白春?jiǎn)?，?續(xù)，侯居?xùn)|，王殿軒，周曉軍，張 浩，代 永，司雪梅，鄭 禎

1.河南工業(yè)大學(xué) 糧油食品學(xué)院，糧食儲(chǔ)藏與安全教育部工程研究中心，糧食儲(chǔ)運(yùn)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，河南 鄭州 450001

2.河南鄭州興隆國(guó)家糧食儲(chǔ)備庫(kù)，河南 鄭州 450053

書虱是影響儲(chǔ)糧安全[1-2]和食品安全[3]的風(fēng)險(xiǎn)因子，能取食糧食的胚及胚乳，造成儲(chǔ)糧數(shù)量損失，如在30 ℃、RH75%條件下，采用60頭嗜蟲書虱雌成蟲感染2 g破損小麥，90 d后能夠引起小麥數(shù)量損失達(dá)8.53%，采用60頭小眼書虱雌成蟲感染2 g小麥，45 d后能夠引起破損小麥數(shù)量損失達(dá)3.31%，引起完好小麥種子發(fā)芽率降低32%[1]。在26 ℃、RH76%條件下，采用20頭嗜卷書虱(LiposcelisbostrychophilaBadonnec)成蟲感染2 g小麥，3個(gè)月后能夠引起小麥數(shù)量損失達(dá)11.8%[4]。同時(shí)，書虱自身能夠攜帶、傳播病原菌，威脅人類健康如能夠引起強(qiáng)烈的皮膚過敏反應(yīng)[5]。書虱大量發(fā)生時(shí)能夠引起局部糧食水分升高從而導(dǎo)致糧堆發(fā)熱霉變，將會(huì)影響整倉(cāng)糧食安全。

由于書虱具有繁殖快、食性雜的生物特性[6]，以及對(duì)防護(hù)劑、熏蒸劑等化學(xué)藥劑有較強(qiáng)的耐受力和抗性[7-8]，在各個(gè)儲(chǔ)糧區(qū)普遍認(rèn)為難以熏殺，尤其在儲(chǔ)糧區(qū)的東北區(qū)、西南區(qū)、華中區(qū)[9]。因此，亟需尋求到儲(chǔ)糧書虱的有效防控技術(shù)。就倉(cāng)檢測(cè)是判定糧堆中蟲口密度準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)，也是定制害蟲防治策略的關(guān)鍵依據(jù)，主要包括取樣篩檢和儀器/設(shè)備檢測(cè)。取樣篩檢法存在取樣費(fèi)時(shí)費(fèi)力、工作環(huán)境差、效率低、檢測(cè)結(jié)果差異性大等不足。而借助具有儲(chǔ)糧害蟲傳感器功能等儀器/設(shè)備檢測(cè)，不僅能夠避免取樣檢測(cè)的缺點(diǎn)，而且有利于實(shí)現(xiàn)糧堆蟲害的自動(dòng)化檢測(cè)、智能分析和自動(dòng)控制，與糧食倉(cāng)儲(chǔ)信息技術(shù)建設(shè)順暢接軌。目前，具有或可具有儲(chǔ)糧害蟲就倉(cāng)檢測(cè)傳感器功能檢測(cè)方法是研究熱點(diǎn)，如利用探管、黏膠板和盤形等誘捕器檢測(cè)法[10-13]，利用SPME的揮發(fā)性氣體檢測(cè)法[14]、SKCS 檢測(cè)法[15]、NIR檢測(cè)法[16]和qPCR技術(shù)檢測(cè)法[17]等，這些方法中部分被商業(yè)化，有的還處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。儲(chǔ)糧害蟲就倉(cāng)檢測(cè)方法對(duì)儲(chǔ)糧害蟲檢測(cè)結(jié)果存在差異性，Nansen等[18]研究在儲(chǔ)藏玉米倉(cāng)中，波紋紙板誘捕器檢測(cè)到的印度谷蛾數(shù)量高于黏膠板誘捕器和探管誘捕器。Mullen等[19]比較了3種黏膠板誘捕器(翅形、菱形和三角形)和2種陷阱誘捕器(Unitrap和Multipher M-1)布置在空平房倉(cāng)中對(duì)印度谷蛾的誘捕效果，發(fā)現(xiàn)最有效的是翅形黏膠板誘捕器。Hagstrum[12]研究發(fā)現(xiàn)糧面誘捕器誘捕到米扁蟲數(shù)量最多，秋季采用取樣檢測(cè)方法檢測(cè)比誘捕器檢測(cè)到的谷蠹數(shù)量要多。Collins等[13]認(rèn)為聯(lián)合應(yīng)用弧面開孔的盤形誘捕器(CSL I-SPy Insect Indicator?)與陷阱誘捕器(Storgard?Flit-Trak M2)能夠誘捕更多種類、數(shù)量的害蟲，適宜用于面粉廠中害蟲檢測(cè)。然而，在我國(guó)國(guó)標(biāo)規(guī)定的糧食倉(cāng)儲(chǔ)部門用于蟲糧等級(jí)判定只有取樣篩檢法[20]，可見，探索與規(guī)范不同方法之間相互關(guān)系，不僅有利于儲(chǔ)糧害蟲就倉(cāng)檢測(cè)技術(shù)本身的提升，也有利于儲(chǔ)糧害蟲信息化建設(shè)的應(yīng)用。作者以儲(chǔ)糧書虱中優(yōu)勢(shì)種群——嗜卷書虱為對(duì)象[21]，結(jié)合取樣篩檢法和誘捕檢測(cè)法(探管誘捕器、波紋板誘捕器、兩層瓦楞紙板誘捕器、三層瓦楞紙板誘捕器)，探索不同檢測(cè)方法在檢測(cè)書虱種群發(fā)生時(shí)間、種群密度等條件下的檢測(cè)效果，以期為儲(chǔ)糧書虱就倉(cāng)檢測(cè)技術(shù)的選擇應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 倉(cāng)房與糧情

