極端溫度對(duì)3種扁谷盜屬儲(chǔ)糧害蟲的致死作用

王智穎, 何夢(mèng)婷, 郭 超, 勞傳忠, 白春?jiǎn)?/p>

(廣東省糧食儲(chǔ)藏工程技術(shù)研究中心,廣東省糧食科學(xué)研究所1,廣州 510050)(糧食儲(chǔ)藏與安全教育部工程研究中心;糧食儲(chǔ)運(yùn)國家工程實(shí)驗(yàn)室;河南工業(yè)大學(xué)糧油食品學(xué)院2,鄭州 450001)

扁谷盜屬的昆蟲種類隸屬于鞘翅目扁谷盜科，儲(chǔ)糧中的這類微小昆蟲個(gè)體扁平、體長(zhǎng)1.5～2 mm，通常被視為谷物、谷物產(chǎn)品及其他儲(chǔ)藏物品中的第二食性害蟲[1]。扁谷盜屬成蟲和幼蟲都可危害破碎和受損傷的原糧，如稻谷、麥類、油料、豆類多種農(nóng)產(chǎn)品與其加工產(chǎn)品，也可危害豆餅、大米、粉類、酒曲、糕點(diǎn)、干菜、干果、藥材等產(chǎn)品，其中以在粉類和油料類中發(fā)生最多[2]。當(dāng)感染扁谷盜屬害蟲后，糧食易出現(xiàn)發(fā)熱、霉變和結(jié)露等問題。扁谷盜屬害蟲常大量聚集于潮濕的糧食中，加劇蛀食性害蟲(米象、玉米象及谷蠹等)對(duì)糧食的破壞，其中銹赤扁谷盜是較難控制的儲(chǔ)糧害蟲一種，尤其是PH3熏蒸后容易再次發(fā)生[1,3]。防治倉庫害蟲傳統(tǒng)方法是使用保護(hù)劑和熏蒸劑，而長(zhǎng)期使用化學(xué)制劑防治倉庫(特別是糧倉)害蟲不僅污染環(huán)境、為害人員健康，而且會(huì)產(chǎn)生害蟲抗藥性等問題。據(jù)報(bào)道，扁谷盜屬害蟲對(duì)磷化氫的強(qiáng)抗性已有多個(gè)國家報(bào)道[4-8]。近十多年來，在我國高溫高濕儲(chǔ)糧區(qū)扁谷盜類儲(chǔ)糧害蟲普遍發(fā)生，由原來的儲(chǔ)糧次要害蟲上升為主要害蟲。尤其是在我國的南方一些省區(qū)，由于儲(chǔ)糧害蟲抗性、倉房氣密性等因素，扁谷盜屬害蟲對(duì)磷化氫的抗藥性導(dǎo)致每年的防治次數(shù)增加。因此，開展對(duì)扁谷盜屬害蟲的防治研究具有重要的意義。

昆蟲是變溫動(dòng)物，溫度是影響昆蟲生長(zhǎng)、發(fā)育、生殖及存活等生命活動(dòng)最重要的因素。當(dāng)外界環(huán)境溫度超過一定限度時(shí)，昆蟲的生命活動(dòng)即會(huì)受到嚴(yán)重的影響[9]。對(duì)大多數(shù)昆蟲而言，25～33 ℃是生產(chǎn)和繁殖的最佳溫度。在13～25 ℃或33～35 ℃下昆蟲能夠完成自身完整發(fā)育和產(chǎn)生后代，但低于13 ℃或高于35 ℃昆蟲將最終死亡[10]。極端溫度防治昆蟲在一些場(chǎng)所是可以應(yīng)用的，如博物館、食品倉儲(chǔ)設(shè)施等敏感場(chǎng)所采用極端溫度防治甲蟲、蛾類和白蟻等生物已經(jīng)數(shù)十年[11]。從理論上講，利用極端溫度實(shí)現(xiàn)殺滅害蟲是可行的，但低于13 ℃的低溫或高于35 ℃的高溫是一個(gè)較大的范圍，難以有效指導(dǎo)實(shí)踐生產(chǎn)。近十年國內(nèi)外倉儲(chǔ)行業(yè)關(guān)于溫度對(duì)正常生長(zhǎng)條件下儲(chǔ)糧害蟲的影響報(bào)道較多，極端溫度下害蟲的致死作用報(bào)道較少。已有文獻(xiàn)報(bào)道，-20～-5 ℃的極端低溫對(duì)玉米象[12]、赤擬谷盜[13,14]、腎斑皮蠹[13]、嗜卷書虱[15]、小眼書虱[15]、三色書虱[15]、嗜蟲書虱[15]有影響，在40～66 ℃的極端高溫對(duì)玉米象[12]有作用。此外，Abbar等[16]還研究報(bào)道了-20～5 ℃的低溫和35～45 ℃對(duì)腐食酪螨的致死作用。

