多殺菌素納米水劑防治2種儲(chǔ)糧害蟲的應(yīng)用研究

李笑男, 印 鐵, 鄒球龍, 張曉琳, 曹承宇, 張逸文, 宋麗雯

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院,甘肅省農(nóng)作物病蟲害生物防治工程實(shí)驗(yàn)室1,蘭州 730070) (中糧營養(yǎng)健康研究院,北京市畜產(chǎn)品質(zhì)量安全源頭控制工程技術(shù)研究中心2,北京 102209) (中糧糧油安徽國家糧食儲(chǔ)備庫有限公司3,合肥 231131) (南京財(cái)經(jīng)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,江蘇省現(xiàn)代糧食流通與安全協(xié)同創(chuàng)新中心4,南京 210023)

根據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織的調(diào)查,全世界每年因蟲霉造成約8%的糧食損失,蟲害造成約5%的糧食損失[1]。鋸谷盜和銹赤扁谷盜是我國常見的次食性儲(chǔ)糧害蟲。鋸谷盜(Oryzaephilussurinamensis)屬鞘翅目鋸谷盜科,在糧堆內(nèi)常大量發(fā)生,造成嚴(yán)重危害,成蟲壽命長,可達(dá)36個(gè)月,一年發(fā)生2～5代,一般以成蟲越冬,在全國各地均有分布[2]。銹赤扁谷盜(Cryptolestesferugineus)屬鞘翅目扁谷盜科,個(gè)體扁平、體長1.5～2.0 mm,為害儲(chǔ)糧后,糧食易出現(xiàn)發(fā)熱、霉變和結(jié)露等問題[3]。目前,儲(chǔ)糧害蟲的防治手段以磷化氫熏蒸為主,但長期單一使用,致使谷蠹、米象、赤擬谷盜等儲(chǔ)糧害蟲對其產(chǎn)生較高抗性[4],部分地區(qū)銹赤扁谷盜的磷化氫抗性已達(dá)到幾十倍甚至幾百倍[5,6],鋸谷盜的抗磷化氫品系在國內(nèi)的抗性系數(shù)相對較小,但在澳大利亞的抗性程度越來越嚴(yán)重[7,8],磷化氫熏蒸難度逐漸增大。而且,磷化氫屬于高毒農(nóng)藥,在密封性較差的倉房條件下使用存在較大的安全隱患,部分地區(qū)已經(jīng)禁止農(nóng)藥經(jīng)營企業(yè)向農(nóng)戶銷售磷化氫,禁止農(nóng)戶使用磷化氫。

基于綠色儲(chǔ)糧理念,現(xiàn)階段更側(cè)重于研究對人類和環(huán)境無害的防治手段,探索不同防治手段對儲(chǔ)糧害蟲應(yīng)用效果,如控溫[9]、氣調(diào)[10]、昆蟲激素[11]、植物源殺蟲劑[12]、微生物源殺蟲劑[13,14]等。

多殺菌素具有殺蟲譜廣、低殘留、對哺乳動(dòng)物安全的特點(diǎn),同時(shí)殺蟲機(jī)理獨(dú)特,與現(xiàn)有儲(chǔ)糧害蟲防治藥劑產(chǎn)生交互抗性的風(fēng)險(xiǎn)較小,是一種極具應(yīng)用前景的微生物源綠色儲(chǔ)糧殺蟲劑[15]。祝星星等[16]研究結(jié)果表明,多殺菌素粉劑按有效濃度1 mg/kg或以上處理糧食15 d后,糧食中的玉米象、谷蠹的校正死亡率均達(dá)100%,赤擬谷盜的校正死亡率達(dá)到80%以上,防治效果良好,達(dá)到儲(chǔ)糧害蟲防治要求。吳若旻[17]研究結(jié)果表明,95%的多殺菌素對儲(chǔ)糧害蟲的觸殺毒力大小依次為谷蠹>銹赤扁谷盜>鋸谷盜>玉米象>嗜蟲書虱>米象>赤擬谷盜>嗜卷書虱。曹陽等[18]研究結(jié)果表明,2.5%多殺菌素懸浮劑對書虱的觸殺效果明顯高于鋸谷盜和米象。目前,多殺菌素防治儲(chǔ)糧害蟲的常用劑型為粉劑和懸浮劑,2種劑型對常見儲(chǔ)糧害蟲均具有一定的防治效果。近年來,納米制劑受到廣泛關(guān)注,與傳統(tǒng)劑型相比,納米制劑具有更好的穩(wěn)定性、良好的表面活性和優(yōu)異的滲透性。多殺菌素納米水劑是由多殺菌素和氨基磺酸小分子通過非共價(jià)結(jié)合組裝而成,制作過程簡單,僅含有少量食品級(jí)助劑,與傳統(tǒng)劑型懸浮劑相比,更加安全環(huán)保。作為一種新劑型,多殺菌素納米水劑對小菜蛾和薊馬等田間害蟲的防治效果顯著,藥效較懸浮劑提高20%以上[19]。但其對儲(chǔ)糧害蟲的實(shí)倉模擬實(shí)驗(yàn)的研究鮮有報(bào)道。

