低溫處理技術(shù)在植物檢疫處理中的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

楊皓然

中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)，北京 100193

0 引言

隨著人們環(huán)保理念的不斷增強(qiáng)，在植物檢疫處理中，有害生物滅殺手段逐漸向綠色環(huán)保方向發(fā)展，如低溫處理技術(shù)、氣調(diào)處理技術(shù)、高溫處理技術(shù)、輻照處理技術(shù)等均是檢疫手段的首選［1］。其中，低溫處理技術(shù)不但能夠獨(dú)自完成有害生物的滅殺，而且還能與其檢疫手段結(jié)合使用，提高對(duì)有害生物的滅殺效果。為了更加清晰了解低溫處理技術(shù)在植物檢疫處理中的具體情況，筆者對(duì)該技術(shù)的研究進(jìn)展情況進(jìn)行分析與總結(jié)，以更好了解植物檢疫技術(shù)在植物檢疫處理中的研究進(jìn)展，推動(dòng)國(guó)內(nèi)植物檢疫的發(fā)展。

1 低溫處理技術(shù)概述

1.1 低溫處理技術(shù)滅殺有害生物的原理

有害生物經(jīng)過(guò)低溫處理后會(huì)死亡，原因主要有4點(diǎn)。第一，在低溫環(huán)境中，有害生物因自身營(yíng)養(yǎng)能量消耗過(guò)快，抵抗低溫能力不足而死亡。第二，低溫環(huán)境下，有害生物細(xì)胞內(nèi)游離水溢出，并滲透至細(xì)胞間隙中，使得細(xì)胞膜結(jié)冰破裂，進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)體死亡。第三，游離水在低溫環(huán)境下會(huì)結(jié)冰，導(dǎo)致細(xì)胞原生質(zhì)脫水，鹽濃度增加，阻礙新代謝產(chǎn)物的外排，進(jìn)而導(dǎo)致有害生物死亡。第四，在低溫環(huán)境下，有害生物體內(nèi)代謝酶活性受到抑制，無(wú)法供給自身的代謝需要，進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)體死亡。

1.2 低溫處理效果影響因素

低溫處理技術(shù)的應(yīng)用效果主要取決于低溫處理時(shí)長(zhǎng)、溫度等因素。此外，有害生物的生長(zhǎng)發(fā)育離不開(kāi)糖、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，一旦缺乏其中某種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，就會(huì)對(duì)其機(jī)體生長(zhǎng)發(fā)育造成影響，因此，在低溫環(huán)境下，有害生物寄生的場(chǎng)所條件亦會(huì)對(duì)低溫處理技術(shù)的應(yīng)用效果造成影響。

1.3 低溫處理所用設(shè)備

在實(shí)驗(yàn)室研究層面上，研究人員通常會(huì)借助高低溫試驗(yàn)箱（見(jiàn)圖1）探索低溫處理技術(shù)處理有害生物的應(yīng)用效果。在商業(yè)化層面上，檢疫機(jī)構(gòu)等使用設(shè)備以冷藏集裝箱（見(jiàn)圖2）和冷藏庫(kù)（見(jiàn)圖3）為主，貨物在進(jìn)出口之前或路途中都可以通過(guò)冷處理對(duì)有害生物進(jìn)行滅殺（見(jiàn)圖2、圖3）。

圖1 高低溫試驗(yàn)箱

圖2 冷藏集裝箱

圖3 冷藏庫(kù)

1.4 低溫處理技術(shù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)際上出臺(tái)了許多關(guān)于低溫處理技術(shù)在植物檢疫中應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)，以更好地應(yīng)對(duì)不同有害生物對(duì)植物的侵害（見(jiàn)表1）。與此同時(shí)，我國(guó)也出臺(tái)了若干關(guān)于低溫處理技術(shù)在植物檢疫處理中的相關(guān)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，用于滅殺水果、蔬菜等植物中的實(shí)蠅類等有害生物，以減少“問(wèn)題植物”的流入與流出（見(jiàn)表2）。

表1 國(guó)際低溫處理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)歸納

表2 國(guó)內(nèi)低溫處理技術(shù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)歸納

