摘要
在保障貨物安全出入境、維護國家及地區(qū)生物安全的過程中,植物檢疫除害處理發(fā)揮了重要作用。實蠅是一種重要的檢疫性害蟲,隨新鮮水果及蔬菜傳播擴散的風險極高,對眾多國家或地區(qū)農(nóng)作物生產(chǎn)造成重大危害,因此亟須發(fā)展并應(yīng)用實蠅的檢疫除害處理技術(shù)。目前針對實蠅類害蟲檢疫處理技術(shù)主要包括化學熏蒸及物理控溫、輻照和氣調(diào)技術(shù),并不斷向高效、簡便和快速的復(fù)合處理技術(shù)方向發(fā)展。本文對現(xiàn)行實蠅檢疫處理技術(shù)中化學除害方法與物理除害方法進行系統(tǒng)的歸納總結(jié),并作出展望,以期促進實蠅檢疫除害處理技術(shù)的進一步完善與發(fā)展。
關(guān)鍵詞
實蠅;" 植物檢疫;" 檢疫處理技術(shù);" 生物安全
中圖分類號:
S 41-30
文獻標識碼:" A
DOI:" 10.16688/j.zwbh.2024006
收稿日期:" 20240103""" 修訂日期:" 20240329
基金項目:
國家重點研發(fā)計劃(2021YFF0601901);海南省自然科學基金(323MS065)
致" 謝:" 參加本試驗部分工作的還有江代禮、譚翰杰、張能和紀燁斌等同學,特此一并致謝。
* 通信作者
E-mail:
guoshaokun@cau.edu.cn
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為并列第一作者
Research and application progress on quarantine treatment technologies for Tephritidae pests
LIU Zheng1," JIANG Fan2," GUO Shaokun1*
(1. Key Laboratory of Surveillance and Management for Plant Quarantine Pests, Ministry of Agriculture and
Rural Affairs, College of Plant Protection, China Agricultural University, Beijing" 100193, China;
2. Chinese Academy of Inspection and Quarantine Sciences, Beijing" 100176, China)
Abstract
Phytosanitary pest control treatments play a crucial role in ensuring the safe import and export of goods and maintaining national and regional biosafety. Tephritidae fruit flies, as significant quarantine pests, pose a high risk of spreading with fresh fruits and vegetables, representing a substantial threat to crop production in numerous countries and regions. Therefore, the development and application of quarantine and pest control treatments for Tephritidae fruit flies are urgently needed. Current quarantine treatments for Tephritidae pests primarily include chemical fumigation, physical temperature control, irradiation, and modified atmosphere techniques. These methods are continuously evolving towards more efficient, simple, and rapid combined treatment technologies. This article systematically reviews and summarizes the chemical and physical pest control methods in the current quarantine treatments for Tephritidae fruit flies and provides a perspective for the future, aiming to promote the further improvement and development of quarantine and pest control treatments for Tephritidae pests.
Key words
Tephritidae fruit fly;" plant quarantine;" quarantine treatment technology;" biosafety
實蠅隸屬雙翅目Diptera實蠅科Tephritidae, 世界已知約500屬4 500余種[1]。部分實蠅是為害水果和蔬菜的重要有害生物, 這類害蟲在果蔬的國際貿(mào)易中受到普遍關(guān)注, 多被列為檢疫性有害生物而置于相關(guān)的法規(guī)中[2], 其對各類農(nóng)林產(chǎn)品的危害嚴重影響著我國與其他國家的進出口貿(mào)易安全, 針對實蠅科害蟲的植物檢疫作為海關(guān)進出口貨物的一項重要且有效處理手段被越來越多的國家重視。國際植物檢疫措施標準(international standards for phytosanitary measures, ISPM)把植物檢疫定義為官方采取的一切防止檢疫性有害生物傳入或擴散的措施,或?qū)ζ溥M行防治的一切活動[3]。
