北方高大平房仓生物防虫技术概述

2021-03-30张高鹏曹延隆张博旺

现代食品 2021年19期

◎ 付强，张高鹏，曹延隆，张博旺，时爽，刘霞

（1.天津市东丽区粮食购销有限公司，天津 300300；2.天津科技大学食品科学与工程学院，天津 300457；3.天津津东粮食储备有限责任公司，天津 300300）

目前，在我国北方地区粮食储藏仓型大概分为3种：高大平房仓、浅圆仓和立筒仓。其中，高大平房仓的应用大约占70%，是我国主要的粮食储藏仓型。高大平房仓跨度较大，是据高大平房仓设计规范要求跨度不低于21 m，粮堆高度不低于6 m的一种仓型。目前，我国北方地区储粮种类主要涉及玉米、稻谷、小麦等农作物，其主要害虫有玉米象、米象、赤拟谷盗、锈赤扁谷盗、嗜虫书虱等害虫。近年来，我国修建了大量的高大平房仓，在我国尤其是北方地区的粮食储藏中具有重要的地位，所以进一步探索我国北方现应用的高大平房仓粮食储藏过程中害虫发生规律与防治方法，对降低粮食储藏过程中因害虫导致的损失率具有极其重要的现实意义。

北方地区主要包括关中地区、关东地区、华北地区和东北地区，北方地区粮食储藏主要包含了第二、三、四储粮生态区。气候特点：春季气温回升快，最高气温可达35～40 ℃，夏季高温高湿，对粮食储藏保管十分不利。自20世纪60年代开始，高大平房仓在粮食储藏过程中[1]的害虫防治主要以使用磷化氢、马拉硫磷等化学防护剂为主。其主要优点为毒性较强、效果较好、操作简便、成本较低等。但长期单一使用化学防护剂导致库内害虫产生抗药性，间接增加了害虫的熏蒸难度和杀虫防虫费用，并且对环境造成一定程度的污染。针对化学防护剂出现的问题，大力发展非化学防治（绿色储粮）储粮害虫必将成为粮食储藏害虫防治发展的新趋势。

1 生物防治概述

1.1 生物防治的定义

生物防治[2]是指利用一种生物治理或杀灭另一种生物的方法。该方法是降低害虫等有害生物种群数量的一种绿色方法，与化学防护剂相比有极强的优势。

1.2 国内外研究进展

绿色储粮[3]是指利用一定的生态手段，避免化学试剂的污染，以此来延缓粮食变质陈化，保证粮食储藏安全的一种防治方法。目前，我国北方地区大部分粮食储备库在粮食储藏期间不再使用化学药剂，新疆地区已实现了绿色储粮。随着人们对绿色优质粮油的极度需求，我国的储粮观念正在由“减损保量”向“环保低碳”“绿色安全”方向转变[4]。周浩等人[5]报道，美国、澳大利亚、加拿大等发达国家在粮食储藏科研方面均有大量的资金投入。邓树华等人[6]研究表明，因大量利用化学防护剂防治储粮害虫，已造成害虫抗药性增强，用药量以及用药费用迅速增加，导致防虫成本增加以及对环境造成极大的污染。

2 生物防治技术

2.1 性信息素

性信息素又称外激素，是指调节或改变同物种个体行为、情绪的物质。关于信息素的科学研究工作进展较快，20世纪50年代末，德国化学家从家蚕蛾中提取出蚕蛾醇，蚕蛾醇的提取在性信息素研究层面具有一定的里程碑意义，极大地促进了关于性信息素的研究进展。随着超微量提取技术、气相色谱技术、气相色谱-质谱联用技术的应用，关于性信息素的研究也从简单的天然性信息素提取转向复杂组分分离、鉴定及生物合成相关研究[7]。已有多种生物信息素被分离提纯出来并确定了相关信息素的结构，最终进行了人工合成以便人类更好地利用。以色列科研工作者[8]针对性地研究了昆虫性行为的5个阶段，研究认为人工喷洒信息素或人工类似物可有效干扰其性行为。

