楊鳳連 張躍康 雷朝亮

(華中農(nóng)業(yè)大學(xué)植物科技學(xué)院/湖北省昆蟲(chóng)資源利用與害蟲(chóng)可持續(xù)治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,武漢,430070

目前,隨著糧食產(chǎn)量的增長(zhǎng),農(nóng)戶家庭儲(chǔ)糧逐年增加并已成為我國(guó)糧食儲(chǔ)存的主要組成部分。據(jù)有關(guān)部門(mén)統(tǒng)計(jì),全國(guó)農(nóng)村儲(chǔ)糧已占糧食總產(chǎn)量的 60%～70%,不但緩解了車(chē)庫(kù)儲(chǔ)糧的緊張狀況,而且為農(nóng)民改善生活、以豐補(bǔ)歉、發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)提供了方便。但傳統(tǒng)的農(nóng)戶儲(chǔ)糧方法已很難適應(yīng)當(dāng)前的儲(chǔ)糧系統(tǒng)所發(fā)生的變化:因農(nóng)戶的儲(chǔ)糧設(shè)施比較簡(jiǎn)陋、缺乏,使得蟲(chóng)、螨、霉為害的損失可達(dá) 6%～9%;因儲(chǔ)糧品種和儲(chǔ)糧因子的改變,使得儲(chǔ)糧害蟲(chóng)群落結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化;因農(nóng)戶缺乏相關(guān)的保糧護(hù)糧技術(shù)知識(shí),濫用或不合理使用化學(xué)殺蟲(chóng)劑不僅使得害蟲(chóng)抗藥性急劇增長(zhǎng),而且因化學(xué)農(nóng)藥的殘留正在危及到人類的身體健康、食品和環(huán)境安全等問(wèn)題。因此,提高農(nóng)戶家庭儲(chǔ)糧技術(shù)和尋求有效防治儲(chǔ)糧害蟲(chóng)的新方法已刻不容緩。

1 農(nóng)戶家庭儲(chǔ)糧害蟲(chóng)種類及其為害

凡是為害存儲(chǔ)糧食、糧食成品及副產(chǎn)品等各種害蟲(chóng)及螨類統(tǒng)稱為儲(chǔ)糧害蟲(chóng)。我國(guó)常見(jiàn)的農(nóng)戶家庭儲(chǔ)糧害蟲(chóng)約有 60多種,經(jīng)常發(fā)生并造成為害的有14種。其中為害倉(cāng)庫(kù)谷類的害蟲(chóng)有 11種,豆類害蟲(chóng) 3種。為害谷類的害蟲(chóng)是玉米象、米象、谷象;谷蠹、麥蛾、鋸谷盜、赤擬谷盜、長(zhǎng)角扁谷盜、大谷盜、印度谷螟和腐嗜酪螨;3種豆類害蟲(chóng)是綠豆象、豌豆象和蠶豆象。不同糧種其害蟲(chóng)種類亦不同。其中鞘翅目的害蟲(chóng)是為害最為嚴(yán)重的種類,其次是鱗翅目類害蟲(chóng)。

糧食在儲(chǔ)藏過(guò)程中,儲(chǔ)糧害蟲(chóng)的危害是影響儲(chǔ)糧安全的最主要因素。農(nóng)戶家庭的儲(chǔ)糧設(shè)施因比較簡(jiǎn)陋,因蟲(chóng)害而引起的損失則更為慘重。據(jù)易軍萍(2009)的一次調(diào)查統(tǒng)計(jì)報(bào)道,在被調(diào)查的農(nóng)戶家庭儲(chǔ)糧的損耗率可達(dá) 8.9%,而因蟲(chóng)災(zāi)損失的農(nóng)戶占被調(diào)查農(nóng)戶的 94%。儲(chǔ)糧害蟲(chóng)對(duì)儲(chǔ)糧造成的損失除了重量損失外,其為害還會(huì)增加蟲(chóng)蝕粒,降低發(fā)芽率,降低糧食營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,蟲(chóng)尸蟲(chóng)糞造成嚴(yán)重污染,甚至導(dǎo)致儲(chǔ)糧發(fā)熱、霉變、變色變味,大大降低儲(chǔ)糧的商品價(jià)值和食用價(jià)值;此外,在糧食貿(mào)易中,特別是國(guó)際貿(mào)易中,因儲(chǔ)糧害蟲(chóng)為害而造成的重量損失、品質(zhì)損失,可以引起信譽(yù)損失。這些因蟲(chóng)害而造成的損失將直接影響農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入,因此,設(shè)法減少糧食在儲(chǔ)藏期間的損失,相當(dāng)于開(kāi)辟了“無(wú)形糧田”,相當(dāng)于農(nóng)業(yè)上的增產(chǎn)。

