氣調(diào)技術(shù)對中藥材儲藏害蟲藥材甲Stegobium paniceum存活的影響

姬亞男，高吉鑫，馬云錫，郝東東，王法，王文軍，姜雪，王森山

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護學(xué)院，甘肅省農(nóng)作物病蟲害生物防治工程實驗室，甘肅 蘭州 730070；2.君合百安倉儲科技(北京)有限公司，北京 100044)

中藥材是中醫(yī)藥生產(chǎn)工業(yè)的主要原材料，其質(zhì)量影響著中藥成品的品質(zhì)及使用安全.中藥材在貯存過程中受空氣、溫度、濕度等環(huán)境因素的影響，極易發(fā)生霉變、蟲蛀、板結(jié)等現(xiàn)象[1].倉儲害蟲影響中藥材的內(nèi)在品質(zhì)和藥效，且造成倉儲損耗[2].中藥材倉儲害蟲的食性比較復(fù)雜，耐受饑餓，繁殖能力強，多數(shù)體型較小容易隱蔽，導(dǎo)致防治難度大，且大多數(shù)倉庫光線昏暗，在發(fā)現(xiàn)害蟲為害時已經(jīng)造成嚴重的損失[3-5].

藥材甲(StegobiumpaniceumL.)屬于鞘翅目(Coleoptera)，竊蠹科(Anobiidae)[6].該蟲食性雜，是世界上最具破壞性的儲藏物害蟲之一，在我國中藥材種植地區(qū)尤其豐富[7-9]，是中藥材儲藏期害蟲的優(yōu)勢種[10].藥材甲一年發(fā)生2～ 3代，以幼蟲越冬[11].

目前我國防治中藥材儲藏害蟲主要采用熏蒸劑熏蒸技術(shù)[12]，隨著長期使用磷化氫熏蒸處理儲藏期害蟲，引發(fā)害蟲的抗藥性、環(huán)境污染和藥劑殘留等問題越來越嚴重[13]，藥劑殘留不僅影響中藥材的品質(zhì)也影響人類健康[14-15]；因此，研究安全、綠色的儲藏期害蟲防治技術(shù)變得越來越重要.低氧氣調(diào)防治技術(shù)不改變環(huán)境中的溫度和濕度，對儲物的品質(zhì)不造成任何影響，通過降低環(huán)境中的氧氣濃度抑制儲藏期害蟲的發(fā)育、繁殖或致死儲藏期害蟲[16].因此，低氧氣調(diào)防治技術(shù)能避免藥劑殘留問題，達到無殘留、無污染的綠色儲藏目標[17].氣調(diào)處理方法中主要使用充N2降氧、充CO2降氧和自然降氧.陶蕾等[18]的研究結(jié)果顯示，N2對需氧微生物和蟲卵孵化有明顯的抑制作用，可大大延長中藥的儲藏時間.曹宇等[19]的研究結(jié)果顯示，CO2水平越高對倉儲害蟲的控制效果越好.張祥等[20]研究結(jié)果顯示，高濃度CO2對豌豆蚜種群增殖率存在抑制作用.但關(guān)于使用倉儲氣氛調(diào)控劑降氧方面的研究還少有報道.

本研究通過向密封空間內(nèi)加入中藥材倉儲氣氛調(diào)控劑，使密封空間內(nèi)的氧氣濃度下降到1%～2%和≤1%，經(jīng)不同時間處理藥材甲不同蟲態(tài)，統(tǒng)計各處理組卵孵化和蛹羽化情況以及幼蟲和成蟲存活情況，分析不同氧氣濃度和氣調(diào)處理時間對藥材甲存活的影響，明確氣調(diào)技術(shù)對藥材甲各蟲態(tài)的防治效果，為中藥材儲藏害蟲的綠色防治提供理論依據(jù).

1 材料與方法

1.1 供試材料

1.1.1 供試蟲源 將采自定西的儲藏中藥材黨參中的藥材甲(Stegobiumpaniceum)成蟲放在含有黨參粉末藥材袋中飼養(yǎng)，獲得藥材甲蟲卵、幼蟲、蛹、成蟲態(tài)備用.

1.1.2 供試藥品 由君合百安倉儲科技(北京)有限公司提供的黨參粉末、中藥材倉儲氣氛調(diào)控劑(成分：活性炭、氯化鈉、鐵粉、蛭石、水)20 g或50 g包裝.

1.1.3 儀器設(shè)備 昆蟲盒(L=9.0 cm，W=9.0 cm ，H=8.5 cm)、培養(yǎng)皿(d=3.5 cm)、塑料膜、熱合封口機、便攜式測氧儀、顯微鏡、鑷子、觀察記錄工具.

