5种检测方法对嗜卷书虱实仓检测效果的对比研究

白春启，郭 续，侯居东，王殿轩，周晓军，张 浩，代 永，司雪梅，郑 祯

1.河南工业大学 粮油食品学院，粮食储藏与安全教育部工程研究中心，粮食储运国家工程实验室，河南 郑州 450001

2.河南郑州兴隆国家粮食储备库，河南 郑州 450053

书虱是影响储粮安全[1-2]和食品安全[3]的风险因子，能取食粮食的胚及胚乳，造成储粮数量损失，如在30 ℃、RH75%条件下，采用60头嗜虫书虱雌成虫感染2 g破损小麦，90 d后能够引起小麦数量损失达8.53%，采用60头小眼书虱雌成虫感染2 g小麦，45 d后能够引起破损小麦数量损失达3.31%，引起完好小麦种子发芽率降低32%[1]。在26 ℃、RH76%条件下，采用20头嗜卷书虱(LiposcelisbostrychophilaBadonnec)成虫感染2 g小麦，3个月后能够引起小麦数量损失达11.8%[4]。同时，书虱自身能够携带、传播病原菌，威胁人类健康如能够引起强烈的皮肤过敏反应[5]。书虱大量发生时能够引起局部粮食水分升高从而导致粮堆发热霉变，将会影响整仓粮食安全。

由于书虱具有繁殖快、食性杂的生物特性[6]，以及对防护剂、熏蒸剂等化学药剂有较强的耐受力和抗性[7-8]，在各个储粮区普遍认为难以熏杀，尤其在储粮区的东北区、西南区、华中区[9]。因此，亟需寻求到储粮书虱的有效防控技术。就仓检测是判定粮堆中虫口密度准确性的基础，也是定制害虫防治策略的关键依据，主要包括取样筛检和仪器/设备检测。取样筛检法存在取样费时费力、工作环境差、效率低、检测结果差异性大等不足。而借助具有储粮害虫传感器功能等仪器/设备检测，不仅能够避免取样检测的缺点，而且有利于实现粮堆虫害的自动化检测、智能分析和自动控制，与粮食仓储信息技术建设顺畅接轨。目前，具有或可具有储粮害虫就仓检测传感器功能检测方法是研究热点，如利用探管、黏胶板和盘形等诱捕器检测法[10-13]，利用SPME的挥发性气体检测法[14]、SKCS 检测法[15]、NIR检测法[16]和qPCR技术检测法[17]等，这些方法中部分被商业化，有的还处于实验室研究阶段。储粮害虫就仓检测方法对储粮害虫检测结果存在差异性，Nansen等[18]研究在储藏玉米仓中，波纹纸板诱捕器检测到的印度谷蛾数量高于黏胶板诱捕器和探管诱捕器。Mullen等[19]比较了3种黏胶板诱捕器(翅形、菱形和三角形)和2种陷阱诱捕器(Unitrap和Multipher M-1)布置在空平房仓中对印度谷蛾的诱捕效果，发现最有效的是翅形黏胶板诱捕器。Hagstrum[12]研究发现粮面诱捕器诱捕到米扁虫数量最多，秋季采用取样检测方法检测比诱捕器检测到的谷蠹数量要多。Collins等[13]认为联合应用弧面开孔的盘形诱捕器(CSL I-SPy Insect Indicator®)与陷阱诱捕器(Storgard®Flit-Trak M2)能够诱捕更多种类、数量的害虫，适宜用于面粉厂中害虫检测。然而，在我国国标规定的粮食仓储部门用于虫粮等级判定只有取样筛检法[20]，可见，探索与规范不同方法之间相互关系，不仅有利于储粮害虫就仓检测技术本身的提升，也有利于储粮害虫信息化建设的应用。作者以储粮书虱中优势种群——嗜卷书虱为对象[21]，结合取样筛检法和诱捕检测法(探管诱捕器、波纹板诱捕器、两层瓦楞纸板诱捕器、三层瓦楞纸板诱捕器)，探索不同检测方法在检测书虱种群发生时间、种群密度等条件下的检测效果，以期为储粮书虱就仓检测技术的选择应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 仓房与粮情

