北方高大平房倉生物防蟲技術概述

◎ 付 強，張高鵬，曹延隆，張博旺，時 爽，劉 霞

（1.天津市東麗區(qū)糧食購銷有限公司，天津 300300；2.天津科技大學 食品科學與工程學院，天津 300457；3.天津津東糧食儲備有限責任公司，天津 300300）

目前，在我國北方地區(qū)糧食儲藏倉型大概分為3種：高大平房倉、淺圓倉和立筒倉。其中，高大平房倉的應用大約占70%，是我國主要的糧食儲藏倉型。高大平房倉跨度較大，是據(jù)高大平房倉設計規(guī)范要求跨度不低于21 m，糧堆高度不低于6 m的一種倉型。目前，我國北方地區(qū)儲糧種類主要涉及玉米、稻谷、小麥等農作物，其主要害蟲有玉米象、米象、赤擬谷盜、銹赤扁谷盜、嗜蟲書虱等害蟲。近年來，我國修建了大量的高大平房倉，在我國尤其是北方地區(qū)的糧食儲藏中具有重要的地位，所以進一步探索我國北方現(xiàn)應用的高大平房倉糧食儲藏過程中害蟲發(fā)生規(guī)律與防治方法，對降低糧食儲藏過程中因害蟲導致的損失率具有極其重要的現(xiàn)實意義。

北方地區(qū)主要包括關中地區(qū)、關東地區(qū)、華北地區(qū)和東北地區(qū)，北方地區(qū)糧食儲藏主要包含了第二、三、四儲糧生態(tài)區(qū)。氣候特點：春季氣溫回升快，最高氣溫可達35～40 ℃，夏季高溫高濕，對糧食儲藏保管十分不利。自20世紀60年代開始，高大平房倉在糧食儲藏過程中[1]的害蟲防治主要以使用磷化氫、馬拉硫磷等化學防護劑為主。其主要優(yōu)點為毒性較強、效果較好、操作簡便、成本較低等。但長期單一使用化學防護劑導致庫內害蟲產(chǎn)生抗藥性，間接增加了害蟲的熏蒸難度和殺蟲防蟲費用，并且對環(huán)境造成一定程度的污染。針對化學防護劑出現(xiàn)的問題，大力發(fā)展非化學防治（綠色儲糧）儲糧害蟲必將成為糧食儲藏害蟲防治發(fā)展的新趨勢。

1 生物防治概述

1.1 生物防治的定義

生物防治[2]是指利用一種生物治理或殺滅另一種生物的方法。該方法是降低害蟲等有害生物種群數(shù)量的一種綠色方法，與化學防護劑相比有極強的優(yōu)勢。

1.2 國內外研究進展

綠色儲糧[3]是指利用一定的生態(tài)手段，避免化學試劑的污染，以此來延緩糧食變質陳化，保證糧食儲藏安全的一種防治方法。目前，我國北方地區(qū)大部分糧食儲備庫在糧食儲藏期間不再使用化學藥劑，新疆地區(qū)已實現(xiàn)了綠色儲糧。隨著人們對綠色優(yōu)質糧油的極度需求，我國的儲糧觀念正在由“減損保量”向“環(huán)保低碳”“綠色安全”方向轉變[4]。周浩等人[5]報道，美國、澳大利亞、加拿大等發(fā)達國家在糧食儲藏科研方面均有大量的資金投入。鄧樹華等人[6]研究表明，因大量利用化學防護劑防治儲糧害蟲，已造成害蟲抗藥性增強，用藥量以及用藥費用迅速增加，導致防蟲成本增加以及對環(huán)境造成極大的污染。

2 生物防治技術

2.1 性信息素

性信息素又稱外激素，是指調節(jié)或改變同物種個體行為、情緒的物質。關于信息素的科學研究工作進展較快，20世紀50年代末，德國化學家從家蠶蛾中提取出蠶蛾醇，蠶蛾醇的提取在性信息素研究層面具有一定的里程碑意義，極大地促進了關于性信息素的研究進展。隨著超微量提取技術、氣相色譜技術、氣相色譜-質譜聯(lián)用技術的應用，關于性信息素的研究也從簡單的天然性信息素提取轉向復雜組分分離、鑒定及生物合成相關研究[7]。已有多種生物信息素被分離提純出來并確定了相關信息素的結構，最終進行了人工合成以便人類更好地利用。以色列科研工作者[8]針對性地研究了昆蟲性行為的5個階段，研究認為人工噴灑信息素或人工類似物可有效干擾其性行為。

