我国不同谷蠹种群的磷化氢抗性监测

程宏 王康旭 车美玲 杜文蔚 陈二虎 唐培安

[摘要]本研究利用FAO标准方法对来自全国不同地区的10种谷蠹[Rhyzopertha dominica （Fabricius）]种群的磷化氢抗药性进行测定。研究结果表明，我国不同地区的谷蠹种群均对磷化氢产生了一定的抗性，抗性倍数为7.15～1173.6。采自江苏泰州古溪（GX）、湖南常德临澧（LL）的谷蠹种群的抗性系数（Rf）为7.15、9.16，属于低抗种群;湖北黄冈（HG）、湖南岳阳（YY）、湖南汨罗（ML）、湖南常德鼎城（DC）、湖南常德武陵（WL）的谷蠹种群抗性系数均小于50，属于中抗种群;南京六合（LH）抗性系数为52.15，属于高抗种群;四川新都（XD）、湖南怀化（HH）的抗性系数分别达到1 173.63和737.37，属于极高抗种群。明确不同地区的谷蠹种群的磷化氢抗性水平，将为储粮害虫的科学防治提供理论依据。

[关键词]谷蠹;磷化氢;抗性监测

中图分类号：S379.5 文献标识码：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.202009

谷蠹是我国一种主要的储粮害虫。谷蠹在生长发育的过程中会对水稻和小麦等粮食造成内部危害，严重时受害粮粒会被蛀成空壳，导致粮食的品质下降。同时，粮粒被蛀成空壳及成虫的大量繁殖会引起储粮发热、霉变，严重影响着粮食安全[1-3]。目前，对储粮害虫的防治主要采用的方法仍是磷化氢熏蒸。

磷化氢（PH3）是一种广泛应用于储粮害虫防治的熏蒸药剂，具有沸点较低、较易挥发的优点，且扩散速度较快、成本低、适用范围广，长期以来我国都使用磷化氢熏蒸剂熏杀粮食存储中产生的害虫，以保证粮食安全[4]。但由于长时间的单一和不合理的使用，使得储粮害虫产生了不同程度的抗药性[5]。蒋庆慈等[6]的研究发现，在湖北采集的25个谷蠹中，92%的谷蠹种群已产生抗性。马晓辉等[7]通过调查中央储备粮库害虫抗性发现，粮库45%以上库点的害虫都已经产生抗性，尤以华南地区最为严重，该地97%的库点的害虫已产生抗性。可见，各个地区的储粮害虫在药剂熏蒸控制后仍然能够生存，甚至产生了抗药性，使熏蒸成效逐步下降。害虫的抗药性成为熏蒸成功与否的重要因素[8]。

由于粮食的流通，各个地区的储粮害虫产生抗药性的情况越发难以控制，由于开发新型的杀虫替代品需要的时间周期与成本过大，因此合理有效地使用PH3至关重要[9]。本试验对来自不同地区的10种谷蠹种群进行磷化氢抗性水平测定，明确了各谷蠹种群的抗性倍数，旨在为磷化氢的合理有效使用以及科学防治储粮害虫提供基础数据参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 供试昆虫

谷蠹种群采集自不同地区，于南京财经大学昆虫培养室饲养。试虫信息见表1。

1.1.2 供试仪器

恒温恒湿培养箱（BSC-250）：上海博讯实业有限公司医疗设备厂;电热恒温鼓风干燥箱（DUG-9246A）：上海精宏实验设备有限公司;气密性注射器（量程：100μL、250μL、500μL、1mL、2.5mL、5mL、10mL和2mL）：瑞士Hamilton公司;PH3报警仪：北京佳粮科贸公司;PH3气体检测仪：北京佳粮科贸公司;熏蒸瓶（1L）、磷化锌粉、浓硫酸。

1.2 试验方法

1.2.1 饲料准备

谷蠹的饲料采用全麦粉与小麦颗粒1∶2混合使用。选用无虫害的小麦，用水洗净，置于60℃的烘箱中4h，期间对其进行适当的翻动以保证水分均匀。取出待冷却后进行水分的测定，调节水分，使其保持在14%～15%，保存于4℃的冰箱中。

1.2.2 试虫培养

挑选每个种群的谷蠹成虫100只放入装有准备饲料的500mL广口瓶中，在（30±1）℃，75%RH的恒温恒湿培养箱中培养，连续观察试虫的生长情况。待成虫产卵3d后，将所有的成虫挑入新的装有饲料的广口瓶中饲养。F1代试虫连续观察培养后，挑选2～3周龄的羽化成虫进行后续试验。

1.2.3 磷化氢气体制备

采用联合国粮食及农业组织（以下简称FAO）推荐的排水法装置并稍作改变[10]。PH3气体由磷化锌与10%的硫酸参与反应制得。磷化氢气体发生装置图见图1。

1.2.4 有效浓度系列的确定

预实验设定5个浓度梯度差，对不同种群的谷蠹成虫进行多次选择试验，使其死亡率控制在16%～84%，此系列浓度称为有效浓度，该浓系列度供正式试验使用。

1.2.5 谷蠹磷化氢抗性的测定

采用FAO推荐的储粮害虫磷化氢抗性测定的方法。每个熏蒸瓶挑选50头成虫，用高真空硅脂玻璃旋塞密封，浓度设置在有效浓度区间，使用相应量程的气密性注射器抽取磷化氢气体，从橡胶塞中将气体注入瓶内，置于（30±1）℃、RH 75%±5%、无光照的恒温恒湿培养箱中密闭熏蒸约20h。再按照熏蒸瓶的容積与注入的磷化氢气体体积，计算出磷化氢的浓度。每个浓度设置3个重复组，并注射相同体积的空气组成对照。待熏蒸时间结束，在通风橱中将熏蒸瓶的玻璃旋塞打开，放置大约1h使气体充分散尽后将试虫从熏蒸瓶中取出，并且将谷蠹放入饲料充足的培养箱中观察14d，分别用毛笔轻触碰虫体尾部，四肢不动的成虫视为死亡试虫，记录每组浓度试虫的死亡率，并根据抗性计算公式计算谷蠹抗性系数[11]。