本研究在感染銹赤扁谷盜和鋸谷盜達(dá)到嚴(yán)重蟲糧標(biāo)準(zhǔn)的小糧堆中施藥,測定不同濃度多殺菌素納米水劑對這2種害蟲的防治效果。并進(jìn)一步將多殺菌素納米水劑與甲基嘧啶磷乳油進(jìn)行復(fù)配,探究了對鋸谷盜的防治效果,為儲(chǔ)糧害蟲綠色防治技術(shù)的研究和應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備

供試原糧:稻谷,水質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11.23%,安徽省合肥市長豐縣雙鳳物流儲(chǔ)備庫。

實(shí)驗(yàn)藥劑:5%多殺菌素納米水劑;55%甲基嘧啶磷乳油。

供試害蟲:鋸谷盜、銹赤扁谷盜(均為原糧中已存在的儲(chǔ)糧害蟲),每個(gè)糧堆中施藥前的蟲口密度均為30頭/kg以上。從未進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的原糧中篩取儲(chǔ)糧害蟲補(bǔ)充至實(shí)驗(yàn)原糧中,待穩(wěn)定24 h后再次查蟲確認(rèn)蟲口密度。

實(shí)驗(yàn)設(shè)備:儲(chǔ)糧防護(hù)劑自動(dòng)微噴機(jī)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 多殺菌素納米水劑對鋸谷盜和銹赤扁谷盜的殺蟲實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)方法:清理糧倉地面,將稻谷原糧分為12個(gè)糧堆且糧堆間距離控制在1 m左右。因?qū)嶒?yàn)原糧中存在大量儲(chǔ)糧害蟲,分堆后穩(wěn)定24 h再進(jìn)行施藥前的蟲口密度篩查。

將稻谷糧堆分為4個(gè)處理組,每組3個(gè)重復(fù),按表1用自來水將藥劑稀釋至400 mL,使用微噴機(jī)將稀釋后的藥劑均勻噴灑于糧粒表面。糧堆用薄膜覆蓋,防止糧堆內(nèi)外的害蟲混雜影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

表1 多殺菌素納米水劑殺蟲實(shí)驗(yàn)組別及有效成分濃度

1.2.2 多殺菌素與甲基嘧啶磷復(fù)配對鋸谷盜和銹赤扁谷盜的殺蟲實(shí)驗(yàn)

清理糧倉地面,將稻谷原糧分為18個(gè)糧堆(80 kg/糧堆)且糧堆間距離控制在1 m左右。根據(jù)多殺菌素納米水劑對2種儲(chǔ)糧害蟲的防治效果,結(jié)合甲基嘧啶磷乳油的推薦質(zhì)量分?jǐn)?shù)(5～10 mg/kg)確定2種藥劑的復(fù)配濃度。將稻谷的糧堆分為5個(gè)處理組,每組3個(gè)重復(fù),按表2將藥劑稀釋至400 mL后均勻施藥。糧堆用薄膜覆蓋,防止糧堆內(nèi)外的害蟲混雜影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果,并且為甲基嘧啶磷的熏蒸作用提供一定密閉性。