試驗(yàn)倉(cāng)房為河南鄭州興隆國(guó)家糧食儲(chǔ)備庫(kù)一拱型鋼架高大平房倉(cāng)，長(zhǎng)60 m，寬30 m，糧堆高6.3 m。配備“圭”字型壓入式地上籠通風(fēng)系統(tǒng)，風(fēng)機(jī)為4-72型離心通風(fēng)機(jī)，功率7.5 kW。

散裝存儲(chǔ)2015年6月入庫(kù)的混合麥8 844 t，水分含量12.6%，不完善粒率3.2%，容重784 g/L。2015年8月29日—2016年1月24日進(jìn)行通風(fēng)降溫，通風(fēng)前糧溫最高為33.9 ℃，最低為27.1 ℃，平均為30.7 ℃,RH11.2%；通風(fēng)后，糧溫最高為20.2 ℃，最低為0.1 ℃，平均為6.7 ℃，RH11.6%。2016年5月16日—8月8日，初始取樣篩檢的嗜卷書虱密度為0頭/kg。

1.2 檢測(cè)區(qū)域及檢測(cè)點(diǎn)設(shè)置

在試驗(yàn)倉(cāng)房糧堆表層4角與正中間設(shè)置檢測(cè)區(qū)域，分別為1、2、3、4、5區(qū)，每個(gè)檢測(cè)區(qū)域設(shè)置5個(gè)檢測(cè)點(diǎn),結(jié)果見圖1，依次設(shè)置為探管誘捕器(T)、兩層瓦楞紙板誘捕器(W2)、波紋板誘捕器(B)、三層瓦楞紙板誘捕器(W3)和取樣篩檢(Q)。其中T為PVC材質(zhì)(Φ27 mm，長(zhǎng)550 mm)，其下端90 mm為錐形集蟲頭，管體具有斜向上鉆蟲孔(Φ2.5 mm，長(zhǎng)300 mm)，插入糧堆的深度為上端約50 mm露于糧面上；B為PVC材質(zhì)，包括波紋板(Φ150 mm)和集蟲杯(Φ70 mm，高50 mm)兩部分，使用時(shí)集蟲杯沒入糧堆內(nèi)，波紋板與糧面平齊；W2為2層(長(zhǎng)210 mm，寬148 mm，厚5 mm)，W3為3層(長(zhǎng)210 mm，寬148 mm，厚8 mm)，使用時(shí)長(zhǎng)邊用膠帶密封，擺放于糧面上；取樣篩檢糧堆表層20 cm的糧食，每次每點(diǎn)取樣量為1 kg，按規(guī)定操作方法進(jìn)行篩檢。

