儲糧害蟲生物防治技術研究進展

任劍豪，吳衛國，宗 平，李 娜，張 兵，周 濤

（1. 湖南農業大學 食品科學技術學院，湖南 長沙 410128；2. 中南糧油食品科學研究院有限公司，湖南 長沙 410008）

1 儲糧害蟲

儲糧害蟲通常是指危害儲藏糧食及其產品的昆蟲，大都屬于昆蟲綱中的鱗翅目和鞘翅目。蟲害是儲糧過程中造成糧食損失的重要原因之一，全國每年因害蟲造成的糧食損失約為總儲糧量的十分之一，損失金額超20億[1]。

危害我國稻谷儲藏的主要害蟲有谷蠹、米象/玉米象、谷盜類等。米象、玉米象屬于蛀食性害蟲，成蟲用喙在糧粒表面做窩，產卵后用黏液封口，對多種谷物及加工品均造成危害，造成糧食在儲藏期內的重量損失。谷蠹主要在我國南方各省發生危害，成蟲在糧粒裂縫中產卵，幼蟲一般鉆入糧粒內危害，在糧粒間產生大量白色粉末，這些粉末會減少糧堆空隙度，影響熏蒸劑的殺蟲效果。谷盜類食性復雜，危害范圍廣，成蟲能分泌臭液污染糧食，使被污染物產生一種難聞的霉臭味，顏色發生改變，無法食用。

儲糧害蟲造成的損失除了害蟲取食產生的直接損失、被害蟲危害造成的間接損失之外，還有商品生蟲而引起的商品信譽損失及消費者的心理不適。

2 生物防治

目前國內防治儲藏物害蟲的主要方式是利用磷化氫等化學藥劑進行熏蒸。通過研究儲糧害蟲成蟲大分子濃度和代謝產物，Shakoori等[2]得出不同濃度的磷化氫對各種暴露時間下儲糧害蟲的影響，證明了磷化氫的防蟲效果。

長期以來利用化學殺蟲劑防治儲糧害蟲，使我國各地糧庫多次出現對銹赤扁谷盜、赤擬谷盜、雜擬谷盜、長角扁谷盜、谷蠹、書虱、玉米象、米象等重要害蟲用磷化氫熏蒸失敗的現象，即害蟲不同程度地產生了抗藥性。目前由于綠色儲糧等新時代要求的出現，為改善害蟲抗藥及藥劑殘留污染等問題，針對生物防治技術的相關研究逐漸增多，這些研究主要集中在害蟲相關激素防治、微生物源物質及植物源物質防控等幾個方面。

2.1 昆蟲激素

昆蟲激素是由昆蟲內分泌腺分泌到體外或由體液輸送至全身各處的化學物質，按其作用方式分為兩大類，即昆蟲內激素、昆蟲外激素。

2.1.1 昆蟲內激素

昆蟲內激素調控昆蟲的生長發育，分為腦激素、保幼激素、蛻皮激素等。昆蟲內激素防治害蟲與常規化學殺蟲劑相比，對哺乳動物低毒和對防治對象有高度選擇性，具有廣泛應用前景。

昆蟲保幼激素是由昆蟲咽側體分泌的、能使幼蟲保持幼齡狀態的一種化合物，人工合成的類似物中效果較好的被稱為甲氧保幼素。使用劑量為5 mg/kg時，就能有效地防治大眼鋸谷盜、鋸谷盜、煙草甲、谷蠹、印度谷螟等儲糧害蟲，其缺點是對低齡幼蟲控制效果較差，且不能控制蛀蝕性害蟲子一代的發生[3]。幾丁質是昆蟲表皮的主要成分，幾丁質合成抑制劑能抑制昆蟲表皮幾丁質的形成，能有效地控制米象等隱蔽性儲糧害蟲，是一類能對化學殺蟲劑已產生了抗性的儲糧害蟲有良好效果的物質。

美國自然資源研究所對昆蟲生長調節劑防治大谷蠹、谷蠹和玉米象的效果進行了研究，發現在合適的劑量下，防治效果在 90%以上[4]。根據國內外研究情況不難看出，隨著對昆蟲生長調節劑的研究逐漸深入，利用昆蟲生長調節劑控制儲糧害蟲具有實用價值和研究意義。

