曹延隆,趙 薇,劉 瑞,張博旺,時 爽, 劉 霞
(1.天津津東糧食儲備有限責(zé)任公司,天津 300300;2.天津科技大學(xué) 食品營養(yǎng)與安全國家重點實驗室,天津 300457)
糧食數(shù)量與質(zhì)量安全一直是我國戰(zhàn)略需求,因此減少糧食的產(chǎn)后損失具有重要的戰(zhàn)略意義[1]。糧食經(jīng)過存儲、流通等各個環(huán)節(jié)都可能存在損耗現(xiàn)象。據(jù)統(tǒng)計,2020 年我國糧食產(chǎn)量已達6.69 億t,國家糧食儲備量已達9.1 億t。糧食貯藏環(huán)節(jié)的損失主要表現(xiàn)在失水、儲糧害蟲危害,以及糧食發(fā)熱、霉變引起的損耗及其他原因造成的損耗,其中儲糧過程中有害生物造成的損失大約占30%,每年由于害蟲導(dǎo)致的糧食損失達1.5 億~6.0 億kg,損失總量約占5%,造成直接經(jīng)濟損失超過20 億元[2-3]。此外,因儲糧害蟲破壞糧食顆粒的完整程度會大大降低,害蟲的排泄物、殘骸也會造成糧食發(fā)霉發(fā)熱等現(xiàn)象[4]。
儲糧害蟲體征較小,隱蔽性較強,易于在糧食傳播運輸過程中發(fā)生蔓延。除了直接對糧食作物產(chǎn)生破壞作用之外,誤食這些殘糧和分泌物也可直接對人畜的健康造成極大危害。因此,采用健康安全的防治手段是解決目前糧食安全問題的關(guān)鍵點,對我國糧食安全貯藏至關(guān)重要。
目前,國內(nèi)外主要利用化學(xué)藥劑防治儲糧害蟲,由于安全性和殘留問題,允許在儲糧上使用的防治藥劑種類較少。貯藏蟲霉防治新理論、新技術(shù)和新產(chǎn)品開發(fā)上的突破是綠色、健康、環(huán)保的生態(tài)儲糧的關(guān)鍵。綜述糧食采收后至入倉貯藏不同階段的綠色貯藏技術(shù),并對未來糧食倉儲殺蟲防霉技術(shù)提出展望。
降低糧食采收后的水分和除雜是糧食入倉前的主要任務(wù)。糧食收獲后水分含量較高,及時干燥能夠降低糧食水分,是減少有機物損耗、防止糧食產(chǎn)熱發(fā)生霉變、蟲害的關(guān)鍵。將濕度降低到12%以下并盡可能清除糧食中的雜質(zhì),包括破損粒、害蟲、沙土、雜草等雜質(zhì)[5]。目前,我國大部分糧庫基本實現(xiàn)較高的機械化作業(yè),新糧經(jīng)分級機篩選后通過干燥機降低水分,水分、溫度、雜質(zhì)合格后通過輸送機進入糧倉[6]。
原糧經(jīng)過分篩、干燥、除雜處理后,入倉期間殺蟲防霉采取的防治手段對害蟲預(yù)防儲糧具有重要作用。輻照、熏蒸、內(nèi)環(huán)流、局部給藥等殺蟲防霉技術(shù)均可在入倉過程中使用,顆粒較大的糧食還可與藥物混合后經(jīng)拌糧機入倉。
輻照殺蟲屬于物理殺蟲技術(shù),主要是利用電離輻射和害蟲產(chǎn)生一定效應(yīng),導(dǎo)致害蟲代謝紊亂,最終不育或死亡。陳云堂等人[7]研究發(fā)現(xiàn),采用電子束輻照對長角扁谷盜、銹赤扁谷盜和土耳其扁谷盜成蟲進行輻照處理,結(jié)果發(fā)現(xiàn)輻照劑量越高越會加快3 種害蟲的死亡速率,其中100 Gy 的輻照劑量可讓3 種害蟲18 d 全部死亡。未經(jīng)處理的鞘翅目倉儲害蟲可存活100 d 左右,經(jīng)300 Gy 劑量電子束照射后僅能存活20~30 d[8-9]。作為一種安全高效的儲糧害蟲防治技術(shù),輻照殺蟲技術(shù)十分符合“綠色儲糧”的理念,有著巨大的市場前景。
熏蒸藥劑是指一些藥劑在常溫常壓下易揮發(fā)有毒氣體滲入到糧倉中,通過進入害蟲的呼吸系統(tǒng)產(chǎn)生作用,當(dāng)氣體濃度達到致死濃度時能夠殺死害蟲。常見的熏蒸藥劑有磷化鋁、氯化苦、環(huán)氧乙烷、磷化鋅,但隨著化學(xué)藥劑的長期使用害蟲的抗藥性問題日益嚴(yán)重[10]。徐永安[11]針對糧食倉儲防蟲中使用硫酰氟存在的成本高、殺卵效果差、藥物殘留、安全等問題,提出了加強硫酰氟熏蒸氣密性、結(jié)合低O2高CO2混合熏蒸等方法,有效降低使用量和硫酰氟殘留。
為降低顆粒較大(如玉米、大豆、稻谷等)的糧食入倉時存在害蟲危害和發(fā)生霉變的現(xiàn)象發(fā)生,可將藥物直接摻入一定深度的糧倉進行拌糧處理或經(jīng)拌糧機處理后直接入倉。丁傳林等人[12]研究發(fā)現(xiàn),使用硅藻土50 cm 深度均勻拌糧,3 d 內(nèi)玉米象、長角谷盜、蛾類害蟲全部死亡,谷蠹、赤擬谷盜等害蟲 6 d 內(nèi)全部死亡。