圖1 糧堆表層的嗜卷書虱檢測(cè)區(qū)域及檢測(cè)點(diǎn)設(shè)置示意圖

1.3 檢測(cè)時(shí)間和頻次

2016年5月16日—8月8日，采用取樣篩檢法和誘捕器(探管、兩層瓦楞紙板、波紋板、三層瓦楞紙板誘捕器)檢測(cè)法檢測(cè)區(qū)域中嗜卷書虱，檢測(cè)時(shí)間、次數(shù)相同，當(dāng)檢測(cè)點(diǎn)糧溫高于25 ℃時(shí)，每3 d檢測(cè)1次；檢測(cè)點(diǎn)糧溫低于25 ℃時(shí)，每7 d檢測(cè)1次。

1.4 數(shù)據(jù)處理

對(duì)每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)在不同時(shí)間的害蟲發(fā)生情況分別檢測(cè)并記錄。誘捕器誘捕的害蟲按每周發(fā)現(xiàn)其中害蟲數(shù)量計(jì)，單位為頭/臺(tái)，每次統(tǒng)計(jì)后清除誘捕器內(nèi)害蟲；取樣篩檢法按每千克糧食樣品中害蟲頭數(shù)計(jì)，單位為頭/kg。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同害蟲密度水平的檢測(cè)差異性

對(duì)糧倉(cāng)表層不同區(qū)域檢測(cè)，結(jié)果見圖2，嗜卷書虱在糧堆表層不同區(qū)域分布不同，在糧堆表層西南部和中部種群密度較高，西北部和東南部次之，東北部最少。在糧堆表層?xùn)|北部，取樣篩檢嗜卷書虱發(fā)生水平為長(zhǎng)期處于≤5頭/kg區(qū)域，東南部和西北部處于6頭/kg≤害蟲密度≤10頭/kg水平區(qū)域，中部長(zhǎng)期處于10頭/kg<害蟲密度≤30頭/kg水平區(qū)域(高峰期時(shí)也能達(dá)到>30頭/kg水平)，西南部為害蟲密度>30頭/kg水平區(qū)域。

圖2 5種檢測(cè)方法在糧堆表層不同區(qū)域的嗜卷書虱檢測(cè)結(jié)果比較

當(dāng)嗜卷書虱種群處于≤5頭/kg水平時(shí)，東北部，兩層瓦楞紙板誘捕器發(fā)現(xiàn)糧堆糧面害蟲最早，隨著害蟲種群數(shù)量增大，探管誘捕器和取樣篩檢檢測(cè)到的嗜卷書虱密度均較大，在5種檢測(cè)方法中探管誘捕器檢測(cè)到害蟲密度最高。當(dāng)嗜卷書虱種群處于6頭/kg≤害蟲密度≤10頭/kg水平時(shí)，東南部，探管誘捕器、波紋板誘捕器和取樣篩檢法3種方法發(fā)現(xiàn)害蟲時(shí)間相當(dāng)，兩層瓦楞紙板誘捕器發(fā)現(xiàn)糧堆糧面害蟲時(shí)間早于這3種方法7 d。當(dāng)嗜卷書虱種群處于10頭/kg<害蟲密度≤30頭/kg水平時(shí)，中部，探管誘捕器和取樣篩檢法均能早發(fā)現(xiàn)害蟲，其中探管誘捕器最早發(fā)現(xiàn)嗜卷書虱密度達(dá)17頭/臺(tái)，取樣篩檢最早檢測(cè)到密度為3頭/kg，早于瓦楞紙板誘捕器7 d發(fā)現(xiàn)嗜卷書虱。隨著害蟲種群數(shù)量增大，探管誘捕器檢測(cè)到嗜卷書虱種群數(shù)量高于其他檢測(cè)結(jié)果，如6月14日，取樣篩檢結(jié)果為25頭/kg，探管誘捕器檢測(cè)結(jié)果為130頭/臺(tái)。當(dāng)嗜卷書虱種群處于>30頭/kg水平時(shí)，西南部，取樣篩檢法發(fā)現(xiàn)害蟲數(shù)量最大，發(fā)現(xiàn)害蟲時(shí)間較早，探管誘捕器檢測(cè)方法次之?？梢?，嗜卷書虱種群密度水平和發(fā)生時(shí)間不同，應(yīng)采用不同檢測(cè)方法檢測(cè)糧堆表面嗜卷書虱發(fā)生水平。

