低氧對幾種主要儲糧害蟲蟲態(tài)的致死效果

楊琴 王香蓉 陸猛 蒙廣緒 田玉喬 魯玉杰

摘要：低氧儲藏技術(shù)是近幾年發(fā)展起來的一種綠色儲藏技術(shù)，研究不同低氧條件對幾種儲糧害蟲的致死效果，對于指導充氮低氧的儲藏技術(shù)具有重要理論參考價值。在30? ℃、70% RH的溫濕度條件下，采用700、900、1 100、1 300、1 500 Pa真空度處理幾種主要儲糧害蟲[米象（Sitophilus oryzae Linnaus）、玉米象（Sitophilus zeamais Motschulsky）、赤擬谷盜（Tribolium castaneum Herbst）、雜擬谷盜（Tribolium confusum Jacquelin du Val）]的成蟲、蛹、幼蟲、卵，處理時間為 2～3 d。結(jié)果表明，不同儲糧害蟲及不同蟲態(tài)對低氧的耐受性不同，赤擬谷盜、雜擬谷盜的耐受性較強，完全致死時間分別為111、107 h;米象、玉米象對低氧的耐受性較差，完全致死時間分別為85、83 h;不同蟲態(tài)對低氧的耐受性也有差異，卵、蛹對低氧條件的耐受性較強，但兩者間的差異不顯著，幼蟲、成蟲對低氧的耐受程度較弱。各害蟲及蟲態(tài)對真空低氧的耐受情況表現(xiàn)為赤擬谷盜>雜擬谷盜>米象>玉米象，卵>蛹>成蟲>幼蟲。

關(guān)鍵詞：真空低氧;儲糧害蟲;蟲態(tài);致死效果;真空度

中圖分類號： S433? 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2022）02-0161-04

收稿日期：2021-04-15

作者簡介：楊 琴（1998—），女，貴州貴陽人，研究方向為食品質(zhì)量與安全。E-mail：2198328297@qq.com。

通信作者：魯玉杰，博士，教授，主要從事儲糧害蟲與昆蟲防治方面的研究。E-mail：luyjlyj71@just.edu.cn。

糧食是當今人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)[1]，糧食安全問題一直是我國的國家戰(zhàn)略問題，習近平總書記強調(diào)：手中有糧、心中不慌，要確保中國人的飯碗牢牢端在自己手中。新型冠狀病毒肺炎疫情發(fā)生以來，部分國家對大米和小麥等出口采取了限制或管制措施[2]，糧食安全的重要性進一步凸顯。然而，根據(jù)聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織的數(shù)據(jù)，全球糧食損失和浪費率很可能超過20%。國家糧食和物資儲備局的數(shù)據(jù)顯示，我國糧食在儲藏、運輸和加工等產(chǎn)后環(huán)節(jié)，每年的損失量達350億kg以上，糧食產(chǎn)后損失量驚人。其中，每年因儲糧害蟲危害造成的糧食產(chǎn)量損失便高達30%[3]。氣調(diào)儲藏技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一種綠色儲糧技術(shù)，其原理是利用密閉儲存設(shè)施隔絕氧氣或者通過人工干預(yù)充入氮氣或者二氧化碳以改變糧倉內(nèi)的氣體組分，干擾昆蟲呼吸代謝，引起昆蟲發(fā)育停滯甚至死亡[4]。

米象[Sitophilus oryzae （L.）]是世界性的重要儲糧害蟲，對小麥、稻谷和玉米等糧食的危害可引起儲糧數(shù)量和質(zhì)量的嚴重損失[5]。米象和玉米象（Sitophilus zeamais Motschulsky）、赤擬谷盜（Tribolium castaneum Herbst）、雜擬谷盜（Tribolium confusum Jacquelin du Val）一同構(gòu)成糧食污染的主要害蟲。勞傳忠等研究了28 ℃貯藏條件下2%、5%的低氧條件對米象種群的抑制作用，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過90 d的低氧作用，2%、5%低氧條件對米象種群的抑制率分別為 99.26%、99.94%[6]。將銹赤扁谷盜卵暴露在低氧環(huán)境中觀察發(fā)現(xiàn)，低氧條件對銹赤扁谷盜卵的孵化有顯著抑制作用，且氧氣濃度越低，其抑制作用越強[7]。然而目前還未見不同低氧條件對不同儲糧害蟲半數(shù)致死時間和完全致死時間影響的研究。研究低氧條件對主要儲糧害蟲致死時間的影響可以明確低氧處理的時間，對于低氧儲糧技術(shù)具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 儀器與設(shè)備

真空干燥器（Pc-250 mm雙閥），購自重慶市榮昌縣金龍玻璃制品有限公司;真空抽氣泵（FUJ-PCV），購自日本藤原富集公司;恒溫恒濕培養(yǎng)箱（HPX-250BSSH-Ⅲ型），購自上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司;手持式數(shù)字壓差計，購自深圳宏志達五金有限公司。

