儲糧害蟲谷蠹的不同檢測方法比較研究

徐水紅　邵小龍

[摘要]因儲糧害蟲的存在導致糧食損失非常嚴重，在早期檢出害蟲是提高儲糧品質的重要保障，因此尋找一種最有效的方法檢測儲糧害蟲顯得尤為重要。文章利用酸性品紅染色剖粒法以及高清X光機成像測定法對小麥內部害蟲谷蠹進行檢測。試驗結果表明：酸性品紅染色剖粒法由于染色過程的操作失誤以及蟲卵的肉眼不可見等因素導致實驗結果不夠準確，檢測效率低；高清X光機成像測定法能夠實現對小麥內部谷蠹的無損檢測，檢測過程非常直觀，準確度較高，通過拍攝的高清圖像可以準確判斷小麥內部谷蠹的不同生長發育階段。文章通過比較這兩種檢測方法，以期達到糧食隱蔽性害蟲發生早期就能被檢測到的目的。

[關鍵詞]谷蠹；酸性品紅染色剖粒法；高清X光機成像

中圖分類號：S511 文獻標識碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20180222

儲糧害蟲的存在是一個世界性的問題，據相關資料顯示，每年因為儲糧害蟲導致的糧食損失高達5%。由于倉儲害蟲之間的交叉傳播與感染，害蟲的蟲類逐步增多，導致檢測難度逐步升級，害蟲的出現直接或間接造成糧食的損失。儲糧害蟲檢測是害蟲綜合治理的前提，因此做好儲糧害蟲尤其是隱蔽性害蟲的檢測工作顯得尤為重要。

在全世界儲糧害蟲中，谷蠹是最具破壞性的害蟲之一，它危害糧食所造成的損失為其體重的5～6倍。在適宜的生長條件下，谷蠹可將其卵產于糧粒表面，長成幼蟲鉆入糧粒內部，直至羽化為成蟲后鉆出，其幼蟲在蛀食過程中，在糧粒間產生大量白色粉末，甚至將糧粒蛀成空殼，產生大量的粉末降低了糧堆的透氣性和空隙度，引起糧食發熱、霉變、結塊，以及熏蒸擴散受阻，殺蟲效果下降，使得糧食喪失種植作用和食用價值。傳統的用于檢測儲糧害蟲的方法包括扦樣過篩法、探管誘集法、染色法、電導率法、聲測法、機器視覺技術檢測法、近紅外法、軟X射線檢測法、固相微萃取法等。

本文利用酸性品紅染色剖粒法以及高清X光機法檢測小麥內部隱蔽性害蟲谷蠹。通過比較兩種檢測方法的結果，旨在為隱蔽性害蟲的早期檢出提供更優的檢測方法。

1材料與方法

1.1試驗材料

試驗樣品小麥來自于南京市石埠橋糧食儲備庫，試驗開始前首先對小麥樣品進行調水分處理，將水分含量調至13%左右，在4℃的冰箱中冷藏靜置。試驗樣蟲谷蠹來源于糧食儲運國家工程實驗室（南京）培養的多代種群，置于溫度29℃、相對濕度65%條件下生長繁殖。

1.2試驗設備

1001-1型電熱鼓風干燥箱：上海蘇進儀器設備廠；GNP-9160型隔水式恒溫培養箱：上海三發科學儀器有限公司；JE1001型電子天平（精度為0.01g）：上海蒲春計量儀器有限公司；TP-114型分析天平：北京丹佛儀器有限公司；萬能粉碎機：上海汗諾儀器有限公司；ZXFLASEE U微焦點X光檢測儀：丹東市科邁特射線有限公司；ZSA0850體式顯微鏡：重慶光電儀器有限公司。

1.3試驗方法

1.3.1酸性品紅染色剖粒法

分別將5、10、20、30和40頭的谷蠹成蟲放入約裝有20 g小麥的5個錐形瓶中，置于溫度為29℃±1℃、相對濕度為65%±2%的恒溫恒濕箱中培養。產卵2日后移出所有成蟲，并根據谷蠹的生長參數每隔5 d用0.5 g/L酸性品紅試劑進行檢測，將被染色的小麥放在體式顯微鏡下觀察，記錄所有有卵斑的小麥并對其進行解剖，以觀察糧粒內部谷蠹生的生長狀態。

1.3.2高清X光機成像測定

挑選300頭谷蠹接入100g小麥樣品中，在29℃±1℃、相對濕度為65%±2%的恒溫恒濕箱中培養。2日后移出所有成蟲，挑選84顆受感染小麥樣品，將其有序置于自制裝樣多孔板（見圖1）上，然后放在X光機照射臺（見圖2）上，每兩天進行一次拍照采集，直至成蟲羽化而出。X射線的參數設定如下：電壓30kV、電流100μA、窗寬3275、窗位5578、亮度0、對比度2、伽瑪0.84。

1.4數據分析

用ImageJ軟件測量谷蠹在小麥體內不同生長天數的長度，EXCEL（2010）軟件對數據進行分析和繪圖，SAS 9.4軟件進行顯著性差異分析。

2結果與分析

2.1酸性品紅染色剖粒法測定結果與分析

2.1.1體式顯微鏡下受感染小麥與不同蟲態谷蠹的圖片

谷蠹成蟲產卵于糧粒表面或糧屑內，長成幼蟲時鉆入糧粒內部，經酸性品紅溶液染色后，可以看到被谷蠹感染的小麥表面的卵斑（見圖3）。對有卵斑的小麥進行剖粒后得到不同蟲態的谷蠹（見圖4）。

