儲藏小麥粉中害蟲發(fā)生與溫濕度變化的關(guān)系研究

王鵬杰，呂建華，王殿軒，白春啟

(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，河南 鄭州 450001)

民以食為天，食以糧為先。糧食安全事關(guān)國計民生，一直受到黨和政府的高度關(guān)注。但是，糧食在產(chǎn)后儲藏期間常因害蟲為害造成嚴重損失[1-2]。因此，如何將儲糧害蟲的為害降到最低、減少糧食產(chǎn)后損失、保證糧食安全儲藏，是目前世界糧食安全亟需解決的問題[3]。

銹赤扁谷盜屬鞘翅目扁谷盜科，赤擬谷盜屬鞘翅目擬步甲科，兩者均是世界性儲糧害蟲，也是小麥粉儲藏期間的主要害蟲[4-5]。

小麥經(jīng)加工磨成小麥粉后，由于失去皮層的保護，營養(yǎng)成分直接與外界接觸，對外界溫度、濕度和氧含量的變化表現(xiàn)敏感，在儲藏過程中很容易受環(huán)境因子的影響發(fā)生品質(zhì)劣變，且易受儲糧害蟲為害[6]。所以我國小麥粉長期以銷定產(chǎn)不作長期儲藏，但由于原料加工、市場平衡、商品流通等的銜接要求，需要一定的儲存時間[7]。害蟲對小麥粉的感染受到儲藏條件、包裝材料、儲藏溫度、儲藏時間等多個方面的影響[8]。小麥粉具有顆粒細小、孔隙微小、顆粒之間摩擦力大的自然性質(zhì)，阻礙了顆粒間氣體的流動，因此儲藏過程中小麥粉內(nèi)部產(chǎn)生的濕熱不易散失[9-11]，而害蟲的發(fā)生常常伴隨著小麥粉局部溫度的升高。1頭銹赤扁谷盜和谷象成蟲正常生理活動可以分別產(chǎn)生4～20 μW和66～81 μW的熱量[12]。由于小麥粉在儲藏過程中極易生蟲，小麥粉一旦被該害蟲侵染，害蟲便會在短時間內(nèi)在小麥粉內(nèi)部進行大量繁殖，進而造成糧食發(fā)熱，導(dǎo)致糧食霉變，影響小麥粉的品質(zhì)[13-15]。所以，對于成品糧儲藏與其說“害蟲防治” 倒不如說成“害蟲防止”[16]。研究害蟲發(fā)生與小麥粉溫度之間關(guān)系對于進行害蟲發(fā)生早期預(yù)測預(yù)報顯得尤為重要。關(guān)于銹赤扁谷盜成蟲與赤擬谷盜成蟲發(fā)生對儲藏小麥粉溫濕度的影響現(xiàn)尚未見報道，我們對此開展研究，以期為儲糧害蟲發(fā)生的早期預(yù)測及科學(xué)實施儲糧害蟲綜合治理提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試昆蟲

試蟲來源：赤擬谷盜、銹赤扁谷盜置于28±0.5℃、75%±5%相對濕度的恒溫恒濕培養(yǎng)箱中，用全麥粉、燕麥片和酵母以5∶4∶1的比例均勻混合作為飼料，于河南工業(yè)大學(xué)糧油食品學(xué)院儲藏物害蟲培養(yǎng)室中培養(yǎng)。

1.2 實驗儀器及相關(guān)用品

小麥粉，金苑牌特一粉，河南省鄭州市金苑面業(yè)有限公司；妙昕TH10R-EX溫濕度記錄儀，平陽縣妙觀科技有限公司；50 cm×35.5 cm×26.5 cm的PP塑料密封加厚防潮收納箱，臺州再再塑業(yè)有限公司；30 mm厚隔熱保溫棉，深圳綠建寶材料有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1供試小麥粉及處理