1.2 供試蟲源

不同蟲態(tài)的米象、玉米象、赤擬谷盜、雜擬谷盜，由河南工業(yè)大學儲糧昆蟲生態(tài)研究室提供。

1.3 試料的配制

赤擬谷盜、雜擬谷盜均使用麥粉作為飼料。將小麥洗凈后置于80 ℃干燥箱中消毒、烘干，在干燥過程中每隔0.5 h對小麥進行翻動以保證小麥中的水分均勻;烘干后調(diào)節(jié)小麥的水分含量至（14±1）%[7]。用錘式旋風磨打碎小麥，再用細網(wǎng)篩篩出麩皮，將篩下物與酵母粉按19 ∶1的質(zhì)量比混勻。將顆粒飽滿的完整小麥清洗、烘干后作為米象、玉米象的飼料。

1.4 試驗方法

1.4.1 試驗準備 試驗于2020年在江蘇科技大學糧食學院實驗室進行。用75%乙醇對試驗器材進行消毒，在試驗臺四周涂上聚四氟乙烯以防止試蟲逃逸。在直徑為7 cm的塑料培養(yǎng)皿頂部扎些孔洞（防止試蟲因試驗之外的氧氣不足致死）。

赤擬谷盜、雜擬谷盜蟲卵的獲取：把成蟲放入盛有新飼料的培養(yǎng)瓶中，1～2 d后用細網(wǎng)篩將培養(yǎng)瓶中的卵挑選出來，50粒卵為1組，加入飼料中進行試驗。米象、玉米象蟲卵的獲取方法同上。赤擬谷盜、雜擬谷盜幼蟲及蛹的獲取：挑出部分卵放入飼料中，分別發(fā)育不同時間，成為蛹和幼蟲，用毛筆挑選出試蟲的幼蟲及蛹（可以解剖糧粒），以50頭為1組加入飼料中進行試驗，玉米象、米象的幼蟲及蛹的獲取方法同上。

1.4.2 試驗方法 選取不同害蟲的卵、蛹、幼蟲、羽化1～2周成蟲各50頭，轉(zhuǎn)移到不同培養(yǎng)皿中。以3盒試蟲為1組試驗，將蟲子放入真空干燥器中，用真空抽氣泵抽出空氣，各設(shè)置1個對照組。將真空干燥器密閉放置在30 ℃、相對濕度（RH）為70%的環(huán)境中，每隔12 h觀察1次，處理2～3 d。取出試蟲放置0.5～1.0 h（看試蟲是否復(fù)蘇），同時記錄試蟲的死亡數(shù)。成蟲或幼蟲可用毛筆碰其頭和腹部來確認是否死亡，若試蟲沒有反應(yīng)，則認為試蟲已死亡。

1.4.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析 用Excel、SPSS 20.0對數(shù)據(jù)進行處理，并采用Duncan’s多重比較法檢測不同處理間的差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 真空低氧對赤擬谷盜的致死效果

從表1、表2可以看出，不同低氧條件對赤擬谷盜不同的蟲態(tài)均有一定的致死所用，其中卵、蛹對低氧的耐受性最強，兩者的半數(shù)致死時間（LT50）、全數(shù)致死時間（LT99）均與幼蟲和成蟲間的差異顯著（P<0.05）。在700 Pa的真空度下，26 h內(nèi)幼蟲能全部被殺死，且不同蟲態(tài)的半數(shù)致死時間和完全致死時間在不同真空度間差異顯著，不同蟲態(tài)對低氧的耐受性具有顯著差異（df=1，F(xiàn)=14.22，P<0.05），卵在1 500 Pa真空度下處理111 h才能全部死亡，且幼蟲、成蟲的致死時間最短。

2.2 真空低氧對雜擬谷盜的致死效果

從表3、表4可以看出，不同真空度對雜擬谷盜的半數(shù)致死時間和完全致死時間均有顯著影響。不同蟲態(tài)對低氧的耐受性顯著不同（df=1，F(xiàn)=9，P<0.05），卵、蛹對低氧耐受性較強且兩者差異不顯著。在1 500 Pa的真空度下，雜擬谷盜的卵、蛹在107 h才能全部死亡，幼蟲、成蟲的致死時間較短。由此看出，當真空度為1 500 Pa時，最低需要保持4.5 d才能全部殺死雜擬谷盜的全部蟲態(tài)。

