不同氧氣濃度和環(huán)境對煙草甲蟲的趨避效果研究

摘 要：本文研究不同氧氣濃度和環(huán)境對煙草甲蟲的趨避效果和活動軌跡。通過在實(shí)驗(yàn)室人為設(shè)計(jì)不同氧氣濃度環(huán)境和外部環(huán)境，觀察煙草甲蟲在不同環(huán)境中的活動性和爬行軌跡規(guī)律。煙草甲蟲的敏感氧氣濃度大約在4%左右，當(dāng)氧氣濃度低于4%以下時，煙草甲蟲的活動性受到抑制，活動性降低；當(dāng)氧氣濃度處于5%及以上時，對煙草甲蟲的活動性會影響較小。常規(guī)環(huán)境中，黑暗、性激素和流動性外部環(huán)境會對煙草甲蟲有一定的引誘效果。該研究可作為卷煙生產(chǎn)車間閑置機(jī)臺、閑置物流箱等結(jié)構(gòu)性染蟲設(shè)備應(yīng)急性防蟲技術(shù)手段。

關(guān)鍵詞：卷煙生產(chǎn)車間；煙草甲蟲；氧氣濃度；驅(qū)避防蟲；活動軌跡

中圖分類號：S 43" " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

煙草甲蟲作為卷煙生產(chǎn)車間常見的害蟲[1]，由于其特殊的習(xí)性（喜鉆蛀、喜黑暗寂靜[2]），經(jīng)常藏匿于卷煙生產(chǎn)車間閑置設(shè)備、空調(diào)/除塵管道等結(jié)構(gòu)空間區(qū)域，由于上述區(qū)域清理難度大同時伴隨煙草甲的遷飛特性，因此會造成整個車間煙草甲相互交叉感染，極易造成蟲蛀煙市場反饋，影響企業(yè)聲譽(yù)和市場占有率。

目前，卷煙生產(chǎn)車間常見的煙草甲防治手段主要以物理清潔和化學(xué)防治為主[3]，兩者針對一些有限空間殺蟲實(shí)際效果并不理想；傳統(tǒng)倉庫片煙熏蒸殺蟲劑磷化鋁、硫酰氟由于較大的毒性不能在車間生產(chǎn)現(xiàn)場使用。隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，綠色機(jī)械防蟲技術(shù)不斷出現(xiàn)，其中應(yīng)用高濃度氮?dú)猓?8%以上）置換氧氣以后的窒息性進(jìn)行殺蟲均有了成熟的應(yīng)用案例。但受到其氣密性等級高（三級以上）、殺蟲周期長（平均40d左右）等特點(diǎn)影響，不適宜在卷煙生產(chǎn)大范圍開展作業(yè)（目前煙草行業(yè)卷煙生產(chǎn)車間普遍處于滿負(fù)荷生產(chǎn)狀態(tài)）。

因此，為解決卷煙生產(chǎn)車間有限空間內(nèi)的煙蟲滋生技術(shù)難題，擬開展不同濃度的氧氣和外界環(huán)境對煙草甲蟲的影響變化規(guī)律研究，為今后卷煙車間生產(chǎn)結(jié)構(gòu)性蟲源隱患點(diǎn)快速防蟲提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

制氮機(jī)、“Y”型亞克力管（DN200mm）、“一”字型亞克力管、3M膠帶、性誘劑、密封塞（堵頭）、通風(fēng)軟接、氧氣檢測、標(biāo)簽、自封袋、蟲樣等養(yǎng)蟲籠、養(yǎng)蟲箱、溫度計(jì)、體視鏡、放大鏡、毛筆、鑷子、飯盒、硅膠導(dǎo)管（直徑3cm）、微壓計(jì)、攝像頭、儲氣囊等。

試驗(yàn)用蟲：由武漢東昌倉貯技術(shù)有限公司提供。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 不同氧氣濃度環(huán)境條件下對煙草甲蟲影響

試驗(yàn)蟲盒設(shè)計(jì)：試驗(yàn)現(xiàn)場處置如圖1所示，選擇市場上銷售的一次性飯盒，在飯盒上方加蓋氣密性薄膜，采用機(jī)械處理的方式在飯盒上方連接2個進(jìn)氣、出氣硅膠導(dǎo)管，在密封導(dǎo)管的情況下，使用微壓計(jì)對試驗(yàn)蟲盒進(jìn)行氣密性測試，確保其氣密性達(dá)到三級以上標(biāo)準(zhǔn)。