在我國現(xiàn)行的植物檢疫性有害生物名錄中, 包括進境檢疫性實蠅、全國農(nóng)業(yè)檢疫性實蠅及林業(yè)檢疫性實蠅。其中, 進境檢疫性實蠅計10個種(屬), 即按實蠅屬Anastrepha Schiner、果實蠅屬Bactrocera Macquart、小條實蠅屬Ceratitis Macleay、寡鬃實蠅Dacus spp.(非中國種)、繞實蠅Rhagoletis spp.(非中國種)、歐非棗實蠅Carpomya incompleta (Becker)、棗實蠅Carpomya vesuviana Costa、橘實錘腹實蠅Monacrostichus citricola Bezzi、甜瓜迷實蠅Carpomya pardalina (Bigot)及番木瓜長尾實蠅Anastrepha curvicauda (Gerstaecker)。全國農(nóng)業(yè)檢疫性實蠅及林業(yè)檢疫性實蠅各有1個種, 分別為蜜柑大實蠅Bactrocera tsuneonis (Miyake)和棗實蠅[4]。
目前, 針對實蠅的檢疫處理技術(shù)主要分為化學方法和物理方法。在國際標準方面, 諸如國際植物保護公約(international plant protection convention, IPPC)等機構(gòu)已經(jīng)制定了關(guān)于實蠅檢疫的綜合指南[5], 旨在全球范圍內(nèi)統(tǒng)一和優(yōu)化這一流程。這些指南涵蓋了從預(yù)防到治理的各個方面, 提供了針對實蠅檢疫的科學依據(jù)和實踐方法。中國在此基礎(chǔ)上, 結(jié)合本國的農(nóng)業(yè)特點和生態(tài)環(huán)境, 制定了相應(yīng)的國家標準和規(guī)范。這些標準不僅遵循國際準則, 而且還針對本土環(huán)境進行了適應(yīng)性調(diào)整, 以確保在國際貿(mào)易中有效防控實蠅的傳播, 從而維護了國內(nèi)外的生態(tài)安全和農(nóng)業(yè)健康。這一領(lǐng)域的研究和實踐, 為全球農(nóng)業(yè)檢疫提供了寶貴的經(jīng)驗和科學依據(jù)。
1" 化學除害方法的研究及應(yīng)用
針對實蠅類害蟲化學處理方法的研究主要聚焦于根據(jù)實蠅種類、熏蒸藥劑、劑量、熏蒸時間和對象蟲態(tài)選擇最佳配比以達到高效滅殺并盡可能減少貨物受損的效果,其核心是在密閉空間(如熏蒸室、帳幕、船艙、倉庫或集裝箱)內(nèi),通過釋放熏蒸氣體,使其與被熏蒸的物品接觸并有效地消滅或控制實蠅類害蟲[6]。實蠅的化學熏蒸通常采用特定的化學物質(zhì),例如溴甲烷(methyl bromide, MB)或磷化氫(PH3)等,通過干擾實蠅類害蟲的生理過程實現(xiàn)殺滅效果。
化學熏蒸法滅除實蠅在水果中較為常用。室溫條件下[22~26℃,相對濕度(60±10)%],溴甲烷熏蒸2.5 h對番石榴實蠅Bactrocera correcta (Bezzi)的卵和幼蟲的滅除效果較好,使卵、1齡和3齡幼蟲全部致死的劑量分別為25、31 g/m3和42 g/m3。因此,在室溫條件下,溴甲烷2.5 h檢疫處理的推薦劑量為42 g/m3[7]。在95%置信區(qū)間內(nèi),殺滅99.996 8%柑橘大實蠅Bactrocera minax (Enderlein)3齡幼蟲需要50 g/m3左右的溴甲烷熏蒸2.5 h[8]。在29℃條件下用35 g/m3的溴甲烷處理芒果3 h或30 g/m3處理3.5 h對果內(nèi)橘小實蠅Bactrocera dorsalis (Hendel)幼蟲均能達到100%致死率,對芒果品質(zhì)無影響[9]。中國南豐蜜橘也是橘小實蠅的主要寄主,在20℃時,溴甲烷和磷化氫聯(lián)用對橘小實蠅具有明顯的協(xié)同效應(yīng),較高濃度的磷化氫能增加溴甲烷的毒性,二者結(jié)合使用時,磷化氫的最佳濃度為1.42~2.84 g/m3。30 g/m3溴甲烷與2.13 g/m3磷化氫結(jié)合使用熏蒸2.5 h可達到單獨使用50 g/m3溴甲烷時相似的致死率[10]。
美國農(nóng)業(yè)部的《檢疫處理手冊》出臺了通過處理忍冬屬Lonicera和其他屬植物的種子防除歐洲櫻桃實蠅Rhagoletis cerasi (Linnaeus)蛹的標準, 在正常大氣壓下, 在21.1℃或高于21.1℃條件下, 64 g/m3 劑量的溴甲烷熏蒸8 h即可完成對種子的檢疫處理[11]。
我國也已經(jīng)出臺一系列的技術(shù)標準和規(guī)范, 如SN/T 2590-2010, 涵蓋實蠅發(fā)育階段、處理劑量和處理時間的規(guī)定, 環(huán)境條件的控制, 以及對農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)影響的評估, 為實蠅檢疫處理提供了重要的指導。遵循相關(guān)技術(shù)標準對于確保處理的有效性和安全性具有決定性作用。根據(jù)行業(yè)標準, 在溫度21~27℃, 使用40 g/m3的溴甲烷處理2 h, 即可完成對葡萄、橙的果實上按實蠅屬的檢疫處理[12](表1)。
