改性大蒜素對3種儲糧害蟲的熏蒸作用研究

鄧樹華，吳樹會，楊振和，周劍宇

（湖南省糧油產品質量監測中心/國家糧食-稻谷產后工程技術研究中心，湖南 長沙 410201）

儲糧害蟲是糧食產后數量損失和質量損失的重要因素。為了減少糧食產后損失，糧食在儲藏過程中，主要采用化學藥劑磷化鋁熏蒸殺蟲。近年來，隨著綠色食品消費觀念深入人心，淘汰磷化鋁熏蒸，大規模研發和推廣綠色儲糧技術呼聲日益高漲。生物殺蟲劑是一種低毒高效安全性能高的防治方法，包括多殺菌素、除蟲菊酯、Bt等為代表的生物殺蟲劑已在農林行業大規模應用。由于糧食儲藏領域的特殊性，目前尚未開發出一種能夠大規模推廣、經濟、安全、有效的儲糧生物殺蟲劑。

大蒜提取物及其制劑對多種儲糧害蟲的殺蟲活性多有報道。據魯玉杰等[1]、呂建華等[2]、仲建鋒等[3]報道，大蒜揮發油對赤擬谷盜、谷蠹、米象等主要儲糧害蟲具有驅避、觸殺、種群抑制和熏蒸作用。Huang等[4]報道，大蒜精油中的烯丙基甲基二硫醚和二烯丙基三硫對赤擬谷盜和玉米象具有觸殺、熏蒸和拒食作用。與許多植物源提取物質一樣，大蒜素提取物在自然環境條件下穩定性能還不夠，尤其是高濕環境下，易被糧食吸附，穿透力不強，殺蟲功效明顯下降。上海有機化學研究所研制的新型改性大蒜素（ESF）是大蒜素的類似物，在天然大蒜素的基礎上，通過改進結構而制成的一種含氟小分子化合物，具有更好的環境穩定性[5]。本文以稻谷為待測糧食，以玉米象、谷蠹和銹赤扁谷盜3種南方主要儲糧害蟲為研究對象，測試ESF在稻谷儲藏環境下的熏蒸毒力、吸著比率和模擬藥效，以期為ESF在南方高溫高濕條件下熏蒸稻谷儲藏期間發生的害蟲提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試害蟲

實驗所用玉米象、谷蠹和銹赤扁谷盜3種儲糧害蟲均采自于湖南糧庫，且經實驗室培養3代以上。培養條件見參考文獻[6]。

1.1.2 供試藥劑

改性大蒜素（ESF，乙烯基磺酰氟）：中科學院上海有機化學研究所。ESF是一種含氟小分子化合物，化學式為C2H3FO2S，分子質量11.11 Da，沸點44～46 ℃，20 ℃時密度為1.332 9 g/cm3，具有結構穩定、易揮發、強抗菌防霉等特性。

1.1.3 供試模擬倉

供試模擬倉,數量2個，由彩鋼板制成，每個4節，每節高0.55 m，直徑1.5 m，套疊使用，每節倉內壁對稱設置一組特制的電風扇，電風扇外殼采用間距為1.0 mm的鐵絲護罩，每節套疊處使用密封膠密封，套疊后裝稻谷高度為2 m，裝稻谷重量為2 t。供試模擬倉一個為試驗倉，一個為對照倉。

1.1.4 供試早稻谷

早稻谷：湖南軍糧儲備加工有限責任公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 無稻谷條件下ESF對3種試蟲的室內毒力測定

參照李慧等[5]的方法。其中，大口玻璃瓶為2 L，玉米象的濃度梯度設置為0、2、4、 8、16、32 μL/L，谷蠹和銹赤扁谷盜的濃度梯度設置為0、1、2、4、 8、16 μL/L。根據害蟲死亡數，計算害蟲校正死亡率。

1.2.2 有稻谷條件下ESF對3種試蟲的室內毒力測定

參照李慧等[5]的方法執行，其中，糧食為13.5%的早秈稻，大口玻璃瓶為2 L，濃度梯度設置為0、4、8、16、32、64 μL/L，計算糧堆內ESF對3種試蟲的LC50值及吸著比率。