將小麥粉先置于-18℃下冷凍72 h以殺滅小麥粉中的蟲卵[15]，取出后升至室溫，最后再參照GB 1355—1986的標準來調(diào)節(jié)其水分至13.5%±0.5%。

1.3.2實驗裝置的制備

將小麥粉放入50 cm×35.5 cm×26.5 cm帶密封條的長方體收納箱內(nèi)。為減小外部環(huán)境因素影響，在收納箱的內(nèi)表面用10 mm厚度的隔熱板進行隔熱處理。將溫濕度記錄儀探頭通過收納箱頂部預(yù)留小孔(直徑為10 mm)放入小麥粉后，再將收納箱密封。在收納箱頂部有一個取樣口(直徑為20 mm)，實驗期間用橡膠塞封閉。收納箱外部用30 mm厚的隔熱材料包裹密封，同時用棉花將收納箱的縫隙完全填充，并用鋁箔膠帶纏繞箱體使之完全密閉。

1.3.3單一蟲種為害實驗

按照0(空白對照組)、2、15頭/kg赤擬谷盜或銹赤扁谷盜成蟲(雌雄比均設(shè)置為1∶1)的蟲口密度與12 kg處理后的小麥粉一起放入1.3.2節(jié)制作好的收納箱中，溫濕度檢測儀檢測探頭放置于小麥粉中心點，距離底部8 cm處，用于記錄中心點的溫度與濕度變化。重復(fù)3次。

1.3.4混合蟲種為害實驗

混合蟲種為害的實驗方法同1.3.3節(jié)，不同蟲口密度的赤擬谷盜與銹赤扁谷盜成蟲比例設(shè)置為1∶1。

1.3.5數(shù)據(jù)處理

使用Microsoft Excel、SPPS 20.0對實驗溫度、濕度數(shù)據(jù)進行處理，采用Duncans多重比較法檢測數(shù)據(jù)間是否存在顯著性差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同初始蟲口密度赤擬谷盜成蟲發(fā)生時儲藏小麥粉濕度變化

不同初始蟲口密度赤擬谷盜成蟲發(fā)生時儲藏小麥粉濕度變化如圖1所示。在實驗觀察期間，感染不同蟲口密度赤擬谷盜成蟲的小麥粉濕度隨著實驗天數(shù)的增加呈波動狀變化，在觀察時間相同時相互之間差異不顯著。感染2頭/kg赤擬谷盜的小麥粉環(huán)境濕度變化在73.13%～75.40%，感染15頭/kg赤擬谷盜的小麥粉環(huán)境濕度變化在72.13%～75.47%，感染0頭/kg赤擬谷盜的小麥粉環(huán)境濕度變化在72.13%～74.57%。

圖1 不同初始蟲口密度赤擬谷盜成蟲發(fā)生時儲藏小麥粉環(huán)境中濕度變化

2.2 不同初始蟲口密度赤擬谷盜成蟲發(fā)生時儲藏小麥粉溫度變化

不同初始蟲口密度赤擬谷盜成蟲發(fā)生時儲藏小麥粉溫度變化如圖2所示。在實驗期間，感染不同蟲口密度赤擬谷盜成蟲的小麥粉溫度隨著實驗天數(shù)的增加均顯著升高。未感染赤擬谷盜成蟲的小麥粉溫度變化為22.33～28.70℃，感染2頭/kg赤擬谷盜的小麥粉環(huán)境溫度變化在22.23～29.53℃，感染15頭/kg赤擬谷盜的小麥粉環(huán)境溫度變化在22.03～29.55℃。不同初始蟲口密度赤擬谷盜成蟲發(fā)生時，實驗進行前30 d，小麥粉溫度變化區(qū)別不明顯，實驗進行30 d以后，感染15頭/kg赤擬谷盜成蟲的小麥粉溫度一直高于感染2頭/kg赤擬谷盜成蟲與未感染害蟲的小麥粉溫度。在實驗進行36～46 d時，氣溫逐漸下降，造成實驗環(huán)境溫度明顯下降，從而影響小麥粉環(huán)境溫度，實驗進行46 d后氣溫緩慢上升，實驗環(huán)境與小麥粉溫度均逐漸升高，在實驗進行80 d以后，感染赤擬谷盜成蟲蟲口密度越大，小麥粉溫度越高。