實蠅檢疫處理技術(shù)的相關(guān)研究表明, 應(yīng)根據(jù)害蟲不同發(fā)育階段調(diào)整熏蒸劑量和時間, 目的在于有效控制害蟲的同時, 最大程度減少對農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的影響。此外, 試驗條件中的溫度和濕度對熏蒸效果有顯著影響, 說明環(huán)境因素在熏蒸過程中的重要性。值得關(guān)注的是, 不同化學品之間存在協(xié)同作用, 有助于提升熏蒸效果并降低所需化學品總量[10]。盡管如此, 化學熏蒸對農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的潛在影響, 尤其在長期儲存和運輸中的作用, 仍是一個不容忽視的考量因素。
在1992年《蒙特利爾議定書》簽署之后, 隨著溴甲烷等化學熏蒸劑被認定為破壞臭氧層的物質(zhì)后, 國際社會開始限制這類化學品的使用。目前, 溴甲烷在檢疫處理方面的使用是豁免的, 但國際社會對溴甲烷的關(guān)注度越來越高[13], 迫使檢疫處理領(lǐng)域?qū)で蟾鼮榄h(huán)保的解決方案。研究者們開始探索物理除害方法, 例如控溫處理、輻照處理和氣調(diào)處理等, 這些技術(shù)因其對環(huán)境的影響較低而受到重視。這一轉(zhuǎn)變不僅是對環(huán)保挑戰(zhàn)的直接回應(yīng), 也體現(xiàn)了檢疫處理技術(shù)適應(yīng)國際規(guī)范和環(huán)境保護要求的趨勢。
2" 物理除害方法的研究及應(yīng)用
2.1" 熱處理
熱處理是依據(jù)物理原理如熱傳導和對流實現(xiàn)對貨物的有效加熱的一種方法[14], 對殺滅水果中的實蠅類害蟲有明顯效果[15], 可以在保持貨物品質(zhì)的同時提高檢疫處理的效率, 依據(jù)不同的加熱方式, 熱處理技術(shù)主要包括熱水浸泡(hot water)、蒸熱處理(vapor heat treatment, VHT)、強制熱空氣處理等。
為了評估熱處理技術(shù)在滅除果實蠅方面的有效性, 研究者對多種水果的果實進行了系統(tǒng)的試驗。在46.1℃用熱水處理‘菲律賓湯姆森’芒果(400~600 g), 72.63 min后橘小實蠅3齡幼蟲全部死亡, 對品質(zhì)無顯著損害[16]。將‘阿圖爾?!⒐?6.1~47℃的熱水下浸泡95 min可完全滅殺地中海實蠅Ceratitis capitata (Wiedemann)最耐受蟲態(tài)3齡幼蟲[17]。木瓜在其果心溫度升至46℃時浸泡10 min, 可完全殺死木瓜實蠅Bactrocera papayae Drew amp; Hancock的最耐受蟲態(tài)1齡幼蟲, 木瓜品質(zhì)不受損害[18]。在蒸熱處理中, 果實中心溫度升至47℃保持10 min, 可將芒果中的橘小實蠅1齡幼蟲完全殺死[19]。用45℃蒸汽熱處理30 min, 黃瓜果實蠅Bactrocera cucumis (French) 22 h卵被完全殺死[20]。當木瓜果實中心溫度以0.092 5℃/min的升溫速率在3 h內(nèi)從室溫升高至47.2℃時, 橘小實蠅與瓜實蠅最耐受3齡幼蟲被完全殺死[21](表2)。
國際上ISPM 28號文件《限定性有害生物的檢疫處理》對實蠅熱處理的相關(guān)技術(shù)標準做出了一系列規(guī)定, 如28號文件中的附件30提供了芒果中地中海實蠅的蒸熱處理方法, 包括具體的濕度與溫度的控制, 以及如何依據(jù)情況采取不同的處理時間[22]。附件31中提供的芒果中的昆士蘭實蠅Bactrocera tryoni (Froggatt)蒸熱處理方法中, 采取了與地中海實蠅相近的處理方法, 但由于種間差異, 其蒸熱處理溫度會更高一些[23](表2)。
我國針對檢疫性實蠅的熱處理技術(shù)也制定了相關(guān)行業(yè)標準, 如SN/T 2590-2010、NY/T 1480-2007等。對按實蠅為害的芒果和柑橘類果實, 通用的蒸熱處理方法包括將果肉中心溫度提升至43.3℃并保持一段時間。具體有兩種方案: 一是在8 h內(nèi)達到43.3℃, 然后保持至少6 h;二是在6 h內(nèi)達到該溫度并保持至少4 h。對于芒果, 還可以采用熱水處理, 根據(jù)果實質(zhì)量調(diào)整處理時間, 以確保有效消滅害蟲[12]。不同熱處理方法均能夠達到相同的處理效果, 比如對受橘小實蠅為害的芒果, 熱處理方法包括: 1)在46℃熱水中浸泡60 min;2)先在42℃水中浸30 min后再在49℃水中浸泡30 min;3)在40℃水中預(yù)熱10 min后在46℃浸泡10 min;4)蒸熱至43℃后提升至47℃保持10~20 min[24](表2)。
熱處理技術(shù)作為一種環(huán)保、高效的植物檢疫方法, 近年來逐漸成為國際上重要的果蔬害蟲控制手段[4]。與傳統(tǒng)的化學熏蒸方法相比, 熱處理避免了化學殘留和對環(huán)境的潛在危害, 同時對果實的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和營養(yǎng)價值影響較小, 保持了果蔬的新鮮度和品質(zhì)。
盡管熱處理技術(shù)有諸多優(yōu)勢, 但其應(yīng)用也面臨一些挑戰(zhàn)。例如, 需要精確控制處理溫度和時間, 確保殺蟲效果的同時避免對果蔬造成熱損傷[15]。此外, 還需要根據(jù)不同的果蔬品種和害蟲類型開發(fā)具有針對性的熱處理方案。
2.2" 低溫處理
低溫處理是一種在持續(xù)低溫的特定環(huán)境條件下, 對可能帶有某些檢疫性有害生物的流通貨物或材料進行冷藏或速凍處理, 達到殺滅目標有害生物的技術(shù)手段[25]。適用于能夠適應(yīng)持續(xù)低溫, 并且不易發(fā)生冷害的水果等農(nóng)產(chǎn)品。低溫處理能有效降低或停止害蟲代謝活動, 且對商品損害性小, 國際認可度高, 廣泛應(yīng)用于實蠅檢疫處理, 主要用于蘋果、柑橘類、杏、獼猴桃、櫻桃、葡萄、檸檬等水果的除害處理[15]。
