倉儲糧害蟲防治研究進(jìn)展

許子彬 薛敏 莫菊 張立學(xué) 李文雪 吳丹 張學(xué)亮 劉霞

摘要：作為世界上原糧儲量最大、儲藏時(shí)間最長以及單倉容量最大的國家，害蟲侵害是導(dǎo)致中國每年糧食減損的一大原因。文章從物理、化學(xué)、生物3個(gè)方面綜述了倉儲糧害蟲防治技術(shù)的主要應(yīng)用研究進(jìn)展，以期開拓糧食害蟲防治新思路，盡可能減少儲糧害蟲造成的損失，為將來倉儲糧害蟲防治提供參考。

關(guān)鍵詞：糧食儲藏;防蟲技術(shù);研究進(jìn)展

中圖分類號：S379.5文獻(xiàn)標(biāo)識碼：ADOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20210616

原糧及成品糧的安全儲藏是整個(gè)糧食安全體系的根基。糧食在貯藏期間極易受到大谷盜、赤擬谷盜、麥蛾、谷蠹和玉米象等害蟲的危害，同時(shí)在糧食出入庫時(shí)，庫區(qū)內(nèi)常常塵雜飛揚(yáng)，為害蟲的傳播和蔓延提供了便利，加重糧食品質(zhì)下降[1]。每年由儲糧害蟲造成的糧食損失約占總儲糧量的10%，損失金額高達(dá)20億[2]。因此，在糧食儲藏期內(nèi)使用合適的防治技術(shù)對保持糧食品質(zhì)和數(shù)量具有重要意義。當(dāng)前常用的倉儲糧害蟲防治技術(shù)主要為物理、化學(xué)、生物防治三大類。

1物理防治

物理防治是指利用溫度、光、電、射線、聲波等物理因素，擾亂害蟲生理機(jī)能，毀壞蟲體結(jié)構(gòu)。此法簡單、易行，能有效防蟲。

1.1控溫防治

昆蟲是變溫動物，所處環(huán)境溫度的改變影響著昆蟲的生長繁殖。將糧食置于相對高溫下（45 ～ 60 ℃）短時(shí)晾曬，不但影響害蟲的存活、休眠時(shí)間、生理特性和發(fā)育速度，達(dá)到防蟲、防霉的效果，通過這種方式還可降低種子細(xì)胞中自由水的占比，將糧食鋪開晾曬時(shí)還能釋放一部分呼吸作用產(chǎn)生的熱量，使得參與呼吸作用的酶活性降低，從而降低高耗能的呼吸作用，有機(jī)物的自身分解減緩，減少了經(jīng)濟(jì)損失。由于高溫會使害蟲的磷脂膜更具流動性，從而增加昆蟲對殺蟲劑的吸收能力，并且高溫通常會提高殺蟲劑活性增加其殺蟲效力，所以生產(chǎn)中常將溫度調(diào)控和其他防治技術(shù)結(jié)合使用。

低溫儲藏可以抑制害蟲、螭類的生長繁殖，防止霉變。與其他糧食儲藏方式相比，可有效減少處理過程中糧食物理結(jié)構(gòu)的改變、營養(yǎng)物質(zhì)的變形和機(jī)械損傷、降低糧食各項(xiàng)生理作用所產(chǎn)生的消耗[3]。

1.2輻照防治

以射線輻照應(yīng)對儲藏糧食的蟲害侵?jǐn)_，這在世界不同國家越來越受歡迎。輻照無殘留，操作方便，對于糧食儲藏期間盡量減少蟲害侵襲來說該技術(shù)是理想的，同時(shí)該技術(shù)能夠延長不同果蔬的保質(zhì)期。研究[4]發(fā)現(xiàn)，5 ～ 10 kGy的輻射劑量對糧食的理化性質(zhì)無明顯影響，使用不同劑量的X射線輻照玉米象，劑量越大死亡率越高，7 d后死亡率可達(dá)40%，同時(shí)輻照玉米和未輻照玉米的生理活性之間無顯著差異。

