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探究防治储粮害虫的方法和防护剂使用效果
摘要：在我国农业是国民经济的基础，粮食是农业的基础，粮食一直是我们的生存之本，是最宝贵的生存资源，粮食生产一直都是农业生产的主导产业，在粮食储藏过程中会出现大量繁殖的害虫同，从而使粮食遭受严重的污染和损失。基于此，本文对当前储粮害虫的防治方法进行了综述，并概述了物理防治法、生物防治法、气调防治法以及各类化学药剂防虫方法在粮食储藏害虫防治的应用。
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1、引言
粮食的未来发展与国家粮食安全密切相关，为此各个国家都要储备足够的粮食来保证食品的安全，满足人们的基本生活需求[1-2]。我国一直非常重视食品的生产，重点扩大粮食种植面积，提高种植质量，增加粮食产量，改善粮食生产状况[3]。大多数储存的谷物害虫是鳞翅目昆虫和鞘翅目昆虫。它们侵入整个谷粒，在表面蛀食后直接进入谷粒里面，把卵产在谷粒内部，使幼虫和蛹在谷粒中发育。害虫不仅会危害破损的谷物，还会危害完好的谷物，甚至会侵蚀谷物的粉状物和碎屑。许多成虫即使不能直接对粮食的贮藏造成损害，但幼虫已生长出口器，也会通过剥食、蛀食等方式感染谷物。并且只要在环境温度合适的情况下，微生物就会大量的繁殖，从而使得谷物的品质发生不可逆的劣变，不仅对人畜健康造成重大威胁，还会严重阻碍经济的发展。为此，使用安全可靠的方法杀死储存的谷物害虫对粮食安全具有重要意义[4]。
2、预防和控制储粮害虫非化学农药的方法
为了减少储存期间粮食的损失，必须选择正确的方法来防止霉菌和害虫的产生。害虫的防治要做到因地制宜，通过综合的治理方法来控制、抑制或延缓害虫的繁殖、生长和发育[5]。目前国内外使用非化学农药来防治粮食贮藏过程中储粮害虫的包括物理、生物以及气调3类。
2.1 物理防治
粮食储存中物理控制害虫主要包括低温控制、诱捕控制、惰性粉末控制、辐射控制以及射频控制。
2.1.1 低温防治。当周围环境的温度在8～15℃时，它是储存的谷物害虫可以进行正常活动的最低温度。如果环境温度为该温度，则害虫不能生长和繁殖。温度为-4～8℃，则害虫处于冷瘫状态，如果害虫长时间处于冷瘫中，它就会死亡。当环境温度比-4℃还低时，此时害虫的细胞结构就会被破坏导致死亡[6、9-10]。
2.1.2 诱捕器防治。在过去的20年里，外国研究人员一直热衷于用诱捕器来诱捕储粮害虫。1999年，英国中央科学实验室M.E.Wakefield报告说，他们使用PC（表面和内部）、Pitfallbeaker诱捕器与WBII诱捕器来控制100t散装储存小麦中的谷象。冬季春季交替时与春季夏季交替时进行诱捕，诱捕期8个月，诱捕前以每千克1个谷象的密度将谷象放入小麦中，其中WBII捕集管只在夏季使用。研究显示：冬季使用的各诱捕器中，PC诱捕器捕捉到的害虫最多，然而从诱捕效果的稳定性角度来看，冬季Pitfall烧杯捕获效果最佳，而夏季PC陷阱捕获效果最佳[6]。
2.1.3 惰性粉防治。惰性粉末作为粮食储藏的保护剂具有很大的潜力。它没有任何毒性，可以保护粮食免受虫害和霉变。它还很容易与谷物分离，可以多次使用。目前，惰性粉末主要是硅藻土，已用于控制美国、加拿大、德国和东欧的储粮害虫和空仓库的消毒[6]。
2.1.4 辐照处理。在许多国家，如美国、英国、巴西、加拿大、波兰和孟加拉国，已经研究了辐照技术在食品贮藏害虫控制中的应用，并且辐照技术已成功使用多年。通过实际生产指标在谷物中使用杀虫剂处理以进行杀虫生产在经济上是可行的[6]。1996年，美国原子能委员会在美国农业部粮食研究和昆虫研究实验室使用钴作为辐射源建立了散装和袋装谷物辐照系统。
2.1.5 射频防治。射频是一种高频交流电磁波。其频率范围为300KHz～300MHz，波长范围为1～1000m。除了传输信息，无线电频率本身携带的能量也可用于加热。类似于微波加热的原理，也就是说，电磁波能量吸收的加热材料转化成热能，所以内外的材料同时被均匀加热，通过传导，对流和辐射克服低加热速率的传统缺点[7]。害虫的含水量(75%～85%)通常是远高于粮食，使用无线电频率来控制存储粮食害虫，升温速率越快，食物被慢慢加热，温度很低，害虫达到致死温度，而害虫被杀死的同时，食物的质量不会受到影响[8]。此外，由于短时间的RF加热时间可以有效避免加热过程中害虫的耐热性增加，因此在食品杀虫剂中具有很大的潜力。