2.1.2根據谷蠹生長天數進行剖粒的結果分析

被谷蠹感染后的小麥經染色剖粒后，結果如表1所示。當谷蠹生長天數處于第5d時，不同蟲口的小麥表面能夠觀察到卵斑的存在，但實際解剖數為零。那是因為谷蠹處于卵期狀態會保持3～16d，谷蠹生長5 d時可能正處于卵期狀態，此時的谷蠹還在糧粒外部。當谷蠹幼蟲鉆入糧粒內部并逐漸發育，體積不斷增大，在解剖過程中也越來越容易觀察到，隨著谷蠹生長天數的增加，小麥表面的卵斑數基本呈上升趨勢。小麥表面的卵斑數不僅與生長天數有關，同時也與蟲口數量相關，蟲口數量越多，卵斑數也越多。在觀察小麥表面的卵斑時，需要分辨非卵斑紅點，小麥可能會被害蟲蛀損或者受到機械損傷，其斑點會呈現不規則形狀。對有卵斑的小麥進行解剖時，應沿著縱向解剖，這樣可以降低對害蟲的損傷率，便于識別蟲態。由于人工操作很容易引起誤差，再者比如放入的谷蠹雄性蟲口較多導致實驗結果不夠準確，還有谷蠹在取食時會大量啃食小麥，造成卵斑數的誤差，諸多原因導致酸性品紅染色剖粒法鑒別準確率較低且對小麥本身具有破壞性。但此檢測方法操作簡單并對需要的試劑和設備要求較低，所以常用于實驗室檢測。

2.2高清X光機成像測定結果分析

2.2.1谷蠹生長階段圖片分析

谷蠹在小麥體內的生長周期經高清X光機檢測成像得到的圖片（見圖5）。從圖中可以看出，在第5d時就能觀察到小麥被蛀蝕的現象，第10d時可以觀察到蟲子的存在，第18d時可以清楚觀察到蟲體的形態。谷蠹在10～24d時處于幼蟲階段，28d時處于蛹期，32d時變成成蟲，最后蛀空糧粒羽化而出。

2.2.2谷蠹的生長長度分析

隨機選取5粒被感染小麥，將谷蠹在小麥內整個生長周期的長度變化用ImageJ軟件測定。如表2所示，谷蠹在生長初期發育緩慢導致長度變化較小，長度基本隨著時間的增加而增長，當增加到某一峰值時，長度又減小，這是因為谷蠹發育到幼蟲時期時長度最大，當它發育成熟時體積反而減小，不同感染天數谷蠹的生長長度之間存在顯著性差異（P<0.05）

2.2.3谷蠹在小麥體內生長發育水分含量變化的測定分析

水是構成生命體的基本單位，是生命產生、發育和繁衍的基本條件，萬物生長都離不開水。小麥含水率測定依據GB/T 21305-2007谷物及谷制品水分測定法。利用高清X光機拍照，挑選受谷蠹不同蟲態感染的小麥，進行水分含量的測定。谷蠹在小麥體內不同生長天數時小麥籽粒的水分含量變化（見圖6）。如圖所示，當小麥被谷蠹侵蝕后，其自身體內水分會發生變化。據彭娟報道小麥被害蟲侵蝕后，麥粒籽粒水分含量變化與害蟲的密度和害蟲的活躍度有密切關系。害蟲密度越大，活躍度越高，小麥體內水分變化越明顯。當谷蠹在小麥體內發育的第5d到第25d之間，小麥水分含量從初始的11.95%增長至15.96%，且谷蠹在第20d到25d之間水分變化最顯著，整個時間段內谷蠹生長活動最旺盛。當谷蠹在小麥體內發育到第30d時，小麥水分含量為15.21%，呈下降趨勢，那是因為谷蠹漸漸長大變成成蟲，體內水分含量相較于幼蟲階段逐漸降低。因此，可以利用谷蠹與未感染小麥水分含量的差異來檢測小麥是否被谷蠹感染。

3結論

本文利用酸性品紅染色剖粒法以及高清X光機成像測定法檢測小麥中是否存在隱蔽性害蟲谷蠹，試驗結果表明這兩種方法都可檢測出小麥是否受到谷蠹感染。酸性品紅染色剖粒法是實驗室常用的檢測方法之一，它操作簡單，成本低，但操作效率低，檢測效果差，容易產生誤差，而且檢測過程會對谷粒造成損傷，不太適合商業化運用；高清X光機成像測定法可以觀察到谷蠹整個生長周期的蟲態，部分小麥在被感染4 d后就能觀察到谷蠹的存在，通過比較未感染與感染小麥的水分差異，可以判斷小麥是否受到谷蠹感染。本實驗中的X光機檢測時不具備殺死害蟲的能力，可以達到無損檢測的目的，根據拍攝圖像進行實時準確判斷，提高了檢測效率，但是對蟲卵檢測準確率還有待提高。后續可以將高清X光機與其他檢測方法聯合使用，以達到糧食隱蔽性害蟲早期檢測的目的。