气调技术对中药材储藏害虫药材甲Stegobium paniceum存活的影响

姬亚男，高吉鑫，马云锡，郝东东，王法，王文军，姜雪，王森山

(1.甘肃农业大学植物保护学院，甘肃省农作物病虫害生物防治工程实验室，甘肃 兰州 730070；2.君合百安仓储科技(北京)有限公司，北京 100044)

中药材是中医药生产工业的主要原材料，其质量影响着中药成品的品质及使用安全.中药材在贮存过程中受空气、温度、湿度等环境因素的影响，极易发生霉变、虫蛀、板结等现象[1].仓储害虫影响中药材的内在品质和药效，且造成仓储损耗[2].中药材仓储害虫的食性比较复杂，耐受饥饿，繁殖能力强，多数体型较小容易隐蔽，导致防治难度大，且大多数仓库光线昏暗，在发现害虫为害时已经造成严重的损失[3-5].

药材甲(StegobiumpaniceumL.)属于鞘翅目(Coleoptera)，窃蠹科(Anobiidae)[6].该虫食性杂，是世界上最具破坏性的储藏物害虫之一，在我国中药材种植地区尤其丰富[7-9]，是中药材储藏期害虫的优势种[10].药材甲一年发生2～ 3代，以幼虫越冬[11].

目前我国防治中药材储藏害虫主要采用熏蒸剂熏蒸技术[12]，随着长期使用磷化氢熏蒸处理储藏期害虫，引发害虫的抗药性、环境污染和药剂残留等问题越来越严重[13]，药剂残留不仅影响中药材的品质也影响人类健康[14-15]；因此，研究安全、绿色的储藏期害虫防治技术变得越来越重要.低氧气调防治技术不改变环境中的温度和湿度，对储物的品质不造成任何影响，通过降低环境中的氧气浓度抑制储藏期害虫的发育、繁殖或致死储藏期害虫[16].因此，低氧气调防治技术能避免药剂残留问题，达到无残留、无污染的绿色储藏目标[17].气调处理方法中主要使用充N2降氧、充CO2降氧和自然降氧.陶蕾等[18]的研究结果显示，N2对需氧微生物和虫卵孵化有明显的抑制作用，可大大延长中药的储藏时间.曹宇等[19]的研究结果显示，CO2水平越高对仓储害虫的控制效果越好.张祥等[20]研究结果显示，高浓度CO2对豌豆蚜种群增殖率存在抑制作用.但关于使用仓储气氛调控剂降氧方面的研究还少有报道.

本研究通过向密封空间内加入中药材仓储气氛调控剂，使密封空间内的氧气浓度下降到1%～2%和≤1%，经不同时间处理药材甲不同虫态，统计各处理组卵孵化和蛹羽化情况以及幼虫和成虫存活情况，分析不同氧气浓度和气调处理时间对药材甲存活的影响，明确气调技术对药材甲各虫态的防治效果，为中药材储藏害虫的绿色防治提供理论依据.

1 材料与方法

1.1 供试材料

1.1.1 供试虫源 将采自定西的储藏中药材党参中的药材甲(Stegobiumpaniceum)成虫放在含有党参粉末药材袋中饲养，获得药材甲虫卵、幼虫、蛹、成虫态备用.

1.1.2 供试药品 由君合百安仓储科技(北京)有限公司提供的党参粉末、中药材仓储气氛调控剂(成分：活性炭、氯化钠、铁粉、蛭石、水)20 g或50 g包装.

1.1.3 仪器设备 昆虫盒(L=9.0 cm，W=9.0 cm ，H=8.5 cm)、培养皿(d=3.5 cm)、塑料膜、热合封口机、便携式测氧仪、显微镜、镊子、观察记录工具.

