稻谷仓储害虫的检索特征及综合防治技术进展

◎李兴军 曹子怡 高光标 赵明慧 赵 晨

联合国粮农组织 （Food and Agriculture Organization of the United Nations， FAO） 2011年估计， 到2050年世界人口将增长到98亿， 人类社会需要多生产70% 以上的粮食。 提高粮食产量是应对日益增长的粮食需求的重大策略。 全球每年约有13 亿吨（价值1万亿美元） 的粮食在收获后作业中被损失掉， 占粮食总产量的三分之一。 稻米是全球35亿人口的主粮， FAO在2014年统计的全球稻谷产量为472.25百万吨， 到2025年全球对稻谷的需求量预计达880百万吨[1]。 全球稻谷收获后不同阶段 （收获、 脱粒、 运输和储存） 的损失合计15%-16%[2-3]， 其中在田间损失2.7%，而9%损失是由于陈旧过时的干燥、 研磨方法，以及不合理不科学的仓储、 运输及处理技术。粮食收获后损失是由生物因子 （昆虫、 霉菌、鸟类、 螨虫、 啮齿动物等） 和非生物因子 （含水率、 温度及湿度等） 造成的,其中仅因仓储害虫造成的稻谷储存损失被估计是4%-6%。 减少粮食收获后损失， 特别是在发展中国家， 可以解决许多问题， 如增加粮食供应、 降低对自然资源的压力、 消除饥饿及改善低收入人群的生计。 本文概述稻谷仓储害虫的检索特征、 综合防治的常规技术及最新技术进展， 以期对我国稻谷储存和技术革新有参考意义。

一、 稻谷仓储害虫的检索特征

稻谷仓储害虫属于鞘翅目 （甲虫） 和鳞翅目（蛾） 两个重要的目。 相对来说， 甲虫对粮食更具破坏性， 由于幼虫和成虫都会损害储存的粮食， 而飞蛾只有幼虫阶段会破坏粮食。 除了导致稻谷数量损失外， 它们还会通过尸体、 蜕皮、 排泄物以及它们的织带污染粮食而降低质量等级，甚至引起储存的粮食产生难闻的气味、 颜色和味道。 在严重的损害下， 粮食变得不适合食用。 一些储粮害虫会侵染田间的谷物， 如米象和麦蛾。稻谷仓储害虫可分为初级和次级仓储害虫。 初级仓储害虫是指破坏完整谷粒的昆虫， 包括米象、谷蠹、 麦蛾、 赤拟谷盗及米蛾， 其中米象、 谷蠹、 麦蛾取食谷粒内部， 赤拟谷盗和米蛾取食谷粒外部。 次级仓储害虫指为害已经破碎和被破坏谷粒的昆虫， 包括锯齿谷盗和长角扁谷盗。

（一） 米象

属于鞘翅目象甲科， 也叫稻象鼻虫， 在粮粒内部取食。 它们体形小， 具有特征性的鼻子和略呈杵状、 肘状的触角。 它们在谷粒上造成直径1-1.5mm的不规则孔， 掏空谷粒， 将谷粒变成粉末。 成虫对谷粒切钻出圆形孔， 它们严重感染粮堆期间会导致粮食发热， 被称为 “干发热”。

（二） 谷蠹

属于鞘翅目长蠹科， 也称为小型粮食蛀虫、连帽粮食蛀虫、 稻谷蛀虫甲虫。 成虫是棕色至黑色的甲虫， 头部在其前胸下方偏转程度几乎达到隐藏在其背视图中， 前胸和鞘翅之间有明显的收缩。 它们在谷粒中钻出圆形隧道 （1 毫米）， 特征性症状是出现蛀屑、 籽粒结硬壳及恶臭。 在它们严重的侵染下粮堆生热是很常见的。 成虫将粮粒变成蛀屑， 幼虫吃空粮粒或取食粮粒粉尘或淀粉材料。