本研究比較了42～62 ℃的極端高溫、10～25 ℃的常規(guī)溫度和-15～-5 ℃的極端低溫對(duì)3種扁谷盜屬害蟲的致死作用，研究了銹赤扁谷盜、長(zhǎng)角扁谷盜和土耳其扁谷盜對(duì)極端低溫的差異性，評(píng)估了通過控制溫度防治扁谷盜屬害蟲的可行性，為控溫儲(chǔ)糧技術(shù)防治扁谷盜害蟲和應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)器材和設(shè)備

低溫恒溫槽，THD-2 010，-20～100 ℃，精度0.01 ℃；靜電容式恒溫恒濕培養(yǎng)箱,CTHI-250B, -15～85 ℃，精度0.1 ℃。

1.2 試蟲培養(yǎng)

實(shí)驗(yàn)用長(zhǎng)角扁谷盜采自廣東廣州、銹赤扁谷盜和土耳其扁谷盜采自四川成都，均于廣東省糧食科學(xué)研究所儲(chǔ)藏物害蟲培養(yǎng)室進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化培養(yǎng)。所有試蟲以凈麥∶麥片∶含5%酵母的全麥粉以7∶7∶1為比例的飼料，在溫度29～31 ℃、濕度RH 70～80%、光周期16 L∶8 D的條件下培養(yǎng)。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 極端高溫對(duì)3種扁谷盜屬害蟲致死作用

將直徑為60 mm的培養(yǎng)皿在100 ℃的高溫下烘干，將濾紙剪成略小于培養(yǎng)皿的圓片，用固體膠將直徑為50 mm的濾紙圓片緊貼底部，并在培養(yǎng)皿內(nèi)壁均勻涂聚四氟乙烯，以防止逃走。選取30頭羽化2周的銹赤扁谷盜成蟲，放入培養(yǎng)皿內(nèi)，置于42、46、50、54、58、62 ℃生化培養(yǎng)箱內(nèi)，分別處理15、30、45、60、75 min，以26 ℃室溫為空白對(duì)照。處理時(shí)間結(jié)束后，將培養(yǎng)皿置于26 ℃的生化培養(yǎng)箱中觀察，24 h后記錄銹赤扁谷盜成蟲的死亡情況。每個(gè)處理設(shè)3個(gè)重復(fù)。

1.3.2 常規(guī)溫度對(duì)3種扁谷盜屬害蟲的致死作用

參照鄭妙等[17]的方法。選取放置在培養(yǎng)皿中，并放置少量破碎小麥。在10、15、20、23、25和相對(duì)濕度75%的生化培養(yǎng)箱中，將30頭銹赤扁谷盜幼蟲放置其中。3、6、9、12、15 d后，檢查并記錄試蟲的死亡數(shù)。實(shí)驗(yàn)設(shè)5個(gè)處理，每個(gè)處理設(shè)5個(gè)重復(fù)。

1.3.3 極端低溫對(duì)3種扁谷盜類害蟲的致死作用

分別選取30頭羽化2周的銹赤扁谷盜、長(zhǎng)角扁谷盜和土耳其扁谷盜，置于12 mm×88 mm直徑8 mm平底玻璃指形管中，平底玻璃指形管開口段用橡膠氣囊用橡皮筋連接密封。橡膠氣囊中有一定的空氣，用于調(diào)節(jié)內(nèi)外壓力。低溫槽用酒精調(diào)節(jié)溫度，待溫度達(dá)到-5、-10、-15 ℃時(shí)，將裝有供試?yán)ハx的平底玻璃指形管平躺沉入液底，1 min后開始計(jì)時(shí)。處理結(jié)束后取出平底玻璃指形管，在室溫下部分打開瓶蓋透氣，讓試蟲蘇醒，并將試蟲放入帶少量飼料的培養(yǎng)皿中。24 h后統(tǒng)計(jì)試蟲的存活情況。若試蟲無活動(dòng)或四肢無抖動(dòng)判定為死亡。每處理實(shí)驗(yàn)重復(fù)5次。

1.3.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理采用SPSS Statistics 17.0分析。

回歸方程、相關(guān)系數(shù)、LT50、LT95計(jì)算，參照張文彤等[18]方法，采用Pribit回歸模型參數(shù)估計(jì)分析；死亡率差異顯著性分析，參照張文彤等方法[19]，采用平方根反正弦變換，通過“Student-Newman-Keuls”檢驗(yàn)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 極端高溫對(duì)3種扁谷盜屬害蟲的致死作用

