改性大蒜素對3種儲糧害蟲的熏蒸作用研究

鄧樹華，吳樹會，楊振和，周劍宇

（湖南省糧油產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測中心/國家糧食-稻谷產(chǎn)后工程技術(shù)研究中心，湖南 長沙 410201）

儲糧害蟲是糧食產(chǎn)后數(shù)量損失和質(zhì)量損失的重要因素。為了減少糧食產(chǎn)后損失，糧食在儲藏過程中，主要采用化學(xué)藥劑磷化鋁熏蒸殺蟲。近年來，隨著綠色食品消費觀念深入人心，淘汰磷化鋁熏蒸，大規(guī)模研發(fā)和推廣綠色儲糧技術(shù)呼聲日益高漲。生物殺蟲劑是一種低毒高效安全性能高的防治方法，包括多殺菌素、除蟲菊酯、Bt等為代表的生物殺蟲劑已在農(nóng)林行業(yè)大規(guī)模應(yīng)用。由于糧食儲藏領(lǐng)域的特殊性，目前尚未開發(fā)出一種能夠大規(guī)模推廣、經(jīng)濟(jì)、安全、有效的儲糧生物殺蟲劑。

大蒜提取物及其制劑對多種儲糧害蟲的殺蟲活性多有報道。據(jù)魯玉杰等[1]、呂建華等[2]、仲建鋒等[3]報道，大蒜揮發(fā)油對赤擬谷盜、谷蠹、米象等主要儲糧害蟲具有驅(qū)避、觸殺、種群抑制和熏蒸作用。Huang等[4]報道，大蒜精油中的烯丙基甲基二硫醚和二烯丙基三硫?qū)Τ鄶M谷盜和玉米象具有觸殺、熏蒸和拒食作用。與許多植物源提取物質(zhì)一樣，大蒜素提取物在自然環(huán)境條件下穩(wěn)定性能還不夠，尤其是高濕環(huán)境下，易被糧食吸附，穿透力不強，殺蟲功效明顯下降。上海有機化學(xué)研究所研制的新型改性大蒜素（ESF）是大蒜素的類似物，在天然大蒜素的基礎(chǔ)上，通過改進(jìn)結(jié)構(gòu)而制成的一種含氟小分子化合物，具有更好的環(huán)境穩(wěn)定性[5]。本文以稻谷為待測糧食，以玉米象、谷蠹和銹赤扁谷盜3種南方主要儲糧害蟲為研究對象，測試ESF在稻谷儲藏環(huán)境下的熏蒸毒力、吸著比率和模擬藥效，以期為ESF在南方高溫高濕條件下熏蒸稻谷儲藏期間發(fā)生的害蟲提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試害蟲

實驗所用玉米象、谷蠹和銹赤扁谷盜3種儲糧害蟲均采自于湖南糧庫，且經(jīng)實驗室培養(yǎng)3代以上。培養(yǎng)條件見參考文獻(xiàn)[6]。

1.1.2 供試藥劑

改性大蒜素（ESF，乙烯基磺酰氟）：中科學(xué)院上海有機化學(xué)研究所。ESF是一種含氟小分子化合物，化學(xué)式為C2H3FO2S，分子質(zhì)量11.11 Da，沸點44～46 ℃，20 ℃時密度為1.332 9 g/cm3，具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、易揮發(fā)、強抗菌防霉等特性。

1.1.3 供試模擬倉

供試模擬倉,數(shù)量2個，由彩鋼板制成，每個4節(jié)，每節(jié)高0.55 m，直徑1.5 m，套疊使用，每節(jié)倉內(nèi)壁對稱設(shè)置一組特制的電風(fēng)扇，電風(fēng)扇外殼采用間距為1.0 mm的鐵絲護(hù)罩，每節(jié)套疊處使用密封膠密封，套疊后裝稻谷高度為2 m，裝稻谷重量為2 t。供試模擬倉一個為試驗倉，一個為對照倉。

1.1.4 供試早稻谷

早稻谷：湖南軍糧儲備加工有限責(zé)任公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 無稻谷條件下ESF對3種試蟲的室內(nèi)毒力測定

參照李慧等[5]的方法。其中，大口玻璃瓶為2 L，玉米象的濃度梯度設(shè)置為0、2、4、 8、16、32 μL/L，谷蠹和銹赤扁谷盜的濃度梯度設(shè)置為0、1、2、4、 8、16 μL/L。根據(jù)害蟲死亡數(shù)，計算害蟲校正死亡率。

1.2.2 有稻谷條件下ESF對3種試蟲的室內(nèi)毒力測定

參照李慧等[5]的方法執(zhí)行，其中，糧食為13.5%的早秈稻，大口玻璃瓶為2 L，濃度梯度設(shè)置為0、4、8、16、32、64 μL/L，計算糧堆內(nèi)ESF對3種試蟲的LC50值及吸著比率。

