我國不同谷蠹種群的磷化氫抗性監測

程宏 王康旭 車美玲 杜文蔚 陳二虎 唐培安

[摘要]本研究利用FAO標準方法對來自全國不同地區的10種谷蠹[Rhyzopertha dominica （Fabricius）]種群的磷化氫抗藥性進行測定。研究結果表明，我國不同地區的谷蠹種群均對磷化氫產生了一定的抗性，抗性倍數為7.15～1173.6。采自江蘇泰州古溪（GX）、湖南常德臨澧（LL）的谷蠹種群的抗性系數（Rf）為7.15、9.16，屬于低抗種群;湖北黃岡（HG）、湖南岳陽（YY）、湖南汨羅（ML）、湖南常德鼎城（DC）、湖南常德武陵（WL）的谷蠹種群抗性系數均小于50，屬于中抗種群;南京六合（LH）抗性系數為52.15，屬于高抗種群;四川新都（XD）、湖南懷化（HH）的抗性系數分別達到1 173.63和737.37，屬于極高抗種群。明確不同地區的谷蠹種群的磷化氫抗性水平，將為儲糧害蟲的科學防治提供理論依據。

[關鍵詞]谷蠹;磷化氫;抗性監測

中圖分類號：S379.5 文獻標識碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.202009

谷蠹是我國一種主要的儲糧害蟲。谷蠹在生長發育的過程中會對水稻和小麥等糧食造成內部危害，嚴重時受害糧粒會被蛀成空殼，導致糧食的品質下降。同時，糧粒被蛀成空殼及成蟲的大量繁殖會引起儲糧發熱、霉變，嚴重影響著糧食安全[1-3]。目前，對儲糧害蟲的防治主要采用的方法仍是磷化氫熏蒸。

磷化氫（PH3）是一種廣泛應用于儲糧害蟲防治的熏蒸藥劑，具有沸點較低、較易揮發的優點，且擴散速度較快、成本低、適用范圍廣，長期以來我國都使用磷化氫熏蒸劑熏殺糧食存儲中產生的害蟲，以保證糧食安全[4]。但由于長時間的單一和不合理的使用，使得儲糧害蟲產生了不同程度的抗藥性[5]。蔣慶慈等[6]的研究發現，在湖北采集的25個谷蠹中，92%的谷蠹種群已產生抗性。馬曉輝等[7]通過調查中央儲備糧庫害蟲抗性發現，糧庫45%以上庫點的害蟲都已經產生抗性，尤以華南地區最為嚴重，該地97%的庫點的害蟲已產生抗性。可見，各個地區的儲糧害蟲在藥劑熏蒸控制后仍然能夠生存，甚至產生了抗藥性，使熏蒸成效逐步下降。害蟲的抗藥性成為熏蒸成功與否的重要因素[8]。

由于糧食的流通，各個地區的儲糧害蟲產生抗藥性的情況越發難以控制，由于開發新型的殺蟲替代品需要的時間周期與成本過大，因此合理有效地使用PH3至關重要[9]。本試驗對來自不同地區的10種谷蠹種群進行磷化氫抗性水平測定，明確了各谷蠹種群的抗性倍數，旨在為磷化氫的合理有效使用以及科學防治儲糧害蟲提供基礎數據參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 供試昆蟲

谷蠹種群采集自不同地區，于南京財經大學昆蟲培養室飼養。試蟲信息見表1。

1.1.2 供試儀器

恒溫恒濕培養箱（BSC-250）：上海博訊實業有限公司醫療設備廠;電熱恒溫鼓風干燥箱（DUG-9246A）：上海精宏實驗設備有限公司;氣密性注射器（量程：100μL、250μL、500μL、1mL、2.5mL、5mL、10mL和2mL）：瑞士Hamilton公司;PH3報警儀：北京佳糧科貿公司;PH3氣體檢測儀：北京佳糧科貿公司;熏蒸瓶（1L）、磷化鋅粉、濃硫酸。

1.2 試驗方法

1.2.1 飼料準備

谷蠹的飼料采用全麥粉與小麥顆粒1∶2混合使用。選用無蟲害的小麥，用水洗凈，置于60℃的烘箱中4h，期間對其進行適當的翻動以保證水分均勻。取出待冷卻后進行水分的測定，調節水分，使其保持在14%～15%，保存于4℃的冰箱中。

1.2.2 試蟲培養

挑選每個種群的谷蠹成蟲100只放入裝有準備飼料的500mL廣口瓶中，在（30±1）℃，75%RH的恒溫恒濕培養箱中培養，連續觀察試蟲的生長情況。待成蟲產卵3d后，將所有的成蟲挑入新的裝有飼料的廣口瓶中飼養。F1代試蟲連續觀察培養后，挑選2～3周齡的羽化成蟲進行后續試驗。