將侵害柑橘的桃實蠅Bactrocera zonata (Saunders)3齡幼蟲放置于1.7℃下保存18 d后, 取出放置24 h檢查, 發(fā)現(xiàn)36 820頭桃實蠅全部死亡[26]。1.5℃下處理枇杷果實12 d, 可完全殺死其中的橘小實蠅最耐受蟲態(tài)(2~3齡幼蟲), 并且低溫處理對枇杷果實無損傷[27]。在14個不同溫度條件下的橘小實蠅卵孵化的試驗表明, 橘小實蠅卵的致死溫度為10℃[28];將橘小實蠅3齡幼蟲接入沙田柚果實中, 置于(1.7±0.06)℃下至果心溫度達到2℃, 然后貯藏處理14 d, 117 525頭幼蟲被完全殺死[29];番石榴中心溫度連續(xù)12 d保持0.5~1℃, 橘小實蠅的最耐受3齡幼蟲完全致死, 對果實品質(zhì)無明顯損害[30]。地中海實蠅分別在1℃下處理16 d, 2℃下18 d, 3℃下20 d, 2齡幼蟲全部死亡, 而昆士蘭實蠅在1℃下12 d, 2℃和3℃下14 d的1齡幼蟲全部死亡[31](表3)。
ISPM 28號文件對實蠅低溫處理的相關(guān)技術(shù)標準做出了一系列規(guī)定。針對歐亞葡萄中地中海實蠅的低溫處理包括3套處理方案: 一是在1℃或更低溫度下連續(xù)處理16 d, 二是在2℃或更低溫度下連續(xù)處理18 d, 三是在3℃或更低溫度下連續(xù)處理20 d[32];針對鮮食葡萄攜帶昆士蘭實蠅的低溫處理, 在1℃或更低溫度下連續(xù)處理12 d或在3℃或更低溫度下連續(xù)處理14 d, 能夠達到有效處理[33](表3)。
國內(nèi)同樣也制定了相應(yīng)行業(yè)標準, 規(guī)定了不同水果中對實蠅的低溫處理時間和溫度。這些標準明確了各類水果在特定低溫下的儲藏時間和溫度要求[24], 如荔枝(2℃ 14 d)、龍眼(1.0℃ 13 d或1.38℃ 18 d)、沙田柚(1.0~2.0℃ 14 d)和橙子(2.0℃ 14 d), 同時也規(guī)定了針對墨西哥按實蠅和其他按實蠅屬實蠅在不同溫度下的處理時長, 以達到有效的害蟲控制效果[12](表3)。
低溫處理技術(shù)因其環(huán)保性、無毒性等顯著優(yōu)勢, 在植物檢疫處理中得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。這種技術(shù)通過使用低溫條件來抑制或殺死植物產(chǎn)品中的害蟲, 從而有效減少了對化學熏蒸劑的依賴。這不僅減少了對環(huán)境的污染, 還降低了對人體健康的潛在風險。同時, 低溫處理通常不會對貨品本身造成損害, 有助于保持其新鮮度和品質(zhì)。因此低溫處理技術(shù)在確保農(nóng)產(chǎn)品安全、保護生態(tài)環(huán)境以及促進國際貿(mào)易中發(fā)揮著重要作用。但是由于低溫處理所需要的場地與檢疫設(shè)施要求較高, 成本高, 在海關(guān)口岸的檢疫除害處理中受到一定的限制。
2.3" 輻照處理
輻照處理是通過電離輻射來抑制或殺死害蟲的處理方法, 這種方法具有廣泛的適用性, 可以有效處理多種害蟲和植物產(chǎn)品。輻照處理通常不會對食品的營養(yǎng)和口感造成影響, 且無需長時間的保存期。用于檢疫處理的主要是穿透力很強的射線, 常用的有α射線、β射線和γ射線。其中γ射線最為常用, 可用鈷60(60Co)或銫137(137Cs)進行輻照處理, 但鈷60的能量比銫137的大, 半衰期長, 且射線強度幾乎恒定, 安全可靠, 對大包裝容量的食品也能從外部進行輻照, 故生產(chǎn)實際中常使用鈷60[34]。
對為害亞洲水果和蔬菜的南瓜實蠅Zeugodacus tau (Walker)進行輻照處理試驗, 輻照處理3齡老熟幼蟲致使成蟲羽化抑制率達到99.996 8%的劑量為70.9 Gy和71.8 Gy[35]。對石榴果實中桃實蠅進行輻照處理, 150 Gy的輻照劑量可防止成蟲從受侵染的石榴果實中羽化, 但不會對石榴果實的品質(zhì)造成顯著影響[36]。在劑量為250 Gy的γ射線照射下, 橘小實蠅1齡幼蟲全部死亡, 但各處理劑量都無法抑制2齡和3齡幼蟲化蛹[37]。對感染橘小實蠅和木瓜實蠅的番石榴果實進行輻照處理,100~116 Gy處理81 543頭橘小實蠅3齡幼蟲, 沒有成蟲羽化;140~161 Gy處理68 947頭木瓜實蠅3齡幼蟲, 沒有成蟲羽化[38];番石榴中104 274頭番石榴實蠅的3齡老熟幼蟲經(jīng)63.4~97.9 Gy輻照處理, 無成蟲羽化[39];芒果實蠅Bactrocera occipitalis老熟幼蟲經(jīng)70 Gy輻照處理, 無成蟲羽化[40](表4)。
ISPM 28號文件對一些主要檢疫性實蠅制定了輻照處理標準, 在100 Gy最低吸收劑量下對水果和蔬菜進行輻照, 可阻止地中海實蠅成蟲羽化[41], 以116 Gy最低吸收劑量對水果和蔬菜進行輻照, 可阻止橘小實蠅卵和幼蟲發(fā)育至成蟲[42], 以最低70 Gy的吸收劑量對水果和蔬菜進行輻照, 可阻止按實蠅屬成蟲羽化[43], 以最低72 Gy或85 Gy吸收劑量對水果和蔬菜進行輻照, 可阻止南瓜實蠅成蟲羽化[44]。美國農(nóng)業(yè)部規(guī)定了不同實蠅對應(yīng)的輻照最小劑量。墨西哥按實蠅和西印度按實蠅Anastrepha obliqua (Macquart)需70 Gy;暗色實蠅A.serpentina (Wiedemann)需100 Gy;加勒比按實蠅A.suspensa (Loew)需70 Gy;瓜實蠅Bactrocera cucurbitae (Coquillett)需150 Gy;橘小實蠅和扎氏果實蠅Bactrocera jarvisi (Tryon)均需150 Gy;昆士蘭實蠅和地中海實蠅需100 Gy。而對于實蠅科的其他所有未特別列出的實蠅, 推薦劑量為150 Gy[11]。這些指南確保了不同種類實蠅在檢疫過程中能夠接受到有效的輻照處理(表4)。
