浅谈国内外绿色储粮技术

1浅谈国内外绿色储粮技术—储粮害虫防治技术研究张磊高军胡智佑（北京通县徐辛庄国家粮食储备库）摘要虽然近年来人们对绿色储粮意识逐步加强，不断加大对粮食仓储的科技投入，但目前还是主要使用化学药剂来防治虫、霉，以确保粮食的储存安全。但由于长期单一或不当的使用化学药剂，不但在杀虫不彻底时使害虫的抗药性不断增加，而且对粮食、环境造成污染，危害人、畜健康。因此，近年来绿色储粮技术受到了人们的普遍关注。本文综述了近20年来国内外关于低温储粮、气调储粮、非化学药剂防虫治虫等先进绿色储粮技术的研究应用。关键词绿色储粮低温储粮气调储粮非化学防治粮食是人类赖以生存和发展的基本生活资料，是关系国计民生的战略物资，在人民生活和国民经济发展中，具有特殊的地位和作用。而由于其在储藏过程中常遭受虫、霉、鼠等有害生物的侵害，造成重量和质量的损失以外，还受熏蒸杀虫剂等化学因素影响，使粮食或多或少带有一定量的药剂残留，造成化学污染。随着社会的进步和物质生活水平的不断提高，人们对绿色、无公害、无污染的、营养价值高的粮油食品的需求日趋迫切。因此，实施绿色储粮具有极其重要的意义。它不仅是社会发展的需要，也是粮食储藏发展和人们生活水平提高的需要，是确保储粮安全、卫生、环保的必然选择。绿色储粮技术，即以可持续发展理论为指导，以储粮生态学为理论基础，在粮食储藏过程中，尽量少用或不用化学药剂，以调控储粮生态因子为主要手段，从而达到保护环境，避免储粮污染，确保储粮安全，使人们吃到新鲜营养可口无毒的放心粮的技术。绿色储粮技术不是静态的、单一的技术，它是不断研究和实践中得以更新、发展和完善的。近二十年来，包括我国在内的许多相关科学家们，以少用或尽量不用化学药剂和提高现有药效为前提，在害虫综合治理、探索化学药剂的替代方法和改进其应用技术等方面做了大量工作，取得了不少具有实践意义的成果。为此，对环境无污染、同时也不会产生抗药性的储粮害虫生物防治技术，引起了人们普遍关注。1低温储粮技术温度是影响粮油安全储藏的重要因素。粮堆内的害虫、微生物、粮粒等生物成份在水分和氧气条件适宜的情况下，还必须在一定的温度范围内才能进行正常的生命活张磊，北京通县徐辛庄国家粮食储备库，助理工程师，害虫防治，北京市通州区宋庄镇内军庄村，[e-mail]。2动。如果在不冻坏粮食的情况下，采取不同方式降低储粮温度，就能抑制粮堆内各种生物成份旺盛的生命活动，减少粮食在储藏期间干物质的损耗，最大限度地保持粮食原有品质，延缓储粮陈化速度，是一种最为理想的绿色储粮技术。低温储粮的历史非常悠久，是目前全世界公认的最为安全、可靠、合理、符合绿色环保要求的储粮技术，其不但可以延缓粮食陈化，具有一定的保鲜作用，而且是目前国内外应用最广泛的病虫害防治方法。研究表明：温度降低10℃，食用粮的生化反应速度就减少一半；粮食保持一定的活力：在t=O～50℃范围内，每降低5℃，种子的寿命增加一倍。一般环境温度为8℃～15℃时，是储粮害虫生命活动的最低界限，如果低于此温度，害虫就不能发育和繁殖；如温度低于8℃～一4℃，害虫就处于冷麻痹状态；如果该温度持续的时间很久，害虫就可能致死。如果温度低于一4℃，达到破坏害虫体内的细胞结构时，害虫则致死。2气调储藏技术目前气调储藏技术主要有真空储藏、充N2气调储藏、充CO2气调储藏等，但只有CO2气调储藏被广泛推广运用。研究证明：当粮堆中氧气浓度降到2%左右，或二氧化碳浓度增加到40%—60%时，能使粮堆中绝大多数储粮害虫死亡，好氧霉菌可受到抑制，粮食自身呼吸强度也会明显降低。气调储粮法在不少国家中采用，近十年来，气调和气控防治储粮害虫已受到极大重视。早在20世纪80年代，国外就有人报道CO2对储粮害虫具有毒性作用，并且研究发现CO2与O2的混合气体要比纯CO2的防治效果好。此后，大量学者开始了系统的研究，如菲律宾F．Caliboso等报道了CO2：在高压条件下有快速杀虫的效果；新西兰A．