储粮害虫谷蠹的不同检测方法比较研究

徐水红　邵小龙

[摘要]因储粮害虫的存在导致粮食损失非常严重，在早期检出害虫是提高储粮品质的重要保障，因此寻找一种最有效的方法检测储粮害虫显得尤为重要。文章利用酸性品红染色剖粒法以及高清X光机成像测定法对小麦内部害虫谷蠹进行检测。试验结果表明：酸性品红染色剖粒法由于染色过程的操作失误以及虫卵的肉眼不可见等因素导致实验结果不够准确，检测效率低；高清X光机成像测定法能够实现对小麦内部谷蠹的无损检测，检测过程非常直观，准确度较高，通过拍摄的高清图像可以准确判斷小麦内部谷蠹的不同生长发育阶段。文章通过比较这两种检测方法，以期达到粮食隐蔽性害虫发生早期就能被检测到的目的。

[关键词]谷蠹；酸性品红染色剖粒法；高清X光机成像

中图分类号：S511 文献标识码：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20180222

储粮害虫的存在是一个世界性的问题，据相关资料显示，每年因为储粮害虫导致的粮食损失高达5%。由于仓储害虫之间的交叉传播与感染，害虫的虫类逐步增多，导致检测难度逐步升级，害虫的出现直接或间接造成粮食的损失。储粮害虫检测是害虫综合治理的前提，因此做好储粮害虫尤其是隐蔽性害虫的检测工作显得尤为重要。

在全世界储粮害虫中，谷蠹是最具破坏性的害虫之一，它危害粮食所造成的损失为其体重的5～6倍。在适宜的生长条件下，谷蠹可将其卵产于粮粒表面，长成幼虫钻入粮粒内部，直至羽化为成虫后钻出，其幼虫在蛀食过程中，在粮粒间产生大量白色粉末，甚至将粮粒蛀成空壳，产生大量的粉末降低了粮堆的透气性和空隙度，引起粮食发热、霉变、结块，以及熏蒸扩散受阻，杀虫效果下降，使得粮食丧失种植作用和食用价值。传统的用于检测储粮害虫的方法包括扦样过筛法、探管诱集法、染色法、电导率法、声测法、机器视觉技术检测法、近红外法、软X射线检测法、固相微萃取法等。

本文利用酸性品红染色剖粒法以及高清X光机法检测小麦内部隐蔽性害虫谷蠹。通过比较两种检测方法的结果，旨在为隐蔽性害虫的早期检出提供更优的检测方法。

1材料与方法

1.1试验材料

试验样品小麦来自于南京市石埠桥粮食储备库，试验开始前首先对小麦样品进行调水分处理，将水分含量调至13%左右，在4℃的冰箱中冷藏静置。试验样虫谷蠹来源于粮食储运国家工程实验室（南京）培养的多代种群，置于温度29℃、相对湿度65%条件下生长繁殖。

1.2试验设备

1001-1型电热鼓风干燥箱：上海苏进仪器设备厂；GNP-9160型隔水式恒温培养箱：上海三发科学仪器有限公司；JE1001型电子天平（精度为0.01g）：上海蒲春计量仪器有限公司；TP-114型分析天平：北京丹佛仪器有限公司；万能粉碎机：上海汗诺仪器有限公司；ZXFLASEE U微焦点X光检测仪：丹东市科迈特射线有限公司；ZSA0850体式显微镜：重庆光电仪器有限公司。

1.3试验方法

1.3.1酸性品红染色剖粒法

分别将5、10、20、30和40头的谷蠹成虫放入约装有20 g小麦的5个锥形瓶中，置于温度为29℃±1℃、相对湿度为65%±2%的恒温恒湿箱中培养。产卵2日后移出所有成虫，并根据谷蠹的生长参数每隔5 d用0.5 g/L酸性品红试剂进行检测，将被染色的小麦放在体式显微镜下观察，记录所有有卵斑的小麦并对其进行解剖，以观察粮粒内部谷蠹生的生长状态。

1.3.2高清X光机成像测定

挑选300头谷蠹接入100g小麦样品中，在29℃±1℃、相对湿度为65%±2%的恒温恒湿箱中培养。2日后移出所有成虫，挑选84颗受感染小麦样品，将其有序置于自制装样多孔板（见图1）上，然后放在X光机照射台（见图2）上，每两天进行一次拍照采集，直至成虫羽化而出。X射线的参数设定如下：电压30kV、电流100μA、窗宽3275、窗位5578、亮度0、对比度2、伽玛0.84。

1.4数据分析

用ImageJ软件测量谷蠹在小麦体内不同生长天数的长度，EXCEL（2010）软件对数据进行分析和绘图，SAS 9.4软件进行显著性差异分析。

2结果与分析

2.1酸性品红染色剖粒法测定结果与分析

2.1.1体式显微镜下受感染小麦与不同虫态谷蠹的图片

谷蠹成虫产卵于粮粒表面或粮屑内，长成幼虫时钻入粮粒内部，经酸性品红溶液染色后，可以看到被谷蠹感染的小麦表面的卵斑（见图3）。对有卵斑的小麦进行剖粒后得到不同虫态的谷蠹（见图4）。