2 農(nóng)戶家庭儲(chǔ)糧害蟲(chóng)防治方法現(xiàn)狀及特點(diǎn)

在常規(guī)的糧食儲(chǔ)藏過(guò)程中,儲(chǔ)糧害蟲(chóng)的防治技術(shù)在一定程度上直接反映了儲(chǔ)糧水平。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,農(nóng)戶家庭儲(chǔ)糧技術(shù)也在不斷研究和實(shí)踐中得以更新、發(fā)展和完善。因受經(jīng)濟(jì)條件等因素的影響,千百年來(lái)的中國(guó)農(nóng)戶一般采用物理機(jī)械防治法來(lái)防治儲(chǔ)糧害蟲(chóng),如:日曬殺蟲(chóng)法、風(fēng)篩除蟲(chóng)法、草木灰壓蓋法、密閉儲(chǔ)糧法等,但因在防治過(guò)程中對(duì)一些設(shè)施設(shè)備要求比較高以及防治技術(shù)水平較低等原因而致使蟲(chóng)害并未減輕;其后,隨著 20世紀(jì) 40年代人工合成化學(xué)藥劑的問(wèn)世,備受廣大農(nóng)戶消費(fèi)者所信賴的則是具有高效殺蟲(chóng)活性的化學(xué)防治,如當(dāng)前普遍使用氯化苦、磷化氫、溴甲烷等熏蒸劑以及馬拉硫磷、殺螟硫磷、甲基毒死蜱等防護(hù)性殺蟲(chóng)劑。然而,由于化學(xué)熏蒸劑的長(zhǎng)期單一及不科學(xué)合理的使用,如因儲(chǔ)糧設(shè)備的密閉條件差或殺蟲(chóng)氣體分布不均勻等原因而盲目提高熏蒸劑劑量,致使儲(chǔ)糧害蟲(chóng)對(duì)藥劑的抗性的日益發(fā)展與蔓延;另外,盡管化學(xué)防護(hù)劑具有優(yōu)異的預(yù)防害蟲(chóng)感染、抑制害蟲(chóng)種群的作用、防治費(fèi)用較低等特點(diǎn),但其造成的嚴(yán)重 3R問(wèn)題正日益突出。

基于現(xiàn)有的糧食熏蒸劑和防護(hù)劑所面臨的問(wèn)題,促使人們不斷探索化學(xué)藥劑的替代方法和改進(jìn)其應(yīng)用技術(shù),積極開(kāi)拓思路,研究和開(kāi)發(fā)與環(huán)境相容性好,且高效、低毒、衛(wèi)生、安全的防治儲(chǔ)糧害蟲(chóng)的新農(nóng)藥、新劑型,對(duì)于糧食安全和儲(chǔ)糧有害生物的持續(xù)控制具有重要的意義。

3 農(nóng)戶家庭儲(chǔ)糧害蟲(chóng)防治新方法的探討

自 20世紀(jì) 80年代聯(lián)合國(guó)世界環(huán)境與發(fā)展委員會(huì)的報(bào)告《我們共同的未來(lái)》提出后,“可持續(xù)發(fā)展”的理念和總原則已得到世界各國(guó)和社會(huì)各界的廣泛支持和接受,并且人們的生存理念也正在圍繞保持健康、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展而發(fā)生著深刻的變化。

