低溫處理技術在植物檢疫處理中的應用現狀分析

楊皓然

中國農業大學，北京 100193

0 引言

隨著人們環保理念的不斷增強，在植物檢疫處理中，有害生物滅殺手段逐漸向綠色環保方向發展，如低溫處理技術、氣調處理技術、高溫處理技術、輻照處理技術等均是檢疫手段的首選［1］。其中，低溫處理技術不但能夠獨自完成有害生物的滅殺，而且還能與其檢疫手段結合使用，提高對有害生物的滅殺效果。為了更加清晰了解低溫處理技術在植物檢疫處理中的具體情況，筆者對該技術的研究進展情況進行分析與總結，以更好了解植物檢疫技術在植物檢疫處理中的研究進展，推動國內植物檢疫的發展。

1 低溫處理技術概述

1.1 低溫處理技術滅殺有害生物的原理

有害生物經過低溫處理后會死亡，原因主要有4點。第一，在低溫環境中，有害生物因自身營養能量消耗過快，抵抗低溫能力不足而死亡。第二，低溫環境下，有害生物細胞內游離水溢出，并滲透至細胞間隙中，使得細胞膜結冰破裂，進而導致機體死亡。第三，游離水在低溫環境下會結冰，導致細胞原生質脫水，鹽濃度增加，阻礙新代謝產物的外排，進而導致有害生物死亡。第四，在低溫環境下，有害生物體內代謝酶活性受到抑制，無法供給自身的代謝需要，進而導致機體死亡。

1.2 低溫處理效果影響因素

低溫處理技術的應用效果主要取決于低溫處理時長、溫度等因素。此外，有害生物的生長發育離不開糖、蛋白質、礦物質等營養物質，一旦缺乏其中某種營養物質，就會對其機體生長發育造成影響，因此，在低溫環境下，有害生物寄生的場所條件亦會對低溫處理技術的應用效果造成影響。

1.3 低溫處理所用設備

在實驗室研究層面上，研究人員通常會借助高低溫試驗箱（見圖1）探索低溫處理技術處理有害生物的應用效果。在商業化層面上，檢疫機構等使用設備以冷藏集裝箱（見圖2）和冷藏庫（見圖3）為主，貨物在進出口之前或路途中都可以通過冷處理對有害生物進行滅殺（見圖2、圖3）。

圖1 高低溫試驗箱

圖2 冷藏集裝箱

圖3 冷藏庫

1.4 低溫處理技術相關標準

國際上出臺了許多關于低溫處理技術在植物檢疫中應用的標準，以更好地應對不同有害生物對植物的侵害（見表1）。與此同時，我國也出臺了若干關于低溫處理技術在植物檢疫處理中的相關應用標準，用于滅殺水果、蔬菜等植物中的實蠅類等有害生物，以減少“問題植物”的流入與流出（見表2）。

表1 國際低溫處理技術標準歸納

表2 國內低溫處理技術相關標準歸納

2 低溫處理技術在植物檢疫處理中的應用現狀

20世紀90年代，低溫處理技術在有害生物的滅殺處理環節得到了初步應用，現如今這種技術已逐步成熟，并從對有害生物的滅殺擴展至對商品害蟲的滅殺。目前，單獨低溫處理技術是植物檢疫處理中是最為常用的一種模式，但該模式存在耗時較長的缺陷。為縮短滅殺有害生物的時間，并提高處理效果，還可與其他處理技術（氣調處理、熱處理等）相結合使用。

2.1 單獨低溫處理

目前，低溫處理技術在諸多水果、蔬菜中得到了廣泛應用，如柑橘、番石榴、葡萄、柿、辣椒、獼猴桃、臍橙等。2017 年，何興財等［2］對橘小實蠅的防控進行了綜合研究，發現當中心溫度控制在1.7 ℃以下時，15 d 內可以對橘小實蠅進行有效滅殺。2020 年，喬建等［3］以番石榴為例，借助低溫技術對其進行了檢疫處理，發現當中心溫度控制在4 ℃左右時，12 d 內可以有效滅殺橘小實蠅。國外學者Hill 等［4］以橘為研究對象，借助低溫處理技術對其檢疫，發現當中心溫度控制在1.5 ℃左右時，10 d 內可以對昆士實蠅進行滅殺，16 d內可以對地中海實蠅進行滅殺。劉波等［5］以紅提為研究對象，借助低溫處理技術對其進行檢疫，發現當中心溫度控制在0 ℃左右，可以在10 d左右滅殺斑翅果蠅，滅殺率達到99%。綜上發現，低溫處理技術在植物檢疫處理中的應用十分廣泛，并且能夠取得較好的應用效果。

