磷化氫和溴甲烷復合熏蒸紅心火龍果攜帶番石榴實蠅技術研究

馬依莎 張廣平 李柏樹 李麗 張相敏 張俊爭 劉濤

摘要

本文研究了磷化氫（PH3）和溴甲烷（MB）復合熏蒸對番石榴實蠅的毒力以及對紅心火龍果采后品質的影響。結果表明，復合熏蒸方式下，各個濃度的磷化氫和溴甲烷均存在增效，當溴甲烷濃度為4?g/m3時，復合熏蒸發揮最佳增效效果的磷化氫濃度為1.42?g/m3。復合熏蒸番石榴實蠅僅需13.19?g/m3的溴甲烷即可在95%置信區間下達到致死率99.996?8%。與對照相比，復合熏蒸對火龍果的外觀和內部品質無顯著影響，而與溴甲烷單獨熏蒸相比，復合處理會顯著降低呼吸強度并減少藥害。因此，溴甲烷和磷化氫復合處理對番石榴實蠅具有協同效應，表明磷化氫和溴甲烷復合熏蒸有可能成為水果采后處理的一種新策略。

關鍵詞

紅心火龍果;?番石榴實蠅;?溴甲烷;?磷化氫;?復合熏蒸

中圖分類號：

S?482.6

文獻標識碼：?B

DOI：?10.16688/j.zwbh.2022061

Combined?fumigation?with?phosphine?and?methyl?bromide?for?phytosanitary?treatment?of?Bactrocera?correcta?in?red?dragon?fruit

MA?Yisha1，?2，?ZHANG?Guangping1，?LI?Baishu1，?LI?Li1，?ZHANG?Xiangmin1，?ZHANG?Junzheng3*，?LIU?Tao1*

（1.?Chinese?Academy?of?Inspection?and?Quarantine，?Beijing?100123，China;?2.?Murdoch?University，?Perth?6000，

Australia;?3.?College?of?Plant?Protection，?China?Agricultural?University，?Beijing?100193，?China）

Abstract

Toxic?effect?of?phosphine?（PH3）?and?methyl?bromide?（MB）?by?combined?fumigation?on?Bactrocera?correcta?and?the?postharvest?quality?of?red?dragon?fruits?was?investigated?in?this?paper.?Under?the?combined?treatment，?methyl?bromide?and?all?concentrations?of?phosphine?were?synergistic.?When?methyl?bromide?was?4?g/m3，?the?concentration?of?phosphine?in?combined?treatment?was?1.42?g/m3，?which?had?the?best?synergistic?effect.?Using?combined?treatment?for?insects，?only?13.19?g/m3?methyl?bromide?was?required?to?achieve?99.996?8%?mortality?at?the?95%?confidence?interval.?The?combined?treatment?had?no?adverse?effect?on?the?appearance?or?internal?quality?parameters?of?the?fruits?when?compared?to?the?control?fruits，?but?it?could?significantly?reduce?the?respiratory?intensity?and?phytotoxicity?when?compared?with?the?fruit?treated?with?methyl?bromide?alone.?Therefore，?the?combination?of?methyl?bromide?and?phosphine?had?a?synergistic?effect?on?B.correcta，?indicating?that?the?combined?treatment?had?great?potential?to?be?a?novel?strategy?for?postharvest?treatment?of?fruits.

Key?words

red?dragon?fruit;?Bactrocera?correcta;?methyl?bromide;?phosphine;?combined?fumigation

火龍果Hylocereus?undatus?（Haw.）?Britt.?et?Rose?隸屬于仙人掌科，量天尺屬，果皮顏色十分鮮艷，含有一般水果少有的植物性白蛋白、花青素等營養物質，是一種高纖維素、低糖、低脂的“一高兩低”的保健食品，受到人們的廣泛喜愛［1］。根據海關數據，中國火龍果進口量連續五年超過50萬t，主要來自越南等東南亞國家［2］。因火龍果易傳帶多種有害生物并且進口量增加，我國口岸檢疫部門在進口火龍果中多次截獲危險性蚧蟲和實蠅，其中以番石榴實蠅Bactrocera?correcta?（Bezzi）較為嚴重。番石榴實蠅隸屬雙翅目，實蠅科，寡毛實蠅亞科，寡毛實蠅族，果實蠅屬。主要分布于泰國、越南、緬甸、尼泊爾、印度、巴基斯坦、斯里蘭卡等地［3］。實蠅成蟲將蟲卵散產于寄主植物的果實內部，成功孵化的幼蟲除蛀食果肉對果實品質造成嚴重的直接危害外，蛀食行為還使果實感染霉菌，進而導致水果的腐爛和脫落，因此，番石榴實蠅的寄生不但會造成水果的品質下降，而且會嚴重影響水果產量［4］。2003-2013年間，我國口岸從來自28個國家的進境水果中共截獲番石榴實蠅3?271種次［5］。因此，必須在口岸實施有效的檢疫處理措施以保證國門生物安全。