射頻等離子體（RFP）技術(shù)也是近年來可靠、緊湊、具有成本效益的輻照技術(shù)，在儲糧害蟲防治領(lǐng)域具有良好的發(fā)展前景。非熱等離子體中的高活性化學(xué)物質(zhì)，如過氧化物、超氧化物、羥基，以及一氧化氮自由基等，均對害蟲的生長發(fā)育繁殖產(chǎn)生不利影響。等離子體對微生物的有效性取決于用于產(chǎn)生等離子體的氣體類型。據(jù)報(bào)道，冷等離子體對干燥儲存產(chǎn)品的質(zhì)量沒有影響。麥籽粒的等離子體處理可有效去除細(xì)菌、真菌以及害蟲，還延長了谷物的保質(zhì)期，對種子發(fā)芽和初始生長狀態(tài)無不良影響，從而提高了最終的谷物產(chǎn)量。埃及原子能管理局核研究中心[5]使用具有兩種惰性氣體氬（Ar）和氦（He）的輻照系統(tǒng)處理赤擬谷盜，探究其對RFP的敏感性。研究證明He RFP對赤擬谷盜的防治效果優(yōu)于Ar RFP。幼蟲和蛹比成蟲階段對RFP輻照更敏感。He RFP的最佳輻照時(shí)間為90 s，在所有測試階段都達(dá)到100%的死亡率。此外，經(jīng)REP處理后的害蟲死亡率與輻照時(shí)間呈正相關(guān)。

1.3沼氣防治

沼氣中含有大量的窒息性氣體如甲烷、二氧化碳、氮?dú)狻⒁谎趸己土蚧瘹涞?，氧氣僅占0.23% 左右，定期向糧倉內(nèi)通入沼氣可形成氣體置換系統(tǒng)，放出空氣，造成低氧環(huán)境同時(shí)保持空間密閉可致使糧食儲藏過程中的各種害蟲因窒息而死并攔截糧倉外的害蟲侵入[6]。而且在糧倉中通入沼氣不會污染糧食，也不會影響糧食萌發(fā)新芽。研究[7]表明，在儲糧過程中通入沼氣后對米象和鋸谷盜有顯著毒殺效果，除蟲率高達(dá)98.8%。

1.4惰性粉防治

惰性粉可使害蟲關(guān)節(jié)磨損，逐漸喪失運(yùn)動能力，與此同時(shí)蟲體大量失水，最終導(dǎo)致死亡。對多種儲糧害蟲具有殺滅效果，主要是銹赤扁谷盜、長角扁谷盜、土耳其扁谷盜、鋸谷盜、米象（成蟲）、玉米象（成蟲）、谷蠹、赤擬谷盜、雜擬谷盜、印度谷螟、粉斑螟和紫斑谷螟等害蟲。因其具有低毒、無殘留和對環(huán)境無污染等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已逐漸成為儲糧害蟲防治的重要手段。最初的惰性粉對人會產(chǎn)生危害，現(xiàn)在多采用食品級惰性粉儲糧殺蟲。通過噴施裝置將食品級惰性粉施用于儲糧空倉、糧倉門窗口、糧堆上部空間或通風(fēng)道空間、糧堆表面或糧堆內(nèi)，可殺滅各種儲糧害蟲。

劉謙等[1]通過檢查和監(jiān)測處理前后對銹赤扁谷盜和玉米象的防蟲效果驗(yàn)證了在豎向通風(fēng)系統(tǒng)糧倉內(nèi)食品級惰性粉氣溶膠技術(shù)起到了理想的防治效果，具有一定的適用性，這種使用噴粉機(jī)將惰性粉施用于糧堆上部空間或通風(fēng)道空間形成氣溶膠，在氣流的作用下形成氣溶膠兩相流施入糧堆表層或糧堆內(nèi)，達(dá)到防蟲殺蟲目的技術(shù)稱為惰性粉氣溶膠防護(hù)技術(shù)。試驗(yàn)倉中兩種害蟲的數(shù)量隨著時(shí)間的增加逐漸減少，而對照倉的害蟲數(shù)量呈逐漸上升的趨勢。

