130頭/臺。當(dāng)嗜卷書虱種群處于>30頭/kg水平時，西南部，取樣篩檢法發(fā)現(xiàn)害蟲數(shù)量最大，發(fā)現(xiàn)害蟲時間較早，探管誘捕器檢測方法次之?？梢?，嗜卷書虱種群密度水平和發(fā)生時間不同，應(yīng)采用不同檢測方法檢測糧堆表面嗜卷書虱發(fā)生水平。

2.2 不同檢測方法檢測害蟲種群變化的敏感性

在試驗倉中近3個月的監(jiān)測，取樣篩檢方法檢測情況見圖3和圖4，結(jié)果表明在糧堆表層嗜卷書虱發(fā)生始期為5月中下旬，6月初進(jìn)入嗜卷書虱發(fā)生的高峰期，一直發(fā)生到7月末，整個爆發(fā)周期能夠維持2個月左右，8月份開始嗜卷書虱的密度開始下降。結(jié)合檢測期間倉溫由21 ℃緩慢上升至37 ℃而后開始降低，倉濕在48%～60%范圍內(nèi)呈波動上升趨勢。5月16日，倉溫為21 ℃，取樣檢測未發(fā)現(xiàn)嗜卷書虱，5月23日，倉溫為25 ℃，此時檢測到嗜卷書虱平均蟲口密度為1.4頭/kg，6月20日—7月4日期間，嗜卷書虱種群處于蟲口密度最高水平，達(dá)到23頭/kg，此期間倉溫大于30 ℃。7月11日時倉溫達(dá)到33 ℃，嗜卷書虱種群平均害蟲密度降低至14頭/kg，并呈現(xiàn)下降趨勢。由此表明，嗜卷書虱種群在RH50%～60%、25～33 ℃范圍內(nèi)，隨溫度升高種群數(shù)量呈現(xiàn)先增加后維持最大水平而后降低的消長模式。

圖3 取樣篩檢法檢測的嗜卷書虱密度和倉溫變化情況

圖4 取樣篩檢法檢測期間倉濕變化情況

結(jié)合圖2，比較4種誘捕器的檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)，取樣篩檢與探管誘捕器檢測法適用于發(fā)現(xiàn)嗜卷書虱種群消長變化，其他3種檢測方法對種群動態(tài)變化檢測敏感性差。

3 結(jié)論

適宜的儲糧害蟲在線檢測方法是判別糧堆中害蟲密度水平準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)，也是實踐應(yīng)用中公平、合理評價蟲糧等級關(guān)鍵依據(jù)。在害蟲密度≤10頭/kg水平時，采用兩層瓦楞紙板誘捕器對糧堆表層嗜卷書虱種群數(shù)量檢測最敏感，與利用瓦楞紙板誘捕器檢測儲糧害蟲銹赤扁谷盜、赤擬谷盜結(jié)果類似[22]。在10頭/kg<害蟲密度≤30頭/kg水平時，探管誘捕器檢測方法最敏感，這與利用探管誘捕器檢測嗜卷書虱、印度谷螟、玉米象和銹赤扁谷盜等儲糧害蟲研究結(jié)果一致[23]。該方法檢測到的嗜卷書虱種群數(shù)量大于取樣篩檢法的結(jié)果，這與利用探管誘捕器檢測書虱、銹赤扁谷盜的研究結(jié)果一致[24]。在害蟲密度>30頭/kg水平時，取樣篩檢法檢測到嗜卷書虱種群數(shù)量最大。無論是嗜卷書虱發(fā)生時間還是不同種群密度水平上，波紋板誘捕器及三層瓦楞紙板誘捕器對糧堆表層的嗜卷書虱檢測的時效性不及其他檢測方法，兩層瓦楞紙板誘捕器檢測方法可較早發(fā)現(xiàn)害蟲發(fā)生，探管誘捕器檢測方法有效性和時效性均較好，但無論哪種檢測方法均應(yīng)與我國國標(biāo)規(guī)定的糧食倉儲部門害蟲檢測方法對接，才能為服務(wù)儲糧倉儲信息化提供有效支撐。

儲糧害蟲的空間分布特點是糧情檢測中害蟲密度檢測的可靠性、科學(xué)性有力支撐。如在秋季銹赤扁谷盜習(xí)居在糧堆中部[25]，進(jìn)行這類害蟲檢測時重點檢查部位應(yīng)在糧堆中部；米象成蟲超過80%習(xí)居在糧堆上層[26]，檢測點布置應(yīng)在糧堆上層。作者研究發(fā)現(xiàn)嗜卷書虱在糧堆表層多發(fā)生在平房倉的中部及西南方位，這與孫冠英等[27]采用GJ9型糧蟲陷阱檢測器，發(fā)現(xiàn)散存小麥的房式倉中書虱密度由北向南、由東到西也隨之上升結(jié)果一致，也與Opit等[28]發(fā)現(xiàn)大多數(shù)書虱種群習(xí)居在平房倉中部結(jié)果類似。因此，在平房倉中設(shè)置嗜卷書虱的檢測點應(yīng)重點關(guān)注糧堆的西南部、中部。

環(huán)境溫度和濕度既是書虱種群增長的決定性因素，也是儲糧害蟲檢測主要參考參數(shù)。通常情況下，書虱種群能夠成長的溫度為22.5～42 ℃，適宜濕度為70%～80%，濕度低于50%不能存活[6]。對于嗜卷書虱來講，Rees等[29]研究表明在RH60%條件下，當(dāng)溫度低于21 ℃或高于30 ℃時將不能繁殖后代，Wang等[30]報道在RH75%～80%環(huán)境中，溫度低于27.5 ℃或高于30 ℃時世代存活率均顯著下降，認(rèn)為低濕及過高濕度均不利于嗜卷書虱的存活。曹陽等[31]研究表明嗜卷書虱在38 ℃時從卵發(fā)育到成蟲沒有生殖能力，終生不產(chǎn)卵。結(jié)合倉溫由21 ℃升至37 ℃而后降低以及倉濕由50%上升至60%左右變化情況，作者發(fā)現(xiàn)嗜卷書虱在糧堆表層的種群動態(tài)可分為發(fā)生始期、高峰期、衰落期3個階段，實倉結(jié)果與上述研究結(jié)果相似。因此，在進(jìn)行嗜卷書虱檢測的實踐管理中，將書虱種群發(fā)生規(guī)律與糧堆生態(tài)系統(tǒng)溫濕因子結(jié)合分析，是綜合治理嗜卷書虱決策的關(guān)鍵理論基礎(chǔ)。