2 低溫處理技術(shù)在植物檢疫處理中的應(yīng)用現(xiàn)狀

20世紀(jì)90年代，低溫處理技術(shù)在有害生物的滅殺處理環(huán)節(jié)得到了初步應(yīng)用，現(xiàn)如今這種技術(shù)已逐步成熟，并從對(duì)有害生物的滅殺擴(kuò)展至對(duì)商品害蟲(chóng)的滅殺。目前，單獨(dú)低溫處理技術(shù)是植物檢疫處理中是最為常用的一種模式，但該模式存在耗時(shí)較長(zhǎng)的缺陷。為縮短滅殺有害生物的時(shí)間，并提高處理效果，還可與其他處理技術(shù)（氣調(diào)處理、熱處理等）相結(jié)合使用。

2.1 單獨(dú)低溫處理

目前，低溫處理技術(shù)在諸多水果、蔬菜中得到了廣泛應(yīng)用，如柑橘、番石榴、葡萄、柿、辣椒、獼猴桃、臍橙等。2017 年，何興財(cái)?shù)龋?］對(duì)橘小實(shí)蠅的防控進(jìn)行了綜合研究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)中心溫度控制在1.7 ℃以下時(shí)，15 d 內(nèi)可以對(duì)橘小實(shí)蠅進(jìn)行有效滅殺。2020 年，喬建等［3］以番石榴為例，借助低溫技術(shù)對(duì)其進(jìn)行了檢疫處理，發(fā)現(xiàn)當(dāng)中心溫度控制在4 ℃左右時(shí)，12 d 內(nèi)可以有效滅殺橘小實(shí)蠅。國(guó)外學(xué)者Hill 等［4］以橘為研究對(duì)象，借助低溫處理技術(shù)對(duì)其檢疫，發(fā)現(xiàn)當(dāng)中心溫度控制在1.5 ℃左右時(shí)，10 d 內(nèi)可以對(duì)昆士實(shí)蠅進(jìn)行滅殺，16 d內(nèi)可以對(duì)地中海實(shí)蠅進(jìn)行滅殺。劉波等［5］以紅提為研究對(duì)象，借助低溫處理技術(shù)對(duì)其進(jìn)行檢疫，發(fā)現(xiàn)當(dāng)中心溫度控制在0 ℃左右，可以在10 d左右滅殺斑翅果蠅，滅殺率達(dá)到99%。綜上發(fā)現(xiàn)，低溫處理技術(shù)在植物檢疫處理中的應(yīng)用十分廣泛，并且能夠取得較好的應(yīng)用效果。

2.2 多種技術(shù)的結(jié)合處理

2.2.1 與氣調(diào)技術(shù)結(jié)合處理。氣調(diào)技術(shù)是指通過(guò)改變植物存儲(chǔ)環(huán)境中相關(guān)氣體的比例抑制有害生物的一種綠色環(huán)保殺蟲(chóng)技術(shù)。通常情況下，與氣調(diào)技術(shù)結(jié)合處理的方式有兩種，一是同時(shí)進(jìn)行處理，二是相繼進(jìn)行處理。當(dāng)外界環(huán)境溫度接近0 ℃時(shí)，植物中的有害生物新陳代謝會(huì)加快，此時(shí)有利于利用低溫處理技術(shù)與氣調(diào)技術(shù)處理相結(jié)合進(jìn)行處理，能夠在一定程度上減少對(duì)有害生物的處理時(shí)間。低溫氣調(diào)處理技術(shù)一般在貨物運(yùn)輸環(huán)節(jié)中使用較多，針對(duì)的有害生物種類較多，如雙翅目害蟲(chóng)、鱗翅目害蟲(chóng)等。Harold 等［6］研究發(fā)現(xiàn)，在環(huán)境溫度接近0 ℃，CO2含量低于1%，O2含量在1.7%左右時(shí)，借助低溫氣調(diào)處理技術(shù)對(duì)蘋果蠹蛾進(jìn)行滅殺處理，消耗時(shí)長(zhǎng)僅為13 d。梁永軒等［7］研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)中心溫度為1 ℃，CO2含量達(dá)到98%時(shí)，借助低溫氣調(diào)技術(shù)可對(duì)番茄潛葉蛾卵進(jìn)行滅殺處理，消耗時(shí)長(zhǎng)僅為10 d；當(dāng)中心溫度為2 ℃，O2含量在3%左右，CO2含量在5.5%左右時(shí)，借助低溫氣調(diào)技術(shù)對(duì)橘小實(shí)蠅進(jìn)行滅殺處理。