國內(nèi)依據(jù)輻照技術(shù)的相關(guān)優(yōu)勢特點, 制定了相關(guān)檢疫處理行業(yè)標準, 針對橘小實蠅, 可使用60Co-γ射線0.30~1.90 kGy照射果實, 使果實中的實蠅幼蟲多數(shù)不能化蛹, 或化蛹但不能羽化為成蟲[24]。對蓮霧、木瓜進行檢疫輻照處理表明, 水果中橘小實蠅的3齡幼蟲最耐輻照, 70~150 Gy可有效阻止其發(fā)育為成蟲, 且不會影響水果品質(zhì)[45]。阻止番石榴實蠅幼蟲發(fā)育至成蟲的最低吸收劑量為98 Gy[46], 抑制南瓜實蠅老熟幼蟲發(fā)育為成蟲的最低吸收劑量為85 Gy[47] (表4)。
輻照處理作為植物檢疫的有效手段, 能有效控制實蠅類害蟲, 通過確定70~150 Gy的精確輻照劑量, 可有效阻止實蠅發(fā)育為成蟲。這些成果對制定相關(guān)國際和國內(nèi)標準具有重要意義, 展現(xiàn)了輻照技術(shù)在處理實蠅類害蟲和提升出口競爭力等方面的潛力。但實施這一技術(shù)需要專業(yè)設(shè)施和訓練有素的操作人員, 以確保操作安全和處理效率。同時, 輻照可能對產(chǎn)品品質(zhì)造成影響, 如改變果蔬的外觀和口感。因此, 研究精確控制輻照劑量和優(yōu)化后續(xù)處理技術(shù), 降低害蟲威脅的同時保證產(chǎn)品品質(zhì), 是未來研究的關(guān)鍵方向。
2.4" 氣調(diào)處理
氣調(diào)處理是通過調(diào)節(jié)氣體含量配比, 一般采用低于5%的O2和高于15%的CO2或N2替代處理環(huán)境中的O2, 迫使有害生物尤其是昆蟲體內(nèi)能量代謝受到抑制, 生理功能紊亂而死亡[4850]。在考慮到其他處理方法的限制和挑戰(zhàn)時, 氣調(diào)處理作為一種環(huán)境友好的替代方法在檢疫處理技術(shù)中將發(fā)揮重要作用, 相關(guān)研究和法律法規(guī)正逐步開展并完善, 期待未來能夠?qū)崿F(xiàn)大范圍的推廣使用。
單獨進行氣調(diào)處理無法達到對實蠅科害蟲的最佳防治效果, 相關(guān)的國內(nèi)與國際標準暫未設(shè)置氣調(diào)相關(guān)的除害標準。從2014年開始, IPPC起草了名為“requirements for the use of modified atmosphere treatments as a phytosanitary measure”的國際標準ISPM草案。此舉意在將氣調(diào)處理技術(shù)納入國際檢疫標準之中, 這標志著氣調(diào)處理作為一種檢疫手段將獲得正式的國際認可。
隨著氣調(diào)技術(shù)在我國的逐步發(fā)展, 相關(guān)試驗也隨之進行, 針對實蠅常用的處理方法為氣調(diào)與高溫的復(fù)合處理。在1% O2+15% CO2氣體濃度, 45℃、47℃分別處理120.37 min和63.23 min, 貢柑中番石榴實蠅卵的死亡率達到99.998 6%[51]。針對臍橙中橘小實蠅的氣調(diào)熱處理中,使用1% O2+15% CO2、相對濕度90%, 果心溫度達到42℃維持60 min, 橘小實蠅的卵和各齡幼蟲全部被殺滅[52]。被墨西哥按實蠅侵染的葡萄柚在47℃下分別用純空氣、99 kPa N2+1 kPa O2和先用空氣處理55 min然后再使用99 kPa N2+1 kPa O2處理剩余時間,達到阻止99%墨西哥按實蠅羽化的有效時間分別為157、124 min和141 min[53](表5)。
如今檢疫氣調(diào)處理作為一種有效且可以替代化學熏蒸處理的檢疫處理方式不斷發(fā)展[54]。但同時氣調(diào)處理也對場地提出了較為嚴格的條件, 成本相對較高, 為了克服單一氣調(diào)處理的局限性, 研究人員和實踐者正在探索復(fù)合處理技術(shù), 這種技術(shù)結(jié)合了氣調(diào)處理和其他方法, 如輻照或熱處理, 旨在提高效率、降低成本, 并拓寬適用范圍。這些復(fù)合技術(shù)的發(fā)展, 旨在通過多重作用機制來提高害蟲控制的效果, 同時努力減少對產(chǎn)品質(zhì)量的影響和環(huán)境的負擔。
2.5" 不同檢疫處理技術(shù)的比較
為了深入分析實蠅滅殺檢疫處理技術(shù), 并提供科學合理的評價, 根據(jù)以上的相關(guān)標準和領(lǐng)域內(nèi)的研究進展, 本文比較了實蠅不同檢疫處理方法的優(yōu)缺點, 旨在為學術(shù)研究者和實踐工作者提供技術(shù)效能、環(huán)境影響及成本效益的綜合比較, 以期推動對實蠅除害處理方法的全面理解和合理應(yīng)用(表6)。
3" 復(fù)合處理方法的研究及應(yīng)用
由于單獨采用某種檢疫除害處理無法達到最佳處理效果,如今在日常檢疫過程中為了達到最佳的處理方式,往往會采用兩種或兩種以上檢疫處理技術(shù)結(jié)合使用。所以適當采用復(fù)合處理成了一種最佳的選擇,復(fù)合處理是指綜合使用兩種或兩種以上除害技術(shù),從而在降低成本的前提下,盡可能提高除害效果且不影響貨物品質(zhì)。
