7种主要储粮害虫耐低温能力研究

霍鸣飞，吕建华，王殿轩，王鹏杰

（河南工业大学 粮油食品学院，粮食储藏与安全教育部工程研究中心，粮食储运国家工程实验室，河南 郑州 450001）

7种主要储粮害虫耐低温能力研究

霍鸣飞，吕建华*，王殿轩，王鹏杰

（河南工业大学 粮油食品学院，粮食储藏与安全教育部工程研究中心，粮食储运国家工程实验室，河南 郑州 450001）

在实验室研究了7种重要储粮害虫赤拟谷盗Tribolium castaneum Herbst、锈赤扁谷盗Cryptolest ferrugineus（Stephens）、锯谷盗 Oryzaephilus surinamensis（Linnaeus）、烟草甲 Lasioderma serricorne（Fabricius）、谷蠹 Rhyzopertha dominica（Fbricius）、米象 Sitophilus oryzae（Linnaeus）、药材甲Stegobium paniceum（Linnaeus）成虫对不同低温条件的耐受性。试验分别设置6个不同的温度梯度（5、0、-5、-10、-15、-20 ℃）。在 5 ℃条件下分别处理 2、4、6、8、10、12、14、16 d；在 0 ℃条件下分别处理 30、60、90、120、150、180、210、240 h；在-5 ℃条件下分别处理 5、10、15、20、25、30 h；在-10 ℃条件下分别处理 1、2、3、4、5、6 h； 在-15 ℃条件下分别处理 20、40、60、80、100、120 min；在-20℃条件下分别处理5、10、15、20、25、30 min。记录7种试虫在不同低温下处理不同时间的死亡率。研究结果表明，5℃低温处理16 d，7种试虫除药材甲、锈赤扁谷盗、谷蠹有极少量存活以外，其余均全部死亡。0℃低温处理240 h，7种试虫死亡率均达到100%。-5℃低温处理30 h，7种试虫除赤拟谷盗、锯谷盗、锈赤扁谷盗、谷蠹有极少量存活以外，其他试虫死亡率均达到100%。-10℃低温处理6 h，7种试虫除锯谷盗、锈赤扁谷盗有极少量存活以外，其他试虫死亡率均达到100%。-15℃低温处理240 min，7种试虫死亡率均达到100%。-20℃低温处理30 min，7种试虫除锈赤扁谷盗有极少数存活以外，其他试虫死亡率均达到100%。

低温处理；安全储粮；储粮害虫

0 引言

长期以来，全世界对储粮害虫主要采取以磷化氢熏蒸的化学防治手段[1-2]。此方法虽然高效，但随着全社会对食品安全的日益关注，加上近年来出现多起由于害虫耐药性增强导致熏蒸失败的案例和磷化氢泄露所引起的生产安全事件，迫使人们开始寻找非化学的、安全的、绿色的储粮害虫防治方式[3-6]。低温防治因其具有对环境友好、易操作、无危险物质残留、有利于长期保持储粮品质等优点，已经成为一种非常重要的化学防治替代方式。世界各国也将低温储粮作为绿色生态储粮的主要方式加以推广应用[7-9]。

昆虫是变温动物，环境温度的变化显著影响昆虫的生长发育、存活及其他基本行为。储粮害虫生活在储粮环境中，其体温会随着环境温度的改变而改变[10-13]。合理调整储粮环境温度、保持适当的处理时间彻底杀灭害虫是实施绿色储粮、科学储粮的有效方式。低温防治储粮害虫是利用仓外冷源通风降温或机械制冷等方式降低储粮环境温度，改变储粮环境，抑制害虫体内保护酶的活性、减少虫体新陈代谢导致害虫死亡[14-15]。上世纪末，德国首次提出机械制冷低温储粮，研发出了谷物冷却机，现德国粮食仓储业普遍采用机械制冷储粮技术，大部分化学药剂的使用已完全被代替[16]。目前，世界上已有包括美国、德国、日本等50多个国家应用了低温储粮技术[14，17]。