試驗(yàn)處理設(shè)計(jì)：試驗(yàn)處理設(shè)置見表1，在密閉盒子內(nèi)挑入20頭左右煙草甲成蟲后上面覆蓋約1cm的玉米面粉，并做好標(biāo)記。利用試驗(yàn)蟲盒連接的進(jìn)氣、出氣硅膠導(dǎo)管分別向不同的試驗(yàn)密閉盒子內(nèi)充入不同濃度的低氧氮?dú)?，使其?nèi)部氧氣濃度達(dá)到試驗(yàn)設(shè)置值，并設(shè)置常規(guī)對照試驗(yàn)組，連續(xù)觀察60min，記錄煙草甲蟲在不同氧氣濃度條件下煙草甲從底部爬向表面活動的趨勢及活性變化。

1.2.2 低氧環(huán)境對煙草甲蟲驅(qū)蟲效果

試驗(yàn)蟲盒設(shè)計(jì)：試驗(yàn)現(xiàn)場處置如圖2所示，選擇市場上銷售的“一”型亞克力管，并對管材一端采用薄膜進(jìn)行密封（薄膜一角預(yù)留一定空間，便于放置試驗(yàn)對象煙蟲），采用人工方式排出薄膜內(nèi)多余的氧氣，使用工具夾將管材與薄膜隔離。

試驗(yàn)處理設(shè)計(jì)：試驗(yàn)處理設(shè)置見表2，人工隨機(jī)挑選20頭煙草甲成蟲放置于亞克力管材末端連接的薄膜內(nèi)，并快速進(jìn)行密封，分別向密閉“一”型亞克力管內(nèi)充入不同氧氣含量的低氧氮?dú)?，使管?nèi)氧氣濃度分別保持不同濃度梯度。打開管材與薄膜隔離工具工具夾使煙草甲蟲分別處于不同的氧氣濃度環(huán)境中；在管道口始端預(yù)留一定體積的通風(fēng)口（與外界環(huán)境相連），利用實(shí)驗(yàn)室環(huán)境空氣的自然緩慢擴(kuò)散性使“一”型亞克力管前后兩端保持不同氧氣濃度差，在靜止的環(huán)境中，試驗(yàn)周期為25min，觀察記錄在兩端不同氧氣濃度差的環(huán)境對煙草甲蟲的驅(qū)蟲效果。

1.2.3 低氧環(huán)境下不同環(huán)境因素對煙蟲活動的影響

試驗(yàn)蟲盒設(shè)計(jì)：試驗(yàn)現(xiàn)場處置如圖3所示，選擇市場上銷售的“Y”型亞克力管，并對“Y”型亞克力管底部和2個支管口進(jìn)行密封，支管口連接進(jìn)氣、出氣硅膠導(dǎo)管，底部采用薄膜密封，使用工具夾將管材與薄膜隔離。

試驗(yàn)處理設(shè)計(jì)：試驗(yàn)處理設(shè)置見表3、表4，人工隨機(jī)分別挑選20頭、40頭煙草甲成蟲放置于“Y”型亞克力管底部連接的薄膜內(nèi)，并快速進(jìn)行密封，分別向密閉亞克力管內(nèi)充入4%氧氣含量氮?dú)?，打開管材與薄膜隔離工具工具夾，分別通過在“Y”型亞克力管2個支管設(shè)置不同氣流、光線、性誘劑等外界對比因素，觀察煙草甲蟲在4%的低氧環(huán)境中不同外界環(huán)境中對煙草甲蟲的活動影響規(guī)律習(xí)性。

1.2.4 除塵管道低氧環(huán)境下煙草甲蟲活動規(guī)律現(xiàn)場驗(yàn)證

試驗(yàn)設(shè)置：試驗(yàn)現(xiàn)場處置如圖4所示，隨機(jī)選擇徐州卷煙廠生產(chǎn)車間現(xiàn)場長7m、直徑為0.3m的除塵管道內(nèi)部，分別距離兩端1m、3m的位置安放2個監(jiān)視器，2個鏡頭相對安裝，攝像頭通過轉(zhuǎn)換器與電腦相連，可實(shí)時觀察除塵管道煙蟲的運(yùn)動軌跡，管道兩端用薄膜密封后，一端通過通風(fēng)軟管、氣體控制接頭與儲氣囊相連，控制氣體的流動，形成試驗(yàn)場景。