2.1.1 性信息素及信息素诱捕

性信息素是具有两性生活的害虫为互相识别而释放出的物质，通过性信息素可使雌、雄接近。在储粮害虫治理中，利用性信息素干扰雄虫对雌虫的定向寻找能力，从而使储粮害虫交配的概率大大降低，从而达到降低害虫种群密度的目的。

性信息素诱捕是储粮害虫防治的直接防治方法之一。利用信息素引诱储粮害虫集中，通过诱捕器集中捕捉储粮害虫，降低储粮害虫的密度。王亚红等人[9]研究了苹果金纹细蛾性信息素在储粮害虫防治中的减药效果，研究结果表明平均防效为73.50%，减少化学药剂使用6次，减少化学药剂用量（折百）96%，并且与化学药剂防虫成本相当，减药效果以及防虫效果明显。师光禄等人[10]针对华北落叶松鞘蛾性信息素的应用展开了相关研究，结果表明在华北落叶松鞘蛾性信息素的使用剂量为100 μg时，对华北落叶松鞘蛾具有较强的引诱作用。

2.1.2 信息素与其他生物制剂结合

事先准备喷洒致病生物制剂的诱捕器，通过信息素吸引储粮害虫至诱捕器，害虫沾染致病生物制剂后返回种群，在害虫种群发生流行病，进而降低害虫种群密度或消灭害虫种群。

2.2 昆虫生长调节剂

昆虫生长调节剂[11]主要分为3种形式：几丁质合成抑制剂类、保幼激素类和蜕皮激素类。使用昆虫生长调节剂防治害虫与使用化学保护剂相比，对哺乳动物具有低毒性和对害虫具有高度选择性，符合绿色储粮的时代要求，具有广泛的应用前景。

2.2.1 几丁质合成抑制剂类

害虫体内几丁质的主要起到支撑害虫身体骨架和对身体保护的作用，几丁质合成抑制剂的多少决定害虫体内几丁质的生物合成。目前，主要种类有苯甲酰脲类、噻二嗪类、三嗪胺类3种。孙永亮等人[12]在研究中表明，在山东、苏北等地区，灭幼脲类药剂的广泛应用有效防治了美国白蛾等昆虫。何君[13]通过对赤拟谷盗幼虫分别施以40 mg·kg-1、20 mg·kg-1、10 mg·kg-1浓度的氟啶脲，发现氟啶脲能够抑制几丁质的合成，并且对赤拟谷盗有较高的死亡率，死亡率均在82%以上。

2.2.2 保幼激素类

保幼激素类药物[14]的主要作用是可以保持害虫幼虫性状特性、害虫的蜕皮以及具有调控昆虫生长与停滞的作用。报道表明[15]，甲氧保幼素在一定剂量下对小麦、谷物和玉米中的谷盗防治有效。周树堂等人[16]系统综述了保幼激素的作用机制以及保幼激素和蜕皮激素的交互作用。保幼激素主要关键作用于害虫发育、外部形态发育和生长繁殖过程，而蜕皮激素主要作用于害虫蜕皮发育。

2.2.3 蜕皮激素类

蜕皮激素类[17]主要调节昆虫的蜕皮过程，与保幼激素类的作用相反。蜕皮激素类药物可以提前使害虫发生蜕变，最终导致害虫因脱水、饥饿而死亡，达到降低或消灭害虫种群的目的。保幼激素与蜕皮激素在生物合成方面影响着彼此，同时又协同调控着害虫的生长、变态繁殖及蜕皮等发育过程[18]。