為了解決在低溫儲藏條件下荔枝攜帶橘小實蠅的檢疫除害處理問題,采用氣調(diào)和溴甲烷熏蒸聯(lián)合處理的方法探究荔枝低溫氣調(diào)熏蒸處理效果,在10℃的儲藏溫度下,只需1% O2濃度,溴甲烷32 g/m3劑量下,密閉2 h就能使試蟲死亡率達到100%的處理效果[55]。磷化氫熏蒸對輻照也有增效作用,0.862 g/m3磷化氫和60 Gy輻照復(fù)合處理南豐蜜橘后5℃儲存21 d,可實現(xiàn)對南豐蜜柑上的橘小實蠅全部滅殺[56]。在8℃下,使用2.28 mg/L磷化氫熏蒸4 d即可完全殺滅枇杷中攜帶的橘小實蠅3齡幼蟲[57]。在5℃下,使用1.52 mg/L磷化氫熏蒸5 d可完全殺滅臍橙中的橘小實蠅幼蟲且對臍橙無藥害[58]。在蒸熱處理中,將果實中心溫度升至46.5℃保持10 min,然后將果實移至2℃條件下貯藏40 h可將荔枝果實中橘小實蠅卵及幼蟲完全殺死[59](表7)。
復(fù)合處理作為一種新興的檢疫處理技術(shù), 目前尚處探索階段, 不同技術(shù)之間也可能會出現(xiàn)拮抗作用, 國際上, IPPC暫未對此類復(fù)合檢疫處理技術(shù)做出細致的規(guī)定。國內(nèi)制定了有關(guān)的行業(yè)標準, 如SN/T 4983-2017, 針對橘小實蠅采用磷化氫低溫熏蒸處理, 在溫度0~4.9℃下采用2.26 g/m3磷化氫熏蒸6 h或5~9.9℃采用2.28 g/m3熏蒸4 h, 可使致死率達到100%[60](表7)。
當前, 雖然關(guān)于復(fù)合處理技術(shù)的文獻研究和標準化工作相對較少, 但這種技術(shù)已顯示出在實蠅檢疫除害方面的潛力。復(fù)合處理技術(shù), 通過結(jié)合不同的檢疫處理方法有效規(guī)避了單一方法的限制, 提高了整體的處理效果。協(xié)調(diào)性和綜合性的優(yōu)勢使得復(fù)合處理在實際應(yīng)用中更加靈活, 能夠適應(yīng)各種不同的檢疫需求和條件。因此, 預(yù)計未來會有更多的研究集中在開發(fā)和完善復(fù)合處理技術(shù)上, 同時也會出現(xiàn)更多的標準和指導方針, 以確保這些技術(shù)的有效性和安全性。
4" 總結(jié)與展望
本文詳細總結(jié)了實蠅檢疫處理技術(shù)中物理與化學除害方法, 并列出了國內(nèi)外相關(guān)檢疫除害標準, 通過對比分析可以看出, 無論是國內(nèi)還是國際上的實蠅檢疫除害標準, 都減少了對化學熏蒸處理技術(shù)的使用, 并不斷發(fā)展控溫、輻照與氣調(diào)處理技術(shù)。國內(nèi)外的相關(guān)研究與標準多聚焦控溫與輻照處理技術(shù), 同時, 近幾年的研究資料也表明檢疫處理正在向復(fù)合處理技術(shù)方向發(fā)展, 因此當今的檢疫處理技術(shù)不斷向及時、有效、安全及環(huán)境友好型方向發(fā)展。
目前, 對實蠅的防控需要盡快建立實時的全球疫情監(jiān)測網(wǎng)絡(luò), 包括實蠅的動態(tài)發(fā)生、分布及危害情況, 以便于檢疫除害技術(shù)進行點對點的精準防控。同時應(yīng)進一步加強實蠅新型檢疫處理技術(shù)的研發(fā), 大力發(fā)展復(fù)合處理技術(shù), 既要保證檢疫除害效果, 也要保證環(huán)境及產(chǎn)品的安全。最后, 加強對技術(shù)人員的培訓、提高實際操作及國際交流能力, 是檢疫處理技術(shù)實現(xiàn)高效應(yīng)用、打破新型貿(mào)易壁壘至關(guān)重要的一環(huán)。
參考文獻
[1]" WHITE I M, EISON-HARRIS M M. Fruit flies of economic significance: their identification and bionomics [M]. London: CAB International, 1992.
[2]" 梁廣勤, 梁帆, 趙菊鵬, 等. 中國實蠅檢疫研究概況[J]. 環(huán)境昆蟲學報, 2008, 30(4): 361369.
[3]" IPPC, FAO. ISPM 5. Glossary of phytosanitary terms [S/OL]. (20230719)[20240103]. https:∥www.ippc.int/en/core-activities/standards-setting/ispms/.
[4]" 李志紅, 姜帆, 馬興莉, 等. 實蠅科害蟲入侵防控技術(shù)研究進展[J]. 植物檢疫, 2013, 27(2): 110.
[5]" IPPC, FAO. ISPM 28. Phytosanitary treatments for regulated pests [S/OL]. (20210713)[20240103]. https:∥www.ippc.int/en/core-activities/standards-setting/ispms/.
[6]" 張元忠, 齊秀麗, 呂乙婷, 等. 熏蒸技術(shù)研究現(xiàn)狀[C]∥中國化學會. 化學發(fā)展與公共安全——第三屆全國“公共安全領(lǐng)域中的化學問題”學術(shù)研討會. 北京: 中國人民公安大學出版社, 2011: 4.
[7]" 楊文壽. 番石榴實蠅的溴甲烷檢疫處理技術(shù)研究[D]. 荊州: 長江大學, 2013.
[8]" 曹悅, 張琴, 李柏樹, 等. 丑橘攜帶柑橘大實蠅溴甲烷檢疫熏蒸技術(shù)研究[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學, 2022, 50(4): 181185.
[9]" 蔣小龍, 任麗卿, 肖樞, 等. 桔小實蠅檢疫處理技術(shù)研究[J]. 西南農(nóng)業(yè)大學學報, 2002, 24(4): 303306.