2.2 不同檢測(cè)方法檢測(cè)害蟲種群變化的敏感性

在試驗(yàn)倉(cāng)中近3個(gè)月的監(jiān)測(cè)，取樣篩檢方法檢測(cè)情況見圖3和圖4，結(jié)果表明在糧堆表層嗜卷書虱發(fā)生始期為5月中下旬，6月初進(jìn)入嗜卷書虱發(fā)生的高峰期，一直發(fā)生到7月末，整個(gè)爆發(fā)周期能夠維持2個(gè)月左右，8月份開始嗜卷書虱的密度開始下降。結(jié)合檢測(cè)期間倉(cāng)溫由21 ℃緩慢上升至37 ℃而后開始降低，倉(cāng)濕在48%～60%范圍內(nèi)呈波動(dòng)上升趨勢(shì)。5月16日，倉(cāng)溫為21 ℃，取樣檢測(cè)未發(fā)現(xiàn)嗜卷書虱，5月23日，倉(cāng)溫為25 ℃，此時(shí)檢測(cè)到嗜卷書虱平均蟲口密度為1.4頭/kg，6月20日—7月4日期間，嗜卷書虱種群處于蟲口密度最高水平，達(dá)到23頭/kg，此期間倉(cāng)溫大于30 ℃。7月11日時(shí)倉(cāng)溫達(dá)到33 ℃，嗜卷書虱種群平均害蟲密度降低至14頭/kg，并呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。由此表明，嗜卷書虱種群在RH50%～60%、25～33 ℃范圍內(nèi)，隨溫度升高種群數(shù)量呈現(xiàn)先增加后維持最大水平而后降低的消長(zhǎng)模式。

圖3 取樣篩檢法檢測(cè)的嗜卷書虱密度和倉(cāng)溫變化情況

圖4 取樣篩檢法檢測(cè)期間倉(cāng)濕變化情況

結(jié)合圖2，比較4種誘捕器的檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，取樣篩檢與探管誘捕器檢測(cè)法適用于發(fā)現(xiàn)嗜卷書虱種群消長(zhǎng)變化，其他3種檢測(cè)方法對(duì)種群動(dòng)態(tài)變化檢測(cè)敏感性差。