目前，熏蒸處理、溫度處理和輻照處理廣泛用于口岸防控番石榴實蠅。熱處理具有環境友好、無殘留的優點，但容易對熱敏感水果產生不良影響［6］。冷處理不僅需要先進的精密冷處理專業設備，且處理時間過長，除此之外，冷處理還不適用于某些不耐冷的熱帶果蔬［7］。近年來，雖然我國的輻照處理技術發展迅速，但是設備昂貴、配套標準法規不完善、公眾認可度低及部分水果對輻照不耐受和處理后不育活蟲有效性難以確認等問題［8］，極大阻礙了輻照在商業上的進一步大規模應用。

熏蒸處理是國際上常用的檢疫處理措施，具有便捷、高效的特點。溴甲烷（methyl?bromide，?MB）是使用最廣泛的熏蒸劑，可用于土壤、儲藏物、易腐水果和建筑物熏蒸，殺滅真菌、細菌、土傳病毒和昆蟲等多種有害生物［9］。然而，溴甲烷可破壞大氣臭氧層，其生產和使用受到《關于消耗臭氧層的蒙特利爾議定書倫敦修正案》管控。盡管目前在檢疫中使用的溴甲烷仍屬于豁免范圍，但考慮到溴甲烷對環境的影響，溴甲烷的減量熏蒸技術已成為檢疫處理領域研究的熱點之一［10］。

最近的研究表明，溴甲烷和磷化氫（phosphine，PH3）熏蒸對倉儲害蟲具有協同增效作用［1112］。從而為農產品檢疫處理中熏蒸劑的減量增效提供了新的技術路徑。為此，本文測試了溴甲烷和磷化氫復合熏蒸對番石榴實蠅的毒性及其對火龍果品質的影響。

1?材料與方法

1.1?試驗材料

越南進口紅心火龍果采購自北京市場，挑選果皮顏色鮮艷，大小適中，成熟程度均勻，無機械損傷的果實，于5?℃儲藏并在7?d內進行試驗。

番石榴實蠅從云南省元江縣果園中采集，在中國檢驗檢疫科學研究院原國家質檢總局檢疫處理重點實驗室生物安全飼養室內飼養［13］。生物安全飼養室溫濕度為（26±1）℃，（60±10）?%?RH，光周期為L∥D=14?h∥10?h。內有專門進行番石榴實蠅飼養的養蟲籠，其中的水、木瓜肉和成蟲飼料（質量比為蔗糖∶大豆蛋白胨∶干酪素=9∶3∶1）定期更換，以供成蟲取食。

試蟲取卵按照周月等［14］的方法進行。在火龍果表皮用打孔器打出直徑1?cm深度0.5?cm的圓孔，每個火龍果打孔3個。用滴管轉移約100個卵至圓孔內，用400目尼龍紗網兜套住接種后的火龍果。30?cm×20?cm×8?cm的塑料盒底部鋪墊適量麥麩，用廚房用紙蓋住麥麩后，將裝有接種火龍果的網兜放入，置于飼養環境下7?d，使實蠅卵發育至3齡幼蟲。

1.2?試驗方法

1.2.1?試驗試劑與儀器

溴甲烷（MB）原氣（連云港死海溴化物有限公司）;磷化氫（PH3）氣體：利用磷化鋁片劑（國藥集團化學試劑有限公司，含55?%磷化鋁、25?%氨基甲酸銨、20?%氧化鋁）與溫水制備獲得［15］。

氣相色譜儀（Aglient?6890N，美國安捷倫公司）;恒溫恒濕培養箱（Climacell系列，德國MMM集團）;氣密針（美國安捷倫公司）;恒溫箱（KBF720，WTC?Binder，?德國）;色差計（Minolta?CR10，日本柯尼卡美能達）;?糖度計（Pocket?PAL1，日本愛拓）;酸度計（GMK708，韓國?GWON?公司）;質構儀（美國FTC公司）。

1.2.2?熏蒸處理

1.2.2.1?復合熏蒸中最佳磷化氫濃度的確定

整個熏蒸過程在底部放有風扇的6?L熏蒸罐中進行［16］，熏蒸前火龍果及6?L熏蒸罐在25℃環境中平衡12?h。每個熏蒸罐中放入3個帶有番石榴實蠅的火龍果，密閉后開啟風扇。依次用氣密針將設定體積的溴甲烷和磷化氫注入熏蒸罐內，開始熏蒸。具體處理程序見表1。