1.5器具防治

除實(shí)際生產(chǎn)常用的防蟲網(wǎng)、防蟲袋、防蟲膜和防蟲線以外，李媛等[8]將高效低毒的生物農(nóng)藥A與緩釋調(diào)控劑黃原膠混合，添加至3種防蟲器具上，并證實(shí)了該防蟲器具對赤擬谷盜、米象和玉米象3種害蟲均具有較好的驅(qū)避效果，其中對米象的驅(qū)避效果最為顯著。金春媚等[9]通過在LDPE內(nèi)添加害蟲驅(qū)避劑（KDL02），制成糧食專用防蟲氣調(diào)膜，該膜在提升機(jī)械性能的同時(shí)對雜擬谷盜、玉米象和谷蠹3種儲糧害蟲均具有顯著的驅(qū)避效果。

2化學(xué)防治

化學(xué)防治是利用化學(xué)藥劑破壞害蟲的正常生理機(jī)能和結(jié)構(gòu)，從而使其停止生命活動或死亡。常用化學(xué)藥劑有磷化氫類、甲基嘧啶磷、硫酰氟等。

2.1磷化鋁

磷化鋁是一種儲糧常用殺蟲劑，通常有丸劑和粉劑兩種。當(dāng)磷化鋁吸水潮解后會產(chǎn)生磷化氫氣體，利用該氣體熏蒸，操作簡便，防治效果好，廣泛應(yīng)用于小麥、玉米、水稻等糧食倉儲中[10]。但生成的磷化氫氣體不僅對害蟲有極強(qiáng)的毒性，對人體也有劇毒，其在糧食中的殘留對糧食安全也有一定的影響。2019年11月29日，國家農(nóng)業(yè)部發(fā)布《禁限用農(nóng)藥名錄》，禁止使用多種能產(chǎn)生磷化氫的殺蟲劑，磷化鋁現(xiàn)已被我國糧食行業(yè)部分禁用，或和其他防治技術(shù)結(jié)合使用[11]。

2.2甲基嘧啶磷

甲基嘧啶磷又稱蟲螭磷，是一種低毒有機(jī)磷殺蟲劑，強(qiáng)揮發(fā)性使其在密閉空間內(nèi)能快速達(dá)到較高濃度，對多種儲糧害蟲具有強(qiáng)力毒殺效果，但對谷蠹效果稍差。近年來有研究[12]證實(shí)將甲基嘧啶磷霧化拌糧、飛蛾陷阱誘殺和內(nèi)環(huán)流控溫技術(shù)相結(jié)合，能夠成功實(shí)現(xiàn)倉房免熏蒸，改善了倉房保管員的工作環(huán)境，同時(shí)降低了儲糧成本。

2.3硫酰氟

硫酰氟是國際上常用廣譜殺蟲劑，常溫常壓下為無色無味氣體，穿透力和揮發(fā)性強(qiáng)，不易燃易爆、熏蒸時(shí)間短，可較好地殺死對磷化氫有抗性的糧食害蟲，而且使用方便，目前已經(jīng)在糧食倉儲行業(yè)熏蒸殺蟲工作中部分應(yīng)用。中央儲備糧濟(jì)南直屬庫有限公司在高大平房倉內(nèi)采用硫酰氟進(jìn)行局部熏蒸處理，有效解決了低溫季節(jié)局部發(fā)生蟲害導(dǎo)致糧食發(fā)熱的問題[13]。

除此上述常見化學(xué)防治劑以外，殺蟲松、保安定、澳氟菊酯等也在不同品種及場所的儲糧中有所應(yīng)用?；瘜W(xué)防治具有用量少、效率高、成本低的優(yōu)點(diǎn)，但缺點(diǎn)是殺蟲劑有一定毒性，會對糧食產(chǎn)生一定的污染，并且長期使用害蟲會產(chǎn)生抗藥性。但即使如此，化學(xué)防治仍是糧食儲藏中最積極、有效的手段[10]。

3生物防治

由于化學(xué)殺蟲劑使用方法不當(dāng)，環(huán)境污染加重、害蟲產(chǎn)生抗藥性，對人畜的危害也越來越嚴(yán)重。生物防治成為倉儲糧害蟲防治領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，生物防治即利用自然界存在的動植物及微生物自身對害蟲的趨避作用，直接或間接地抑制、殺死儲糧害蟲。