赤拟谷盗Tribolium castaneum Herbst、锈赤扁谷盗Cryptolest ferrugineus（Stephens）、锯谷盗O－ryzaephilus surinamensis（Linnaeus）、烟草甲 Lasioderma serricorne（Fabricius）、 谷蠹 Rhyzopertha dominica（Fbricius）、米象 Sitophilus oryzae（Linnaeus）、药材甲Stegobium paniceum（Linnaeus）均属于鞘翅目昆虫，分布范围广，经济意义重大，是世界性范围内重要储粮害虫[18]。目前关于上述储粮害虫对低温处理的响应机制尚缺乏深入研究，特别是关于不同低温处理对上述害虫致死效应研究较少[10，19－20]。作者详细研究不同低温下处理不同时间对赤拟谷盗T.castaneum、锈赤扁谷盗C.ferrugineus、锯谷盗O.surinamensis、烟草甲 L.serricorne、谷蠹 R.dominica、米象 S.oryzae、药材甲 S.paniceum成虫的致死作用效果，为科学利用低温防治储粮害虫，更精确地设计低温处理参数，合理实施低温防治储粮害虫，有效实施绿色储粮、低温储粮提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 供试昆虫

本试验所用试虫均为河南工业大学害虫防治实验室饲养昆虫，包括赤拟谷盗T.castaneum、锈赤扁谷盗 C.ferrugineus、锯谷盗O.surinamensis、烟草甲 L.serricorne、谷蠹 R.dominica、米象 S.oryzae、药材甲S.paniceum种群。因烟草甲L.serricorne与药材甲S.paniceum成虫期较短，故采用羽化3～5 d的成虫供试。其他5种试虫均使用人工饲料纯化4代以上、取羽化两周左右的成虫供试。米象S.oryzae与谷蠹R.dominica的饲料为整粒小麦；赤拟谷盗T.castaneum、锈赤扁谷盗C.ferrugineus、锯谷盗O.surinamensis、烟草甲L.serricorne与药材甲S.paniceum的饲料为全麦粉和酵母以10∶1比例均匀混合。上述7种试虫均放置于（28±2）℃、RH（75±5）%的培养箱中培养。

1.2 主要仪器和材料

培养箱：SPX－250型，北京永光明医疗仪器厂；高低温试验箱：TN/GDW－010B型，无锡市泰诺试验设备有限公司；聚四氟乙烯：上海三爱富新材料股份有限公司；普通干燥器、培养皿、罐头瓶、大（小）毛笔、小铲、托盘、玻璃瓶、培养皿、剪刀、表面皿、标签纸、滤纸剪刀、离心管等。

1.3 试验方法

根据前期预备试验结果，将高低温试验箱分别调试到 5、0、－5、－10、－15、－20 ℃，分别随机选取赤拟谷盗、烟草甲、药材甲、锯谷盗、锈赤扁谷盗、谷蠹、米象成虫20头装入带孔的离心管中进行低温处理。在 5 ℃条件下分别处理 2、4、6、8、10、12、14、16 d；在 0 ℃条件下分别处理 30、60、90、120、150、180、210、240 h； 在－5 ℃条件下分别处理 5、10、15、20、25、30 h；在－10 ℃条件下分别处理 1、2、3、4、5、6 h；在－15 ℃条件下分别处理 20、40、60、80、100、120 min； 在－20 ℃条件下分别处理 5、10、15、20、25、30 min，记录7种试虫在不同低温下处理不同时间的死亡率。每个处理重复3次。

1.4 数据处理

使用Microsoft Excel与SPSS20.0软件对试虫的死亡率数据进行方差分析（ANOVA）分析，检验结果的可信度，采用Duncan法对数据间差异显著性进行比较。

2 结果与分析

2.1 经5℃低温处理不同时间对试虫死亡率的影响

由表1可以看出，在5℃低温处理条件下，随着处理时间的延长，赤拟谷盗T.castaneum、锈赤扁谷盗C.ferrugineus、锯谷盗 O.surinamensis、烟草甲L.serricorne、谷蠹 R.dominica、米象 S.oryzae、药材甲S.paniceum的死亡率逐渐上升。当处理时间在12 d以上时，7种试虫均受到显著影响，其死亡率达60%以上，其中赤拟谷盗T.castaneum、锯谷盗O.surinamensis、米象S.oryzae死亡率达到100%。当处理时间延长至16 d时，7种试虫除药材甲S.paniceum、锈赤扁谷盗C.ferrugineus、谷蠹R.dominica有极少量存活以外，其余均全部死亡。故5℃低温防治7种重要储粮害虫最佳处理时间应控制在16 d以上。