2.2 生物防治
在过去的20年中，外来信息素（包括性信息素和生长调节剂）对生物捕食者（包括寄生蜂、食肉昆虫、花虫和病原微生物）的研究越来越多。
2.2.1 信息素。信息素是昆虫在体外分泌的物质，可以引起昆虫的特定生理效应和行为。近年来，信息素发展迅速，许多信息素已被分离，它们的结构已被测定和人工合成[9]。
2.2.1.1 昆虫生长调节剂：近20年来，国外对氯苯脲和甲氧基保幼激素的研究比较多。根据Daglish[10]的报告，在小麦、玉米和水稻中，氯苯脲、甲氧基保幼激素和fenoxycarb3种化合物对谷蠹有多种剂量的杀灭作用；氯苯脲和fenoxycarb对防治水稻象虫有较好的效果；鲁道夫的报告指出，苯氧基碳水化合物可以减少昆虫虱的发生。
2.2.1.2 性信息素：以色列研究员Arnon Snani最近报道了高剂量性信息素混合物对储存的谷物害虫Aleurocanthusfarreri的交配干扰的影响。结果表明，主要成分为（Z，E）-9，14-醋酸四乙烯和（Z）-14-十四碳烯乙酸酯。性信息素对红腹滨鹬交配有一定的干扰作用，并能显著降低后代的数量[10]。
2.2.2生物天敌。外国也使用生物敌人控制储存的谷物害虫，主要使用寄生蜂，食肉昆虫和病原微生物[11]。美国研究人员报告了很多关于使用寄生蜂来控制储存的谷物害虫的报告，例如JohnH.B.P.W.弗林等。一位美国专家提出了一种新模型来分析食物品种，害虫和天敌之间的营养关系，以评估它们之间的相关性[10]。R.H.Markhsn等[12]为了防治大谷蠹进行了捕食昆虫和螨虫的防治研究，并且取得了较好的结果。Bhatti[12]报道了在印度使用天敌控制储存害虫的研究结果，主要介绍了黄虫的试验结果。最近，洪都拉斯的研究人员Molina，J.D.[11]报道了使用球孢白僵菌来控制玉米储存中的大粒高粱和玉米的研究状况。结果表明，球孢白僵菌对玉米两种害虫的死亡率较高，特别是大谷的杀虫效果优于玉米。此外，在昆虫病原微生物的利用中，苏云金芽孢杆菌是国外主要的研究和开发对象[10]。
2.3 气调防治法
利用气调来储粮的方法已被许多国家采用。可控气氛储存技术控制害虫的生长和繁殖，直到害虫的杀灭主要通过改变大气中的CO2、N2和O2浓度来实现[12]。20世纪80年代，Lay和Cuff报告指出，当空气中的二氧化碳浓度为60%～80%时，对储存的谷物害虫来说，毒性非常大。同时研究还表明，与纯CO2相比，80%的CO2、20%的O2或80%的N2和20%的O2对储粮害虫的毒性更大。研究人员还发现，将二氧化碳或二氧化碳混合物注入低温仓库的杀虫效果优于纯二氧化碳。由此，贝尔等人推断，CO2在O2存在下毒性更大[10]。
3、国内外储粮害虫化学农药防治技术研究新进展
目前，化学防治仍是储粮害虫防治的主要手段。由于对储存谷物农药的高安全性要求，因此迄今为止我国仅允许少量农药。常用的熏蒸剂主要包括甲基溴和膦，其中甲基溴由于大气臭氧层的破坏而被禁止使用。虽然磷化氢长期单独使用，但许多重要的害虫已经对磷化氢产生了严重的抗性。在一些地区，糯米锈中对膦的抗性已经达到1000多倍。因此，文章综述了除甲基溴和膦以外的几种新型化学杀虫剂。
3.1 防虫磷
防虫磷是世界上使用最广泛的食品储存保护剂，也是世界上使用最广泛的有机磷保护剂。防虫磷的有效成分是优质马拉硫磷，纯度超过97%。它具有接触杀灭，胃毒和弱熏蒸的特点。它具有广谱、快速、高效的杀虫作用。其杀虫机制是抑制昆虫突触乙酰胆碱酯酶活性，导致昆虫死亡[13]。近年来的研究表明，6%的防虫磷颗粒具有效果好、贮存稳定、残留期长、残留量低、无需安全间隔、使用安全简便、环境污染小的特点，特别适合农民储粮。防虫磷对玉米贮藏害虫防治效果较好，而对麸质的防治效果较差[13]。
3.2 杀虫松