3.1激素類似物

利用人工合成的與昆蟲分泌的激素類似物質(zhì)來抑制害蟲生長發(fā)育是一種具有廣泛應(yīng)用前景的生物防治技術(shù)，具有高度的目標(biāo)特異性和對環(huán)境的相對安全性[14]。其中，能控制害蟲生長發(fā)育保持在幼年階段的保幼素在生產(chǎn)實(shí)踐中廣泛使用。在害蟲幼蟲階段使用保幼素會引起蛻皮并干擾變態(tài)過程，導(dǎo)致蛹異常發(fā)育，有效減少成蟲羽化。甲氧保幼素的劑量為5 mg/kg時(shí)有較好的防蟲效果，能防治成年大眼鋸谷盜、谷蠹等主要儲糧害蟲。法薩拉巴德農(nóng)業(yè)大學(xué)研究人員[15]篩選出7種昆蟲生產(chǎn)調(diào)節(jié)劑，發(fā)現(xiàn)適當(dāng)劑量下的昆蟲生長調(diào)節(jié)劑對糧倉木霉和赤擬谷盜具有一定的防治效果。除此之外，國內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)信息素雖對某種害蟲有一定的抑制作用，但單獨(dú)使用效果不佳，具有局限性，需要配合其他防治方式使用[2]。

3.2微生物

微生物種類繁多，無處不在，作為生物防治手段應(yīng)用技術(shù)前沿的發(fā)展成果，具有很大的開發(fā)潛力。蘇云金桿菌是目前世界上研究最深入，應(yīng)用最廣泛的微生物殺蟲劑，對人畜安全，不傷害控制害蟲群體的天敵，不污染環(huán)境，是微生物防治害蟲的重要組成部分。黃云鵬等[16]利用無人機(jī)噴施蘇云金桿菌粉劑，使害蟲防治效率大大提升。除蘇云金桿菌外，在生產(chǎn)實(shí)踐中白僵菌也被廣泛使用。白僵菌可進(jìn)入數(shù)百種害蟲、螭類體內(nèi)，分泌多肽類和苯醍類毒素，這些毒素可以擾亂新陳代謝以致死亡，而且害蟲一般不會產(chǎn)生抗藥性。儲糧過程中用白僵菌防治玉米螟，防治效果顯著、持效期長[17]。除單獨(dú)使用外，白僵菌還可和硅藻土（DEs）配合使用，效果更佳。硅藻土是常規(guī)殺蟲劑的寶貴替代品，可用于對抗大量侵染儲存谷物的害蟲。DEs主要由水合二氧化硅組成，當(dāng)附著在昆蟲身上時(shí)，通過吸收和/或磨損角質(zhì)層的脂質(zhì)使昆蟲身體脫水。它們在加工過程中極易從處理過的谷物表面去除，同時(shí)它們對哺乳動物沒有毒性。另外，Rameash等[18]評估了多殺菌素等微生物殺蟲劑在防治玉米螟中的生物效應(yīng)，其與0.05%的久效磷相當(dāng)。

3.3植物源防蟲劑

植物源防蟲劑中的殺蟲活性成分主要是次生代謝物質(zhì)，由于次生代謝物質(zhì)是植物自身防御與昆蟲的適應(yīng)演變協(xié)同進(jìn)化的結(jié)果，昆蟲對其不易產(chǎn)生抗藥性。研究[19]表明，植物源防蟲劑對害蟲的作用獨(dú)特，作用方式多樣化，作用機(jī)理比較復(fù)雜，具有毒殺、驅(qū)避和抑制害蟲生長發(fā)育等特點(diǎn)，是良好的化學(xué)藥劑替代品。其中，植物精油以其低毒、對環(huán)境無污染的特點(diǎn)而日漸應(yīng)用于農(nóng)藥領(lǐng)域中。Brito等[20]研究了柑橘精油和EOs的協(xié)同作用對玉米象的防治效果，在不影響玉米籽粒的前提下仍能使合成農(nóng)藥的作用增效，大大降低了合成殺蟲劑的使用量。另有研究表明真姬菇和羅勒葉精油對大谷盜具有殺蟲驅(qū)避作用，通過GC-MS發(fā)現(xiàn)揮發(fā)油中含有不同的萜類化合物，接觸毒性測試的結(jié)果表明，使用0.5 μL/g的精油可使大谷盜的死亡率在24 h之后達(dá)到100%。結(jié)果還表明，與桂花精油相比，茶香精油具有較高的驅(qū)避活性。除直接使用外，也常將植物精油負(fù)載至納米材料中。納米顆粒具有分散良好的不規(guī)則形狀，納米制劑不能增強(qiáng)植物精油對儲糧害蟲的接觸毒性，但可以延緩精油的降解和蒸發(fā)，同時(shí)持續(xù)向糧食中釋放，達(dá)到緩釋、控釋的效果。