1.2.6 谷蠹敏感种群致死中浓度

谷蠹的敏感种群致死中的浓度参考FAO推荐值和抗性调查数据，确定为8μg/L。

1.2.7 试验数据处理

试验测定的结果采用SPASS 17.0 Probit分析，并得出各个谷蠹种群的LC50、LC99以及毒力回归方程，同时计算得出抗性倍数（Rf）。其中，抗性倍数=试虫实际LC50/敏感品系LC50。PH3抗性水平指标见表2。

2 结果与分析

不同种群的谷蠹磷化氢抗性毒力测定结果见表3。结果表明，10种谷蠹种群均已对磷化氢产生了一定的抗性，产生抗性的种群已达100%，抗性倍数的范围为7.13～1 173.67，其中采集自HG、YY、ML、DC、WL的谷蠹种群的抗性倍数均小于50，属于中等抗性种群，占测定种群总数的50%。采自GX、LL的谷蠹种群的抗性倍数为7.13、9.16，属于低抗性种群，占测定种群总数的20%。LH种群的抗性倍数为52.15，属于高抗性种群，占种群总数的10%。XD、HH种群的抗性倍数为1 173.63、737.37，属于极高抗性种群，占种群总数的20%。可见，中等抗性种群在本次采集的种群中所占比例最大，其中40%的种群采集自农户，60%种群采集自工厂;同样采集自农户的3个谷蠹种群抗性水平也有所不同，LL谷蠹种群属于低抗性种群，YY、DC则属于中等抗性种群;采集自粮库的XD、HH谷蠹种群磷化氢抗性水平较其他场所采集的谷蠹种群磷化氢抗性高出很多，故可以看出不同地区、不同采集场所的谷蠹种群的磷化氢抗性水平存在差异。

3 讨 论

谷蠹在粮食储藏过程中的危害极其严重，而磷化氢作为最常用的一种熏蒸剂，在谷蠹的熏蒸防治中起着至关重要的作用。但由于磷化氢的长期单一使用，导致谷蠹已逐渐对其形成规避以及保护性昏迷的特性，使得磷化氢的熏蒸防治效果下降，抗药性也开始产生。

早在1976年广东省粮食科学研究所的调查报告中就指出了磷化氢抗性的存在[12]。禹建辉等[13]测定了湖北地区锈赤扁谷盗磷化氢抗性，发现最高的抗性系数已达800多倍。宋旭红[14]在我国10个省以及1个直辖市采集的谷蠹样本中发现，有5个高抗性种群、5个中等抗性种群。梁权[15]发现在广东地区的13个种群谷蠹中有5个高抗性种群、有2个极高抗性种群，抗性系数已达到606和1 149倍。这表明，我国各个地区储粮害虫磷化氢抗性已相当严重。

储粮害虫对磷化氢产生的抗药性是其无法被彻底治理的重要原因之一，而其产生磷化氢抗药性的原因有很多。首先，磷化氢的过度依赖、不合理使用及熏蒸场所密闭性差会造成熏蒸结果不显著，此时若熏蒸的人工技术和熏蒸时间把握不当，就会使抗性高的存活的成虫后代产生更高的抗性。其次，若储粮害虫本身的保护酶系统，可以防治自由基对细胞的损害[16]，害虫体内也存在各种解毒酶，会在药剂到达靶标之前，通过化学作用将其分解[17]。Bond等[18]的研究发现，储粮害虫处于高PH3浓度中时会产生昏迷，处于麻痹昏迷状态下的昆虫新陈代谢会减缓，PH3吸收速率降低，进而处于假死状态，待PH3气体散去，昆虫又恢复正常生命活动。刘金泊等[19]研究在同等PH3浓度下，抗性种群的成虫处于保护性昏迷的时间要长于敏感种群成虫，使得抗性种群的害虫更难被清除。故合理熏蒸和保证熏蒸剂最优杀虫效果是解决害虫抗性问题的有效途径，良好地运用科学依据，可有效处理储粮害虫问题。

本试验测得的谷蠹种群中有8个种群对磷化氢的抗性还不严重，依旧可以通过科学使用磷化氢熏蒸来进行防治。针对采自XD、HH的谷蠹种群抗性倍数已达到1 137、737倍，可以考虑磷化氢与其他熏蒸剂联用熏蒸，以达到防治效果。由于不同地区、不同粮库储粮害虫的磷化氢抗性程度会存在较大的差异性，甚至同一粮仓的害虫的抗性水平也不尽相同，因此在对储粮害虫进行防治时，需明确该地区场所目标害虫的抗性水平，采用科学的防治方法，以达到良好的控制、杀灭效果。

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