杀虫松是一种优质的硫磷农药，是专门用于粮食贮藏的保护剂，于1958年在捷克共和国首次开发。1963年在中国试制，1968年投入生产。1992年7月，杀虫松由前商务部出版并在粮仓中推广。其是一种广谱有机磷杀虫剂，具有胃毒性和接触性杀灭作用，杀虫机理与防虫磷相同。谷物中杀虫松的残留量与杀虫磷的残留量相近，主要存在于谷粒的外层，成品谷物的含量会非常小，煮熟后几乎会消失。在相同的温度和湿度下，杀虫松在籽粒中的分解速度比杀虫磷快17%[14]。
3.3 保安定
保安定也称为甲基巯氧吡啶。1996年1月，原国家粮食储备局正式发文批准。联合国粮食及农业组织和世界卫生组织建议将安全作为食品储存保护剂。保安定与杀虫松相同。对人体毒性低，对皮肤无刺激性和过敏反应，所含杂质的毒性均低于其有效成分[13]。
3.4 凯安保
凯安保中的溴氰菊酯是其有效成分。它是一种拟除虫菊酯杀虫剂，最初是由英国开发的。1992年7月，前商务部发布了一份促进溴氰菊酯使用的文件。溴氰菊酯是目前最高杀虫剂的拟除虫菊酯杀虫剂。溴氰菊酯中毒的症状是兴奋，击倒，瘫痪和死亡。它具有广谱杀虫剂，剂量低，作用快，药效持续时间长等特点。溴氰菊酯主要通过接触杀死昆虫，其杀虫机制是一种物理作用。通过抑制目标动物的神经通道，细胞膜通透性异常，传导受阻，引起死亡[14]。
3.5 保粮安
保粮安是一种抗虫磷和保粮安的复合制剂，由马拉硫磷和溴氰菊酯2种有效成分组成。保粮安的优势在于充分发挥2种农药的特性，提高各种害虫的防治效果，减少农药的使用。减少谷物中单一农药的残留量可以避免单独使用任何化学农药时对谷蛋白和玉米的控制不良的问题。此外，保粮安还可用于各种原粮、空仓和设备的害虫防治[14]。
3.6 保粮磷
保粮磷，又称溴杀灭剂，由成都粮食储藏研究所开发。1997年1月，由国家粮食储备局前储运管理部门出版和推广。保存颗粒的磷中的杀螨剂和溴氰菊酯是其活性成分。保粮磷是一种微胶囊保护剂，它是采用微胶囊化工艺和合理的配方制备的，它同时具有杀虫松和溴氰菊酯的作用机制。保存粮食的磷可以提高各种害虫的有效性，同时减少农药的用量，减少食品中单一农药的残留量。保粮磷的主要配方是1.01%保粮磷微胶囊粉，可用于各种原粮和空仓的病虫害防治[14]。
3.7 谷虫净
谷虫净是一种含有少量溴氰菊酯和各种亚热带天然植物材料的粗粉制剂，通过胃毒、拒食作用驱赶、消灭害虫，对害虫具有明显的杀伤力。谷虫净是一种广谱性杀虫剂，见效快、且效果持久，无残留，对食品无污染，具有芳香气味，使用安全可靠。通过熏蒸和机械通气，疗效持续10～12个月。它与植物杀虫剂和溴氰菊酯复合，能够降低害虫的抵抗力，从而减少化学品、熏蒸剂的使用。其适用于各种原粮，可直接在谷物中搅拌，非常适合农民或小批量的粮食储存[15]。
3.8 储粮安和安粮仙
储粮安和安粮仙是通过筛选各种植物材料开发的植物微胶囊储粮保护剂。安粮仙是以华中农业大学和湖北省荆门市粮食局联合开发的以桔皮、肉桂、艾草为主要成分的复合化合物。该产品已经投入大规模生产，并在湖北省各地得到广泛应用[16]。
3.9 杀虫双
杀虫双是由贵州化学研究所和遵义苏打厂共同开发的有机氮农药。对害虫具有强烈的胃毒性和接触杀灭作用，对蛾和一些鞘翅目害虫具有熏蒸、杀蛋、抗喂养和驱虫作用。杀虫双的杀虫机制是进入昆虫神经细胞之间的交界处，切断神经细胞之间的刺激作用。这种刺激作用从前细胞传递到乙酰胆碱到下一个神经细胞。这种神经对刺激没有反应，会导致害虫瘫痪，进而死亡[14]。
4、结论
由于粮食将成为进入人体的食物，因此人们对粮食中的熏蒸剂和保护剂的残留比农药残留物更严格。然而，新的熏蒸剂和储存谷物害虫保护剂的应用远远落后于农药的开发。如今，如何使粮食长期储存在安全无毒的储存环境中，已成为世界面临的难题。目前，全世界都处在粮食严重短缺的状态，虫害又造成了大量的粮食损失，当务之急是发展储粮害虫防治的技术。只有研究和开发新的储粮害虫防治方法，才能有效保障我国的粮食安全，满足人民群众对于健康的需要。
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2021-01-06我要评论
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2020-03-07
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