表2 多殺菌素復(fù)配劑殺蟲實(shí)驗(yàn)組別及藥劑有效成分濃度

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及處理方法

1.3.1 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法

篩查時(shí)間:施藥前和施藥后的第3天與第7天,采用人工篩查法進(jìn)行蟲口密度檢查。篩查點(diǎn)設(shè)置:在糧堆的表層、上層、中層和下層分別扦樣查蟲。篩查量統(tǒng)計(jì):每個(gè)篩查點(diǎn)分別取1 kg,檢查糧粒外部的害蟲,分類計(jì)數(shù),單位:頭/kg。評(píng)價(jià)方法:以各篩查點(diǎn)害蟲密度最大值代表糧堆的蟲口密度。

1.3.2 數(shù)據(jù)處理方法

死亡率=(施藥前蟲口密度-施藥后蟲口密度)/施藥前蟲口密度×100%

校正死亡率=(處理組死亡率-對照組死亡率)/(1-對照組死亡率)×100%

數(shù)據(jù)經(jīng)平方根反正弦轉(zhuǎn)換后,用SPSS 19.0軟件進(jìn)行顯著性差異分析,采用Duncan法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 多殺菌素納米水劑對2種儲(chǔ)糧害蟲的殺蟲效果

由圖1可知,多殺菌素納米水劑對2種儲(chǔ)糧害蟲的殺蟲效果隨著藥劑濃度和處理時(shí)間的增加而增加,鋸谷盜和銹赤扁谷盜的最高校正死亡率分別為71.70%和90.29%。在相同處理濃度和時(shí)間下,除2 mg/kg(藥后7 d)對2種儲(chǔ)糧害蟲的防治效果無顯著差異外,對鋸谷盜的殺蟲效果均顯著低于銹赤扁谷盜。銹赤扁谷盜的校正死亡率均高于鋸谷盜,與已有研究中95%多殺菌素對銹赤扁谷盜的毒力大于鋸谷盜的結(jié)果一致。由此說明,鋸谷盜對多殺菌素納米水劑的敏感性低于銹赤扁谷盜。

此外,多殺菌素納米水劑在處理鋸谷盜時(shí),2 mg/kg和3 mg/kg的殺蟲效果在同一處理時(shí)間下無顯著性差異;處理銹赤扁谷盜時(shí),1 mg/kg和2 mg/kg的殺蟲效果在同一處理時(shí)間下無顯著性差異。因此,防治鋸谷盜和銹赤扁谷盜多殺菌素納米水劑單劑的推薦質(zhì)量分?jǐn)?shù)及處理時(shí)間分別為2 mg/kg、藥后7 d和3 mg/kg、藥后3 d為最宜。

2.2 多殺菌素與甲基嘧啶磷復(fù)配對2種儲(chǔ)糧害蟲的殺蟲效果

由圖2可知,多殺菌素與甲基嘧啶磷復(fù)配對2種儲(chǔ)糧害蟲的殺蟲效果均顯著高于2 mg/kg多殺菌素納米水劑單劑。復(fù)配劑對同一種儲(chǔ)糧害蟲的防治效果,隨復(fù)配濃度以及處理時(shí)間的不同而存在差異。雖然在相同的藥劑濃度和處理時(shí)間下,復(fù)配劑對鋸谷盜的防治效果均低于銹赤扁谷盜。但在藥后第7天,該復(fù)配劑可有效防治鋸谷盜,校正死亡率在82.9%以上。1 mg/kg多殺菌素納米水劑和5 mg/kg甲基嘧啶磷乳油復(fù)配時(shí),鋸谷盜和銹赤扁谷盜的校正死亡率均隨處理時(shí)間的延長而顯著增加。且在第7天達(dá)到最高校正死亡率,分別為86.41%和98.65%。2 mg/kg多殺菌素納米水劑和5 mg/kg甲基嘧啶磷乳油復(fù)配時(shí),在藥后第7天,鋸谷盜和銹赤扁谷盜的校正死亡率分別為82.90%和97.95%;與1 mg/kg多殺菌素納米水劑復(fù)配時(shí)的校正死亡率無顯著差異。因此,隨處理時(shí)間的延長,選用較低濃度的多殺菌素納米水劑(1 mg/kg)與甲基嘧啶磷乳油進(jìn)行復(fù)配為最宜。