Carpenten等也分别报道了CO2对嗜卷书虱、嗜虫书虱和谷象的防治效果等[1]。我国自60年代以来对该项技术进行了系统的研究，尤其在害虫防治方面，如邓永学等2002年对高浓度CO2气调防治谷蠹及杂拟谷盗进行了研究,结果表明杂拟谷盗卵、幼虫、蛹及成虫对气调环境敏感顺序为:卵幼虫蛹成虫[2]；西南农业大学植保系王进军等人研究了在不同温度下CO2气调对嗜卷书虱的作用[3]。CO2气调储粮技术早在澳大利亚得到推广应用（西澳散粮公司的港口库），使用方法是CO2钢瓶气连续充进气密性很好的密封粮仓，在20℃仓温下充入60％CO2至少10天或35％CO2至少14天，就能杀死所有的害虫。菲律宾通过7年的实践,在高CO2的密封塑料制品储粮器皿内储藏大米、玉米(约200t)和黄豆(约6t),收到很好效果,不仅有效地控制了害虫,而且保证了储粮品质[4]。美国近年来主要致力于CO2控制仓储害虫方面的研究，而且将应用研究的范围扩大到防治车站运输过程的储藏物害虫控制方面。我国现已将CO2气调储粮技术推广到上海、南京、九江、六安等地，达到4.3亿斤的总规模。3非化学药剂防虫技术的研究运用非化学药剂防治技术主要包括物理防治、生物防治、习性防治等不使用化学物质3防虫治虫的方法。物理防治就是用物理因素作用于害虫有机体，如红外线杀虫、微波杀虫、放射线杀虫、激光杀虫、高频电热杀虫等电磁杀虫技术，近几年来，利用纯天然硅藻土粉防治储粮害虫的研究取得了较大进展，在美国、加拿大、澳大利亚等发达国家已投入实仓应用，国内也开发有硅藻土产品。生物防治是利用某些生物成份来防治储粮害虫，如利用害虫天敌以虫治虫、利用病原微生物以菌治虫、利用激素诱杀、利用内激素干扰昆虫正常生长、发育和繁殖等。习性防治是根据储粮害虫的某种习性而设置的防治方法，如粮堆压盖防治、粮堆移顶防治、诱集捕杀等。3.1物理防治3.1.1电、磁、辐射等物理技术及新技术的研究应用在储粮害虫防治过程中物理辐射是一种比较新的防治技术，可以检测和杀死粮食内部不容易被发现的害虫，还能起到灭菌、消毒、防霉的作用，且不会造成污染，很少对粮食的品质造成危害。微波辐射处理，这种方法短时间内可以杀死害虫，而且对水分含量高的粮食害虫防治是一种更好的选择。利用电磁辐射，小剂量的辐射就可以达到杀虫灭菌消毒的作用，而且对粮食的品质没有任何影响。曾有人采用O.8kGy的λ射线照射储藏的粮食，可杀火对粮食危害最大的4种害虫:赤拟谷盗、米象、小扁甲虫及锯谷盗[5]。光触媒薄膜在紫外光作用下产生具有强氧化分解能力的超级氧化物离子和游离氢氧基,破坏虫类、细菌、霉菌的生存条件,达到杀菌、防虫、除霉、分解异味的功能。熊鹤鸣等2001年将早籼谷用光触媒袋包装储存和用光触媒薄膜六面密闭麻袋包装储存,两个光触媒试验堆的防虫效果明显,并且具有一定的延缓早籼谷品质陈化作用[6]。3.1.2惰性粉防虫技术近年来利用惰性粉防治储粮害虫在国内外都有很多的研究（尤其是一些发达国家如美国、德国等），利用如沸石粉、磷酸三钙、无定形硅粉、杀虫粉、草木灰、砻糠灰、硅藻土等惰性粉防治害虫达到了很好的效果，目前使用的惰性粉主要是硅藻土。鉴于其有低毒、无残留等优点被广泛应用于储粮方面，目前已进入商业化如HomeShield、Keepdry等。在应用硅藻土杀虫剂防治储粮害虫的实践中,其效果受硅藻土的来源、粮食种类、害虫类型、粮食含水量、相对湿度、温度和储藏时期等的影响,国内外在这方面开展了广泛的研究。Mclaughlin提出硅藻土的来源对杀虫效果影响很大,海水来源的硅藻土杀虫剂比淡水来源的杀虫效果差[7]。Fields等(2000)研究了粮食水分和温度对不同来源硅藻土杀虫剂杀虫效果的影响,结果发现粮食水分和空气湿度对硅藻土的杀虫效果影响较大,粮食水分或空气相对湿度的增加会降低硅藻土杀虫剂的杀虫效果,特别当粮食水分在15%或相对湿度75%以上时会明显降低杀虫效果[8]。曹阳等曾进行过在50%～75%不同相对湿度下硅藻土对嗜虫书虱致死效果的相关研究,结果表明随着湿度增加,嗜虫书虱死亡率逐渐降低[9]。