2.1.1 性信息素及信息素誘捕

性信息素是具有兩性生活的害蟲為互相識別而釋放出的物質，通過性信息素可使雌、雄接近。在儲糧害蟲治理中，利用性信息素干擾雄蟲對雌蟲的定向尋找能力，從而使儲糧害蟲交配的概率大大降低，從而達到降低害蟲種群密度的目的。

性信息素誘捕是儲糧害蟲防治的直接防治方法之一。利用信息素引誘儲糧害蟲集中，通過誘捕器集中捕捉儲糧害蟲，降低儲糧害蟲的密度。王亞紅等人[9]研究了蘋果金紋細蛾性信息素在儲糧害蟲防治中的減藥效果，研究結果表明平均防效為73.50%，減少化學藥劑使用6次，減少化學藥劑用量（折百）96%，并且與化學藥劑防蟲成本相當，減藥效果以及防蟲效果明顯。師光祿等人[10]針對華北落葉松鞘蛾性信息素的應用展開了相關研究，結果表明在華北落葉松鞘蛾性信息素的使用劑量為100 μg時，對華北落葉松鞘蛾具有較強的引誘作用。

2.1.2 信息素與其他生物制劑結合

事先準備噴灑致病生物制劑的誘捕器，通過信息素吸引儲糧害蟲至誘捕器，害蟲沾染致病生物制劑后返回種群，在害蟲種群發(fā)生流行病，進而降低害蟲種群密度或消滅害蟲種群。

2.2 昆蟲生長調節(jié)劑

昆蟲生長調節(jié)劑[11]主要分為3種形式：幾丁質合成抑制劑類、保幼激素類和蛻皮激素類。使用昆蟲生長調節(jié)劑防治害蟲與使用化學保護劑相比，對哺乳動物具有低毒性和對害蟲具有高度選擇性，符合綠色儲糧的時代要求，具有廣泛的應用前景。

2.2.1 幾丁質合成抑制劑類

害蟲體內幾丁質的主要起到支撐害蟲身體骨架和對身體保護的作用，幾丁質合成抑制劑的多少決定害蟲體內幾丁質的生物合成。目前，主要種類有苯甲酰脲類、噻二嗪類、三嗪胺類3種。孫永亮等人[12]在研究中表明，在山東、蘇北等地區(qū)，滅幼脲類藥劑的廣泛應用有效防治了美國白蛾等昆蟲。何君[13]通過對赤擬谷盜幼蟲分別施以40 mg·kg-1、20 mg·kg-1、10 mg·kg-1濃度的氟啶脲，發(fā)現(xiàn)氟啶脲能夠抑制幾丁質的合成，并且對赤擬谷盜有較高的死亡率，死亡率均在82%以上。

2.2.2 保幼激素類

保幼激素類藥物[14]的主要作用是可以保持害蟲幼蟲性狀特性、害蟲的蛻皮以及具有調控昆蟲生長與停滯的作用。報道表明[15]，甲氧保幼素在一定劑量下對小麥、谷物和玉米中的谷盜防治有效。周樹堂等人[16]系統(tǒng)綜述了保幼激素的作用機制以及保幼激素和蛻皮激素的交互作用。保幼激素主要關鍵作用于害蟲發(fā)育、外部形態(tài)發(fā)育和生長繁殖過程，而蛻皮激素主要作用于害蟲蛻皮發(fā)育。

2.2.3 蛻皮激素類

蛻皮激素類[17]主要調節(jié)昆蟲的蛻皮過程，與保幼激素類的作用相反。蛻皮激素類藥物可以提前使害蟲發(fā)生蛻變，最終導致害蟲因脫水、饑餓而死亡，達到降低或消滅害蟲種群的目的。保幼激素與蛻皮激素在生物合成方面影響著彼此，同時又協(xié)同調控著害蟲的生長、變態(tài)繁殖及蛻皮等發(fā)育過程[18]。

2.3 微生物源防護劑

我國利用微生物源防護劑防治害蟲有著長久的歷史。微生物源防護劑與傳統(tǒng)的廣譜化學防護劑不同，其具有良好的殺蟲專一性。在我國北方，儲糧害蟲主要種類有玉米象、米象、赤擬谷盜、銹赤扁谷盜等。張英等人[19]研究了高大平房倉儲糧害蟲分布以及發(fā)生趨勢，表明儲糧害蟲多發(fā)生于通風設施處，隨著糧堆外部溫度的升高，有向糧堆內部遷移的趨勢。通過研究蟲害種類、發(fā)生位置和遷移趨勢，可以更好地選擇微生物源菌劑進行相應的防治。楊毅[20]系統(tǒng)研究了糧食儲藏中溫濕等因素對儲糧害蟲運動分布的影響，結果表明在糧堆溫度達到35 ℃時，玉米象、米象等儲糧害蟲呈現(xiàn)出向糧層中部聚集分布。通過對糧堆中害蟲分布研究，可達到精準施藥，局部滅蟲的目的。