熏蒸開始后的10?min、3?h時分別檢測溴甲烷和磷化氫氣體濃度。根據高明等［17］的方法檢測磷化氫的氣體濃度，磷化氫濃度檢測使用安裝有熱導檢測器（TCD）的氣相色譜儀進行。檢測條件為：進樣口溫度120℃，填充色譜柱Propark?Q（80～100?目），柱溫：

70℃，TCD：200℃，載氣：H2，柱流量：25?mL/min。根據李麗等［18］的方法檢測溴甲烷的氣體濃度，溴甲烷濃度檢測使用安裝有火焰離子檢測器（FID）的氣相色譜儀進行。檢測條件為：進樣口溫度150℃，填充色譜柱Propark?Q（80～100?目），柱溫：120℃，FID：200℃，載氣：H2，柱流量：30?mL/min。熏蒸3?h后，將熏蒸罐移至通風櫥內，開罐散氣2?h。每個處理組設置3個獨立重復。

散氣結束后，將帶有番石榴實蠅3齡幼蟲的紅心火龍果置于底部鋪有適量麥麩的塑料圓盒中，后將塑料圓盒移至生物安全飼養室內。飼養2?d后進行解剖，對其中的存活蟲量及死亡蟲量進行計數，當用鑷子輕觸試蟲表面無反應，則判定試蟲死亡。

1.2.2.2?紅心火龍果中番石榴實蠅的劑量死亡率關系

為確定劑量死亡率響應規律，在25?℃下，分別使用2、4、6、8、10、12?g/m3?溴甲烷單獨熏蒸和上述試驗結果所得磷化氫最佳濃度與2、4、6、8、10、12?g/m3?溴甲烷以復合熏蒸方式對火龍果中的番石榴實蠅3齡幼蟲進行熏蒸處理。每個處理獨立重復3次，并另設未熏蒸的火龍果為對照。在熏蒸結束3?d后，解剖火龍果，統計并記錄其中的3齡幼蟲的存活數量及死亡數量。

1.2.3?紅心火龍果的采后品質測定

1.2.3.1?水果熏蒸

整個熏蒸過程采用配有風扇的55?L不銹鋼熏蒸箱進行。熏蒸前，挑取90個紅心火龍果分為3組，并將紅心火龍果及熏蒸箱在25℃環境中平衡12?h。將紅心火龍果以相同的堆放方式分別放入各熏蒸處理方式的55?L熏蒸箱內，密閉后開啟風扇，根據毒力試驗結果，使用氣密注射器分別投入設定體積的磷化氫和溴甲烷氣體，開始熏蒸，具體處理程序見表2。熏蒸過程中，分別于投藥后10?min、3?h使用氣相色譜儀檢測藥劑的氣體濃度。

熏蒸結束后，水果在通風櫥內散氣2?h后先移至4℃的環境控制室中儲藏14?d，再移至20℃的恒溫恒濕培養箱中模擬貨架期儲藏4?d。處理后每組分別在4℃儲藏的第7、14天和20℃儲藏的第4天，拿出果實進行品質檢測，每個品質指標均獨立重復3次。

1.2.3.2?硬度與可滴定酸、可溶性糖的測定

紅心火龍果硬度、可溶性糖和可滴定酸測定參照李柏樹等的方法［19］，在紅心火龍果赤道面選取3個點，將質構儀圓柱形壓力計探測頭垂直對準果實赤道面，開始穿刺，待探測頭刺入果肉后停止，記錄穿刺過程中最大力。火龍果去皮后取果肉榨成汁，取澄清果汁用手持式糖度儀測其可溶性糖。取澄清果汁0.3?mL，加蒸餾水稀釋至30?mL，利用酸度計測其可滴定酸。

1.2.3.3?呼吸強度

紅心火龍果呼吸強度的測定參照趙天澤等的方法［20］。每組各取出3個固定的紅心火龍果，作為3個重復，分別在4?℃儲藏的第7天、第14天和20?℃儲藏的第4天，測定3次呼吸強度。每次測定時，先將各組取出的3個果實置于電子天平上稱量，后將其密封在各自的熏蒸罐中，并分別于密封后的0、3?h時，用安裝熱導檢測器（TCD）的氣相色譜儀檢測二氧化碳（CO2）濃度，檢測條件為：進樣口溫度120℃，填充色譜柱Propark?Q?（80～100目），柱溫：70?℃，TCD：200?℃，載氣：H2，柱流量：25?mL/min。單位為mL/（kg·h）。

