储粮害虫防治方法研究

摘 要：虫害是威胁粮食安全储存的重要因素之一，粮食一旦发生虫害其品质会大大降低。目前储粮害虫的防治多采用化学杀虫剂，其优点是廉价、高效，缺点是会对粮食、环境甚至人、畜健康产生负面影响，且会让害虫产生抗药性。为此无残留、污染少的物理杀虫技术成为研究热点，常见方法有低温、气调、臭氧、硅藻土、辐照、微波、射频，每种技术适用范围不同。低温、臭氧、硅藻土、气调杀虫目前可实现不移动粮堆，在仓内直接杀虫，其中采用臭氧、气调方法杀虫时需要对粮仓进行改造以提高其气密性。辐照、微波、射频由于受设备的限制尚处于试验研究，只能对少量粮食进行处理，且杀虫工艺仍有待于进一步研究。物理杀虫技术的共性是有利于实现绿色储粮，克服了害虫的抗药性问题，但其杀虫工艺有待于深入研究和优化。另外该方法所需设备相对复杂，成本较高，故应采取措施降低成本以期推广应用。

关键词：储粮；害虫；化学；物理；杀虫

自古以来人们将食用不完的粮食储存起来用于抵御饥荒，应对自然灾害或进行交易等，粮食的安全储存对人民和国家意义重大。粮食在储藏过程中常见的问题有发热、霉变、虫害等，当大面积虫害发生时粮食品质会大大降低，甚至无法使用，从而造成较大的经济损失。据统计全球每年由害虫和微生物类带来的储粮损失占粮食总产量的10%～18%，欠发达国家因害虫造成的损失高达30%。美国粮食的年损失约为1500～2300万吨，其中害虫造成的损失为800～1600万吨，直接经济损失高达4.65亿美元。我国每年因虫害造成的粮食损失约达600万吨，直接经济损失在20亿元以上。[1]由此可见储粮害虫的防治已是引起全世界关注的普遍性问题。

储粮害虫大都属于昆虫纲中的鳞翅目和鞘翅目，这其中玉米象、谷蠹、麦蛾、绿豆象、蚕豆象、豌豆象是我国粮库中最为常见的害虫。它们侵害完整的粮粒，在表面蛀食后可直达粮粒内部，并在内部产卵，幼虫和蛹在里面发育。害虫除了危害完整的粮粒，还侵害破损的粮食，或者粮食碎屑和粉状物。蛾类成虫虽不直接危害储粮，但幼

虫有发达的口器，可通过蛀食、剥食、缀食的方法侵害粮食。生有虫眼的粮食不仅外观受到影响，害虫的排泄物也会降低粮食的食用品质、加工品质及种用品质。当虫害大量发生时会使粮食水分变化异常，引起粮堆发热、霉变或结块，为后期产生的粉食性虫害形成有益的生存环境。同时害虫蛀食粮食产生的排泄物会提升粮食感染真菌的可能性。在适宜的温度下，微生物大量繁殖继而造成粮食变色、变味、发热、生霉，不仅造成严重的经济损失，误食后还会威胁人、畜的健康。故采用安全可靠的方法杀灭储粮害虫对粮食安全意义重大。随着技术的发展，储粮害虫的防治方法越来越多样化，根据原理不同，大致分为化学杀虫和物理杀虫方法。

1 化学杀虫

化学杀虫就是利用杀虫剂防治储粮害虫，常用的杀虫剂可分为熏蒸药剂和触杀药剂。熏蒸药剂以气体状态渗透到粮堆中杀死害虫，结束后需进行通风。使用触杀药剂时需将其按比例和粮食混在一起或稀释成溶液喷洒在粮食上。常见的熏蒸药剂有磷化铝、氯化苦、环氧乙烷、磷化锌、磷化氢，触杀药剂有虫螨磷、保粮磷、防虫磷、谷虫净等，总体而言触杀药剂使用较多。化学方法具有杀虫高效彻底，适用范围广，成本低，可在不移动粮食的情况下进行处理的优点，故该方法在我国使用非常普遍。该方法的缺点是会给粮食以及环境带来不同程度的污染，对人、畜有一定的毒副作用，使用时间长了害虫会产生抗药性。

2 物理杀虫

随着越来越多食品安全问题的曝光和公众环保、健康意识的增强，人们对粮食中有害残留物变得敏感，因此对化学药剂的安全使用，进一步保障人员、粮食、环境的安全要求越来越高，探索新颖、环保、安全的物理杀虫方法显得极为迫切。以下将列举几种常见的物理杀虫方法。