2.3.1 細菌類殺蟲劑

細菌類殺蟲劑是應用時間最早、種類最多的一種微生物源殺蟲劑。目前已知細菌類殺蟲劑已達100余種，其中代表性的細菌類殺蟲劑是蘇云金芽孢桿菌、日本金龜子芽孢桿菌、球形芽孢桿菌及其變種。MALAIKOZHUNDAN等人[21]發(fā)現(xiàn)，蘇云金芽孢桿菌含量為4×108個/mL時，可有效地防治四紋豆象蟲害的發(fā)生。當害蟲吞食日本金龜子芽孢桿菌時，其孢子在害蟲腸內發(fā)芽，進而侵入腸柱狀細胞，進入體腔最終導致血淋巴細胞混亂，此過程需要10～14 d，可有效防治玉米象等儲糧害蟲的發(fā)生。

2.3.2 真菌類殺蟲劑

真菌類殺蟲劑中含有的真菌具有寄生譜較廣的生物特性，具有微生物觸殺活性。主要利用的真菌種類有白僵菌、綠僵菌等菌類。代表性產(chǎn)品主要是以白僵菌和綠僵菌為主要菌群的真菌類殺蟲劑。田博宇等人[22]在報道中表明，真菌類孢子的萌發(fā)不會受到化學類殺蟲劑的影響，但在實倉儲糧條件下，環(huán)境濕度條件并不適合孢子的萌發(fā)以及生長繁殖。

2.3.3 病毒類殺蟲劑

病毒是一類形態(tài)最小、結構最簡單的生物，只能寄生在活的細胞中。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)3種具有儲糧害蟲致死性的病毒：質型多角體病毒、核型多角體病毒和顆粒體病毒。病毒對寄生條件要求并不高，不受高大平房倉內溫濕度的影響，所以與細菌真菌類殺蟲劑相比具有廣闊的應用空間。同時，在實際生產(chǎn)工作中，蘇云金芽孢桿菌也可與質型多角體病毒和顆粒體病毒作為混劑使用，對害蟲防治具有增效作用，還能增快儲糧害蟲死亡速度并且延長藥劑持效期[23]。

2.4 植物源殺蟲劑

植物源殺蟲劑是從具有殺蟲效果的植物中提取的有效成分。隨著綠色儲糧及綠色生態(tài)農業(yè)大發(fā)展，植物源殺蟲劑成為防蟲領域的一個新的研究熱點。其代表性產(chǎn)品主要有苦皮藤素、菊酯、陰香油、蛇床子素、多殺菌素等，并且都已成功應用。主要作用機制為損壞生長系統(tǒng)、消化系統(tǒng)等，從而降低儲糧害蟲的種群密度。王晶磊等[24]具體研究了苦皮藤素添加量對玉米象、嗜蟲書虱、赤擬谷盜等害蟲的防治效果，結果表明苦皮藤素的添加量在1.2㎎·kg-1時，對以上幾種害蟲的防治效果最佳；其中在苦皮藤素對害蟲種類防治效果的研究中表明，苦皮藤素對嗜蟲書虱的防治效果最佳。王晶磊[25]在蛇床子素對儲糧害蟲防治效果研究中表明，4%蛇床子素粉劑在高大平房倉中防治效果顯著，尤其對玉米象、銹赤扁谷盜等害蟲有較為明顯的防治作用，并且對房倉溫濕度及糧堆溫度無明顯影響，基本達到儲糧要求。植物殺蟲劑的主要優(yōu)點為廣譜、高效、低毒、易降解且沒有抗藥性，對人畜和環(huán)境無污染。

2.5 天敵昆蟲

天敵昆蟲[26]主要是指能夠捕食、寄生儲糧害蟲的昆蟲。天敵昆蟲主要分為捕食性和寄生性兩種。值得注意的是，天敵昆蟲對于糧堆表面的害蟲防治有效，對糧堆內部的害蟲防治效果并不明顯。

3 結語

糧食儲藏方式與技術的發(fā)展需要順應時代的發(fā)展要求，化學防護劑已遠遠不符合當今綠色儲糧的發(fā)展要求。所以急需非化學方法技術的研究與開發(fā)，尤其是生物防治技術方面的研究。本文綜述了北方高大平房倉儲糧過程中可以使用的生物防治方法，其中有停留在實驗室階段的應用技術，需要科研人員深入研究并加以解決。