1.2.3 模擬倉條件下ESF對3種試蟲的藥效測定

試驗時間為2020年7月1日—31日，試驗地點為糧庫空置倉房內。在2個模擬倉中分別裝入2 t同一批次的早稻谷。裝糧前，每種試蟲準備好18個蟲籠，每個蟲籠里面裝有50頭同種試蟲。裝糧過程中，按照下層（離地10 cm）、中層（離地1 m）和上層（離地1.8 m）投入不同試蟲的蟲籠各3個。根據1.2.1計算的毒性回歸方程和1.2.2計算的吸著比率，按式（1）計算有糧條件下ESF對3種害蟲的LC100值，比較LC100值，將最大值作為模擬倉ESF實際使用濃度，并根據糧倉體積，計算出所需ESF量，待試驗倉裝滿糧食后放入糧堆表面，蓋上倉蓋，倉蓋四周用膠布密封。為了加速ESF在糧堆內的流通，每天開啟風扇8 h。對照倉不使用ESF熏蒸殺蟲，每天同樣開啟風扇8 h。待30 d后打開倉蓋，通風散氣48 h后，檢查試驗蟲籠害蟲死亡情況。

1.2.4 數據處理方法

采用DPS7.05版數據處理系統分析處理，其中，LC50值采用專業統計生物測定法中的計算型數據機值分析，顯著性分析采用Duncan新復極差法。

2 結果與分析

2.1 無稻谷條件下ESF對供試害蟲的室內毒力

如圖1所示，濃度越大，ESF對3種試蟲的校正死亡率越大，其中，ESF濃度為32 μL/L時，玉米象熏蒸致死率達到100%；ESF濃度為16 μL/L時，谷蠹和銹赤扁谷盜兩種試蟲的熏蒸致死率達到100%，顯著性分析表明，各濃度之間，校正死亡率存在著顯著性差異（P＜0.05)。結果表明，ESF對3種試蟲的校正死亡率隨著濃度的增大而增大。

根據圖1的數據，計算無稻谷條件下ESF對玉米象、谷蠹和銹赤扁谷盜3種儲糧害蟲的熏蒸毒力的LC50值分別為6.228、3.319、2.821 μL/L（見表1）。說明供試儲糧害蟲中，ESF對銹赤扁谷盜的熏蒸效果最好，谷蠹次之，玉米象最差。

表1 無稻谷條件下ESF對3種儲糧害蟲的熏蒸毒力

2.2 有稻谷條件下ESF對3種試蟲的室內毒力

有稻谷條件下ESF對玉米象、谷蠹和銹赤扁谷盜的熏蒸毒力測試結果見表2。由表2可知，ESF對玉米象、谷蠹和銹赤扁谷盜的LC50值分別為39.130、20.328、17.704 μL/L；3種試蟲的吸著比率分別為6.283、6.125、6.227，且3種試蟲的吸著比率差異不大。由于稻谷吸附作用的存在，有稻谷條件下ESF對3種試蟲的室內毒力遠低于無稻谷條件下的。試驗結果表明，ESF易于被稻谷吸附并影響其對糧堆的殺蟲效果。

表2 有稻谷條件下ESF對3種儲糧害蟲的熏蒸毒力

2.3 模擬倉條件下ESF對3種試蟲的毒力

模擬倉條件下ESF對玉米象、谷蠹和銹赤扁谷盜的熏蒸毒力測試結果如圖2所示，下層害蟲校正死亡率均為0，中層害蟲校正死亡率最高為銹赤扁谷盜，達90%，最低為玉米象，為40%，上層害蟲校正死亡率均達到了100%。結果表明，雖然模擬倉內安裝了風扇，增加了ESF在倉內的流動性，但是，稻谷對ESF的吸附，阻礙了其向糧堆下層擴散。

3 結 論

室內毒力測試結果表明，改性大蒜素對玉米象、谷蠹和銹赤扁谷盜3種常見儲糧害蟲均具有很強的熏蒸殺蟲作用，其熏蒸殺蟲效果依次為銹赤扁谷盜、谷蠹、玉米象。由于稻谷對改性大蒜素具有很強的吸附作用，使得改性大蒜素在稻谷中的穿透性較差，嚴重影響了其在裝糧高度達2 m模擬倉中的殺蟲效果。根據試驗結果，改性大蒜素可開發成一種空倉殺蟲劑，同時，應加大研究力度，通過進一步改性，克服糧食對改性大蒜素的吸附作用，提高其在糧食中的穿透能力。