呼吸強度=（3?h?CO2濃度－0?h?CO2濃度）×干燥器體積/（果重×密閉時間）。

1.3?數據處理

應用Excel?2016統計軟件整理相關數據，利用PoloPlus?0.03對死亡率數據進行幾率值分析［21］，用SPSS?19.0軟件采用?Duncan氏檢驗法對相關指標進行單因素方差分析和差異顯著性測驗。

2?結果與分析

2.1?復合熏蒸中最佳磷化氫濃度的確定

為確定復合熏蒸中磷化氫最佳濃度，用不同濃度的磷化氫與4?g/m3?溴甲烷的復合熏蒸方式處理番石榴實蠅3齡幼蟲。如圖1所示，當磷化氫濃度為0.142?g/m3（M+P1）時，溴甲烷和磷化氫的死亡率顯著增大，與單獨溴甲烷相比，死亡率從1.6%升高到51.02%。當磷化氫濃度為1.42?g/m3（M+P4）時，復合熏蒸的幼蟲死亡率達到最大值71.96%。當磷化氫濃度低于1.42?g/m3時，死亡率隨著濃度的升高而升高;而當磷化氫濃度高于1.42?g/m3時，死亡率又會隨濃度的繼續升高而降低。當磷化氫濃度為2.84?g/m3（M+P6）時，復合熏蒸的死亡率為53.48%，與磷化氫濃度為0.142?g/m3（M+P1）時的死亡率之間差異不顯著。因此，在接下來的毒力試驗中，采用1.42?g/m3?磷化氫與溴甲烷復合熏蒸番石榴實蠅3齡幼蟲以探究熏蒸劑量與死亡率的關系。

2.2?紅心火龍果中番石榴實蠅的劑量死亡率關系

為滿足檢疫處理要求，利用溴甲烷單獨熏蒸和溴甲烷磷化氫復合熏蒸處理番石榴實蠅。結果如表3所示，溴甲烷單獨熏蒸達到試蟲死亡率為50%、99%和99.996?8%所需濃度分別為8.74、18.82?g/m3和32.70?g/m3;復合熏蒸達到試蟲死亡率為50%、99%和99.996?8%所需溴甲烷濃度分別

為3.87、7.90?g/m3和13.19?g/m3。與復合熏蒸相比，溴甲烷單獨熏蒸達到同樣水平的試蟲死亡率需要較高濃度。當以溴甲烷和磷化氫復合熏蒸處理幼蟲3?h，完全殺死番石榴實蠅所需劑量與溴甲烷單獨熏蒸相比減少了19.51?g/m3，僅為溴甲烷單熏的40.34%。根據毒力測試的結果，接下來的品質試驗采用1.42?g/m3?磷化氫和18?g/m3溴甲烷復合熏蒸紅心火龍果，以及38?g/m3溴甲烷單獨熏蒸火龍果。

2.3?復合熏蒸對紅心火龍果品質的影響

在儲藏期結束后，從外觀品質看，僅溴甲烷單獨熏蒸后的果實表面出現褐斑和白色霉狀物的藥害癥狀，復合熏蒸處理與對照組無明顯變化（圖2），表明過量的溴甲烷熏蒸易引起火龍果表面的藥害，復合熏蒸則對火龍果表面無影響。

在整個儲藏期間，各處理組和對照組的火龍果果實硬度之間差異不顯著（圖3），表明復合熏蒸和溴甲烷單獨熏蒸對火龍果果實硬度無影響。

如圖4所示，在整個冷藏期和儲藏期期間，火龍果果實的可滴定酸（TA）質量分數逐漸降低，在冷藏期結束時（14?d），復合熏蒸的可滴定酸質量分數與對照組無顯著性差異，溴甲烷單獨熏蒸可滴定酸質量分數顯著低于對照組。到整個儲藏期結束時（18?d），各處理組與對照組的火龍果果實可滴定酸質量分數無顯著性差異。說明復合熏蒸和溴甲烷單獨熏蒸對火龍果的可滴定酸質量分數無影響。在整個儲藏期間，火龍果果實的可溶性固形物（TSS）質

量分數整體變化不明顯，各處理組與對照相比無顯著性差異。說明復合熏蒸和溴甲烷單獨熏蒸對火龍果的可溶性固形物質量分數無影響。

如圖5所示，4℃低溫冷藏期間，紅心火龍果的呼吸強度保持穩定，且各處理組與對照組無顯著性差異。當移至室溫模擬貨架期儲藏時，火龍果的呼吸強度大幅度上升。模擬貨架期儲藏4?d后，復合熏蒸的呼吸強度與對照組無顯著性差異，經溴甲烷單獨熏蒸的火龍果的呼吸強度顯著高于對照組與復合熏蒸組。說明復合熏蒸對火龍果的呼吸強度無影響，而過量的溴甲烷熏蒸會刺激火龍果呼吸。