3 結(jié)論

適宜的儲(chǔ)糧害蟲在線檢測(cè)方法是判別糧堆中害蟲密度水平準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)，也是實(shí)踐應(yīng)用中公平、合理評(píng)價(jià)蟲糧等級(jí)關(guān)鍵依據(jù)。在害蟲密度≤10頭/kg水平時(shí)，采用兩層瓦楞紙板誘捕器對(duì)糧堆表層嗜卷書虱種群數(shù)量檢測(cè)最敏感，與利用瓦楞紙板誘捕器檢測(cè)儲(chǔ)糧害蟲銹赤扁谷盜、赤擬谷盜結(jié)果類似[22]。在10頭/kg<害蟲密度≤30頭/kg水平時(shí)，探管誘捕器檢測(cè)方法最敏感，這與利用探管誘捕器檢測(cè)嗜卷書虱、印度谷螟、玉米象和銹赤扁谷盜等儲(chǔ)糧害蟲研究結(jié)果一致[23]。該方法檢測(cè)到的嗜卷書虱種群數(shù)量大于取樣篩檢法的結(jié)果，這與利用探管誘捕器檢測(cè)書虱、銹赤扁谷盜的研究結(jié)果一致[24]。在害蟲密度>30頭/kg水平時(shí)，取樣篩檢法檢測(cè)到嗜卷書虱種群數(shù)量最大。無論是嗜卷書虱發(fā)生時(shí)間還是不同種群密度水平上，波紋板誘捕器及三層瓦楞紙板誘捕器對(duì)糧堆表層的嗜卷書虱檢測(cè)的時(shí)效性不及其他檢測(cè)方法，兩層瓦楞紙板誘捕器檢測(cè)方法可較早發(fā)現(xiàn)害蟲發(fā)生，探管誘捕器檢測(cè)方法有效性和時(shí)效性均較好，但無論哪種檢測(cè)方法均應(yīng)與我國(guó)國(guó)標(biāo)規(guī)定的糧食倉(cāng)儲(chǔ)部門害蟲檢測(cè)方法對(duì)接，才能為服務(wù)儲(chǔ)糧倉(cāng)儲(chǔ)信息化提供有效支撐。

儲(chǔ)糧害蟲的空間分布特點(diǎn)是糧情檢測(cè)中害蟲密度檢測(cè)的可靠性、科學(xué)性有力支撐。如在秋季銹赤扁谷盜習(xí)居在糧堆中部[25]，進(jìn)行這類害蟲檢測(cè)時(shí)重點(diǎn)檢查部位應(yīng)在糧堆中部；米象成蟲超過80%習(xí)居在糧堆上層[26]，檢測(cè)點(diǎn)布置應(yīng)在糧堆上層。作者研究發(fā)現(xiàn)嗜卷書虱在糧堆表層多發(fā)生在平房倉(cāng)的中部及西南方位，這與孫冠英等[27]采用GJ9型糧蟲陷阱檢測(cè)器，發(fā)現(xiàn)散存小麥的房式倉(cāng)中書虱密度由北向南、由東到西也隨之上升結(jié)果一致，也與Opit等[28]發(fā)現(xiàn)大多數(shù)書虱種群習(xí)居在平房倉(cāng)中部結(jié)果類似。因此，在平房倉(cāng)中設(shè)置嗜卷書虱的檢測(cè)點(diǎn)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注糧堆的西南部、中部。

環(huán)境溫度和濕度既是書虱種群增長(zhǎng)的決定性因素，也是儲(chǔ)糧害蟲檢測(cè)主要參考參數(shù)。通常情況下，書虱種群能夠成長(zhǎng)的溫度為22.5～42 ℃，適宜濕度為70%～80%，濕度低于50%不能存活[6]。對(duì)于嗜卷書虱來講，Rees等[29]研究表明在RH60%條件下，當(dāng)溫度低于21 ℃或高于30 ℃時(shí)將不能繁殖后代，Wang等[30]報(bào)道在RH75%～80%環(huán)境中，溫度低于27.5 ℃或高于30 ℃時(shí)世代存活率均顯著下降，認(rèn)為低濕及過高濕度均不利于嗜卷書虱的存活。曹陽等[31]研究表明嗜卷書虱在38 ℃時(shí)從卵發(fā)育到成蟲沒有生殖能力，終生不產(chǎn)卵。結(jié)合倉(cāng)溫由21 ℃升至37 ℃而后降低以及倉(cāng)濕由50%上升至60%左右變化情況，作者發(fā)現(xiàn)嗜卷書虱在糧堆表層的種群動(dòng)態(tài)可分為發(fā)生始期、高峰期、衰落期3個(gè)階段，實(shí)倉(cāng)結(jié)果與上述研究結(jié)果相似。因此，在進(jìn)行嗜卷書虱檢測(cè)的實(shí)踐管理中，將書虱種群發(fā)生規(guī)律與糧堆生態(tài)系統(tǒng)溫濕因子結(jié)合分析，是綜合治理嗜卷書虱決策的關(guān)鍵理論基礎(chǔ)。