（三） 麦蛾

属于鳞翅目麦蛾科。 麦蛾呈现肮脏的黄褐色， 狭窄的尖翅以倾斜的方式完全折叠在背部。它们只侵染稻谷， 不能侵染大米或其他谷类产品， 对稻谷籽粒造成独特的翻板或活门板的圆形孔。 只有幼虫会破坏谷粒， 而成虫不危害。 谷粒被掏空， 侵染仅局限于粮堆上部30厘米深度。 幼虫通过谷粒的裂缝或磨损进入谷粒， 它在谷粒里面取食并且只保持在一个谷粒中。

（四） 赤拟谷盗

属于鞘翅目拟步甲科。 这种甲虫体形呈长方形， 扁平， 红褐色， 触角末端有三个较大的部分（棒状）。 对稻谷， 它们先危害胚或胚芽部分。 它们在穿过面粉和其他颗粒状食品时能够建造隧道。 它们侵染的重要特征是面粉中存在幼虫、 成虫、 蜕皮和酸味， 幼虫以碾碎的产品为食。 此外， 它们会向粮食介质中释放气态的奎宁， 形成重度侵染情况下易于识别的酸味。

（五） 米蛾

属于鳞翅目螟蛾科。 成虫体形小， 呈现中度深灰色， 无特殊标记可以区分， 它们的幼虫以面粉、 干果和干麦片为食。 幼虫将谷粒结成团并在其中取食， 造成危害， 导致粮食的质量等级下降， 严重的侵害导致粮堆变成带有恶臭气味的网状团块。

（六） 锯齿谷盗

属于鞘翅目锯齿谷盗科。 这种甲虫的胸部狭窄而扁平， 每侧有六颗类似锯齿的牙齿， 触角呈棒状， 鞘翅完全覆盖腹部。 它们危害后， 粮食会普遍存在异味现象。 成虫和幼虫造成谷粒表面变得粗糙， 谷粒释放出异味。 破碎粒、 杂质和异物比例较高的粮堆会遭受它们严重的侵害。

（七） 长角扁谷盗

属于鞘翅目扁谷盗科。 成虫呈现红褐色， 扁平， 长圆形， 颇具光泽， 触角细长。 它们的幼虫和成虫都以破碎的谷粒或碾碎的米粒为食。 在严重侵染的情况下， 它们会导致粮堆和面粉干发热。

二、 稻谷仓储害虫综合防治的常规技术

稻谷仓储害虫感染在田间很少发生， 大多数虫害是由已经存在于仓储结构内， 或由仓储结构周围的少量害虫引起。 稻谷储存场所卫生良好，对于保持稻谷的品质非常重要。 一个有效的仓储管理策略可以消除或大大减少上述害虫出现严重危害的机会。

（一） 预防措施

①脱粒场所和收获后机械 （联合收割机、 脱粒机及烘干机） 应妥善清洁， 避免储粮害虫交叉侵染和传播。 ②收获后稻谷应及时清理干净， 并晒干或烘干， 使其含水率低于15%。 如果稻谷中过多的水分会导致发热、 滋生虫害和霉菌， 从而导致难闻的气味， 甚至结块。 ③储藏结构应通风、清洁卫生、 防啮齿动物、 防鸟类。 ④仓房墙壁、地板、 天花板上的裂缝、 孔洞和缝隙要做好密封处理， 防止交叉侵染。 ⑤在堆放谷物之前， 应清洁货仓、 储藏间和容器， 通过喷洒5% 的马拉硫磷或1:150 稀释在水里的敌敌畏对货仓地板和墙壁进行消毒， 以免新库存粮食交叉感染。 ⑥为提高储存商品的保质期， 应使用密封储存袋。 ⑦袋子或仓房可以通过提供木架、 竹竿或板条箱垫料来防潮。 ⑧袋子的堆放方式应保证良好通风， 并有足够的空间进行定期检查。 ⑨将5%的马拉硫磷粉尘撒在粮堆表面的顶部， 形成袋子上的薄膜。 ⑩新来货不应与旧货或有虫害的货品一起存放在仓库中。 定期检查库存， 以便及早发现问题并在储粮损坏变得严重之前采取纠正措施。