2.1 低温杀虫

一般而言昆虫的致死温度范围为40℃～10℃，低温杀虫是指利用自然或人为的低温环境杀灭害虫，杀虫功效主要取决于冷冻温度和冷冻持续时间。[2]在北方及高寒地区的冬季或早春时节，以适宜的堆放厚度（保证粮层内温度低于0℃）把粮食摊放在室外冷冻6小时以上即可冻死玉米象、谷蠹。当粮食过多时需要增加冷冻时间，连续冷冻几天并在此过程中多翻动粮食，使其内部温度均匀，从而保证杀虫效果。如遇霜雪天气应堆起盖好，防止粮食水分增加。待冷冻结束后将粮食存入仓中，储存过程中可开窗，利用冬天的自然风通风换气，同时要经常翻动粮面，以便迅速降低糧温。为了获得更好的降温效果，可同时采取机械通风。当粮温降至外界温度时可停止通风，使粮食继续保持低温，直至害虫死亡。南方地区出现自然低温的概率较低，温度虽不足以致死，但也能抑制害虫生命活动，降低其繁殖速率，从而避免大规模虫害发生。当自然条件难以杀虫时，可利用冷库来调节粮食温湿度，但要想达到理想效果耗时较长，不仅效率低，成本也较高。

2.2 气调杀虫

气调杀虫的原理是在一定的封闭体系内，通过降低氧气浓度，增加二氧化碳或氮气的浓度来抑制害虫生命活动（图1）。当氧气浓度低至2%～4%时，害虫会窒息而亡，该技术现被用于杀灭档案、粮食中的害虫。[3]气调由于具有高效、无污染的特点，可实现绿色保粮，而且该方法对多种害虫有效，解决了害虫耐药性问题。但是用该技术进行储粮害虫防治时，需要对仓房进行气密性改造，否则难以取得理想的杀虫效果。另外还要有专门的气体制备设备，故该方法的成本较高。

2.3 臭氧杀虫

臭氧对细菌、霉菌、病菌具有极强的杀灭力，故广泛用于食物、饮用水、空气的净化，果蔬的保鲜、防霉及除臭等领域。近年来臭氧技术在粮食储存中的研究也取得了进展。[4]利用臭氧可有效抑制害虫的生长繁殖和霉变，同时还能降解粮食中的农药残留。由于臭氧为气体，能迅速弥漫到整个粮仓，可实现无死角灭菌杀虫，具有无残留，污染少等优点。与利用二氧化碳和氮气的气调储粮相比较，臭氧通风杀虫对粮仓密封性要求较低，设备投资小，运行成本低。但是臭氧作为一种强氧化剂，具有腐蚀性，且浓度过高时对人体有副作用，因此使用非常有限。

2.4 硅藻土杀虫

硅藻土是一种生物成因的硅质沉积岩，主要由古代硅藻的遗骸所组成，其化学成分以SiO2为主，在建筑业、工业、农业等领域应用广泛。硅藻土可用于制作杀虫剂，可消灭谷蟲，米象，谷盗类等绝大多数储粮害虫。硅藻土在使用时需与晒干的粮食充分搅拌后才可入仓，也可在粮食入仓的同时随着输送带施用。当粮食中存在害虫时，硅藻土会划伤昆虫体表，吸收昆虫体表的蜡质层及体内的水分，使其失水而死。混有硅藻土的粮食对新生害虫有强大的抑制、杀灭作用，使其不能大量繁殖，并可迅速消灭外来害虫，从而使粮食不受害虫侵害。[5]硅藻土杀虫过程中无任何化学反应，對人类、畜及环境都很安全。它杀虫范围广，几乎适用于所有害虫，大大降低了使用成本。相较于化学杀虫剂，硅藻土无残留，不降解，和粮食混合后能一直起保护作用，是种一劳永逸的杀虫方法。

2.5 辐照杀虫

辐照技术是指利用放射源的辐射照射处理对象，该技术被广泛用于医疗、工业、食品、农业等众多领域。由于处理对象和目的各不相同，所用的射线种类和剂量也存在差异。辐照杀虫多用X射线、γ射线、电子束等照射害虫，使其体内发生一系列的生理变化，导致其代谢紊乱，丧失生殖能力，最终死亡。[6]杀虫时使用的辐射剂量必须合适，若剂量过小，害虫致死率低；反之，会对粮食产生一些副作用，如抑制小麦种子的萌发。用该方法杀虫时处理的粮食不宜过多，将粮食薄薄摊开，这样射线穿入粮食内部，才能取得理想的杀虫效果。因此该方法只适用于试验研究，其实用性受到限制。辐照杀虫对设备要求较高，成本较大。另外由于放射线对人体有害，因此操作人员要做好防护，并做好辐照源的遮蔽处理。除此粮食辐照杀虫还面临公众接受性的问题，其安全性有待于进一步研究。

2.6 微波杀虫

微波是一种超高频电磁波，其频率高达300 MHz～300 GHz，波长仅为1 mm～1 m。微波的热效应可用于粮食杀虫，它产生的高温可使害虫因脱水、体内蛋白质变性而死。[7]除了害虫，微生物中的蛋白质也会因为过热遭到破坏，故该方法还可杀死粮堆中的微生物。使用化学药物杀虫时具有针对性，有的害虫会对某种药品存在耐药性。微波杀虫对一切害虫均有效，具有杀虫彻底、效率高的优点。除此微波能量深入粮堆内部转为热量使粮食和害虫升温，不依靠热传导，能够对粮堆内外同时加热，故内外温差小，温度分布均匀（图2）。微波加热效率高，温升迅速，预热时间短，节省能源，且对粮食、环境不会造成污染。但是微波的波长短，穿透深度通常仅为几厘米，当处理的粮食过多时温度均匀性差，故该方法适用于处理少量样品。