圖2 不同初始蟲口密度赤擬谷盜成蟲發(fā)生時儲藏小麥粉溫度變化

2.3 不同初始蟲口密度銹赤扁谷盜成蟲發(fā)生時儲藏小麥粉濕度變化

不同初始蟲口密度銹赤扁谷盜成蟲發(fā)生時儲藏小麥粉濕度變化如圖3所示。在實驗期間，感染不同蟲口密度銹赤扁谷盜成蟲的小麥粉濕度隨著實驗天數(shù)的增加呈波動狀變化，在觀察時間相同時相互之間差異不顯著。未感染赤擬谷盜成蟲的小麥粉環(huán)境濕度變化在72.13%～74.57%，感染2頭/kg銹赤扁谷盜成蟲的小麥粉環(huán)境濕度變化在73.37%～75.57%。感染15頭/kg銹赤扁谷盜成蟲的小麥粉中濕度變化為73.43%～75.73%。

圖3 不同初始蟲口密度銹赤扁谷盜成蟲發(fā)生時儲藏小麥粉環(huán)境中濕度變化

2.4 不同初始蟲口密度銹赤扁谷盜成蟲發(fā)生時儲藏小麥粉溫度變化

不同初始蟲口密度銹赤扁谷盜成蟲發(fā)生時儲藏小麥粉溫度變化如圖4所示。在實驗期間，感染不同蟲口密度赤扁谷盜成蟲的小麥粉環(huán)境溫度隨著實驗天數(shù)的增加均顯著增加。未感染赤扁谷盜成蟲的小麥粉溫度變化為22.27～28.70℃，感染2頭/kg銹赤扁谷盜的小麥粉環(huán)境溫度變化在21.67～29.43℃，感染15頭/kg銹赤扁谷盜的小麥粉環(huán)境溫度變化在22.13～29.63℃。不同初始蟲口密度銹赤扁谷盜成蟲發(fā)生時，實驗進行前52 d，感染不同蟲口密度銹赤扁谷盜成蟲的小麥粉溫度之間差異不顯著，實驗進行52 d以后，感染15頭/kg銹赤扁谷盜成蟲的小麥粉溫度一直高于感染2頭/kg銹赤扁谷盜成蟲與未感染害蟲的小麥粉溫度。在實驗進行36～46 d時，氣溫下降幅度明顯，造成實驗環(huán)境溫度明顯下降，從而影響小麥粉環(huán)境溫度，實驗進行46 d后氣溫緩慢上升，實驗環(huán)境與小麥粉溫度逐漸升高，在實驗進行76 d以后，感染銹赤扁谷盜成蟲蟲口密度越大，小麥溫度越高。

圖4 不同初始蟲口密度銹赤扁谷盜成蟲發(fā)生時儲藏小麥粉溫度變化

2.5 不同初始蟲口密度銹赤扁谷盜與赤擬谷盜成蟲混合發(fā)生時儲藏小麥粉濕度變化

不同初始蟲口密度銹赤扁谷盜成蟲發(fā)生時儲藏小麥粉濕度變化如圖5所示。在實驗期間，感染不同蟲口密度混合成蟲的小麥粉環(huán)境濕度隨著實驗天數(shù)呈波動狀變化，在觀察時間相同時相互之間差異不顯著。感染2頭/kg混合成蟲的小麥粉環(huán)境濕度變化在71.87%～74.00%，感染15頭/kg混合成蟲的小麥粉環(huán)境濕度變化為72.63%～75.67%，而感染0頭/kg混合成蟲的小麥粉環(huán)境濕度變化在72.13%～74.57%。