2.1.2根据谷蠹生长天数进行剖粒的结果分析

被谷蠹感染后的小麦经染色剖粒后，结果如表1所示。当谷蠹生长天数处于第5d时，不同虫口的小麦表面能够观察到卵斑的存在，但实际解剖数为零。那是因为谷蠹处于卵期状态会保持3～16d，谷蠹生长5 d时可能正处于卵期状态，此时的谷蠹还在粮粒外部。当谷蠹幼虫钻入粮粒内部并逐渐发育，体积不断增大，在解剖过程中也越来越容易观察到，随着谷蠹生长天数的增加，小麦表面的卵斑数基本呈上升趋势。小麦表面的卵斑数不仅与生长天数有关，同时也与虫口数量相关，虫口数量越多，卵斑数也越多。在观察小麦表面的卵斑时，需要分辨非卵斑红点，小麦可能会被害虫蛀损或者受到机械损伤，其斑点会呈现不规则形状。对有卵斑的小麦进行解剖时，应沿着纵向解剖，这样可以降低对害虫的损伤率，便于识别虫态。由于人工操作很容易引起误差，再者比如放入的谷蠹雄性虫口较多导致实验结果不够准确，还有谷蠹在取食时会大量啃食小麦，造成卵斑数的误差，诸多原因导致酸性品红染色剖粒法鉴别准确率较低且对小麦本身具有破坏性。但此检测方法操作简单并对需要的试剂和设备要求较低，所以常用于实验室检测。

2.2高清X光机成像测定结果分析

2.2.1谷蠹生长阶段图片分析

谷蠹在小麦体内的生长周期经高清X光机检测成像得到的图片（见图5）。从图中可以看出，在第5d时就能观察到小麦被蛀蚀的现象，第10d时可以观察到虫子的存在，第18d时可以清楚观察到虫体的形态。谷蠹在10～24d时处于幼虫阶段，28d时处于蛹期，32d时变成成虫，最后蛀空粮粒羽化而出。

2.2.2谷蠹的生长长度分析

随机选取5粒被感染小麦，将谷蠹在小麦内整个生长周期的长度变化用ImageJ软件测定。如表2所示，谷蠹在生长初期发育缓慢导致长度变化较小，长度基本随着时间的增加而增长，当增加到某一峰值时，长度又减小，这是因为谷蠹发育到幼虫时期时长度最大，当它发育成熟时体积反而减小，不同感染天数谷蠹的生长长度之间存在显著性差异（P<0.05）

2.2.3谷蠹在小麦体内生长发育水分含量变化的测定分析

水是构成生命体的基本单位，是生命产生、发育和繁衍的基本条件，万物生长都离不开水。小麦含水率测定依据GB/T 21305-2007谷物及谷制品水分测定法。利用高清X光机拍照，挑选受谷蠹不同虫态感染的小麦，进行水分含量的测定。谷蠹在小麦体内不同生长天数时小麦籽粒的水分含量变化（见图6）。如图所示，当小麦被谷蠹侵蚀后，其自身体内水分会发生变化。据彭娟报道小麦被害虫侵蚀后，麦粒籽粒水分含量变化与害虫的密度和害虫的活跃度有密切关系。害虫密度越大，活跃度越高，小麦体内水分变化越明显。当谷蠹在小麦体内发育的第5d到第25d之间，小麦水分含量从初始的11.95%增长至15.96%，且谷蠹在第20d到25d之间水分变化最显著，整个时间段内谷蠹生长活动最旺盛。当谷蠹在小麦体内发育到第30d时，小麦水分含量为15.21%，呈下降趋势，那是因为谷蠹渐渐长大变成成虫，体内水分含量相较于幼虫阶段逐渐降低。因此，可以利用谷蠹与未感染小麦水分含量的差异来检测小麦是否被谷蠹感染。

3结论

本文利用酸性品红染色剖粒法以及高清X光机成像测定法检测小麥中是否存在隐蔽性害虫谷蠹，试验结果表明这两种方法都可检测出小麦是否受到谷蠹感染。酸性品红染色剖粒法是实验室常用的检测方法之一，它操作简单，成本低，但操作效率低，检测效果差，容易产生误差，而且检测过程会对谷粒造成损伤，不太适合商业化运用；高清X光机成像测定法可以观察到谷蠹整个生长周期的虫态，部分小麦在被感染4 d后就能观察到谷蠹的存在，通过比较未感染与感染小麦的水分差异，可以判断小麦是否受到谷蠹感染。本实验中的X光机检测时不具备杀死害虫的能力，可以达到无损检测的目的，根据拍摄图像进行实时准确判断，提高了检测效率，但是对虫卵检测准确率还有待提高。后续可以将高清X光机与其他检测方法联合使用，以达到粮食隐蔽性害虫早期检测的目的。