1.2 試驗方法

1.2.1 中藥材氣調(diào)技術(shù)對藥材甲卵孵化和蛹羽化的影響 以藥材甲的卵和蛹為試驗對象，設(shè)置在氧氣濃度1%～2%和≤1%條件下分別處理12、24、48、72、96 h，共10個處理.卵和蛹處理20粒/皿，每處理重復(fù)3皿；將每個重復(fù)分別放在已預(yù)設(shè)好的密封空間內(nèi)(L=20 cm，W=20 cm，H=15 cm)，投放中藥材倉儲氣氛調(diào)控劑，氧氣濃度1%～2%處理組投放20 g中藥材倉儲氣氛調(diào)控劑，氧氣濃度≤1%處理組投放50 g中藥材倉儲氣氛調(diào)控劑，以不做氣調(diào)處理為對照(CK)，密封后放入(25±1)℃，RH(70±5)%黑暗培養(yǎng)箱培養(yǎng)，利用測氧儀對試驗組進行氧氣濃度的檢測，在氧氣濃度降到1%～2%和≤1%維持12、24、48、72、96 h，然后拆除各組密封，放入(25±1)℃，RH(70±5)%黑暗培養(yǎng)箱培養(yǎng)10 d，觀察統(tǒng)計各處理組卵孵化和蛹羽化情況，計算藥材甲卵的孵化率和蛹的羽化率.

1.2.2 中藥材氣調(diào)技術(shù)對藥材甲幼蟲和成蟲存活的影響 以藥材甲幼蟲和成蟲為試驗對象，設(shè)置在氧氣濃度1%～2%和≤1%條件下分別處理6、12、24、36 h，共8個處理.其中，幼蟲處理20頭/皿，每處理重復(fù)3皿；成蟲處理20頭/盒，每處理重復(fù)3盒；將每個重復(fù)分別放在已預(yù)設(shè)好的密封空間內(nèi)(L=20 cm，W=20 cm，H=15 cm)，投放中藥材倉儲氣氛調(diào)控劑，氧氣濃度1%～2%處理組投放20 g中藥材倉儲氣氛調(diào)控劑，氧氣濃度≤1%處理組投放50 g中藥材倉儲氣氛調(diào)控劑，以不做氣調(diào)處理為對照(CK)，密封后將幼蟲放入(25±1)℃，RH(70±5)%黑暗培養(yǎng)箱培養(yǎng)，將成蟲放入(25±1)℃，RH(70±5)%，光照(L∶D =12 h∶12 h)培養(yǎng)箱培養(yǎng)，利用測氧儀對試驗組進行氧氣濃度的檢測，在氧氣濃度降到1%～2%和≤1%維持6、12、24、36 h，然后拆除各組密封，將幼蟲放入(25±1)℃，RH(70±5)%黑暗培養(yǎng)箱培養(yǎng)，將成蟲放入(25±1)℃，RH(70±5)%，光照(L∶D=12h∶12h)培養(yǎng)箱培養(yǎng)12、24、36 h，觀察統(tǒng)計各處理幼蟲和成蟲的存活情況，計算藥材甲幼蟲和成蟲的死亡率和校正死亡率.

孵化率=孵化幼蟲數(shù)/卵數(shù)×100%

羽化率=羽化成蟲數(shù)/蛹數(shù)×100%

校正死亡率(%) = (處理死亡率-對照死亡率)/(1-對照死亡率)×100%

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Excel和 SPSS 17.0數(shù)據(jù)處理軟件對試驗結(jié)果進行統(tǒng)計分析.

2 結(jié)果與分析

2.1 中藥材氣調(diào)技術(shù)對藥材甲卵孵化和蛹羽化的影響

由表1可以看出，中藥材氣調(diào)技術(shù)處理后，同一氧氣濃度處理下，藥材甲卵的孵化率隨著處理時間的延長而降低，處理72 h的藥材甲卵全部未孵化；處理相同時間，卵的孵化率隨著環(huán)境氧氣濃度的降低而降低，相同處理時間氧氣濃度≤1%處理組孵化率低于氧氣濃度1%～2%處理組；各處理組卵孵化率均顯著低于對照組孵化率(P<0.05 )；說明低氧氣調(diào)技術(shù)能明顯抑制藥材甲卵的孵化.

表1 藥材甲卵和蛹氣調(diào)處理結(jié)果

中藥材氣調(diào)技術(shù)處理后，同一氧氣濃度處理下，藥材甲蛹的羽化率隨著處理時間的延長而降低，處理96 h的藥材甲蛹全部未羽化；處理相同時間蛹的羽化率隨著環(huán)境氧氣濃度的降低而降低，相同處理時間氧氣濃度≤1%處理組羽化率低于氧氣濃度1%～2%處理組；各處理組羽化率均極顯著低于對照組羽化率(P<0.01 )(表1)；說明低氧氣調(diào)技術(shù)能明顯抑制藥材甲蛹的羽化.