2.1.2 昆蟲外激素

昆蟲外激素又稱為昆蟲信息素，是昆蟲分泌到體外，并能被同種昆蟲的嗅覺器官察覺，引起某種特殊生理效應和特定行為的微量化學物質，包括了集結外激素、追蹤外激素、告警信息素、疏散信息素及性外激素等。信息素防治儲糧害蟲主要是通過利用性激素干擾害蟲交配、利用信息素吸引集中誘捕和利用信息素引誘部分害蟲到誘捕器內，使之沾染生物制劑后返回種群中產生流行病等手段防治害蟲。國內外已有百余種昆蟲信息素能夠進行人工合成，包括米象、玉米象、谷蠹、赤擬谷盜、印度谷螟等十幾種主要儲糧害蟲的信息素[5]。

以色列專家針對昆蟲性行為的5個階段，研究了印度谷螟性激素的形成、釋放和終止機理，認為人工釋放類似物能有效干擾其性行為而達到防控目的[6]。王興周等[7]研究表明性信息素誘捕印度谷蛾對除成蟲外的其它蟲態沒有作用，只能對印度谷蛾種群數量起到一定的抑制作用，無法徹底消滅害蟲，以此防治印度谷蛾具有一定的局限性，需要和其他防治方式聯合使用。而順–9,反–12–十四碳二烯醇醋酸酯和順–9,反–12–十四碳二烯–1–醇在 7 : 3比例時對印度谷螟引誘活性較高[8]；Dismate PE性誘劑對印度谷螟具有較強的誘集作用，且捕殺效果要好于溴甲烷熏蒸法[9]。

張紅建等[10]研究了磷化氫抗性種群赤擬谷盜釋放 4,8–二甲基癸醛這種已經商業化的赤擬谷盜信息素的能力降低，如果用該種信息素誘捕赤擬谷盜抗性種群可能會導致誘捕失敗。但在抗性種群中產生了1,3–二異丙基萘和2,4–異丙基萘兩種微量的新的可能的信息素，為了證明赤擬谷盜磷化氫抗性種群中產生了新的信息素化合物，還需培養更高抗性的種群進一步驗證。石建敏[11]探究了赤擬谷盜聚集信息素的手性全合成路線，合成了72個化合物，結果證明具有手性結構的目標產物(4R, 8S)–5–1、6–1 對赤擬谷盜試蟲有一定引誘活性。

2.2 微生物及微生物源殺蟲劑

微生物能夠廣泛地寄生在儲糧害蟲中，具有很大的開發潛力。目前，在倉儲害蟲防治中應用最多的真菌是蘇云金桿菌、綠僵菌、白僵菌等。

蘇云金桿菌殺蟲機理是通過昆蟲的口器進入蟲體內部而致病，能有效控制印度谷螟、米蛾、粉斑螟、粉螟、米黑蟲等的發生，但對糧粒中的鞘翅目幼蟲防治效果較弱[12]。隨著越來越多的儲糧害蟲對蘇云金桿菌抗性的產生，使其廣泛使用受到了影響。綠僵菌對儲存小麥中的多種害蟲有效果，與硅藻土、噻蟲嗪復配使用，殺蟲效果更佳[13]。Nboyine等[14]對真菌病原體白僵菌進行了研究，發現其可對儲存的玉米中較大的螟蟲進行生物防治。英國有研究通過處理昆蟲尸體，并在實驗室培養中得到球孢白僵菌，其中最有效的分離株使儲糧害蟲中甲蟲和蛾的死亡率接近100%[15]。繼利用蘇云金桿菌等微生物防控后，近年又開展針對多殺菌素等微生物源物質防控儲糧害蟲的相關研究。

微生物源殺蟲劑因對哺乳動物的毒性很低、安全性好、選擇性強、污染少、害蟲不易產生抗藥性等優點而受到人們的關注。甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽（簡稱甲維鹽）和乙基多殺菌素是目前研究的主要微生物源殺蟲劑。

多殺菌素是從土壤放線菌中分離出來的一種白色固體結晶。多殺菌素通過刺激昆蟲神經系統導致非功能性的肌肉收縮、衰竭，最終導致施藥對象死亡，對害蟲有較為快速的觸殺及胃毒作用，對哺乳動物等有寬廣的安全界限，對谷蠹、玉米象、鋸谷盜、赤擬谷盜等多種經濟害蟲有較高的活性。研究結果表明，在小麥中施用多殺菌素，可保其免受谷蠹及赤擬谷盜危害約一年時間[16]。

1 mg/kg甲維鹽對鋸谷盜種群抑制率達100%，4 mg/kg甲維鹽對玉米象種群抑制效果好；1 mg/kg乙基多殺菌素對玉米象、銹赤扁谷盜、谷蠹等常見儲糧害蟲均有較好的防治效果；且兩種微生物源藥劑對麥蛾均具有很強的子代種群抑制作用[17-20]。劉炎等[21]研究發現，4 mg/kg甲維鹽和1 mg/kg乙基多殺菌素復配時，對玉米象和銹赤扁谷盜的防治效果達100%，對谷蠹的防治效果為97.8%。