43.2生物防治3.2.1天敌昆虫的应用研究储粮害虫的天敌主要分为捕食性天敌和寄生性天敌，捕食性天敌包括革翅目、半翅目、脉翅目、鞘翅目、膜翅目、双翅目、螨类等，其中应用比较多的是半翅目类和螨类；寄生性天敌主要是膜翅目的昆虫。我国早在1686年前曾利用过天敌防治害虫技术；而国外直到18世纪才逐渐提出害虫生物防治的观点。在捕食天敌方面，Jay首次报道了黄色花蝽(Xylocorisflavipes)对几种储粮甲虫实验种群的抑制效果。发现黄色花蝽可抑制花生仁中赤拟谷盗的种群增长,并减少了花生的被害率;还可抑制玉米中锯谷盗的种群增长[10]；我国华中农业大学储藏物害虫研究室曾从美国农业研究中心南太平洋储藏物害虫研究所引进黄色花蝽，繁殖饲养取得成功进行有关生物学及捕食功能研究，并在一些地方（四川、湖南等）进行了推广，收到了较好效果。此外，美国R．H．Markhsn、英国Petergolob、DavidRess、德国J．Boye、P．mutlu、M．pschko都分别进行过捕食性昆虫Teretrioso-maNigrescens防治大谷蠹的研究，取得良好效果；姚康、邓望喜教授在福建省采集仓双环猎蝽进行实验，证实仓双环猎蝽对赤拟谷盗、锯谷盗和长角谷盗等害虫的繁殖具有一定的控制能力。在寄生性天敌方面，主要有麦蛾茧蜂、仓蛾茧蜂、象虫金小蜂、米象金小蜂、雅俑小蜂、扁兰肿腿蜂、短管赤眼蜂等。P．W．Flinn等研究了利用瓦氏肿脚蜂防治锈赤扁谷盗、利用雅俑小蜂防治谷蠹的效果；德国专家在第七届国际储藏物保护工作会议上系统介绍了仓库中寄生性天敌昆虫种类以及在仓虫防治中的应用，评价了广赤眼蜂、麦蛾茧蜂、肿脚蜂对若干储粮害虫种群的抑制作用；我国报道较多的是麦蛾茧(李理等，1988；黄信飞，1996；王向学，1991)，其自然寄生率较高，在厦门、温州等地一年可发生10多代，主要寄生于印度螟蛾和粉斑螟蛾，对其生物学及控制效果进行研究。蜚蠊卵寄生蜂有关研究报道也较多，有多种寄生蜂，但主要优势种是蜚蠊卵啮小蜂。3.2.2信息素的应用研究信息素是由生物体分泌到体外能够影响其他生物体的生理和行为反应的微量化学物质。信息素应用于害虫防治中，主要是性信息素和集结信息素。用信息素防治害虫主要方法是：①干扰交配，利用昆虫的性信息素干扰雄虫对雌虫的定向，从而大幅度降低交配率，最终达到防治目的。②诱捕法，利用信息素设置一定数量的诱捕器大量捕捉害虫，降低害虫的虫口密度。③信息素与其他生物制剂，如微生物制剂、不育剂等混合使用，用信息素引诱一部分害虫到含有这些制剂诱捕器内，让这部分害虫沾染制剂后回到种群中，使种群中其他的个体产生流行病或者不育。从20世纪70年代开始相继有南开大学、四川大学、中科院成都有机化学研究所、江苏省激素研究所开展了麦蛾、印度螟蛾的信息素的合成研究；吉林粮食高等专科学5校分别在几家面粉厂进行试验，在“高斯”性引诱剂释放点作用30m以内捕捉的害虫，鳞翅目有10种，鞘翅目有10种，在同一环境下的20种仓库昆虫中只对四种有感应，说明此种性引诱剂的选择作用是有界限而又灵敏的[11]；1993年报道了合成了锈赤扁谷盗和长角扁谷盗的集合信息素，对绿豆象、玉米象、药材甲的信息素进行了提取、分离和纯化，并进行了生物活性的测定。意大利专家报导了应用性引诱剂进行综合治理及温度、环境、使用时间、制剂纯度对效果的影响。美国专家还报道了各种粮食粉碎后，按比例配合的诱捕效果。以色列研究者AmonSnani等曾用高剂量性信息素混合物对储粮害虫粉斑螟进行交配干扰进行研究。研究结果：主要组分为(Z，E)-9，12-tetradecadienyl醋酸盐和(Z)-9-tetradecenyl醋酸盐的性信息素对粉班螟交配都有一定的干扰效果，后代明显减少。国外专家们还对信息素和病原体一起使用进行了研究，首先把储粮害虫引诱来，使其带病原体，最终达到消灭的目的。目前运用这种方法防治储粮害虫的成功事例有：黑斑皮蠹信息素和皮蠹多房簇虫