一些植物直接使用或粉碎后進(jìn)行熏蒸也是一種可行的生防方式，常用的有松香、艾草、香椿葉等。使用這些植物進(jìn)行儲糧害蟲防治，具有明顯趨避效果，并對害蟲產(chǎn)生拒食作用，減少糧食損害。

植物揮發(fā)性化合物反式-2-己烯醛可作為熏蒸劑應(yīng)用于儲糧害蟲和常見儲糧真菌即禾谷鐮刀菌、黃曲霉和黑曲霉的防治中[21]。反式-2-己烯醛對赤擬谷盜的多個(gè)發(fā)育階段具有良好的殺蟲活性，可致成蟲的高畸形率和高死亡率。在儲藏7 d的谷物中，0.8 μL/mL的反式-2-己烯醛有效抑制赤擬谷盜的生長繁育（81.3%），濃度≥0.1 μL/mL時(shí)完全抑制赤擬谷盜的繁殖。研究證實(shí)反式-2-己烯醛對小麥種子的萌發(fā)和幼苗生長無植物毒性。此外，反式-2-己烯醛分別在5、10、10 μL/L時(shí)完全抑制了黃曲霉、禾谷鐮刀菌和黑曲霉的生長。

生物防治技術(shù)無毒、高效，屬于環(huán)境友好型儲糧害蟲防治方法，但其成本較高，防治劑制作工藝較為復(fù)雜。未來如何降低生物防治劑成本、簡化產(chǎn)業(yè)鏈仍是國內(nèi)外的研究重點(diǎn)。

4展望

通過總結(jié)倉儲糧害蟲防治技術(shù)發(fā)現(xiàn)物理防治受時(shí)間、地點(diǎn)、天氣等因素影響，存在一定的局限性;化學(xué)防治雖廉價(jià)高效，但會危害糧食安全、破壞環(huán)境、影響人畜健康;生物防治無毒，但成本高、工藝難。上述高新技術(shù)的使用會越來越多，這些難點(diǎn)仍是今后的研究重點(diǎn)。與此同時(shí)，隨著對倉儲糧害蟲防治研究的深入，諸如物聯(lián)網(wǎng)殺蟲燈一類的智能殺蟲儀器逐漸嶄露頭角，如何與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、無線傳輸技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析更好地聯(lián)合使用，達(dá)到優(yōu)勢最大化也值得進(jìn)一步研究。相信糧食防蟲技術(shù)將越來越綠色、天然、高效、方便、可循環(huán)，未來新技術(shù)的進(jìn)一步實(shí)際應(yīng)用必定會為害蟲防治開辟出更廣闊的天地。

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Advances in Pest Control of Stored Grain

Xu Zibin1，Xue Min2，Mo Ju1，Zhang Lixue1，

Li Wenxue1，Wu Dan2，Zhang Xueliang2，Liu Xia3

（LTianjinJizhouShangcang Grain Purchase and Marketing Co.，LTD，Jizhou，Tianjin 301906;

2.Tianjin Jizhou Grain Industry Development service Center，Tianjin 301900;

3.College of Food Science & Engineering，Tianjin University of Science & Technology，Tianjin 300457）

Abstract：As the country with the largest raw grain reserves，the longest storage time and the largest single warehouse capacity in the world，the infestation of pests is a major cause of the annual grain loss in China. In this paper，the main application research progress of stored grain pest control technology was summarized from the physical，chemical and biological aspects，in order to develop new ideas of pest control，reduce the loss of stored grain pests as much as possible，and provide reference for future warehouse storage grain pest control.

Key words：grain storage，insect-resistant technology，research progress