在傳統(tǒng)的儲糧害蟲、霉變防治中多出現(xiàn)磷化氫、敵敵畏等具有一定毒性的化學(xué)試劑。此類試劑雖然對害蟲防治具有一定作用,但若使用濃度過高會直接導(dǎo)致人死亡,不適用于糧食貯藏,不符合“綠色儲糧”的理念而逐漸淘汰[13]。因此,研究者相繼開發(fā)出一系列綠色安全高效的新型儲糧殺蟲、防霉技術(shù)。
3.1.1 硅藻土殺蟲劑
硅藻土殺蟲劑是特定加工后的硅藻土(食品級)為主要原料,同時輔以增效劑等而制成[14]。硅藻土殺蟲劑具有殺蟲效果好、藥效殘留期長、對哺乳動物無毒、環(huán)境友好型的優(yōu)良特性。根據(jù)處理對象的差異,一般有空倉設(shè)施消毒、糧倉設(shè)備和運輸工具表面消毒、儲糧防蟲殺蟲和防蟲線布等多元化的應(yīng)用場景。劉小青等人[15]對國內(nèi)外硅藻土殺蟲劑在儲糧害蟲防治領(lǐng)域中的應(yīng)用進行綜述,認(rèn)為開發(fā)符合我國儲糧特點的高匹配度應(yīng)用技術(shù)、提高施藥設(shè)備效率是增強硅藻土防蟲效果的關(guān)鍵。
3.1.2 臭氧殺蟲防霉
臭氧是一種無色略帶腥味的氣體,既是強氧化劑,又是廣譜殺菌劑。施國偉等人[16]研究發(fā)現(xiàn),臭氧熏蒸小麥、玉米后,倉儲糧具有顯著的滅菌、殺蟲效果,但其應(yīng)用于大型倉房還需進一步驗證。陳艷等人[17]研究表明臭氧熏蒸處理稻谷后,稻谷的發(fā)芽率幾乎呈現(xiàn)出下降趨勢,脂肪酸值前期呈上升趨勢,40 d 后開始表現(xiàn)出下降趨勢。綜合分析建議臭氧熏蒸濃度為40 mg/L 較為適宜。
3.1.3 微生物殺蟲劑
微生物殺蟲劑是生物殺蟲技術(shù)中最為常用的綠色防治手段,是利用生物活體及其代謝產(chǎn)物制成的防治蟲害的制劑[18]。田博宇等人[19]研發(fā)出了新型微生物源殺蟲劑LD50,并展望了其致病機理。趙九永等人[20]通過綜述國內(nèi)外微生物殺蟲劑在儲糧中的應(yīng)用表明,微生物殺蟲劑將是糧食倉儲行業(yè)的重點研究方向之一,并且在很大程度上可以帶動糧食貯藏技領(lǐng)域的技術(shù)升級。
3.2.1 內(nèi)環(huán)流控溫綜合綠色殺蟲技術(shù)
內(nèi)環(huán)流控溫是低溫儲糧的一種,主要指冬季利用軸流風(fēng)機蓄冷、夏季利用環(huán)流風(fēng)機保溫,將糧堆內(nèi)空氣循環(huán)輸送至糧倉,從而降低糧倉溫度[21]。吉林地區(qū)通過實踐證明,內(nèi)環(huán)流控溫技術(shù)明顯降低糧倉溫度(低于23 ℃);糧食水分含量幾乎不變;無霉變、生蟲現(xiàn)象[22]。該技術(shù)運行成本低、經(jīng)濟效益高、無污染,滿足綠色儲糧技術(shù)要求。
綜合殺蟲技術(shù)在儲糧害蟲防治方面的應(yīng)用,主要指不同綠色儲糧方式的結(jié)合使用,以達到理想害蟲防治的效果。孟憲兵[23]研究發(fā)現(xiàn),臭氧結(jié)合環(huán)流熏蒸對儲糧有較好的殺蟲、殺卵和除菌防霉效果。牛懷強等人[24]將食品級惰性粉防蟲、內(nèi)環(huán)流控溫和智能通風(fēng)3種技術(shù)結(jié)合處理,實現(xiàn)了倉儲糧食害蟲高效防治,特別是有效解決了高溫期間鞘翅類害蟲的防治。
3.2.2 局部給藥防蟲技術(shù)
局部給藥是當(dāng)糧倉內(nèi)局部出現(xiàn)害蟲、霉變較為嚴(yán)重的現(xiàn)象時,針對性給藥的一種防治手段。董朋[25]通過利用硫酰氟比重大、滲透性強的特點,采取局部熏蒸的辦法解決了秋冬季節(jié)易發(fā)生的局部蟲害及霉變問題,即處理45 d 內(nèi)致死率仍較為徹底。
“綠色儲糧”的理念是糧食儲備過程中害蟲防治的發(fā)展準(zhǔn)則。隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展及社會經(jīng)濟發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變,一系列綠色環(huán)保、安全健康的儲糧技術(shù)趨向成熟,逐步建立技術(shù)體系。依靠科技創(chuàng)新科學(xué)儲糧,改善儲糧條件,將為我國糧食安全和糧油制品消費安全作出積極貢獻。開發(fā)高效、安全、環(huán)保的殺蟲劑技術(shù)始終是研究者不斷追求的目標(biāo)。