2.2 经0℃低温处理不同时间对试虫死亡率的影响

由表2可以看出，在0℃低温处理条件下，随着处理时间的延长，赤拟谷盗T.castaneum、锈赤扁谷盗C.ferrugineus、锯谷盗 O.surinamensis、烟草甲L.serricorne、谷蠹 R.dominica、米象 S.oryzae、药材甲S.paniceum的死亡率逐渐上升，当处理时间在240 h时，7种试虫死亡率均达到100%。故0℃低温防治7种重要储粮害虫最佳处理时间应控制在240 h以上。

2.3 经-5℃低温处理不同时间对试虫死亡率的影响

由表3可以看出，在－5℃低温处理条件下，随着处理时间的延长，赤拟谷盗T.castaneum、锈赤扁谷盗C.ferrugineus、锯谷盗 O.surinamensis、烟草甲L.serricorne、谷蠹 R.dominica、米象 S.oryzae、药材甲S.paniceum的死亡率逐渐上升，当处理时间在30 h时，7种试虫除赤拟谷盗T.castaneum、锯谷盗O.surinamensis、锈赤扁谷盗C.ferrugineus、谷蠹R.dominica有极少量存活以外，其他试虫死亡率均达到100%。故－5℃低温防治7种重要储粮害虫最佳处理时间应控制在30 h以上。

表1 5℃处理对试虫死亡率的影响Table 1 Mortality of insects exposed to 5℃%

表2 0℃处理对试虫死亡率的影响Table 2 Mortality of insects exposed to 0℃%

表3 －5℃处理对试虫死亡率的影响Table 3 Mortality of insects exposed to－5℃%

2.4 经-10℃低温处理不同时间对试虫死亡率的影响

由表4可以看出，在－10℃低温处理条件下，随着处理时间的延长，赤拟谷盗T.castaneum、锈赤扁谷盗C.ferrugineus、锯谷盗O.surinamensis、烟草甲 L.serricorne、谷蠹 R.dominica、米象 S.oryzae、药材甲S.paniceum的死亡率逐渐上升，当处理时间在6 h时，7种试虫除锯谷盗O.surinamensis、锈赤扁谷盗C.ferrugineus有极少量存活以外，其他试虫死亡率均达到100%。故－10℃低温防治7种重要储粮害虫最佳处理时间应控制在6 h以上。

2.5 经-15℃低温处理不同时间对试虫死亡率的影响

由表5可以看出，在－15℃低温处理条件下，随着处理时间的延长，赤拟谷盗T.castaneum、锈赤扁谷盗 C.ferrugineus、锯谷盗O.surinamensis、烟草甲 L.serricorne、谷蠹 R.dominica、米象 S.oryzae、药材甲S.paniceum的死亡率逐渐上升，当处理时间在120 min时，7种试虫死亡率均达到100%。故-15℃低温防治7种重要储粮害虫最佳处理时间应控制在120 min以上。

表4 -10℃处理对试虫死亡率的影响Table 4 Mortality of insects exposed to-10℃%

表5 -15℃处理对试虫死亡率的影响Table 5 Mortality of insects exposed to-15℃%

2.6 经-20℃低温处理不同时间对试虫死亡率的影响

由表6可以看出，在-20℃低温处理条件下，随着处理时间的延长，赤拟谷盗T.castaneum、锈赤扁谷盗 C.ferrugineus、锯谷盗O.surinamensis、烟草甲 L.serricorne、谷蠹 R.dominica、米象 S.oryzae、药材甲S.paniceum的死亡率逐渐上升，当处理时间在30 min时，7种试虫除锈赤扁谷盗C.ferrugineus有极少数存活以外，其他试虫死亡率均达到100%。故-20℃低温防治7种重要储粮害虫最佳处理时间应控制在30 min以上。