3?結論與討論

由于水果和其他新鮮農產品具有攜帶有害生物的巨大風險，且不易儲存，因此其收獲后和出口前檢疫處理一直是國際關注的熱點［22］。目前，溴甲烷熏蒸是處理紅心火龍果攜帶的番石榴實蠅最有效、應用最廣泛的技術。由于溴甲烷對環境的影響，近年來溴甲烷的減排和替代技術是國際檢疫處理技術研究的熱點。研究表明，赤擬谷盜成蟲經溴甲烷和磷化氫按比例混合熏蒸處理5?h或10?h后，死亡率高于溴甲烷單獨處理后的死亡率［11］。Li等在20℃下，利用25.11?g/m3?溴甲烷混合2.13?g/m3磷化氫熏蒸2.5?h，能夠使橘小實蠅3齡幼蟲的死亡率達99.996?8%，比溴甲烷單獨熏蒸時所需溴甲烷濃度減少了近50%［12］。由此可見，溴甲烷和磷化氫復合處理具有協同作用，通過采用復合處理技術可以減少溴甲烷的使用量。本試驗中溴甲烷和磷化氫復合處理同樣具有顯著的增效作用。當磷化氫濃度為0.142?g/m3時，復合熏蒸的死亡率顯著升高，與單獨溴甲烷熏蒸相比，死亡率從1.6%升高到51.02%。

在對溴甲烷和磷化氫的復合熏蒸最佳磷化氫濃度探究中，試驗結果表明，隨著磷化氫濃度的增加，試蟲死亡率先升后降。這是由于當使用過高濃度的磷化氫熏蒸會導致試蟲休克同時陷入昏迷，減緩了試蟲對熏蒸劑的吸收，從而影響熏蒸效果［23］。復合熏蒸所需的最佳磷化氫濃度范圍為1.42～2.13?g/m3，與Li等［12］利用溴甲烷聯合磷化氫熏蒸橘小實蠅的結果一致。當以復合熏蒸方式處理幼蟲3?h，完全殺死番石榴實蠅所需溴甲烷劑量為13.19?g/m3，僅為溴甲烷單獨熏蒸的40.34%。因此，1.42?g/m3?磷化氫加13.19?g/m3?溴甲烷可用于番石榴實蠅的檢疫處理。

在果實采后儲藏期間，過量的溴甲烷熏蒸很容易導致水果的藥害和商品價值的損失［2425］。例如，過量的溴甲烷熏蒸處理藍莓，會增加藍莓果實的腐爛率和呼吸速率［26］。采用32?g/m3溴甲烷熏蒸‘Golden?‘Venus和‘Sweety3種火龍果2?h，火龍果表面出現藥害［27］。48?g/m3溴甲烷處理蘋果2?h，蘋果表面產生藥害且呼吸速率顯著提高［28］。因此在評價熏蒸指標的可行性時，有必要考慮其對目標果實品質的影響。本試驗中，與溴甲烷單獨熏蒸相比，復合熏蒸無明顯藥害，且可顯著降低紅心火龍果的呼吸強度。復合熏蒸和溴甲烷單獨熏蒸對紅心火龍果的硬度、可溶性固形物、可滴定酸等內部品質均未造成不利影響。這與磷化氫單獨熏蒸［29］和溴甲烷單獨熏蒸［30］均未對果實內部品質造成不利影響的結果一致。因此，復合處理技術能保持火龍果在儲藏過程中的有機質含量，延緩果實的衰老，彌補了溴甲烷單獨熏蒸會縮短儲藏期的問題［27］，該技術也可用于藍莓、蘋果等對溴甲烷熏蒸較為敏感的水果。

本研究探討了溴甲烷和磷化氫對番石榴實蠅幼蟲的殺滅效果和對紅心火龍果采后品質的影響。試驗結果表明，這兩種熏蒸劑具有協同作用。與溴甲烷單獨熏蒸相比，復合熏蒸僅需40.34%的溴甲烷劑量即可達到99.996?8%的死亡率，并顯著降低呼吸強度且減少藥害，能更好地保持水果品質。由此，可以證明磷化氫和溴甲烷復合熏蒸處理方式是一種非常有潛力的檢疫熏蒸處理技術。

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（責任編輯：田?喆）