1.2 试验方法

1.2.1 中药材气调技术对药材甲卵孵化和蛹羽化的影响 以药材甲的卵和蛹为试验对象，设置在氧气浓度1%～2%和≤1%条件下分别处理12、24、48、72、96 h，共10个处理.卵和蛹处理20粒/皿，每处理重复3皿；将每个重复分别放在已预设好的密封空间内(L=20 cm，W=20 cm，H=15 cm)，投放中药材仓储气氛调控剂，氧气浓度1%～2%处理组投放20 g中药材仓储气氛调控剂，氧气浓度≤1%处理组投放50 g中药材仓储气氛调控剂，以不做气调处理为对照(CK)，密封后放入(25±1)℃，RH(70±5)%黑暗培养箱培养，利用测氧仪对试验组进行氧气浓度的检测，在氧气浓度降到1%～2%和≤1%维持12、24、48、72、96 h，然后拆除各组密封，放入(25±1)℃，RH(70±5)%黑暗培养箱培养10 d，观察统计各处理组卵孵化和蛹羽化情况，计算药材甲卵的孵化率和蛹的羽化率.

1.2.2 中药材气调技术对药材甲幼虫和成虫存活的影响 以药材甲幼虫和成虫为试验对象，设置在氧气浓度1%～2%和≤1%条件下分别处理6、12、24、36 h，共8个处理.其中，幼虫处理20头/皿，每处理重复3皿；成虫处理20头/盒，每处理重复3盒；将每个重复分别放在已预设好的密封空间内(L=20 cm，W=20 cm，H=15 cm)，投放中药材仓储气氛调控剂，氧气浓度1%～2%处理组投放20 g中药材仓储气氛调控剂，氧气浓度≤1%处理组投放50 g中药材仓储气氛调控剂，以不做气调处理为对照(CK)，密封后将幼虫放入(25±1)℃，RH(70±5)%黑暗培养箱培养，将成虫放入(25±1)℃，RH(70±5)%，光照(L∶D =12 h∶12 h)培养箱培养，利用测氧仪对试验组进行氧气浓度的检测，在氧气浓度降到1%～2%和≤1%维持6、12、24、36 h，然后拆除各组密封，将幼虫放入(25±1)℃，RH(70±5)%黑暗培养箱培养，将成虫放入(25±1)℃，RH(70±5)%，光照(L∶D=12h∶12h)培养箱培养12、24、36 h，观察统计各处理幼虫和成虫的存活情况，计算药材甲幼虫和成虫的死亡率和校正死亡率.

孵化率=孵化幼虫数/卵数×100%

羽化率=羽化成虫数/蛹数×100%

校正死亡率(%) = (处理死亡率-对照死亡率)/(1-对照死亡率)×100%

1.3 数据分析

采用Excel和 SPSS 17.0数据处理软件对试验结果进行统计分析.

2 结果与分析

2.1 中药材气调技术对药材甲卵孵化和蛹羽化的影响

由表1可以看出，中药材气调技术处理后，同一氧气浓度处理下，药材甲卵的孵化率随着处理时间的延长而降低，处理72 h的药材甲卵全部未孵化；处理相同时间，卵的孵化率随着环境氧气浓度的降低而降低，相同处理时间氧气浓度≤1%处理组孵化率低于氧气浓度1%～2%处理组；各处理组卵孵化率均显著低于对照组孵化率(P<0.05 )；说明低氧气调技术能明显抑制药材甲卵的孵化.

表1 药材甲卵和蛹气调处理结果

中药材气调技术处理后，同一氧气浓度处理下，药材甲蛹的羽化率随着处理时间的延长而降低，处理96 h的药材甲蛹全部未羽化；处理相同时间蛹的羽化率随着环境氧气浓度的降低而降低，相同处理时间氧气浓度≤1%处理组羽化率低于氧气浓度1%～2%处理组；各处理组羽化率均极显著低于对照组羽化率(P<0.01 )(表1)；说明低氧气调技术能明显抑制药材甲蛹的羽化.