[10]LI Li, ZHANG Guangping, LI Baishu, et al. Postharvest treatment of mandarin fruit using a combination of methyl bromide and phosphine against Bactrocera dorsalis (Diptera: Tephritidae) [J]. Pest Management Science, 2020, 76(5): 19381943.
[11]U.S. Department of Agriculture, Animal and Plant Health Inspection Service. Domestic program and emergency response manuals. Treatment manual [S/OL]. [20240103]. https:∥www.aphis.usda.gov/aphis/ourfocus/planthealth/complete-list-of-electronic-manuals/ct_online_manuals.
[12]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局. 按實蠅屬除害處理技術(shù)指標: SN/T 2590-2010 [S]. 北京: 中國標準出版社, 2010.
[13]張瑞峰, 程瑜, 王巧麗, 等. 溴甲烷在檢疫處理用途的全球趨勢及我國應(yīng)對措施[J]. 植物檢疫, 2015, 29(5): 15.
[14]LURIE S. Postharvest heat treatments [J]. Postharvest Biology and Technology, 1998, 14(3): 257269.
[15]方焱, 馬晨, 魏亞東, 等. 低溫處理在植物檢疫中的研究進展[J]. 中國植保導刊, 2022, 42(5): 7478.
[16]MWANDO N L, NDLELA S, MEYHFER R, et al. Hot water treatment for post-harvest disinfestation of Bactrocera dorsalis (Diptera: Tephritidae) and its effect on cv. Tommy Atkins mango [J/OL]. Insects, 2021, 12(12): 1070. DOI: 10.3390/insects12121070.
[17]HERNNDEZ E, RIVERA P, BRAVO B, et al. Hot-water phytosanitary treatment against Ceratitis capitata (Diptera: Tephritidae) in ‘Ataulfo’ mangoes [J]. Journal of Economic Entomology, 2012, 105(6): 19401953.
[18]梁帆, 梁廣勤, 吳佳教, 等. 應(yīng)用熱水處理技術(shù)對進境木瓜作殺蟲處理[J]. 植物檢疫, 2006, 20(3): 139140.
[19]梁廣勤, 梁帆, 吳佳教, 等. 擬輸日本芒果蒸熱殺蟲處理試驗研究[J]. 江西農(nóng)業(yè)大學學報, 1999, 21(4): 533535.
[20]CORCORAN R J, HEATHER N W, HEARD T A. Vapor heat treatment for zucchini infested with Bactrocera cucumis (Diptera: Tephritidae) [J]. Journal of Economic Entomology, 1993, 86(1): 6669.
[21]HSU Y L, CHEN S C, LIN K W, et al. Quarantine vapor heat treatment of papaya fruit for Bactrocera dorsalis and Bactrocera cucurbitae (Diptera: Tephritidae) [J]. Journal of Economic Entomology, 2018, 111(5): 21012109.
[22]IPPC, FAO. ISPM 28 Annex 30. Vapour heat treatment for Ceratitis capitata on Mangifera indica [S/OL](20181222)[20240103]. https:∥www.ippc.int/en/core-activities/standards-setting/ispms/.
[23]IPPC, FAO. ISPM 28 Annex 31. Vapour heat treatment for Bactrocera tryoni on Mangifera indica [S/OL]. (20200617)[20240103]. https:∥www.ippc.int/en/core-activities/standards-setting/ispms/.
[24]中華人民共和國農(nóng)業(yè)部. 熱帶水果橘小實蠅防治技術(shù)規(guī)范: NY/T 1480-2007 [S]. 北京: 中國農(nóng)業(yè)出版社, 2007.
[25]王躍進. 中國植物檢疫處理手冊[M]. 北京: 科學出版社, 2014: 713.
[26]HALLMAN G J, MYERS S W, TARET G, et al. Phytosanitary cold treatment for oranges infested with Bactrocera zonata (Diptera: Tephritidae) [J]. Journal of Economic Entomology, 2013, 106(6): 23362340.
[27]詹開瑞, 葉劍雄, 陳艷, 等. 低溫處理對枇杷中橘小實蠅的殺滅效果[J]. 生物安全學報, 2013, 22(2): 132135.
[28]汪濤. 桔小實蠅和瓜實蠅發(fā)育生物學及致死低溫研究[D]. 南昌: 江西農(nóng)業(yè)大學, 2011.
[29]梁廣勤, 梁帆, 吳佳教. 沙田柚低溫殺蟲處理試驗研究[J]. 江西農(nóng)業(yè)大學學報(自然科學), 2002, 24(2): 223226.
[30]LIN K W, LIN H L, SHIESH C C, et al. Cold treatment for guava fruits infested with oriental fruit fly, Bactrocera dorsalis (Diptera: Tephritidae) [J]. Applied Entomology and Zoology, 2020, 55(1): 3744.
[31]DE LIMA C P F, JESSUP A J, MANSFIELD E R, et al. Cold treatment of table grapes infested with Mediterranean fruit fly Ceratitis capitata (Wiedemann) and Queensland fruit fly Bactrocera tryoni (Froggatt) Diptera: Tephritidae [J]. New Zealand Journal of Crop and Horticultural Science, 2011, 39(2): 95105.
[32]IPPC, FAO. ISPM 28 Annex 36. Cold treatment for Ceratitis capitata on Vitis vinifera [S/OL]. (20220524)[20240103]. https:∥www.ippc.int/en/core-activities/standards-setting/ispms/.
[33]IPPC, FAO. ISPM 28 Annex 37. Cold treatment for Bactrocera tryoni on Vitis vinifera [S/OL]. (20220524)[20240103]. https:∥www.ippc.int/en/core-activities/standards-setting/ispms/.
[34]詹國輝, 樊新華, 孫威, 等. 輻照處理在檢疫除害中的應(yīng)用[J]. 四川林業(yè)科技, 2002(4): 3741.