（二） 预防性处理技术

当发现有几个昆虫在储存的米袋上爬行时进行。 通常这样做是为了防止交叉感染。 ①马拉硫磷50%乳油用水以1:100 稀释， 需要约3升水溶液处理100 m3面积， 对存有粮食的仓房、 墙壁和走廊以及米袋子进行表面处理， 15-20天有效。 ②溴氰菊酯2.5% 可湿性粉剂： 将40 克溴氰菊酯溶解在1升水中， 大约需要3升水溶液来处理100 m2的面积， 对存有粮食的仓房、 墙壁和走廊及米袋子进行表面处理， 有效期为90天。③敌敌畏100乳油： 用于货仓内空间、 地面及墙壁的喷洒。 用水以1:150稀释， 处理100m2需要3升水溶液。

（三） 治愈性处理

在稻谷仓储害虫严重侵染的情况下采用磷化铝熏蒸。 熏蒸作业是在密闭空间中将被害虫侵染的粮堆暴露于致命剂量的化学烟雾中的过程。 目前以片剂形式使用的56%磷化铝用作熏蒸剂， 每片重约3克， 崩解时放出1克磷化氢。当片剂与空气水分接触时， 会分解成磷化氢、二氧化碳和氨。 产生的磷化氢是一种剧毒气体，对储粮害虫具有呼吸道毒害作用， 它可以向粮堆四面八方渗透10米。 磷化氢气体比空气重六倍， 有向下移动的趋势。 在雨季前熏蒸， 确保对储藏结构中的所有储粮进行一轮雨季前熏蒸，以更好地保持储粮处于无虫状态。 密闭容器的储粮， 熏蒸剂用量为每吨粮食3片， 每片3克，大棚熏蒸为28立方米21片， 每片3克。 药片应先用棉袋包好再放置粮堆， 这样有助于熏蒸完成后的残留物丢弃。

注：表中温度指干球温度， RH是相对湿度。 引自Navarro et al[4]。

三、稻谷仓储害虫综合防治的技术进展

（一） 空调控低温仓储技术

储粮害虫发育的最佳温度和安全管理温度如表1。 通常认为， 储粮害虫在17℃以下不生长， 在17-22℃范围从卵发育成为成虫需要100天， 喜高温和喜中温的储粮害虫安全管理温度范围是17-22℃范围。 在最佳温度下储粮害虫发育快速， 稻谷粮堆三种主要害虫是米象、 谷蠹和玉米象[5]，它们发育的起点湿球温度分别是9℃、 11℃、 14℃。在我国南北方稻谷高大平房仓中， 通过冬季降温通风把粮堆平均温度降到最低， 随着春夏季气温的回升， 粮堆表面和仓壁四周附近的粮食温度会逐渐升高， 一般5月中下旬开启空调， 空调温度设定在23-24℃， 控制仓内的温度， 使得粮堆表层的温度维持在19-22℃， 一般在8月中下旬进行全仓磷化氢熏蒸作业杀虫[6-7]。 之所以空调运转温度在夏季设定在23-24℃， 是由于必须保证空调冷凝管温度在16℃。

（二） 硫酰氟熏蒸

磷化氢和甲基溴是世界各地用于储存物 （包括粮食） 中控制害虫的主要熏蒸剂， 几种仓储害虫对磷化氢产生了不同程度的抗性， 使用磷化氢对粮食商品进行有效处理存在浓度不断加大的问题。 如表2， 储粮害虫对磷化氢熏蒸的抗性增加，导致需要提高仓房的密封性能和延长熏蒸时间。这导致必须不断探索新的熏蒸剂化合物。 甲基溴具有消耗臭氧的潜力， 它的使用在许多国家被禁止或限制。 从2001年起国际上就研发替代熏蒸剂，如羰基硫化物、 甲酸乙酯、 乙二腈、 环氧丙烷和硫酰氟等[8]。