2.2 中藥材氣調(diào)技術(shù)對藥材甲幼蟲存活的影響

由表2可以看出，中藥材氣調(diào)技術(shù)處理后，藥材甲幼蟲校正死亡率隨著氧氣濃度的降低而升高，相同處理時間氧氣濃度≤1%處理組幼蟲死亡率高于氧氣濃度1%～2%處理組，氧氣濃度1%～2%處理組幼蟲校正死亡率最高達到(63.65±1.82)%，而氧氣濃度≤1%處理組幼蟲校正死亡率最高達到(94.55±3.15)%，差異極顯著(P<0.01).藥材甲幼蟲校正死亡率隨著處理時間的延長而升高，同一氧氣濃度下處理時間越長幼蟲校正死亡率越高，氧氣濃度≤1%處理36 h校正死亡率顯著高于處理6 h校正死亡率(P<0.01)，氧氣濃度1%～2%處理36 h校正死亡率亦顯著高于處理6 h校正死亡率(P<0.01).經(jīng)處理的藥材甲幼蟲校正死亡率隨著觀察時間的延長呈現(xiàn)上升的趨勢，處理后36 h校正死亡率高于處理后12 h校正死亡率，低氧氣調(diào)技術(shù)不僅可以使藥材甲幼蟲死亡還可以抑制其正常的生長發(fā)育.由此可以看出，低氧氣調(diào)技術(shù)對藥材甲幼蟲有明顯的防治效果.

表2 藥材甲幼蟲氣調(diào)處理結(jié)果

2.3 中藥材氣調(diào)技術(shù)對藥材甲成蟲存活的影響

由表3可知，中藥材氣調(diào)技術(shù)處理后，藥材甲成蟲對氧氣濃度最為敏感，氧氣濃度≤1%處理24 h的藥材甲成蟲全部死亡.藥材甲成蟲的校正死亡率隨著氧氣濃度的降低而升高，相同處理時間氧氣濃度≤1%處理組校正死亡率高于氧氣濃度1%～2%處理組，氧氣濃度1%～2%處理24 h校正死亡率最高(56.91±6.90)%，而氧氣濃度≤1%處理24 h成蟲全部死亡，差異極顯著(P<0.01).藥材甲成蟲校正死亡率隨著處理時間的延長而升高，同一氧氣濃度下處理時間越長成蟲校正死亡率越高，氧氣濃度≤1%處理36 h校正死亡率顯著高于處理6 h校正死亡率(P<0.01)，氧氣濃度1%～2%處理36 h校正死亡率亦顯著高于處理6 h校正死亡率(P<0.01).經(jīng)處理的藥材甲成蟲校正死亡率隨著觀察時間的延長呈現(xiàn)上升的趨勢，處理后36 h校正死亡率高于處理后12 h校正死亡率，低氧氣調(diào)技術(shù)不僅可以使藥材甲成蟲死亡還可以抑制其正常的生長發(fā)育.由此可以看出，低氧氣調(diào)技術(shù)對藥材甲成蟲有明顯的防治效果.

表3 藥材甲成蟲氣調(diào)處理結(jié)果

3 討論與結(jié)論

本研究測定了低氧氣調(diào)技術(shù)對中藥材儲藏害蟲藥材甲存活的影響，研究結(jié)果表明，低氧濃度處理72 h的藥材甲卵均未孵化；氧氣濃度≤1%處理36 h藥材甲幼蟲校正死亡率最高達到(94.55±3.15)%；低氧處理96 h的藥材甲蛹均未羽化；藥材甲成蟲對氧氣濃度最敏感，氧氣濃度≤1%處理24 h藥材甲成蟲全部死亡.

當氧氣濃度降低時，藥材甲卵的孵化率和蛹的羽化率降低，幼蟲和成蟲的死亡率升高；當處理時間增加時，藥材甲卵的孵化率和蛹的羽化率降低，幼蟲和成蟲的死亡率升高.李燦等[21]研究表明，藥材甲成蟲對CO2最敏感，CO2濃度50%處理成蟲個體6 h死亡率可達100%；李華等[22]研究得出，經(jīng)高濃度CO2處理12 h即可致死藥材甲成蟲與本研究結(jié)果一致.

低氧濃度下短時間處理即可造成大多數(shù)甚至全部藥材甲幼蟲和成蟲死亡，卵和蛹的處理時間較幼蟲和成蟲處理時間長才能達到理想的防治效果，可能是由于藥材甲幼蟲和成蟲活動能力較強，所需氧氣含量較高，而卵和蛹活動能力較弱甚至不活動，所需氧氣含量較低，所以低氧防治幼蟲和成蟲的效果較卵和蛹的防治效果明顯.

通過本試驗結(jié)果可以看出，低氧氣調(diào)防治技術(shù)能抑制藥材甲的生長發(fā)育，對藥材甲有明顯的防治效果.低氧氣調(diào)防治方法操作簡單，倉庫人員可在儲物進倉庫時自行進行密封，且使用成本低，防治效果良好，可以廣泛應(yīng)用到實際中防治倉儲害蟲.