2.2.2 與熱處理技術(shù)結(jié)合處理。這種結(jié)合技術(shù)主要應(yīng)用于對(duì)蔬菜、水果等農(nóng)產(chǎn)品有害生物的滅殺處理，使用時(shí)是以“先熱后冷”為主，即先對(duì)農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行熱處理，而后進(jìn)行冷處理。采用這種方式不但能夠滅殺農(nóng)產(chǎn)品中寄生的有害生物，而且不會(huì)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)造成不利影響。國(guó)外學(xué)者Ben-Amor［8］研究表示，椰棗經(jīng)過(guò)熱處理（中心溫度為50 ℃，處理時(shí)長(zhǎng)為10 min）后，再經(jīng)過(guò)冷處理（中心溫度2 ℃、時(shí)長(zhǎng)30 d，中心溫度23 ℃、時(shí)長(zhǎng)4 d），其中的石榴螟有害生物會(huì)被滅殺，同時(shí)不會(huì)對(duì)椰棗品質(zhì)造成影響。除了滅殺有害生物外，在這種處理技術(shù)的干預(yù)下，果蔬的品質(zhì)也會(huì)得到一定保障，甚至?xí)兴嵘?。胡均如等?］研究表示，果蔬在低溫處理前，借助熱處理技術(shù)對(duì)果蔬進(jìn)行處理能夠提高果蔬的活性氧含量，利于冷處理技術(shù)的干預(yù)，使得果蔬在冷處理期間擁有較強(qiáng)的活性氧清除能力，進(jìn)而確保了果蔬的品質(zhì)。

2.2.3 與其他檢疫技術(shù)結(jié)合處理。低溫處理技術(shù)還能與微波、輻照等檢疫技術(shù)結(jié)合使用。①輻照處理是通過(guò)電子束、γ射線等對(duì)有害生物進(jìn)行照射處理，凡是經(jīng)過(guò)這種方式處理后的有害生物均會(huì)出現(xiàn)無(wú)法生育、繁殖，甚至死亡的現(xiàn)象，既杜絕了有害生物的傳播，又確保了物品傳輸?shù)陌踩?。輻照處理技術(shù)與低溫處理技術(shù)相結(jié)合可起到相互促進(jìn)的作用。國(guó)外學(xué)者Alonso［10］研究指出，柑橘經(jīng)過(guò)X射線輻照后，再借助低溫處理技術(shù)進(jìn)行處理（1 ℃），發(fā)現(xiàn)其中的有害生物地中海實(shí)蠅在2 d內(nèi)便能夠被完全滅殺，與單獨(dú)使用低溫處理技術(shù)滅殺相比，處理時(shí)間明顯縮短了7 d，提高了處理效率。②微波處理是指通過(guò)不同電磁波頻譜（300～3 000 MHz）對(duì)有害生物進(jìn)行非輻射波處理。低溫處理技術(shù)與微波處理技術(shù)結(jié)合處理也能顯著縮短處理時(shí)間，提高處理效果。相關(guān)研究指出，鋸谷盜這種有害生物在微波處理（400 W）12 min 后，再進(jìn)行冷處理（4 ℃），經(jīng)過(guò)3 d該有害生物便會(huì)完全死亡［11］。

3 結(jié)語(yǔ)

低溫處理技術(shù)在植物檢疫處理中的應(yīng)用主要分為兩方面：一是單低溫處理技術(shù)的應(yīng)用，該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)大部分有害生物的檢疫處理，但處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，一般至少需要10 d 才能對(duì)有害生物進(jìn)行滅殺；二是與其他處理技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用，這種方式不但能夠縮短處理時(shí)間，而且能確保物品自身不受影響，具有較高的商業(yè)價(jià)值。該文明確了低溫處理技術(shù)在植物檢疫處理中的應(yīng)用現(xiàn)狀，為國(guó)際、國(guó)內(nèi)的植物檢疫處理提供了一定的參考。