2.3 微生物源防护剂

我国利用微生物源防护剂防治害虫有着长久的历史。微生物源防护剂与传统的广谱化学防护剂不同，其具有良好的杀虫专一性。在我国北方，储粮害虫主要种类有玉米象、米象、赤拟谷盗、锈赤扁谷盗等。张英等人[19]研究了高大平房仓储粮害虫分布以及发生趋势，表明储粮害虫多发生于通风设施处，随着粮堆外部温度的升高，有向粮堆内部迁移的趋势。通过研究虫害种类、发生位置和迁移趋势，可以更好地选择微生物源菌剂进行相应的防治。杨毅[20]系统研究了粮食储藏中温湿等因素对储粮害虫运动分布的影响，结果表明在粮堆温度达到35 ℃时，玉米象、米象等储粮害虫呈现出向粮层中部聚集分布。通过对粮堆中害虫分布研究，可达到精准施药，局部灭虫的目的。

2.3.1 细菌类杀虫剂

细菌类杀虫剂是应用时间最早、种类最多的一种微生物源杀虫剂。目前已知细菌类杀虫剂已达100余种，其中代表性的细菌类杀虫剂是苏云金芽孢杆菌、日本金龟子芽孢杆菌、球形芽孢杆菌及其变种。MALAIKOZHUNDAN等人[21]发现，苏云金芽孢杆菌含量为4×108个/mL时，可有效地防治四纹豆象虫害的发生。当害虫吞食日本金龟子芽孢杆菌时，其孢子在害虫肠内发芽，进而侵入肠柱状细胞，进入体腔最终导致血淋巴细胞混乱，此过程需要10～14 d，可有效防治玉米象等储粮害虫的发生。

2.3.2 真菌类杀虫剂

真菌类杀虫剂中含有的真菌具有寄生谱较广的生物特性，具有微生物触杀活性。主要利用的真菌种类有白僵菌、绿僵菌等菌类。代表性产品主要是以白僵菌和绿僵菌为主要菌群的真菌类杀虫剂。田博宇等人[22]在报道中表明，真菌类孢子的萌发不会受到化学类杀虫剂的影响，但在实仓储粮条件下，环境湿度条件并不适合孢子的萌发以及生长繁殖。

2.3.3 病毒类杀虫剂

病毒是一类形态最小、结构最简单的生物，只能寄生在活的细胞中。目前已经发现3种具有储粮害虫致死性的病毒：质型多角体病毒、核型多角体病毒和颗粒体病毒。病毒对寄生条件要求并不高，不受高大平房仓内温湿度的影响，所以与细菌真菌类杀虫剂相比具有广阔的应用空间。同时，在实际生产工作中，苏云金芽孢杆菌也可与质型多角体病毒和颗粒体病毒作为混剂使用，对害虫防治具有增效作用，还能增快储粮害虫死亡速度并且延长药剂持效期[23]。

2.4 植物源杀虫剂

植物源杀虫剂是从具有杀虫效果的植物中提取的有效成分。随着绿色储粮及绿色生态农业大发展，植物源杀虫剂成为防虫领域的一个新的研究热点。其代表性产品主要有苦皮藤素、菊酯、阴香油、蛇床子素、多杀菌素等，并且都已成功应用。主要作用机制为损坏生长系统、消化系统等，从而降低储粮害虫的种群密度。王晶磊等[24]具体研究了苦皮藤素添加量对玉米象、嗜虫书虱、赤拟谷盗等害虫的防治效果，结果表明苦皮藤素的添加量在1.2㎎·kg-1时，对以上几种害虫的防治效果最佳；其中在苦皮藤素对害虫种类防治效果的研究中表明，苦皮藤素对嗜虫书虱的防治效果最佳。王晶磊[25]在蛇床子素对储粮害虫防治效果研究中表明，4%蛇床子素粉剂在高大平房仓中防治效果显著，尤其对玉米象、锈赤扁谷盗等害虫有较为明显的防治作用，并且对房仓温湿度及粮堆温度无明显影响，基本达到储粮要求。植物杀虫剂的主要优点为广谱、高效、低毒、易降解且没有抗药性，对人畜和环境无污染。