圖5 不同初始蟲口密度的銹赤扁谷盜和赤擬谷盜成蟲混合發(fā)生時儲藏小麥粉環(huán)境濕度變化

2.6 不同初始蟲口密度銹赤扁谷盜與赤擬谷盜成蟲混合發(fā)生時儲藏小麥粉溫度變化

不同初始蟲口密度銹赤扁谷盜與赤擬谷盜成蟲混合發(fā)生時儲藏小麥粉溫度變化如圖6所示。在實驗期間，感染不同蟲口密度赤扁谷盜成蟲與赤擬谷盜成蟲混合發(fā)生的小麥粉溫度隨著實驗天數(shù)的增加均顯著增加。未感染混合蟲種的小麥粉溫度變化為22.27～28.70℃，感染2頭/kg混合蟲種的小麥粉環(huán)境溫度變化在22.30～29.63℃，感染15頭/kg混合蟲種的小麥粉環(huán)境溫度變化在22.20～29.37℃。不同初始蟲口密度銹赤扁谷盜與赤擬谷盜成蟲混合發(fā)生時，實驗進行前52 d，感染不同蟲口密度混合成蟲的小麥粉溫度之間差異不顯著，實驗進行 52～78 d，感染15頭/kg混合成蟲的小麥粉溫度一直高于感染2頭/kg混合成蟲與未感染害蟲的小麥粉溫度。在實驗進行36～46 d時，氣溫下降幅度明顯，造成實驗環(huán)境溫度明顯下降，從而影響小麥粉環(huán)境溫度，46 d后氣溫緩慢上升，實驗環(huán)境與小麥粉溫度逐漸升高。

圖6 不同初始蟲口密度的銹赤扁谷盜和赤擬谷盜成蟲混合發(fā)生時儲藏小麥粉溫度變化

3 討論

本研究結(jié)果表明，從整體來看，小麥粉小規(guī)模儲藏條件下，在實驗觀察期間，感染不同蟲口密度害蟲的小麥粉環(huán)境濕度隨著實驗天數(shù)呈波動狀變化，最終僅有小幅度升高；感染不同蟲口密度害蟲的小麥粉溫度隨著實驗天數(shù)的增加顯著上升，初始感染害蟲蟲口密度越大的小麥粉溫度上升幅度越大；不同初始蟲口密度的銹赤扁谷盜和赤擬谷盜成蟲單獨發(fā)生與混合發(fā)生時對儲藏小麥粉環(huán)境濕度和溫度變化的影響相似。

從整體實驗結(jié)果來看，小麥粉小規(guī)模儲藏條件下，感染不同蟲口密度與不同種類害蟲的小麥粉溫度和濕度均受實驗環(huán)境溫度影響。雖然本實驗是在密閉保溫箱中進行，但由于小麥粉體積較小，害蟲發(fā)生時產(chǎn)生的熱量也受周圍環(huán)境影響而易于散失。在實驗前期，害蟲蟲口密度較小，害蟲發(fā)生時產(chǎn)生的熱量較少，因此，感染不同蟲口密度害蟲的小麥粉溫度差異不明顯。隨著實驗時間的延長，在實驗后期，害蟲由于不斷繁殖引起蟲口密度逐漸增加，害蟲生命活動產(chǎn)生的熱量較多，從而造成受害蟲感染的小麥粉溫度明顯高于未受害蟲感染的小麥粉溫度。

小規(guī)模小麥粉儲藏期間，由于小麥粉體積較小，小麥粉的溫濕度受環(huán)境溫度變化影響明顯。因此，小規(guī)模小麥粉儲藏期間不易通過監(jiān)測溫度、濕度變化及時判斷害蟲發(fā)生情況。在后續(xù)研究過程中將進一步探討大規(guī)模小麥粉儲藏過程中害蟲發(fā)生與溫濕度之間關(guān)系，為合理實施小麥粉儲藏期間害蟲綜合防治及害蟲發(fā)生早期預(yù)測預(yù)報提供參考依據(jù)。