[35]ZHAN Guoping, REN Lili, SHAO Ying, et al. Gamma irradiation as a phytosanitary treatment of Bactrocera tau (Diptera: Tephritidae) in pumpkin fruits [J]. Journal of Economic Entomology, 2015, 108(1): 8894.
[36]GABARTY A, HAMMAD A, NEGM A, et al. Irradiation as a phytosanitary treatment for controlling, Bactrocera zonata (Saunders) and its impact on different quality attributes of pomegranate fruits [J]. International Journal of Tropical Insect Science, 2020, 40(1): 189197.
[37]YUSOF S, ZAINURI A, YAAKOP S. Abnormality and mortality of irradiated immature stages of the oriental fruit fly, Bactrocera dorsalis (Hendel) (Diptera: Tephritidae) by gamma irradiation [C]∥Postgraduate Colloquium of the Faculty-of-Science-and-Technology of the Universiti-Kebangsaan-Malaysia (UKM FST)-AIP Conference Proceedings. Maryland: AIP Publishing, 2019: 2111.
[38]趙菊鵬, 胡學難, 梁帆, 等. 桔小實蠅、木瓜實蠅輻照檢疫除害處理試驗研究[J]. 植物檢疫, 2010, 24(6): 69.
[39]詹國平, 馬晨, 劉海軍, 等. 番石榴實蠅卵和幼蟲的檢疫輻照處理研究[J]. 植物檢疫, 2019, 33(3): 3338.
[40]焦懿, 陳枝楠, 陳志粦. γ-射線對芒果實蠅的輻照處理[J]. 植物檢疫, 2011, 25(5): 2124.
[41]IPPC, FAO. ISPM 28 Annex 14. Irradiation treatment for Ceratitis capitata [S/OL]. (20210630)[20240103]. https:∥www.ippc.int/en/core-activities/standards-setting/ispms/.
[42]IPPC, FAO. ISPM 28 Annex 33. Irradiation treatment for Bactrocera dorsalis [S/OL]. (20220524)[20240103]. https:∥www.ippc.int/en/core-activities/standards-setting/ispms/.
[43]IPPC, FAO. ISPM 28 Annex 39. Irradiation treatment for the genus Anastrepha [S/OL]. (20220524)[20240103]. https:∥www.ippc.int/en/core-activities/standards-setting/ispms/.
[44]IPPC, FAO. ISPM 28 Annex 42. Irradiation treatment for Zeugodacus tau [S/OL]. (20230403)[20240103]. https:∥www.ippc.int/en/core-activities/standards-setting/ispms/.
[45]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局. 蓮霧、木瓜中桔小實蠅檢疫輻照處理技術(shù)要求: SN/T 4071-2014 [S]. 北京: 中國標準出版社, 2014.
[46]中華人民共和國海關(guān)總署. 番石榴實蠅檢疫輻照處理的最低吸收劑量: SN/T 5397-2022 [S]. 北京: 中國海關(guān)出版社, 2022.
[47]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局. 桃小食心蟲、南亞果實蠅、杰克貝爾氏粉蚧檢疫輻照處理的最低吸收劑量: SN/T 4980-2017 [S]. 北京: 中國海關(guān)出版社, 2017.
[48]WEYEL W, WEGENER G. Adenine nucleotide metabolism during anoxia and postanoxic recovery in insects [J]. Experientia, 1996, 52(5): 474480.
[49]MITCHAM E, MARTIN T, ZHOU S. The mode of action of insecticidal controlled atmospheres [J]. Bulletin of Entomological Research, 2006, 96(3): 213222.
[50]程偉霞, 丁偉, 趙志模. 氣調(diào)(CA)對儲藏物害蟲的作用機制[J]. 應(yīng)用昆蟲學報, 2001, 38(5): 330333.
[51]薛霖. 番石榴實蠅控溫氣調(diào)復(fù)合處理技術(shù)初步研究[D]. 太原: 山西農(nóng)業(yè)大學, 2022.
[52]周小妹. 我國主要出口水果兩種重要檢疫性害蟲的氣調(diào)熱處理初步研究[D]. 泰安: 山東農(nóng)業(yè)大學, 2017.
[53]HALLMAN G J. Efficacy of delayed atmospheric modification in a heat/modified atmosphere phytosanitary treatment [J]. Journal of Economic Entomology, 2010, 103(1): 3439.
[54]任荔荔, 彭彩云, 劉波, 等. 氣調(diào)處理技術(shù)在植物檢疫中應(yīng)用的研究進展[J]. 植物檢疫, 2019, 33(5): 15.
[55]榮曉東, 李海林, 李春苑, 等. 荔枝攜帶桔小實蠅低溫氣調(diào)熏蒸技術(shù)研究[J]. 植物檢疫, 2016, 30(4): 1416.
[56]李柏樹, 趙卿穎, 李麗, 等. 磷化氫和輻照復(fù)合處理對桔小實蠅的控制技術(shù)研究[J]. 植物檢疫, 2023, 37(3): 2125.
[57]王迪. 枇杷攜帶桔小實蠅磷化氫低溫熏蒸技術(shù)研究[D]. 福州: 福建農(nóng)林大學, 2014.
[58]劉濤, 張凡華, 李麗, 等. 臍橙攜帶桔小實蠅低溫磷化氫檢疫熏蒸技術(shù)研究[J]. 植物檢疫, 2012, 26(6): 14.
[59]梁廣勤, 梁帆, 姚文國. 荔枝蒸熱和冷藏綜合殺蟲檢疫處理試驗[J]. 廣西植保, 1996(1): 39.
[60]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局. 桔小實蠅磷化氫低溫檢疫熏蒸處理技術(shù)要: SN/T 4983-2017 [S]. 北京: 中國海關(guān)出版社, 2017.
(責任編輯:楊明麗)