中國(guó)政府為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo),相繼出臺(tái)了相關(guān)的政策和措施,大力推動(dòng)綠色事業(yè)的發(fā)展,如推行“綠色食品”認(rèn)證制度,啟動(dòng)“無(wú)公害食品行動(dòng)計(jì)劃”,頒布“有機(jī)食品認(rèn)證管理方法”等。目前,糧食倉(cāng)儲(chǔ)行業(yè)作為綠色食品生產(chǎn)鏈中的儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié),也正在大力推廣“綠色儲(chǔ)糧”。一些糧食倉(cāng)儲(chǔ)行業(yè)正在積極探索采用二氧化碳?xì)庹{(diào)儲(chǔ)糧、低溫或準(zhǔn)低溫儲(chǔ)糧。但氣調(diào)防蟲(chóng)法盡管符合當(dāng)前人們對(duì)食品衛(wèi)生日益提高的要求,但因?yàn)樗鼘?duì)氣密條件的要求非常嚴(yán)格,處理時(shí)間很長(zhǎng),成本費(fèi)用高等原因,因此它的推廣應(yīng)用速度將受到很大限制,尤其是對(duì)于普通農(nóng)戶家庭來(lái)說(shuō)則更加困難。在這種情況下,利用植物次生代謝物質(zhì)開(kāi)發(fā)儲(chǔ)糧害蟲(chóng)防護(hù)劑已成為廣大科研工作者和廣大農(nóng)民朋友們所關(guān)注的熱點(diǎn)之一。

植物次生代謝物是指植物產(chǎn)生的、與其基本生命活動(dòng)無(wú)關(guān),但對(duì)昆蟲(chóng)或其他動(dòng)植物之間的關(guān)系起重要作用的非營(yíng)養(yǎng)性微量代謝產(chǎn)物。植物次生物質(zhì)常具有植物特征性氣味,一般是由幾十至幾百種化合物組成的復(fù)合物,通常含有低分子量的萜烯類、生物堿、類黃酮、甾體、酚類、獨(dú)特的氨基酸和多糖等。

利用植物次生物質(zhì)防治儲(chǔ)糧害蟲(chóng),在我國(guó)已具有很悠久的歷史。早在公元前十一世紀(jì),我國(guó)的《周禮》中就有了記載:“以莽草熏之”、“以嘉草攻之”,講述利用襄荷、毒八角來(lái)熏殺糧食害蟲(chóng)?！洱R民要術(shù)》中記載了“麥一石艾一把”的防蟲(chóng)經(jīng)驗(yàn)。自20世紀(jì) 70年代以來(lái),利用植物次生物質(zhì)防治儲(chǔ)糧害蟲(chóng),國(guó)內(nèi)外有不少相關(guān)的試驗(yàn)性研究和報(bào)道,且已取得了很大進(jìn)展。