硫酰氟是一种不易燃、 无色、 无味的无机气体， 在压力下以液体 (99.8%) 的形式存在于钢瓶中（表3）。 在1957年首次报道了硫酰氟对蟑螂、家蝇和选定的储藏物昆虫的熏蒸特性， 同时证明了它对干木材白蚁的毒性。 美国自1961年以商品名Vikane， 德国自1990年、 中国自1983年以商品名Xunmienjin， 将该化合物用作控制建筑结构中白蚁和蛀木虫的熏蒸剂。 在2000年， 硫酰氟已在美国（商品名Profume）、 加拿大和欧洲国家注册，用于食品和食品设施的熏蒸。

表2 不同发育阶段的甲虫对磷化氢抗性的忍耐水平

表3 几种熏蒸剂的性能比较

硫酰氟不会引起人体癌症和其他健康问题。它无腐蚀性， 对电子设备没有不利影响[8]。 它具有高蒸气压， 25℃时为13442毫米汞柱， 比甲基溴更快地渗透到包括面粉在内的食品中。 与甲基溴相比， 它对食品的吸附较少， 但解吸速度比甲基溴快。 该熏蒸剂可在常压和真空下使用。在美国， 已经为各种食品制定了硫酰氟残留量的限量。 Sriranjini等[10]对米象、谷蠹、赤拟谷盗和锯齿谷盗以及谷斑皮蠹的晚龄幼虫进行了混龄养殖的毒性试验。 米象和锯齿谷盗对硫酰氟具有高度耐受性， 在40 mg/L剂量下24小时达到完全死亡。 相比之下， 谷斑皮蠹幼虫和所有发育阶段的赤拟谷盗在小于5 mg/L剂量下24或48小时暴露时达到100% 的死亡率。 硫酰氟对耐熏蒸剂最强的谷斑皮蠹幼虫和重要储粮害虫赤拟谷盗的防治效果最好。

（三） 冷等离子技术控制储粮害虫

自2005年1月1日起， 除 《蒙特利尔议定书》缔约方授予的关键用途豁免外， 甲基溴熏蒸已被禁止， 我国承诺在2015年前淘汰受控用途的甲基溴的生产与消费。 低温大气等离子体是一种特殊类型的等离子体， 在应用时温度低于40°C， 包含激发的原子、 分子、 离子、 电子， 紫外光和中子。它对各种食品污染微生物如大肠杆菌、 枯草芽孢杆菌、 金黄色葡萄球菌、 酿酒酵母、 白色念珠菌、黑曲霉、 黄曲霉、 镰刀菌等微生物的消减， 已经在不同材料上进行了研究[12]。低温等离子体被认为是一种有前途的新型昆虫控制方法，Mishenko等[13]首次在谷象 （Sitophilus granarius） 上研究了等离子体射流对昆虫的防治。

印度粉蛾是一种危害储藏产品和加工食品的世界性害虫， 它侵染食品时常会在表面覆盖一层厚厚的丝状网， 可造成产品损失和经济损失。 而且， 印度粉蛾的种类已经对几种有机磷和一些微生物杀虫剂如苏云金芽孢杆菌产生了抗药性。 人们致力于探索替代性的无毒虫害防治方法， 其中一种新的方法就是等离子体射流。Abd El-Aziz等[14]为了研究大气压等离子体喷射(Atmospheric Pressure Plasma Jet， APPJ) 对印度谷螟的影响， 采用了2个处理变量， 一个是与APPJ喷嘴的距离(11、 13或15 cm)， 另一个是APPJ脉冲数(1、 5、 10、 15或20 个脉冲)。 随着APPJ 脉冲的增加和与喷嘴距离的减少， 观察到幼虫和蛹的死亡率显著增加，成虫的出现率下降。 幼虫对辐射的敏感性要高于蛹， 但经处理后的蛹比处理后的幼虫诱导出畸形成虫的比例会更高。 在距离11 cm处， 15次脉冲处理末龄幼虫24 h后， 观察其体内过氧化氢酶、 谷胱甘肽巯基转移酶和过氧化物酶等抗氧化酶活性的变化。 与对照值相比， 处理后的幼虫中过氧化氢酶和谷胱甘肽巯基转移酶的活性显著提高， 而谷胱甘肽过氧化物酶活性未见明显变化。 与对照组相比， 处理组幼虫体内脂质过氧化物水平显著增加， 谷胱甘肽水平和蛋白质含量显著降低。 这个研究结果为储粮害虫防治提供了一种高效、 环境友好的治理技术。