2.7 射频杀虫

射频是一种高频交流电磁波，其频率范围为300 KHz～300 MHz，波长范围为1 m～1 km。射频除了可用于传递信息，其本身所携带的能量还可用于加热。加热原理与微波类似，即把被加热物料吸收来的电磁波能转换成热能，使物料内外同时均匀受热，克服了传统利用传导、对流及辐射加热速率低的不足。该技术在食品、农产品的杀虫、杀菌、干燥、蒸煮、解冻及钝化酶活性等方面具有潜在应用优势。

射频具有选择性加热的特性。加热过程中温度场分布受物料介电特性的影响，而介电特性又与物料温度、含水率相关。通常情况下射频能会集中在温度低，含水率高的位置（该类位置具有较高的介电常数和介电损耗），因此这类位置升温更快。由于害虫的含水率（75%～85%）一般远高于粮食，因此在用射频防治储粮虫害时，害虫由于升温速率较快先达到致死温度，而粮食由于加热速率较慢，温度较低，从而达到杀灭害虫的同时又保证了粮食品质不受影响的目的（图3）。另外射频的量子能量不足以破坏物质分子间的化学键或改变物质分子的内部结构，故可较好地保持其原有的外观色泽、口感和营养物质，同时该技术在加热过程中不会产生有毒物质，是一种对人体无害的热处理方法。由于射频的波长远大于微波，穿透深度可达数米，可使物料表面与内部同时受热，使杀虫更为彻底，更适用于较大体积的样品杀虫。[8]另外，射频加热时间短，可有效避免害虫在加热过程中耐热性增强，因此在粮食杀虫方面潜力巨大。

3 物理杀虫技术的发展趋势

随着技术的发展，物理杀虫技术越来越多样化。但是能够在仓内直接应用且最方便的技术是硅藻土杀虫。低温杀虫需要在外界环境适宜的情况下才能实施，否则要给仓房加入制冷系统。臭氧、气调杀虫需要对仓房进行气密性改造，其中后者对气密性的要求更高。另外当臭氧、二氧化碳、氮气浓度过高时对会对人体造成不适，气体对害虫的致死浓度有待于进一步研究。辐照、微波、射频技术目前尚不能在仓内应用，仅限于试验研究，但可在粮食入仓前对粮食进行预处理，从而降低大规模虫害发生的概率。辐照杀虫的放射源对人体和粮食存在安全隐患，故该方法在粮食杀虫中使用并不广泛。微波和射频技术原理一样，区别是穿透能力不一样，故当处理的粮食较多时，射频优于微波。

每种杀虫方法都有一定的适用范围，有时单独采用一种技术难以取得理想的效果，故可以将几种方法组合来提升杀虫可靠性，例如可以将低温、气调、臭氧、硅藻土等技术结合使用。虽然有关物理杀虫技术的研究取得了一些成果，但要想将其真正在实际中应用，还应该针对不同手段优化杀虫工艺，以求在满足经济性要求的前提下获得较好的杀虫效果。

4 结论

通过分析常见的储粮害虫防治技术可以看出化学杀虫技术尽管廉价普遍，但由于其对粮食、环境甚至人畜健康有一定的副作用，因此物理防虫手段越来越被重视。常见的物理杀虫方式有低温杀虫、臭氧杀虫、硅藻土杀虫、气调杀虫、辐照杀虫、微波杀虫、射频杀虫，这类杀虫的污染较小，可利于实现绿色储粮。硅藻土杀虫成本较低，臭氧、气调杀虫对仓房气密有要求，但这三种方法都可在仓内应用。其余方法目前还不能在仓内应用，每次处理的量相对较小。总体而言，物理杀虫的工艺值得进一步研究和优化，该方法成本相对较高，因此要在实际中应用还应降低成本。

参考文献：

[1]康雅青.中国粮食储藏问题研究[J].现代商业，2013（11）：49.

[2]陈永春，龚丽.低温储藏技术在广东储粮中的必要性[J].现代农业装备，2014（02）：5153.

[3]吕晶.控温和气调储粮技术的发展现状与趋势[J].现代食品，2017（11）：2630.

[4]陈艳，谢更祥，王涛，赵阔，张红建，郑联合.臭氧熏蒸杀灭储粮害虫效果的研究[J].食品科技，2017，42（01）：284287.

[5]陈威，王飞，宋文胜.食品级惰性粉与硅藻土实仓应用与性能比较[J].粮油仓储科技通讯，2012，28（05）：3436.

[6]黄曼.电子束辐照在线杀虫/菌效果及对小麦品质影响的研究[D].华南理工大学，2010.

[7]王胜录，万忠民，陈培栋.高功率微波对稻谷中储粮害虫致死效果研究[J].粮食科技与经济，2017，42（05）：4954.

[8]高金明，葛珊，崔晓娜.农产品和食品加工中射频技术的应用分析[J].科技风，2016（22）：6.

作者简介：郝倩（1988），女，陕西宝鸡人，硕士，教师。