研究發(fā)現(xiàn),2 mg/kg多殺菌素納米水劑在2次實(shí)驗(yàn)中的防治效果存在差異,在復(fù)配劑實(shí)驗(yàn)中對儲(chǔ)糧害蟲的防治效果低于多殺菌素納米水劑單劑實(shí)驗(yàn)。單劑實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行時(shí)間為9月中旬,復(fù)配實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行時(shí)間為10月中旬,2次實(shí)驗(yàn)的平均溫度相差10 ℃左右。Wijayaratne等[20]研究表明,多殺菌素可以增加儲(chǔ)糧害蟲對高溫的敏感性,與溫度存在協(xié)同作用,由此推測是因10月份的溫度下降導(dǎo)致了同濃度下的防治效果降低。

此外,藥劑種類、復(fù)配濃度和處理時(shí)間不同均對殺蟲效果產(chǎn)生影響。王爭艷等[21]和Saddiq等[22]研究發(fā)現(xiàn),多殺菌素和溴氰菊酯以不同比例復(fù)配,表現(xiàn)出不同的作用效果,1∶10表現(xiàn)出協(xié)同效應(yīng),1∶1和1∶20表現(xiàn)出拮抗效應(yīng),而與毒死蜱復(fù)配均可表現(xiàn)出協(xié)同效應(yīng)。本研究結(jié)果表明,多殺菌素納米水劑和甲基嘧啶磷乳油在不同濃度復(fù)配時(shí),均表現(xiàn)出協(xié)同效應(yīng),且隨著處理時(shí)間的延長,殺蟲效果也不斷增強(qiáng)。

注:B1表示2 mg/kg多殺菌素納米水劑與5 mg/kg甲基嘧啶磷乳油復(fù)配處理的實(shí)驗(yàn)組,B2表示1 mg/kg多殺菌素納米水劑與5 mg/kg甲基嘧啶磷乳油復(fù)配處理的實(shí)驗(yàn)組,B3表示5 mg/kg甲基嘧啶磷乳油處理的實(shí)驗(yàn)組,B4表示2 mg/kg多殺菌素納米水劑處理的實(shí)驗(yàn)組。圖2 多殺菌素復(fù)配劑對兩種儲(chǔ)糧害蟲的殺蟲效果

多殺菌素獨(dú)特的殺蟲機(jī)理使其產(chǎn)生交互抗性的風(fēng)險(xiǎn)較小,在實(shí)際的應(yīng)用過程中,可結(jié)合環(huán)境條件、儲(chǔ)糧害蟲種類、害蟲危害程度、藥劑處理時(shí)間以及受感染的糧食種類等因素[23],篩選低毒安全的藥劑與之復(fù)配,開展綜合防治。同時(shí)需進(jìn)一步改進(jìn)應(yīng)用技術(shù),以滿足大規(guī)模原糧的應(yīng)用需求。

3 結(jié)論

在糧食運(yùn)輸過程中,可能因市場、環(huán)境或其他原因?qū)е录Z食暫存于物流倉中。物流倉的倉房條件相對較差,糧食更易受到害蟲的侵染危害。本研究結(jié)合糧食轉(zhuǎn)運(yùn)過程中蟲害發(fā)生的實(shí)際情況,探究多殺菌素新型納米水劑單劑及復(fù)配劑對鋸谷盜和銹赤扁谷盜的防治效果。結(jié)果表明,多殺菌素納米水劑單劑對2種儲(chǔ)糧害蟲成蟲均有防治效果,鋸谷盜和銹赤扁谷盜的最高校正死亡率分別為71.7%和90.29%;與之相比,多殺菌素納米水劑復(fù)配劑對鋸谷盜和銹赤扁谷盜成蟲的防治效果均有提高,可以有效防治2種儲(chǔ)糧害蟲,鋸谷盜和銹赤扁谷盜的校正死亡率分別在82.9%和97.95%以上。

多殺菌素納米水劑對儲(chǔ)糧害蟲的防治效果受到昆蟲種類、處理時(shí)間、復(fù)配濃度和環(huán)境條件等因素的影響。多殺菌素納米水劑單劑對2種儲(chǔ)糧害蟲成蟲的防治效果隨著藥劑濃度和處理時(shí)間的增加而提高且對鋸谷盜的毒力小于銹赤扁谷盜;隨處理時(shí)間的延長,結(jié)合防治成本,選用較低濃度的多殺菌素納米水劑(1 mg/kg)與甲基嘧啶磷乳油進(jìn)行復(fù)配為宜;環(huán)境條件不同,特別是環(huán)境溫度的差異,對多殺菌素納米水劑的防治效果存在一定影響。