Meh等[15]采用电晕放电产生的冷等离子体，对谷象、 谷蠹和赤拟谷盗不同发育阶段的影响进行了分析， 将昆虫种类在三个电压水平 （150、 200和250V） 的冷等离子体中暴露九次 （1-25分钟）。成虫期对冷等离子体最为敏感， 蛹期对冷等离子体最为耐受。 此外， 谷象对冷等离子体最敏感，其次谷蠹和赤拟谷盗是最具耐受性的昆虫， 仅在250伏电压下10分钟后即可完全杀死谷象成虫， 但卵和幼虫需要15分钟的暴露。 在最长的暴露期（25分钟） 后， 只有67.3%的蛹被杀死。 同时，250伏和25分钟的冷等离子体暴露足以完全杀死谷蠹的成虫和幼虫。 而冷等离子体对赤拟谷盗的影响最低， 最高电压 （250V） 和25分钟的暴露使成虫、 卵、 幼虫和蛹的死亡率分别为80.0%、78.5%、 79.2%和50.6%。

低温等离子体产生多种具有生物活性的活性物质，特别是活性氧[16]。 活性氧由于未配对价电子的存在而成为一种具有高度活性的分子， 可不加选择地与必需的大分子如DNA、 蛋白质、 脂质等相互作用， 特别是细胞膜上的大分子， 从而干扰生理过程。 抗氧化防御系统是维持生物体内氧化还原平衡的必要条件。 抗氧化防御系统包括酶和非酶组分， 它们中和有氧代谢过程中不断产生的活性氧。 酶组分包括超氧化物歧化酶、 过氧化氢酶、 谷胱甘肽过氧化物酶和谷胱甘肽还原酶。

四、 建议

（1） 随着我国经济的持续发展， 储粮仓房由地下、 半地下变迁到地面上， 尤其是2003-2016年期间建成的高大平房仓， 受到大气温度的影响较大， 需要不断研发和改善仓房的气密性、 保温性能、 续冷的能力。 针对磷化氢替代问题急需开发新的熏蒸剂和熏蒸剂组合使用方法。

（2） 干粮食籽粒表面和皮层可能存在储藏真菌的干菌丝、 孢子及储藏害虫卵， 只有在温度和水分活度适合时它们才能够生长发育。 冷等离子体对物料表面具有刻蚀和嫁接作用， 而且具有环流作用， 可以在粮食入仓时在传送带环节进行等离子照射处理。 大气压冷等离子技术已经越来越成熟， 我国在低压射频氦气冷等离子方面有独到的技术。

（3）稻谷的导热系数（0.09 Wm-1K-1）几乎等于木材（0.15 Wm-1K-1）和玻璃棉（0.04 Wm-1K-1），小于混凝土（1 Wm-1K-1），而稻谷的比热（1.7 JK-1g-1）大于木材（1.3 JK-1g-1）和混凝土（0.8 JK-1g-1），说明稻谷是一种隔热材料，也是一种制冷剂。 在冬季降温通风时期充分利用环境冷空气条件把粮堆温度降低到较低， 随着春夏季气温回升， 粮堆内部温度回升较慢， 从而推迟储粮害虫生长发育， 推迟化学药剂熏蒸作业和减少用量。