不同氧氣濃度和環境對煙草甲蟲的趨避效果研究

摘 要：本文研究不同氧氣濃度和環境對煙草甲蟲的趨避效果和活動軌跡。通過在實驗室人為設計不同氧氣濃度環境和外部環境，觀察煙草甲蟲在不同環境中的活動性和爬行軌跡規律。煙草甲蟲的敏感氧氣濃度大約在4%左右，當氧氣濃度低于4%以下時，煙草甲蟲的活動性受到抑制，活動性降低；當氧氣濃度處于5%及以上時，對煙草甲蟲的活動性會影響較小。常規環境中，黑暗、性激素和流動性外部環境會對煙草甲蟲有一定的引誘效果。該研究可作為卷煙生產車間閑置機臺、閑置物流箱等結構性染蟲設備應急性防蟲技術手段。

關鍵詞：卷煙生產車間；煙草甲蟲；氧氣濃度；驅避防蟲；活動軌跡

中圖分類號：S 43" " 文獻標志碼：A

煙草甲蟲作為卷煙生產車間常見的害蟲[1]，由于其特殊的習性（喜鉆蛀、喜黑暗寂靜[2]），經常藏匿于卷煙生產車間閑置設備、空調/除塵管道等結構空間區域，由于上述區域清理難度大同時伴隨煙草甲的遷飛特性，因此會造成整個車間煙草甲相互交叉感染，極易造成蟲蛀煙市場反饋，影響企業聲譽和市場占有率。

目前，卷煙生產車間常見的煙草甲防治手段主要以物理清潔和化學防治為主[3]，兩者針對一些有限空間殺蟲實際效果并不理想；傳統倉庫片煙熏蒸殺蟲劑磷化鋁、硫酰氟由于較大的毒性不能在車間生產現場使用。隨著科學技術發展，綠色機械防蟲技術不斷出現，其中應用高濃度氮氣（98%以上）置換氧氣以后的窒息性進行殺蟲均有了成熟的應用案例。但受到其氣密性等級高（三級以上）、殺蟲周期長（平均40d左右）等特點影響，不適宜在卷煙生產大范圍開展作業（目前煙草行業卷煙生產車間普遍處于滿負荷生產狀態）。

因此，為解決卷煙生產車間有限空間內的煙蟲滋生技術難題，擬開展不同濃度的氧氣和外界環境對煙草甲蟲的影響變化規律研究，為今后卷煙車間生產結構性蟲源隱患點快速防蟲提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

制氮機、“Y”型亞克力管（DN200mm）、“一”字型亞克力管、3M膠帶、性誘劑、密封塞（堵頭）、通風軟接、氧氣檢測、標簽、自封袋、蟲樣等養蟲籠、養蟲箱、溫度計、體視鏡、放大鏡、毛筆、鑷子、飯盒、硅膠導管（直徑3cm）、微壓計、攝像頭、儲氣囊等。

試驗用蟲：由武漢東昌倉貯技術有限公司提供。

1.2 試驗方法

1.2.1 不同氧氣濃度環境條件下對煙草甲蟲影響

試驗蟲盒設計：試驗現場處置如圖1所示，選擇市場上銷售的一次性飯盒，在飯盒上方加蓋氣密性薄膜，采用機械處理的方式在飯盒上方連接2個進氣、出氣硅膠導管，在密封導管的情況下，使用微壓計對試驗蟲盒進行氣密性測試，確保其氣密性達到三級以上標準。

試驗處理設計：試驗處理設置見表1，在密閉盒子內挑入20頭左右煙草甲成蟲后上面覆蓋約1cm的玉米面粉，并做好標記。利用試驗蟲盒連接的進氣、出氣硅膠導管分別向不同的試驗密閉盒子內充入不同濃度的低氧氮氣，使其內部氧氣濃度達到試驗設置值，并設置常規對照試驗組，連續觀察60min，記錄煙草甲蟲在不同氧氣濃度條件下煙草甲從底部爬向表面活動的趨勢及活性變化。

1.2.2 低氧環境對煙草甲蟲驅蟲效果

試驗蟲盒設計：試驗現場處置如圖2所示，選擇市場上銷售的“一”型亞克力管，并對管材一端采用薄膜進行密封（薄膜一角預留一定空間，便于放置試驗對象煙蟲），采用人工方式排出薄膜內多余的氧氣，使用工具夾將管材與薄膜隔離。

試驗處理設計：試驗處理設置見表2，人工隨機挑選20頭煙草甲成蟲放置于亞克力管材末端連接的薄膜內，并快速進行密封，分別向密閉“一”型亞克力管內充入不同氧氣含量的低氧氮氣，使管內氧氣濃度分別保持不同濃度梯度。打開管材與薄膜隔離工具工具夾使煙草甲蟲分別處于不同的氧氣濃度環境中；在管道口始端預留一定體積的通風口（與外界環境相連），利用實驗室環境空氣的自然緩慢擴散性使“一”型亞克力管前后兩端保持不同氧氣濃度差，在靜止的環境中，試驗周期為25min，觀察記錄在兩端不同氧氣濃度差的環境對煙草甲蟲的驅蟲效果。