2.3 植物及植物提取物

迄今已發現有多種植物及其次生代謝物具有殺蟲活性。李前泰等[22]篩選了我國二十余種天然植物，發現番茄、辣蓼、八角等植物原料制成的粉劑拌入糧食對米象、赤擬谷盜、谷蠹有良好的驅避和觸殺效果；黃樟油、八角油、肉桂油有強烈觸殺及熏蒸作用且致死作用迅速，可以有效殺滅成蟲并控制子代發生；且肉桂精油、茴香精油和艾葉精油三種精油效果很顯著，可用于植物精油型糧食防蟲劑的制作[23]。且相對化學防蟲劑磷化氫，多孔淀粉緩釋植物精油糧食防蟲劑的防蟲效果更顯著，持續時間長且穩定。

Muhammad等[24]研究了Ferula narthex、紫羅蘭屬、雪蓮等植物丙酮提取物可作為保護劑用于殺死或抑制儲糧害蟲?？嗥ぬ偎啬茉谳^長的一段時間對糧堆內的玉米象、赤擬谷盜和銹赤扁谷盜有較好的防治作用[25-26]。辣椒素對儲糧害蟲有一定驅避作用，對銹赤扁谷盜、長角谷盜、玉米象、谷蠹等害蟲亦起到了普遍抑制作用，且隨著辣椒素添加劑量的增加，抑制作用增大，同時加速害蟲的死亡[27-28]。實驗結果表明辣椒素對玉米象、赤擬谷盜和書虱效果相對明顯，對谷蠹的驅避作用次之，但辣椒素對儲糧害蟲觸殺作用不明顯[29]。辣椒素處理導致玉米象和赤擬谷盜的死亡率提高，增殖率降低，可能是由于辣椒素作用于昆蟲的味覺器官，抑制昆蟲的取食行為，直至饑餓死亡；同時，辣椒素對供試昆蟲的化學感受器有明顯的影響，干擾其正常生理行為活動。

大蒜也是一種極具開發潛力的藥用植物。大蒜揮發油對谷蠹、赤擬谷盜和書虱種群抑制和觸殺效果好，直接用于殺蟲效果佳，是一種理想的廉價、高效、低毒、廣譜的植物源農藥[30]。也有研究表明印度楝樹和大蒜干燥的植物粉末可以用來控制一些儲存的谷物害蟲[31-32]。

Saleem 等[33]研究結果表明害蟲死亡率與植物精油濃度和暴露時間呈正相關，實驗證明曼陀羅，赤桉，辣木和黑麥草精油可用作熏蒸劑來控制儲糧中的害蟲；香葉天竺葵精油對銹赤扁谷盜成蟲也具有顯著的熏蒸毒殺活性，校正驅避率也達到了 77.55%[34]。Traian等[35]研究了百里香和Satureja hortensis L.兩種精油的殺蟲效果，結果表明兩種精油主要的活性殺蟲化合物是麝香草酚，如丁子香酚和芳樟醇。植物提取物對儲糧害蟲產生作用的有效成分還可以進行進一步的研究，以開發針對儲糧害蟲高效的植物源藥劑。

3 展望

開發對害蟲高效且廣譜性好，對人畜低毒，不污染糧食，殘留量少，有效期長，操作簡單方便、安全，費用低廉的新型防蟲藥品是未來有關防治儲糧害蟲研究的方向之一。生物防治儲藏物害蟲具有這一可能性，但其相關研究還有待進一步深入。

對于信息素防治儲糧害蟲，如果在控制生產成本的基礎上，提取高濃度的天然信息素，或者合成高效的儲糧害蟲信息素類似物，那么監測誘捕器的應用將會大大提高儲糧的安全性。我國藥用植物來源及種類豐富，且許多種類均有殺蟲活性的相關報道，深入研究中草藥植物及其提取物的殺蟲作用，利用其開發儲糧相關藥劑具可行性，目前開展植物提取物的相關儲糧實驗大多采取拌入或熏蒸等手段，是否對糧食后續加工品質和消費者使用情況產生影響沒有過多討論，也可以進一步進行研究。

隨著研究的深入及相關先進成果的應用，今后可利用高新技術和精密儀器來提取并合成各種特殊活性物質，配合氣調、熏蒸等多種現有手段聯合使用。新技術和新儀器的產生定會為生物防治儲糧害蟲的研究開辟出更廣闊的空間。