據(jù)統(tǒng)計(jì),目前所利用的防治儲(chǔ)糧害蟲(chóng)的植物原料已超過(guò) 400種,而效果好的主要有:苦皮藤、山蒼子、黃杜鵑花、瑞香狼毒、苦楝籽、大蒜、魚(yú)藤、薄荷、菖蒲、肉桂、黑胡椒、豬毛蒿、高良姜、艾蒿、除蟲(chóng)菊、花椒、花生油、菜籽油、米糠油等。而植物次生物質(zhì)應(yīng)用于儲(chǔ)糧害蟲(chóng)防治的方式主要有:將植物材料直接粉碎并與儲(chǔ)糧直接攪拌;用溶劑萃取抽提植物中的活性物質(zhì)或篩選出粗提物中的活性成分;植物次生物質(zhì)之間的相互混配或?qū)⑵渑c化學(xué)農(nóng)藥之間的混配。然而,盡管植物次生物質(zhì)在試驗(yàn)階段取得了較好的應(yīng)用效果,但是目前并未得到廣泛的推廣和應(yīng)用。這主要是植物次生物質(zhì)固有的缺點(diǎn)限制了它的研發(fā)進(jìn)程。由于植物次生物質(zhì)易受外界環(huán)境條件(如溫度、濕度、光照等)的影響,因此穩(wěn)定性不高,并且其活性成分含量低,這對(duì)于儲(chǔ)糧設(shè)施設(shè)備簡(jiǎn)陋的農(nóng)戶來(lái)說(shuō)則非常的困難。為了最大限度地發(fā)揮植物次生物質(zhì)的優(yōu)點(diǎn),開(kāi)發(fā)出在實(shí)踐中具有推廣應(yīng)用價(jià)值的植物次生物質(zhì)制劑,必須研究開(kāi)發(fā)高效無(wú)毒穩(wěn)定的劑型。另外,在研發(fā)穩(wěn)定高效劑型的同時(shí),必須考慮到產(chǎn)品應(yīng)用成本的問(wèn)題。只有找到一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用、簡(jiǎn)單易行的植物次生物質(zhì)劑型,才能在廣大農(nóng)戶家庭中進(jìn)行廣泛推廣和應(yīng)用。鑒于此,本實(shí)驗(yàn)室已篩選出高活性植物次生物質(zhì)的成分,并已構(gòu)建出其有效劑型:納米分散體膠囊,并且膠囊的整個(gè)制作程序簡(jiǎn)單易行,成本低廉。從實(shí)驗(yàn)室的實(shí)倉(cāng)模擬情況來(lái)看,其應(yīng)用效果非常顯著:其應(yīng)用場(chǎng)所更適合家庭式的小面積儲(chǔ)糧場(chǎng)所,在保持 80%殺蟲(chóng)活性的情況下,可將植物次生物質(zhì)的殺蟲(chóng)持續(xù)期延長(zhǎng) 5個(gè)月。本實(shí)驗(yàn)室所開(kāi)發(fā)的植物次生物質(zhì)納米分散體膠囊已克服植物次生物質(zhì)的不穩(wěn)定性,可有效延長(zhǎng)其保糧護(hù)糧的有效持續(xù)期;同時(shí),從應(yīng)用成本來(lái)考慮,在篩選鑒定出植物次生物質(zhì)高活性成分的前提下,可對(duì)其進(jìn)行大規(guī)模人工合成并對(duì)其有效劑型進(jìn)行工廠化生產(chǎn),這必將大大降低植物次生物質(zhì)的生產(chǎn)應(yīng)用成本,從而真正實(shí)現(xiàn)利用植物次生物質(zhì)控制儲(chǔ)糧害蟲(chóng)從理論研究到生產(chǎn)應(yīng)用的跨越。

4 小結(jié)與展望

糧食是人類賴以生存的最基本生活資料,是國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)。農(nóng)戶家庭糧食儲(chǔ)備是國(guó)家糧食安全儲(chǔ)藏體系的重要組成部分,是供應(yīng)整個(gè)國(guó)家乃至全球糧食的發(fā)源地。因此完善農(nóng)戶家庭安全儲(chǔ)糧的技術(shù),尤其是在糧食儲(chǔ)藏期間害蟲(chóng)控制問(wèn)題迫在眉睫。在綜觀國(guó)內(nèi)外糧食儲(chǔ)藏及害蟲(chóng)防治技術(shù)研究成果的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn),從植物中提取高效低毒的、有特異活性的植物次生物質(zhì),利用植物次生物質(zhì)開(kāi)發(fā)儲(chǔ)糧害蟲(chóng)防護(hù)劑,既可符合綠色糧食儲(chǔ)藏的安全要求,又可為農(nóng)戶家庭常規(guī)儲(chǔ)糧害蟲(chóng)的防治開(kāi)辟一條新的途徑。