試驗(yàn)處理設(shè)計(jì)：人工隨機(jī)分別挑選20頭煙草甲成蟲放置于提前準(zhǔn)備好的蟲盒內(nèi)部，試驗(yàn)項(xiàng)目開展前放置于管道內(nèi)部，本次試驗(yàn)共設(shè)置20.9%、8%、5%、2%氧氣濃度4個濃度梯度，通過改變管道內(nèi)部氧氣濃度、氣體流動狀態(tài)、光線和性誘劑等條件，通過攝像頭觀察管道內(nèi)部煙草甲成蟲的活動趨勢。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同氧氣濃度環(huán)境條件下對煙草甲蟲的影響

由表5可知，不同的氧氣濃度環(huán)境對煙草甲蟲的影響不同，同比試驗(yàn)空白對照組，當(dāng)環(huán)境中的氧氣濃度在5%及以上時，煙草甲蟲基本不受該氧氣濃度環(huán)境的影響，煙草甲蟲屬于正?；顒訝顟B(tài)，對煙草甲蟲的活動性影響較少；當(dāng)氧氣濃度降至4%及以下時，煙草甲蟲活動量明顯減少，整體處于不活躍狀態(tài)，煙草甲蟲在短時間內(nèi)明顯受到抑制。

2.2 低氧環(huán)境對煙草甲蟲驅(qū)蟲效果

由表6可知，在不同氧氣濃度的低氧環(huán)境中，煙草甲蟲的活動性不同，不同低氧環(huán)境氧氣濃度梯度對煙草甲蟲的驅(qū)蟲效果的影響不同。與常規(guī)正常氧氣含量相比，2%、3%、4%、5%的氧氣濃度對煙蟲的驅(qū)蟲效果不同。在2%的氧氣含量環(huán)境下，煙草甲蟲活動性質(zhì)受到較大抑制，整體處于不活動狀態(tài)，無法對煙草甲蟲起到一定的驅(qū)蟲效果；在3%、5%的氧氣含量下，對煙草甲蟲起到一定的刺激性作用，煙草甲蟲活動性一般；在4%的氧氣含量下，對煙草甲蟲的刺激性最大，煙草甲蟲的活動性最高。

綜上所述，當(dāng)外界環(huán)境（如氧氣濃度等）不利于煙草甲蟲時，煙草甲蟲本能會向有利環(huán)境移動，可利用不同的氧氣濃度差對煙草甲蟲進(jìn)行一定的趨避。不同低氧環(huán)境對煙草甲蟲的驅(qū)蟲效果不同，當(dāng)環(huán)境中氧氣含量在4%以下時，煙草甲蟲的活動性明顯受到抑制，這與煙草甲蟲在不利環(huán)境條件下或者極端環(huán)境中假死休眠自我保護(hù)狀態(tài)研究結(jié)論基本一致；當(dāng)環(huán)境中氧氣含量在5%及以上時，煙草甲蟲的活動性明顯未受到明顯影響，無法對環(huán)境中的煙草甲蟲起到驅(qū)避效果。

2.3 低氧環(huán)境下不同環(huán)境因素對煙蟲活動的影響

由表7、表8可知，在4%的低氧環(huán)境中，煙草甲蟲在不同的外界環(huán)境中的活動軌跡不同，黑暗、性激素和流動性環(huán)境分別對煙草甲蟲有一定的引誘效果。其中，當(dāng)煙草甲蟲基數(shù)較小時（煙草甲蟲20頭），黑暗環(huán)境對煙草甲蟲的引誘效果最好；當(dāng)煙草甲蟲基數(shù)較大時（煙草甲蟲40頭），性激素引誘劑對煙草甲蟲的引誘效果最好，這與煙草甲蟲喜黑暗、趨性引誘（雄性）[4]結(jié)論基本一致。

綜上所述，在卷煙生產(chǎn)實(shí)際煙蟲防治過程中，針對閑置機(jī)臺內(nèi)部、車間高空管線、動力系統(tǒng)管道等結(jié)構(gòu)性蟲源隱患點(diǎn)，在4%的氧氣濃度環(huán)境驅(qū)蟲的基礎(chǔ)上，可以通過人為設(shè)置黑暗、性激素和流動性外部環(huán)境加速對煙草甲蟲的趨避效果。