表6 -20℃处理对试虫死亡率的影响Table 6 Mortality of insects exposed to-20℃%

3 结论

研究表明，在 5、0、-5、-10、-15、-20 ℃处理条件下，7种试虫对低温的耐受能力由强至弱依次为锈赤扁谷盗 C.ferrugineus、谷蠹 R.dominica、锯谷盗 O.surinamensis、米象 S.oryzae、烟草甲 L.serricorne、药材甲S.paniceum、赤拟谷盗 T.castaneum。这也符合在当前生产中锈赤扁谷盗最难以防治的实际情况。

通过对昆虫耐低温能力的研究，可以摸清楚在不同低温条件下最有效地防治害虫所需要的最佳处理时间。因此，本文的研究结果可为在储粮环境中有效实施低温杀虫提供参考依据。

储粮害虫生活在一定的储粮环境中，与周围环境互相依存、相互影响。采取适当措施，使储粮环境不利于害虫的生长发育，就能达到有效防治害虫的目的。

安全、有效、经济、环保的杀虫方式是今后储粮害虫防治研究的主要发展方向。低温防治害虫是一种环保、清洁、可持续发展的物理杀虫方式，并且可以与生物防治或少量化学防治手段相结合使用。未来低温防治储粮害虫将会替代很大一部分化学防治手段，在储粮害虫防治领域有很大的发展空间。

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THE STUDY ON THE COLD TOLERANCE OF SEVEN MAIN STORED GRAIN INSECTS

HUO Mingfei，LV Jianhua，WANG Dianxuan，WANG Pengjie
（School of Food Science and Technology，Engineering Research Center of Grain Storage and Security of Ministry of Education，Grain Storage and Logistics National Engineering Laboratory，Henan University of Technology，Zhengzhou 450001，China）

The cold tolerance of seven important stored-grain insects，Tribolium castaneum Herbst，Cryptolest ferrugineus （Stephens），Oryzaephilus surinamensis （Linnaeus），Lasioderma serricorne（Fabricius），Rhyzopertha dominica（Fbricius），Sitophilus oryzae（Linnaeus），and Stegobium paniceum（Linnaeus） adults，was studied in the laboratory.The experiments were conducted at six different temperatures:5，0，-5，-10，-15 and-20 ℃.The insects were treated at 5 ℃ for 2，4，6，8，10，12，14，and 16 d；at 0 ℃ for 30，60，90，120，150，180，210 and 240 h；at-5 ℃ for 5，10，15，20，25 and 30 h；at-10 ℃ for 1，2，3，4，5 and 6 h；at-15 ℃ for 20，40，60，80，100 and 120 min；and at-20 ℃ for 5，10，15，20，25 and 30 min.The mortalities of seven tested adults were investigated after exposure to different low temperatures for different periods.The results showed that all the tested adults were dead after 16 d of exposure at 5℃，except very few individuals of S.paniceum，C.ferrugineus and R.dominica；all the tested adults were dead after 240 h of exposure at 0 ℃；all the tested adults were dead after 30 h of exposure at-5 ℃，except very few individuals of T.castaneum，O.surinamensis，R.dominica and C.ferrugineus；all the tested adults were dead after 6 h of exposure at-10 ℃，except very few individuals of C.ferrugineus and O.surinamensis；all the tested adults were dead after 240 min of exposure at-15℃；all the tested adults were dead after 30 min of exposure at-20℃，except very few individuals of C.ferrugineus.

low temperature treatment；safe grain storage；stored grain insects

S379.5

：B

1673-2383(2017)04-0101-06

http://kns.cnki.net/kcms/detail/41.1378.N.20170828.0857.038.html

网络出版时间：2017-8-28 8:57:27

2017-03-06

国家自然科学基金项目（U1604115）；2015粮食公益性行业科研专项（201513002）；河南省教育厅科学技术研究重点项目（16A210017）；谷物资源转化与利用省级重点实验室开放课题（001255）

霍鸣飞（1993—），男，天津人，硕士研究生，主要从事储粮害虫综合治理研究。

*通信作者