1.2.3 模擬倉條件下ESF對3種試蟲的藥效測定

試驗時間為2020年7月1日—31日，試驗地點為糧庫空置倉房內(nèi)。在2個模擬倉中分別裝入2 t同一批次的早稻谷。裝糧前，每種試蟲準(zhǔn)備好18個蟲籠，每個蟲籠里面裝有50頭同種試蟲。裝糧過程中，按照下層（離地10 cm）、中層（離地1 m）和上層（離地1.8 m）投入不同試蟲的蟲籠各3個。根據(jù)1.2.1計算的毒性回歸方程和1.2.2計算的吸著比率，按式（1）計算有糧條件下ESF對3種害蟲的LC100值，比較LC100值，將最大值作為模擬倉ESF實際使用濃度，并根據(jù)糧倉體積，計算出所需ESF量，待試驗倉裝滿糧食后放入糧堆表面，蓋上倉蓋，倉蓋四周用膠布密封。為了加速ESF在糧堆內(nèi)的流通，每天開啟風(fēng)扇8 h。對照倉不使用ESF熏蒸殺蟲，每天同樣開啟風(fēng)扇8 h。待30 d后打開倉蓋，通風(fēng)散氣48 h后，檢查試驗蟲籠害蟲死亡情況。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理方法

采用DPS7.05版數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)分析處理，其中，LC50值采用專業(yè)統(tǒng)計生物測定法中的計算型數(shù)據(jù)機值分析，顯著性分析采用Duncan新復(fù)極差法。

2 結(jié)果與分析

2.1 無稻谷條件下ESF對供試害蟲的室內(nèi)毒力

如圖1所示，濃度越大，ESF對3種試蟲的校正死亡率越大，其中，ESF濃度為32 μL/L時，玉米象熏蒸致死率達(dá)到100%；ESF濃度為16 μL/L時，谷蠹和銹赤扁谷盜兩種試蟲的熏蒸致死率達(dá)到100%，顯著性分析表明，各濃度之間，校正死亡率存在著顯著性差異（P＜0.05)。結(jié)果表明，ESF對3種試蟲的校正死亡率隨著濃度的增大而增大。

根據(jù)圖1的數(shù)據(jù)，計算無稻谷條件下ESF對玉米象、谷蠹和銹赤扁谷盜3種儲糧害蟲的熏蒸毒力的LC50值分別為6.228、3.319、2.821 μL/L（見表1）。說明供試儲糧害蟲中，ESF對銹赤扁谷盜的熏蒸效果最好，谷蠹次之，玉米象最差。

表1 無稻谷條件下ESF對3種儲糧害蟲的熏蒸毒力

2.2 有稻谷條件下ESF對3種試蟲的室內(nèi)毒力

有稻谷條件下ESF對玉米象、谷蠹和銹赤扁谷盜的熏蒸毒力測試結(jié)果見表2。由表2可知，ESF對玉米象、谷蠹和銹赤扁谷盜的LC50值分別為39.130、20.328、17.704 μL/L；3種試蟲的吸著比率分別為6.283、6.125、6.227，且3種試蟲的吸著比率差異不大。由于稻谷吸附作用的存在，有稻谷條件下ESF對3種試蟲的室內(nèi)毒力遠(yuǎn)低于無稻谷條件下的。試驗結(jié)果表明，ESF易于被稻谷吸附并影響其對糧堆的殺蟲效果。

表2 有稻谷條件下ESF對3種儲糧害蟲的熏蒸毒力

2.3 模擬倉條件下ESF對3種試蟲的毒力

模擬倉條件下ESF對玉米象、谷蠹和銹赤扁谷盜的熏蒸毒力測試結(jié)果如圖2所示，下層害蟲校正死亡率均為0，中層害蟲校正死亡率最高為銹赤扁谷盜，達(dá)90%，最低為玉米象，為40%，上層害蟲校正死亡率均達(dá)到了100%。結(jié)果表明，雖然模擬倉內(nèi)安裝了風(fēng)扇，增加了ESF在倉內(nèi)的流動性，但是，稻谷對ESF的吸附，阻礙了其向糧堆下層擴散。

3 結(jié) 論

室內(nèi)毒力測試結(jié)果表明，改性大蒜素對玉米象、谷蠹和銹赤扁谷盜3種常見儲糧害蟲均具有很強的熏蒸殺蟲作用，其熏蒸殺蟲效果依次為銹赤扁谷盜、谷蠹、玉米象。由于稻谷對改性大蒜素具有很強的吸附作用，使得改性大蒜素在稻谷中的穿透性較差，嚴(yán)重影響了其在裝糧高度達(dá)2 m模擬倉中的殺蟲效果。根據(jù)試驗結(jié)果，改性大蒜素可開發(fā)成一種空倉殺蟲劑，同時，應(yīng)加大研究力度，通過進(jìn)一步改性，克服糧食對改性大蒜素的吸附作用，提高其在糧食中的穿透能力。