2.4 除塵管道低氧環(huán)境下煙草甲蟲活動規(guī)律現(xiàn)場驗(yàn)證

由表9、圖5、圖6和圖7可知，通過改變管道內(nèi)部氧氣濃度、氣體流動狀態(tài)、光線和誘劑等條件，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況可以得出以下結(jié)論。1）在2%氧氣濃度條件下，煙草甲的活動會受到抑制，約30min后蟲子沒有活動跡象，對光線、流動氣體、空氣靜止等條件的改變反應(yīng)不明顯，在復(fù)氧之后也無明顯的活動跡象。2）在4%氧氣濃度條件下，煙草甲的整體活性較高，活動量較大，在保持管道內(nèi)氣體靜止的情況下，煙草甲有向氣體流動、黑暗區(qū)域和誘芯方向運(yùn)動的趨勢，但持續(xù)時間較短；約120min；繼續(xù)保持管道內(nèi)氣體流動的情況下，煙草甲的活動被抑制作用逐漸明顯。3）在8% 氧氣濃度且氣體流動條件下，煙草甲的行為受到干擾，呈無規(guī)律運(yùn)動趨勢，但存在向光線和誘劑運(yùn)動的趨勢現(xiàn)象。4）在21%氧氣濃度條件下，煙草甲活動未受影響，在保持管道內(nèi)部氣體靜止的情況下，煙草甲具有避光性和向誘芯方向運(yùn)動的趨勢。

綜上所述，通過卷煙生產(chǎn)車間作業(yè)現(xiàn)場除塵管道低氧環(huán)境下煙草甲蟲活動規(guī)律的驗(yàn)證可知，4%的氧氣含量濃度對煙草甲蟲的刺激性較強(qiáng)，黑暗、性激素和順風(fēng)氣流流動性外部環(huán)境會對煙草甲蟲有一定的引誘效果，這與實(shí)驗(yàn)室研究結(jié)論基本相同。

3 結(jié)語

該研究結(jié)果表明，煙草甲蟲的敏感氧氣濃度大約在4%左右，該氧氣濃度條件下煙草甲蟲短期內(nèi)會顯著變得更活躍、更敏感，可作為煙草甲蟲驅(qū)蟲的氧氣含量指標(biāo)；當(dāng)氧氣濃度低于處于4%以下時，隨著氧氣濃度減少，煙草甲蟲的活動性受到抑制逐漸增大、活動性降低；當(dāng)氧氣濃度處于5%及以上時，隨著氧氣含量的增加，對煙草甲蟲的活動性會影響越小。黑暗、性激素和流動性外部環(huán)境會對煙草甲蟲有一定的引誘效果，增加其活動性。因此，針對卷煙生產(chǎn)車間閑置機(jī)臺、閑置物流箱等結(jié)構(gòu)性染蟲設(shè)備，當(dāng)常規(guī)充氮?dú)猓ㄑ鯕夂?%、殺蟲時間40天以上[5]）殺蟲方式無法短期內(nèi)解決上述問題時，可采用氧氣含量為4%的充氮?dú)?黑暗環(huán)境、性激素和流動性的外部環(huán)境的方式進(jìn)行應(yīng)急性驅(qū)蟲。

當(dāng)前的車間防蟲模式中，利用人工查找、清理、性誘捕器誘捕和化學(xué)藥劑防治雖然也可以在一定程度上控制車間總體的蟲口數(shù)量，但由于各車間作業(yè)人員的操作習(xí)慣和技術(shù)水平的差距，常常導(dǎo)致不同的作業(yè)人員對蟲源治理的效果大相徑庭。且在人工和化學(xué)藥劑防治過程中，位置較隱秘的點(diǎn)位（例如閑置機(jī)臺內(nèi)部、車間高空管線、動力系統(tǒng)管道等）的防治效果不徹底，容易導(dǎo)致蟲情反復(fù)和交叉感染。對不同氧氣濃度和環(huán)境對煙草甲蟲進(jìn)行研究可以得出，煙草甲對不同低氧濃度、不同自然條件下的活動規(guī)律，為卷煙生產(chǎn)車間應(yīng)急性驅(qū)蟲作業(yè)提供了理論依據(jù)和技術(shù)應(yīng)用案例，解決了現(xiàn)有的生產(chǎn)車間閑置機(jī)臺、閑置物流箱及管道內(nèi)部無法有效防控害蟲的技術(shù)瓶頸和問題，進(jìn)一步擴(kuò)大車間防蟲的防治范圍，提升車間防蟲的治理效果。

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通信作者：李永汪（1989-），男，河南項(xiàng)城人，本科，助理農(nóng)藝師，主要從事卷煙生產(chǎn)車間害蟲防治技術(shù)研究工作。

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