極端高溫對(duì)銹赤扁谷盜的致死作用見表1。在42 ℃條件下經(jīng)過45 min，銹赤扁谷盜成蟲均未死亡，60～75 min后，其死亡率為3.1%～4.1%。溫度為46 ℃時(shí)處理30 min成蟲均未死亡，75 min后其死亡率為4.7 %。當(dāng)溫度升高至50 ℃時(shí)處理30 min成蟲死亡率達(dá)到5.3%, 45～75 min時(shí)其最高死亡率上升到10.3 %，這表明銹赤扁谷盜成蟲對(duì)于42～50 ℃的高溫具有較強(qiáng)的耐受能力。張會(huì)娜[12]報(bào)道50 ℃以下的高溫對(duì)玉米象的致死作用相對(duì)較弱，是一種較為溫和的殺蟲方式，這與本研究結(jié)果一致。當(dāng)在54 ℃條件下處理30 min時(shí)，成蟲的死亡率即上升到19.1%， 75 min時(shí)成蟲的死亡率已達(dá)到100%。當(dāng)在58 ℃和62 ℃更高溫條件下，處理15 min銹赤扁谷盜成蟲的死亡率即可達(dá)到90%，并且分別在處理60 min和45 min時(shí)死亡率達(dá)到100%。結(jié)果表明，溫度和處理時(shí)間都是導(dǎo)致銹赤扁谷盜成蟲死亡的重要因素。呂建華等[20]指出，熱空氣處理殺蟲的有效性取決于熱空氣處理區(qū)域是否達(dá)到設(shè)定致死溫度(50～60 ℃)并保持足夠的時(shí)間。同時(shí)，在58 ℃和62 ℃條件下，處理15 min銹赤扁谷盜成蟲的死亡率即可達(dá)到90%，處理45 min以上死亡率達(dá)到100%。溫度與處理時(shí)間互作可以顯著影響銹赤扁谷盜成蟲死亡率，并且高于溫度和處理時(shí)間單獨(dú)作用時(shí)的死亡率。

表1 高溫及不同處理時(shí)間對(duì)銹赤扁谷盜成蟲死亡率/%

2.2 常規(guī)溫度對(duì)3種扁谷盜屬害蟲的致死作用

不同溫度下銹赤扁谷盜幼蟲的死亡率變化存在差異。在25 ℃，銹赤扁谷盜幼蟲死亡率為5.3 %。隨著溫度的降低，幼蟲的死亡數(shù)逐漸增多。在15～25 ℃內(nèi)，銹赤扁谷盜幼蟲死亡率均在10 %以內(nèi)，當(dāng)溫度為10 ℃時(shí)，幼蟲死亡率達(dá)到30.0 %。經(jīng)過單因素顯著性分析，在95 %的顯著性水平下，10 ℃的溫度對(duì)銹赤扁谷盜幼蟲的致死效果均為顯著。10 ℃時(shí)銹赤扁谷盜幼蟲的死亡數(shù)量隨時(shí)間的延長(zhǎng)而增大。低溫儲(chǔ)糧和準(zhǔn)低溫儲(chǔ)糧是指平均糧溫常年分別保持在15 ℃及以下、20 ℃及以下，局部最高糧溫不超過20、25 ℃的儲(chǔ)藏方式[21]。已有研究報(bào)道，準(zhǔn)低溫儲(chǔ)藏下的控溫儲(chǔ)糧倉平均糧溫維持在15.4～24.2 ℃[22]，且包裝袋中心位置的溫度比空間環(huán)境的溫度低1～2 ℃[14]。結(jié)合本研究結(jié)果，現(xiàn)有糧食行業(yè)推廣的控溫儲(chǔ)糧技術(shù)，糧堆內(nèi)部溫度分布不均勻，其對(duì)糧食品質(zhì)具有較好的保鮮作用，但難以完全殺滅儲(chǔ)糧害蟲。

2.3 極端低溫對(duì)扁谷盜屬害蟲的致死作用

2.3.1 極端低溫對(duì)銹赤扁谷盜的致死作用

極端低溫對(duì)銹赤扁谷盜的致死作用見表2，-5 ℃下銹赤扁谷盜的LT50值與LT95值分別為41 171.54 min和227 816.21 min，-10 ℃下銹赤扁谷盜的LT50值與LT95值分別為1 310.44 min以及60 929.78 min，-15 ℃下銹赤扁谷盜的LT50值與LT95值分別為35.85 min和138.08 min。和-5 ℃相比，-10 ℃處理的銹赤扁谷盜其LT50值與LT95值分別下降31.43倍與3.74倍，同時(shí)，-15 ℃下的銹赤扁谷盜，其LT50值與LT95值比-5 ℃下的分別下降1 148.44倍以及1 649.89倍。從數(shù)據(jù)分析可知，雖溫度呈梯度性下降，但銹赤扁谷盜的致死作用卻明顯變化，這表明極端低溫對(duì)銹赤扁谷盜具有顯著作用。