1.2.3 低氧環境下不同環境因素對煙蟲活動的影響

試驗蟲盒設計：試驗現場處置如圖3所示，選擇市場上銷售的“Y”型亞克力管，并對“Y”型亞克力管底部和2個支管口進行密封，支管口連接進氣、出氣硅膠導管，底部采用薄膜密封，使用工具夾將管材與薄膜隔離。

試驗處理設計：試驗處理設置見表3、表4，人工隨機分別挑選20頭、40頭煙草甲成蟲放置于“Y”型亞克力管底部連接的薄膜內，并快速進行密封，分別向密閉亞克力管內充入4%氧氣含量氮氣，打開管材與薄膜隔離工具工具夾，分別通過在“Y”型亞克力管2個支管設置不同氣流、光線、性誘劑等外界對比因素，觀察煙草甲蟲在4%的低氧環境中不同外界環境中對煙草甲蟲的活動影響規律習性。

1.2.4 除塵管道低氧環境下煙草甲蟲活動規律現場驗證

試驗設置：試驗現場處置如圖4所示，隨機選擇徐州卷煙廠生產車間現場長7m、直徑為0.3m的除塵管道內部，分別距離兩端1m、3m的位置安放2個監視器，2個鏡頭相對安裝，攝像頭通過轉換器與電腦相連，可實時觀察除塵管道煙蟲的運動軌跡，管道兩端用薄膜密封后，一端通過通風軟管、氣體控制接頭與儲氣囊相連，控制氣體的流動，形成試驗場景。

試驗處理設計：人工隨機分別挑選20頭煙草甲成蟲放置于提前準備好的蟲盒內部，試驗項目開展前放置于管道內部，本次試驗共設置20.9%、8%、5%、2%氧氣濃度4個濃度梯度，通過改變管道內部氧氣濃度、氣體流動狀態、光線和性誘劑等條件，通過攝像頭觀察管道內部煙草甲成蟲的活動趨勢。

2 結果與分析

2.1 不同氧氣濃度環境條件下對煙草甲蟲的影響

由表5可知，不同的氧氣濃度環境對煙草甲蟲的影響不同，同比試驗空白對照組，當環境中的氧氣濃度在5%及以上時，煙草甲蟲基本不受該氧氣濃度環境的影響，煙草甲蟲屬于正常活動狀態，對煙草甲蟲的活動性影響較少；當氧氣濃度降至4%及以下時，煙草甲蟲活動量明顯減少，整體處于不活躍狀態，煙草甲蟲在短時間內明顯受到抑制。

2.2 低氧環境對煙草甲蟲驅蟲效果

由表6可知，在不同氧氣濃度的低氧環境中，煙草甲蟲的活動性不同，不同低氧環境氧氣濃度梯度對煙草甲蟲的驅蟲效果的影響不同。與常規正常氧氣含量相比，2%、3%、4%、5%的氧氣濃度對煙蟲的驅蟲效果不同。在2%的氧氣含量環境下，煙草甲蟲活動性質受到較大抑制，整體處于不活動狀態，無法對煙草甲蟲起到一定的驅蟲效果；在3%、5%的氧氣含量下，對煙草甲蟲起到一定的刺激性作用，煙草甲蟲活動性一般；在4%的氧氣含量下，對煙草甲蟲的刺激性最大，煙草甲蟲的活動性最高。

綜上所述，當外界環境（如氧氣濃度等）不利于煙草甲蟲時，煙草甲蟲本能會向有利環境移動，可利用不同的氧氣濃度差對煙草甲蟲進行一定的趨避。不同低氧環境對煙草甲蟲的驅蟲效果不同，當環境中氧氣含量在4%以下時，煙草甲蟲的活動性明顯受到抑制，這與煙草甲蟲在不利環境條件下或者極端環境中假死休眠自我保護狀態研究結論基本一致；當環境中氧氣含量在5%及以上時，煙草甲蟲的活動性明顯未受到明顯影響，無法對環境中的煙草甲蟲起到驅避效果。

2.3 低氧環境下不同環境因素對煙蟲活動的影響

由表7、表8可知，在4%的低氧環境中，煙草甲蟲在不同的外界環境中的活動軌跡不同，黑暗、性激素和流動性環境分別對煙草甲蟲有一定的引誘效果。其中，當煙草甲蟲基數較小時（煙草甲蟲20頭），黑暗環境對煙草甲蟲的引誘效果最好；當煙草甲蟲基數較大時（煙草甲蟲40頭），性激素引誘劑對煙草甲蟲的引誘效果最好，這與煙草甲蟲喜黑暗、趨性引誘（雄性）[4]結論基本一致。