2.2 多種技術的結合處理

2.2.1 與氣調技術結合處理。氣調技術是指通過改變植物存儲環境中相關氣體的比例抑制有害生物的一種綠色環保殺蟲技術。通常情況下，與氣調技術結合處理的方式有兩種，一是同時進行處理，二是相繼進行處理。當外界環境溫度接近0 ℃時，植物中的有害生物新陳代謝會加快，此時有利于利用低溫處理技術與氣調技術處理相結合進行處理，能夠在一定程度上減少對有害生物的處理時間。低溫氣調處理技術一般在貨物運輸環節中使用較多，針對的有害生物種類較多，如雙翅目害蟲、鱗翅目害蟲等。Harold 等［6］研究發現，在環境溫度接近0 ℃，CO2含量低于1%，O2含量在1.7%左右時，借助低溫氣調處理技術對蘋果蠹蛾進行滅殺處理，消耗時長僅為13 d。梁永軒等［7］研究發現，當中心溫度為1 ℃，CO2含量達到98%時，借助低溫氣調技術可對番茄潛葉蛾卵進行滅殺處理，消耗時長僅為10 d；當中心溫度為2 ℃，O2含量在3%左右，CO2含量在5.5%左右時，借助低溫氣調技術對橘小實蠅進行滅殺處理。

2.2.2 與熱處理技術結合處理。這種結合技術主要應用于對蔬菜、水果等農產品有害生物的滅殺處理，使用時是以“先熱后冷”為主，即先對農產品進行熱處理，而后進行冷處理。采用這種方式不但能夠滅殺農產品中寄生的有害生物，而且不會對農產品品質造成不利影響。國外學者Ben-Amor［8］研究表示，椰棗經過熱處理（中心溫度為50 ℃，處理時長為10 min）后，再經過冷處理（中心溫度2 ℃、時長30 d，中心溫度23 ℃、時長4 d），其中的石榴螟有害生物會被滅殺，同時不會對椰棗品質造成影響。除了滅殺有害生物外，在這種處理技術的干預下，果蔬的品質也會得到一定保障，甚至會有所提升。胡均如等［9］研究表示，果蔬在低溫處理前，借助熱處理技術對果蔬進行處理能夠提高果蔬的活性氧含量，利于冷處理技術的干預，使得果蔬在冷處理期間擁有較強的活性氧清除能力，進而確保了果蔬的品質。

2.2.3 與其他檢疫技術結合處理。低溫處理技術還能與微波、輻照等檢疫技術結合使用。①輻照處理是通過電子束、γ射線等對有害生物進行照射處理，凡是經過這種方式處理后的有害生物均會出現無法生育、繁殖，甚至死亡的現象，既杜絕了有害生物的傳播，又確保了物品傳輸的安全性。輻照處理技術與低溫處理技術相結合可起到相互促進的作用。國外學者Alonso［10］研究指出，柑橘經過X射線輻照后，再借助低溫處理技術進行處理（1 ℃），發現其中的有害生物地中海實蠅在2 d內便能夠被完全滅殺，與單獨使用低溫處理技術滅殺相比，處理時間明顯縮短了7 d，提高了處理效率。②微波處理是指通過不同電磁波頻譜（300～3 000 MHz）對有害生物進行非輻射波處理。低溫處理技術與微波處理技術結合處理也能顯著縮短處理時間，提高處理效果。相關研究指出，鋸谷盜這種有害生物在微波處理（400 W）12 min 后，再進行冷處理（4 ℃），經過3 d該有害生物便會完全死亡［11］。

3 結語

低溫處理技術在植物檢疫處理中的應用主要分為兩方面：一是單低溫處理技術的應用，該技術能夠實現大部分有害生物的檢疫處理，但處理時間過長，一般至少需要10 d 才能對有害生物進行滅殺；二是與其他處理技術的結合應用，這種方式不但能夠縮短處理時間，而且能確保物品自身不受影響，具有較高的商業價值。該文明確了低溫處理技術在植物檢疫處理中的應用現狀，為國際、國內的植物檢疫處理提供了一定的參考。