表2 銹赤扁谷盜對(duì)極端低溫的回歸方程

2.3.2 極端低溫對(duì)長(zhǎng)角扁谷盜的致死作用

極端低溫對(duì)長(zhǎng)角扁谷盜的致死作用見表3， -5 ℃下長(zhǎng)角扁谷盜的LT50值與LT95值分別為997.02、1 332.08 min，-10 ℃下長(zhǎng)角扁谷盜的LT50值與LT95值分別為64.23、74.73 min，-15 ℃下長(zhǎng)角扁谷盜的LT50值與LT95值分別為6.79、23.29 min。和-5 ℃相比，-10 ℃處理的長(zhǎng)角扁谷盜其LT50值與LT95值分別下降15.52倍與17.82倍，同時(shí)，-15 ℃下的長(zhǎng)角扁谷盜，其LT50值與LT95值比-5 ℃下的分別下降146.83倍以及57.19倍。同銹赤扁谷盜相比，極端低溫使長(zhǎng)角扁谷盜的LT50值與LT95值大大減少，這說明長(zhǎng)角扁谷盜對(duì)于極端低溫是更加敏感的。

表3 長(zhǎng)角扁谷盜對(duì)極端低溫的回歸方程

2.3.3 極端低溫對(duì)土耳其扁谷盜的致死作用

極端低溫對(duì)土耳其扁谷盜的致死作用見表4，-5 ℃下土耳其扁谷盜的LT50值與LT95值分別為4 239.42、13 338.728 min，-10 ℃下土耳其扁谷盜的LT50值與LT95值分別為198.08、708.46 min，-15 ℃下土耳其扁谷盜的LT50值與LT95值分別為38.85、336.45 min。和-5 ℃相比，-10 ℃處理的土耳其扁谷盜其LT50值與LT95值分別下降21.41倍與18.84倍，同時(shí)，-15 ℃下的土耳其扁谷盜，其LT50值與LT95值比-5 ℃下的分別下降109.11倍以及39.64倍。與銹赤扁谷盜相比，土耳其扁谷盜的LT50值與LT95值下降倍數(shù)在降低，與長(zhǎng)角扁谷盜相比，土耳其扁谷盜的LT50值與LT95值下降倍數(shù)基本持平，這說明，與銹赤扁谷盜相比，極端低溫溫度梯度變化對(duì)土耳其扁谷盜的致死作用影響較小。但從極端低溫對(duì)土耳其扁谷盜的致死作用來看，土耳其扁谷盜對(duì)于極端低溫的敏感性介于銹赤扁谷盜與長(zhǎng)角扁谷盜之間。

表4 土耳其扁谷盜對(duì)極端低溫的回歸方程

2.3.4 -15 ℃對(duì)3種扁谷盜屬害蟲的致死作用

在-15 ℃條件下，3種扁谷盜的LT50值與LT95值均較低，極端低溫對(duì)3種扁谷盜的生存影響較大。-15 ℃時(shí)長(zhǎng)角扁谷盜在2 min時(shí)開始出現(xiàn)死亡，在20 min全部死亡，而土耳其扁谷盜與銹赤扁谷盜在10 min出現(xiàn)死亡，并在50 min左右其死亡率分別達(dá)到50 %和80 %,這說明了長(zhǎng)角扁谷盜對(duì)極端低溫更敏感，可以在極端時(shí)間內(nèi)被全部消滅。但根據(jù)SPSS 17.0分析，對(duì)3種扁谷盜的死亡率采用平方根反正弦變換，通過“Student-Newman-Keuls”檢驗(yàn)，-15 ℃的極端低溫對(duì)三種扁谷盜的致死作用差異不顯著(P=0.808)。

3 結(jié)論

極端低溫通常比極端高溫需要更長(zhǎng)的暴露時(shí)間，但長(zhǎng)時(shí)間暴露在極端溫度下被處理商品受損的風(fēng)險(xiǎn)將進(jìn)一步增大。極端溫度防治害蟲的有效性取決于有效的溫度、足夠的暴漏時(shí)間和處理物料的安全性。分析比較42～62 ℃的極端高溫、10～25 ℃的常規(guī)溫度和-15～-5 ℃的極端低溫下的扁谷盜屬害蟲致死效果，現(xiàn)有糧食行業(yè)推廣的控溫儲(chǔ)糧技術(shù)，在有效的溫度和足夠的暴露時(shí)間下，因極端高溫對(duì)糧食品質(zhì)存在劣變風(fēng)險(xiǎn)和極端溫度實(shí)施的高成本，采用控制溫度防治害蟲的策略不可行。