试验仓房为河南郑州兴隆国家粮食储备库一拱型钢架高大平房仓，长60 m，宽30 m，粮堆高6.3 m。配备“圭”字型压入式地上笼通风系统，风机为4-72型离心通风机，功率7.5 kW。

散装存储2015年6月入库的混合麦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日进行通风降温，通风前粮温最高为33.9 ℃，最低为27.1 ℃，平均为30.7 ℃,RH11.2%；通风后，粮温最高为20.2 ℃，最低为0.1 ℃，平均为6.7 ℃，RH11.6%。2016年5月16日—8月8日，初始取样筛检的嗜卷书虱密度为0头/kg。

1.2 检测区域及检测点设置

在试验仓房粮堆表层4角与正中间设置检测区域，分别为1、2、3、4、5区，每个检测区域设置5个检测点,结果见图1，依次设置为探管诱捕器(T)、两层瓦楞纸板诱捕器(W2)、波纹板诱捕器(B)、三层瓦楞纸板诱捕器(W3)和取样筛检(Q)。其中T为PVC材质(Φ27 mm，长550 mm)，其下端90 mm为锥形集虫头，管体具有斜向上钻虫孔(Φ2.5 mm，长300 mm)，插入粮堆的深度为上端约50 mm露于粮面上；B为PVC材质，包括波纹板(Φ150 mm)和集虫杯(Φ70 mm，高50 mm)两部分，使用时集虫杯没入粮堆内，波纹板与粮面平齐；W2为2层(长210 mm，宽148 mm，厚5 mm)，W3为3层(长210 mm，宽148 mm，厚8 mm)，使用时长边用胶带密封，摆放于粮面上；取样筛检粮堆表层20 cm的粮食，每次每点取样量为1 kg，按规定操作方法进行筛检。

图1 粮堆表层的嗜卷书虱检测区域及检测点设置示意图

1.3 检测时间和频次

2016年5月16日—8月8日，采用取样筛检法和诱捕器(探管、两层瓦楞纸板、波纹板、三层瓦楞纸板诱捕器)检测法检测区域中嗜卷书虱，检测时间、次数相同，当检测点粮温高于25 ℃时，每3 d检测1次；检测点粮温低于25 ℃时，每7 d检测1次。

1.4 数据处理

对每个检测点在不同时间的害虫发生情况分别检测并记录。诱捕器诱捕的害虫按每周发现其中害虫数量计，单位为头/台，每次统计后清除诱捕器内害虫；取样筛检法按每千克粮食样品中害虫头数计，单位为头/kg。

2 结果与分析

2.1 不同害虫密度水平的检测差异性

对粮仓表层不同区域检测，结果见图2，嗜卷书虱在粮堆表层不同区域分布不同，在粮堆表层西南部和中部种群密度较高，西北部和东南部次之，东北部最少。在粮堆表层东北部，取样筛检嗜卷书虱发生水平为长期处于≤5头/kg区域，东南部和西北部处于6头/kg≤害虫密度≤10头/kg水平区域，中部长期处于10头/kg<害虫密度≤30头/kg水平区域(高峰期时也能达到>30头/kg水平)，西南部为害虫密度>30头/kg水平区域。

图2 5种检测方法在粮堆表层不同区域的嗜卷书虱检测结果比较

当嗜卷书虱种群处于≤5头/kg水平时，东北部，两层瓦楞纸板诱捕器发现粮堆粮面害虫最早，随着害虫种群数量增大，探管诱捕器和取样筛检检测到的嗜卷书虱密度均较大，在5种检测方法中探管诱捕器检测到害虫密度最高。当嗜卷书虱种群处于6头/kg≤害虫密度≤10头/kg水平时，东南部，探管诱捕器、波纹板诱捕器和取样筛检法3种方法发现害虫时间相当，两层瓦楞纸板诱捕器发现粮堆粮面害虫时间早于这3种方法7 d。当嗜卷书虱种群处于10头/kg<害虫密度≤30头/kg水平时，中部，探管诱捕器和取样筛检法均能早发现害虫，其中探管诱捕器最早发现嗜卷书虱密度达17头/台，取样筛检最早检测到密度为3头/kg，早于瓦楞纸板诱捕器7 d发现嗜卷书虱。随着害虫种群数量增大，探管诱捕器检测到嗜卷书虱种群数量高于其他检测结果，如6月14日，取样筛检结果为25头/kg，探管诱捕器检测结果为130头/台。当嗜卷书虱种群处于>30头/kg水平时，西南部，取样筛检法发现害虫数量最大，发现害虫时间较早，探管诱捕器检测方法次之。可见，嗜卷书虱种群密度水平和发生时间不同，应采用不同检测方法检测粮堆表面嗜卷书虱发生水平。