2.2 中药材气调技术对药材甲幼虫存活的影响

由表2可以看出，中药材气调技术处理后，药材甲幼虫校正死亡率随着氧气浓度的降低而升高，相同处理时间氧气浓度≤1%处理组幼虫死亡率高于氧气浓度1%～2%处理组，氧气浓度1%～2%处理组幼虫校正死亡率最高达到(63.65±1.82)%，而氧气浓度≤1%处理组幼虫校正死亡率最高达到(94.55±3.15)%，差异极显著(P<0.01).药材甲幼虫校正死亡率随着处理时间的延长而升高，同一氧气浓度下处理时间越长幼虫校正死亡率越高，氧气浓度≤1%处理36 h校正死亡率显著高于处理6 h校正死亡率(P<0.01)，氧气浓度1%～2%处理36 h校正死亡率亦显著高于处理6 h校正死亡率(P<0.01).经处理的药材甲幼虫校正死亡率随着观察时间的延长呈现上升的趋势，处理后36 h校正死亡率高于处理后12 h校正死亡率，低氧气调技术不仅可以使药材甲幼虫死亡还可以抑制其正常的生长发育.由此可以看出，低氧气调技术对药材甲幼虫有明显的防治效果.

表2 药材甲幼虫气调处理结果

2.3 中药材气调技术对药材甲成虫存活的影响

由表3可知，中药材气调技术处理后，药材甲成虫对氧气浓度最为敏感，氧气浓度≤1%处理24 h的药材甲成虫全部死亡.药材甲成虫的校正死亡率随着氧气浓度的降低而升高，相同处理时间氧气浓度≤1%处理组校正死亡率高于氧气浓度1%～2%处理组，氧气浓度1%～2%处理24 h校正死亡率最高(56.91±6.90)%，而氧气浓度≤1%处理24 h成虫全部死亡，差异极显著(P<0.01).药材甲成虫校正死亡率随着处理时间的延长而升高，同一氧气浓度下处理时间越长成虫校正死亡率越高，氧气浓度≤1%处理36 h校正死亡率显著高于处理6 h校正死亡率(P<0.01)，氧气浓度1%～2%处理36 h校正死亡率亦显著高于处理6 h校正死亡率(P<0.01).经处理的药材甲成虫校正死亡率随着观察时间的延长呈现上升的趋势，处理后36 h校正死亡率高于处理后12 h校正死亡率，低氧气调技术不仅可以使药材甲成虫死亡还可以抑制其正常的生长发育.由此可以看出，低氧气调技术对药材甲成虫有明显的防治效果.

表3 药材甲成虫气调处理结果

3 讨论与结论

本研究测定了低氧气调技术对中药材储藏害虫药材甲存活的影响，研究结果表明，低氧浓度处理72 h的药材甲卵均未孵化；氧气浓度≤1%处理36 h药材甲幼虫校正死亡率最高达到(94.55±3.15)%；低氧处理96 h的药材甲蛹均未羽化；药材甲成虫对氧气浓度最敏感，氧气浓度≤1%处理24 h药材甲成虫全部死亡.

当氧气浓度降低时，药材甲卵的孵化率和蛹的羽化率降低，幼虫和成虫的死亡率升高；当处理时间增加时，药材甲卵的孵化率和蛹的羽化率降低，幼虫和成虫的死亡率升高.李灿等[21]研究表明，药材甲成虫对CO2最敏感，CO2浓度50%处理成虫个体6 h死亡率可达100%；李华等[22]研究得出，经高浓度CO2处理12 h即可致死药材甲成虫与本研究结果一致.

低氧浓度下短时间处理即可造成大多数甚至全部药材甲幼虫和成虫死亡，卵和蛹的处理时间较幼虫和成虫处理时间长才能达到理想的防治效果，可能是由于药材甲幼虫和成虫活动能力较强，所需氧气含量较高，而卵和蛹活动能力较弱甚至不活动，所需氧气含量较低，所以低氧防治幼虫和成虫的效果较卵和蛹的防治效果明显.

通过本试验结果可以看出，低氧气调防治技术能抑制药材甲的生长发育，对药材甲有明显的防治效果.低氧气调防治方法操作简单，仓库人员可在储物进仓库时自行进行密封，且使用成本低，防治效果良好，可以广泛应用到实际中防治仓储害虫.