2.3 真空低氧對米象的致死效果

由表5、表6可以看出，不同蟲態(tài)的米象在低氧條件下的耐受性具有顯著差異（df=1，F(xiàn)=9，P<0.05），卵和蛹對低氧的耐受性較強，在1 500 Pa真空度下半數(shù)致死時間、完全致死時間可分別達到43.8、41.4 h及85.1、80.4 h;幼蟲和成蟲對低氧的耐受性較差，在700 Pa真空度下，處理23.27 h可使幼蟲全部死亡。真空度對米象的致死作用具有一定影響，但不同真空度間的殺蟲效果差異不顯著，不同真空度和不同蟲態(tài)間的交互作用對米象的致死作用沒有顯著影響。

2.4 真空低氧對玉米象的致死效果

由表7、表8可以看出，各蟲態(tài)玉米象對低氧的耐受性差異顯著，其中不同蟲態(tài)間LT50（df=1，F(xiàn)=14，P<0.05）與LT99（df=1，F(xiàn)=7，P<0.05）均存在顯著差異。 卵和蛹對低氧的耐受性較強，幼蟲和成蟲對低氧的耐受性較差。不同真空度對同一蟲態(tài)致死作用的差異顯著（df=2，F(xiàn)=0.28）。由此說明，蟲態(tài)對真空度比較敏感，在低氧殺蟲時主要參考蟲態(tài)來決定低氧的壓力和濃度。

3 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，在30 ℃、70%RH的條件下，700 Pa的真空度處理對赤擬谷盜、雜擬谷盜、米象、玉米象等4種儲糧害蟲的致死效果最好。隨著真空度的下降，各蟲態(tài)的LT50、LT99均逐漸上升，但這5種不同真空度對儲糧害蟲的致死作用差異顯著;不同蟲態(tài)間對真空低氧的耐受性具有顯著差異，其中卵和蛹對低氧的耐受性較強，幼蟲和成蟲對低氧的耐受性較差，耐受性排序表現(xiàn)為卵>蛹>成蟲>幼蟲。不同儲糧害蟲對低氧的耐受性也有差異，赤擬谷盜、雜擬谷盜對低氧的耐受程度大致相同，米象與玉米象對低氧的耐受性差不多，耐受性排序表現(xiàn)為赤擬谷盜>雜擬谷盜>米象>玉米象。

4 討論

本研究結(jié)果表明，赤擬谷盜和雜擬谷盜對低氧的耐受性不同，米象和玉米象也是如此。陳銳等發(fā)現(xiàn)，98%氮氣對常見儲糧害蟲成蟲的效果均較好，儲糧害蟲對氮氣耐受情況的排序為赤擬谷盜>玉米象、雜擬谷盜，對玉米象和雜擬谷盜的致死效果最好，且這兩者之間沒有顯著差異，對赤擬谷盜的效果較差[8]，本研究結(jié)果與其類似。綜合各因素可知，在本研究中，殺死儲糧害蟲所用條件為真空低氧，與富氮低氧有一定區(qū)別，可能由于氮氣在造成低氧致死的同時，本身能給害蟲造成一定傷害，也可能是由于不同儲糧害蟲對氮氣的耐受性不同，因此本研究得到的結(jié)論是赤擬谷盜、雜擬谷盜的耐受性較好，米象和玉米象的耐受性較差。

低氧防治儲糧害蟲歷來受到國內(nèi)外科學家的高度關(guān)注。國外有研究表明，在氧氣含量低于1%的條件下，使赤擬谷盜和雜擬谷盜致死均需要 7 d 以上[9]。本研究結(jié)果表明，在最低真空度 1 500 Pa 條件下，對赤擬谷盜成蟲的致死時間均為39 h，不到2 d，但在本研究中，低氧條件設(shè)置的是真空度，代表不同的稀薄氣體，不是單一的降低氧氣濃度，以致赤擬谷盜和雜擬谷盜完全致死時間與之前的研究有所不同。有研究表明，在密閉儲藏系統(tǒng)中，O2濃度控制在4%左右即可致未成熟幼蟲階段的米象死亡，如果維持這一水平則使種群逐漸消亡[10]。在本研究中，米象幼蟲在700 Pa的真空度下處理 28.83 h，便能使其全部死亡，由于氧氣濃度與真空度大小之間的換算存在一定誤差，結(jié)果是否相同還待研究。

氣調(diào)儲糧包括低氧儲糧、二氧化碳氣調(diào)儲糧、氮氣氣調(diào)儲糧，無論是哪種儲糧方式，都需保證倉房的氣密性較好，害蟲防治效果才會達到最佳。低氧儲糧技術(shù)對環(huán)境友好，符合國務(wù)院國有資產(chǎn)監(jiān)督管理委員會推進中央企業(yè)節(jié)能減排工作的要求，社會、經(jīng)濟、環(huán)境效益顯著[11]，由此可見，低氧儲糧對我國儲糧技術(shù)的發(fā)展可能起到一定的推動作用。

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