綜上所述，在卷煙生產實際煙蟲防治過程中，針對閑置機臺內部、車間高空管線、動力系統管道等結構性蟲源隱患點，在4%的氧氣濃度環境驅蟲的基礎上，可以通過人為設置黑暗、性激素和流動性外部環境加速對煙草甲蟲的趨避效果。

2.4 除塵管道低氧環境下煙草甲蟲活動規律現場驗證

由表9、圖5、圖6和圖7可知，通過改變管道內部氧氣濃度、氣體流動狀態、光線和誘劑等條件，根據現場實際情況可以得出以下結論。1）在2%氧氣濃度條件下，煙草甲的活動會受到抑制，約30min后蟲子沒有活動跡象，對光線、流動氣體、空氣靜止等條件的改變反應不明顯，在復氧之后也無明顯的活動跡象。2）在4%氧氣濃度條件下，煙草甲的整體活性較高，活動量較大，在保持管道內氣體靜止的情況下，煙草甲有向氣體流動、黑暗區域和誘芯方向運動的趨勢，但持續時間較短；約120min；繼續保持管道內氣體流動的情況下，煙草甲的活動被抑制作用逐漸明顯。3）在8% 氧氣濃度且氣體流動條件下，煙草甲的行為受到干擾，呈無規律運動趨勢，但存在向光線和誘劑運動的趨勢現象。4）在21%氧氣濃度條件下，煙草甲活動未受影響，在保持管道內部氣體靜止的情況下，煙草甲具有避光性和向誘芯方向運動的趨勢。

綜上所述，通過卷煙生產車間作業現場除塵管道低氧環境下煙草甲蟲活動規律的驗證可知，4%的氧氣含量濃度對煙草甲蟲的刺激性較強，黑暗、性激素和順風氣流流動性外部環境會對煙草甲蟲有一定的引誘效果，這與實驗室研究結論基本相同。

3 結語

該研究結果表明，煙草甲蟲的敏感氧氣濃度大約在4%左右，該氧氣濃度條件下煙草甲蟲短期內會顯著變得更活躍、更敏感，可作為煙草甲蟲驅蟲的氧氣含量指標；當氧氣濃度低于處于4%以下時，隨著氧氣濃度減少，煙草甲蟲的活動性受到抑制逐漸增大、活動性降低；當氧氣濃度處于5%及以上時，隨著氧氣含量的增加，對煙草甲蟲的活動性會影響越小。黑暗、性激素和流動性外部環境會對煙草甲蟲有一定的引誘效果，增加其活動性。因此，針對卷煙生產車間閑置機臺、閑置物流箱等結構性染蟲設備，當常規充氮氣（氧氣含量2%、殺蟲時間40天以上[5]）殺蟲方式無法短期內解決上述問題時，可采用氧氣含量為4%的充氮氣+黑暗環境、性激素和流動性的外部環境的方式進行應急性驅蟲。

當前的車間防蟲模式中，利用人工查找、清理、性誘捕器誘捕和化學藥劑防治雖然也可以在一定程度上控制車間總體的蟲口數量，但由于各車間作業人員的操作習慣和技術水平的差距，常常導致不同的作業人員對蟲源治理的效果大相徑庭。且在人工和化學藥劑防治過程中，位置較隱秘的點位（例如閑置機臺內部、車間高空管線、動力系統管道等）的防治效果不徹底，容易導致蟲情反復和交叉感染。對不同氧氣濃度和環境對煙草甲蟲進行研究可以得出，煙草甲對不同低氧濃度、不同自然條件下的活動規律，為卷煙生產車間應急性驅蟲作業提供了理論依據和技術應用案例，解決了現有的生產車間閑置機臺、閑置物流箱及管道內部無法有效防控害蟲的技術瓶頸和問題，進一步擴大車間防蟲的防治范圍，提升車間防蟲的治理效果。

參考文獻

[1]馮小明，王方曉.煙草甲的生物學特性研究[J].昆蟲知識，1997（2）：85-87.

[2]潘玥，郭雋.卷煙生產車間煙草甲蟲害防治[J].加工貯藏，2017，17（40）：46.

[3]李鐵軍，楊得強，李強.國內車間煙蟲治理現狀及問題研究[J].北京農業，2013（3）：193-194.

[4]許孫強.淺談卷煙生產車間煙草甲蟲防治[J].科技創新與應用，2016（12）：1.

[5]戴天一，劉超，郝萬里，等.卷煙生產車間閑置卷接機充氮氣殺蟲效果研究[J].湖北農業科學，2020，58（22）：117-120.

通信作者：李永汪（1989-），男，河南項城人，本科，助理農藝師，主要從事卷煙生產車間害蟲防治技術研究工作。

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