1.2.3 磷化氫氣體制備

采用聯合國糧食及農業組織（以下簡稱FAO）推薦的排水法裝置并稍作改變[10]。PH3氣體由磷化鋅與10%的硫酸參與反應制得。磷化氫氣體發生裝置圖見圖1。

1.2.4 有效濃度系列的確定

預實驗設定5個濃度梯度差，對不同種群的谷蠹成蟲進行多次選擇試驗，使其死亡率控制在16%～84%，此系列濃度稱為有效濃度，該濃系列度供正式試驗使用。

1.2.5 谷蠹磷化氫抗性的測定

采用FAO推薦的儲糧害蟲磷化氫抗性測定的方法。每個熏蒸瓶挑選50頭成蟲，用高真空硅脂玻璃旋塞密封，濃度設置在有效濃度區間，使用相應量程的氣密性注射器抽取磷化氫氣體，從橡膠塞中將氣體注入瓶內，置于（30±1）℃、RH 75%±5%、無光照的恒溫恒濕培養箱中密閉熏蒸約20h。再按照熏蒸瓶的容積與注入的磷化氫氣體體積，計算出磷化氫的濃度。每個濃度設置3個重復組，并注射相同體積的空氣組成對照。待熏蒸時間結束，在通風櫥中將熏蒸瓶的玻璃旋塞打開，放置大約1h使氣體充分散盡后將試蟲從熏蒸瓶中取出，并且將谷蠹放入飼料充足的培養箱中觀察14d，分別用毛筆輕觸碰蟲體尾部，四肢不動的成蟲視為死亡試蟲，記錄每組濃度試蟲的死亡率，并根據抗性計算公式計算谷蠹抗性系數[11]。

1.2.6 谷蠹敏感種群致死中濃度

谷蠹的敏感種群致死中的濃度參考FAO推薦值和抗性調查數據，確定為8μg/L。

1.2.7 試驗數據處理

試驗測定的結果采用SPASS 17.0 Probit分析，并得出各個谷蠹種群的LC50、LC99以及毒力回歸方程，同時計算得出抗性倍數（Rf）。其中，抗性倍數=試蟲實際LC50/敏感品系LC50。PH3抗性水平指標見表2。

2 結果與分析

不同種群的谷蠹磷化氫抗性毒力測定結果見表3。結果表明，10種谷蠹種群均已對磷化氫產生了一定的抗性，產生抗性的種群已達100%，抗性倍數的范圍為7.13～1 173.67，其中采集自HG、YY、ML、DC、WL的谷蠹種群的抗性倍數均小于50，屬于中等抗性種群，占測定種群總數的50%。采自GX、LL的谷蠹種群的抗性倍數為7.13、9.16，屬于低抗性種群，占測定種群總數的20%。LH種群的抗性倍數為52.15，屬于高抗性種群，占種群總數的10%。XD、HH種群的抗性倍數為1 173.63、737.37，屬于極高抗性種群，占種群總數的20%。可見，中等抗性種群在本次采集的種群中所占比例最大，其中40%的種群采集自農戶，60%種群采集自工廠;同樣采集自農戶的3個谷蠹種群抗性水平也有所不同，LL谷蠹種群屬于低抗性種群，YY、DC則屬于中等抗性種群;采集自糧庫的XD、HH谷蠹種群磷化氫抗性水平較其他場所采集的谷蠹種群磷化氫抗性高出很多，故可以看出不同地區、不同采集場所的谷蠹種群的磷化氫抗性水平存在差異。

3 討 論

谷蠹在糧食儲藏過程中的危害極其嚴重，而磷化氫作為最常用的一種熏蒸劑，在谷蠹的熏蒸防治中起著至關重要的作用。但由于磷化氫的長期單一使用，導致谷蠹已逐漸對其形成規避以及保護性昏迷的特性，使得磷化氫的熏蒸防治效果下降，抗藥性也開始產生。

早在1976年廣東省糧食科學研究所的調查報告中就指出了磷化氫抗性的存在[12]。禹建輝等[13]測定了湖北地區銹赤扁谷盜磷化氫抗性，發現最高的抗性系數已達800多倍。宋旭紅[14]在我國10個省以及1個直轄市采集的谷蠹樣本中發現，有5個高抗性種群、5個中等抗性種群。梁權[15]發現在廣東地區的13個種群谷蠹中有5個高抗性種群、有2個極高抗性種群，抗性系數已達到606和1 149倍。這表明，我國各個地區儲糧害蟲磷化氫抗性已相當嚴重。

儲糧害蟲對磷化氫產生的抗藥性是其無法被徹底治理的重要原因之一，而其產生磷化氫抗藥性的原因有很多。首先，磷化氫的過度依賴、不合理使用及熏蒸場所密閉性差會造成熏蒸結果不顯著，此時若熏蒸的人工技術和熏蒸時間把握不當，就會使抗性高的存活的成蟲后代產生更高的抗性。其次，若儲糧害蟲本身的保護酶系統，可以防治自由基對細胞的損害[16]，害蟲體內也存在各種解毒酶，會在藥劑到達靶標之前，通過化學作用將其分解[17]。Bond等[18]的研究發現，儲糧害蟲處于高PH3濃度中時會產生昏迷，處于麻痹昏迷狀態下的昆蟲新陳代謝會減緩，PH3吸收速率降低，進而處于假死狀態，待PH3氣體散去，昆蟲又恢復正常生命活動。劉金泊等[19]研究在同等PH3濃度下，抗性種群的成蟲處于保護性昏迷的時間要長于敏感種群成蟲，使得抗性種群的害蟲更難被清除。故合理熏蒸和保證熏蒸劑最優殺蟲效果是解決害蟲抗性問題的有效途徑，良好地運用科學依據，可有效處理儲糧害蟲問題。

本試驗測得的谷蠹種群中有8個種群對磷化氫的抗性還不嚴重，依舊可以通過科學使用磷化氫熏蒸來進行防治。針對采自XD、HH的谷蠹種群抗性倍數已達到1 137、737倍，可以考慮磷化氫與其他熏蒸劑聯用熏蒸，以達到防治效果。由于不同地區、不同糧庫儲糧害蟲的磷化氫抗性程度會存在較大的差異性，甚至同一糧倉的害蟲的抗性水平也不盡相同，因此在對儲糧害蟲進行防治時，需明確該地區場所目標害蟲的抗性水平，采用科學的防治方法，以達到良好的控制、殺滅效果。

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