2.2 不同检测方法检测害虫种群变化的敏感性

在试验仓中近3个月的监测，取样筛检方法检测情况见图3和图4，结果表明在粮堆表层嗜卷书虱发生始期为5月中下旬，6月初进入嗜卷书虱发生的高峰期，一直发生到7月末，整个爆发周期能够维持2个月左右，8月份开始嗜卷书虱的密度开始下降。结合检测期间仓温由21 ℃缓慢上升至37 ℃而后开始降低，仓湿在48%～60%范围内呈波动上升趋势。5月16日，仓温为21 ℃，取样检测未发现嗜卷书虱，5月23日，仓温为25 ℃，此时检测到嗜卷书虱平均虫口密度为1.4头/kg，6月20日—7月4日期间，嗜卷书虱种群处于虫口密度最高水平，达到23头/kg，此期间仓温大于30 ℃。7月11日时仓温达到33 ℃，嗜卷书虱种群平均害虫密度降低至14头/kg，并呈现下降趋势。由此表明，嗜卷书虱种群在RH50%～60%、25～33 ℃范围内，随温度升高种群数量呈现先增加后维持最大水平而后降低的消长模式。

图3 取样筛检法检测的嗜卷书虱密度和仓温变化情况

图4 取样筛检法检测期间仓湿变化情况

结合图2，比较4种诱捕器的检测结果发现，取样筛检与探管诱捕器检测法适用于发现嗜卷书虱种群消长变化，其他3种检测方法对种群动态变化检测敏感性差。

3 结论

适宜的储粮害虫在线检测方法是判别粮堆中害虫密度水平准确性的基础，也是实践应用中公平、合理评价虫粮等级关键依据。在害虫密度≤10头/kg水平时，采用两层瓦楞纸板诱捕器对粮堆表层嗜卷书虱种群数量检测最敏感，与利用瓦楞纸板诱捕器检测储粮害虫锈赤扁谷盗、赤拟谷盗结果类似[22]。在10头/kg<害虫密度≤30头/kg水平时，探管诱捕器检测方法最敏感，这与利用探管诱捕器检测嗜卷书虱、印度谷螟、玉米象和锈赤扁谷盗等储粮害虫研究结果一致[23]。该方法检测到的嗜卷书虱种群数量大于取样筛检法的结果，这与利用探管诱捕器检测书虱、锈赤扁谷盗的研究结果一致[24]。在害虫密度>30头/kg水平时，取样筛检法检测到嗜卷书虱种群数量最大。无论是嗜卷书虱发生时间还是不同种群密度水平上，波纹板诱捕器及三层瓦楞纸板诱捕器对粮堆表层的嗜卷书虱检测的时效性不及其他检测方法，两层瓦楞纸板诱捕器检测方法可较早发现害虫发生，探管诱捕器检测方法有效性和时效性均较好，但无论哪种检测方法均应与我国国标规定的粮食仓储部门害虫检测方法对接，才能为服务储粮仓储信息化提供有效支撑。

储粮害虫的空间分布特点是粮情检测中害虫密度检测的可靠性、科学性有力支撑。如在秋季锈赤扁谷盗习居在粮堆中部[25]，进行这类害虫检测时重点检查部位应在粮堆中部；米象成虫超过80%习居在粮堆上层[26]，检测点布置应在粮堆上层。作者研究发现嗜卷书虱在粮堆表层多发生在平房仓的中部及西南方位，这与孙冠英等[27]采用GJ9型粮虫陷阱检测器，发现散存小麦的房式仓中书虱密度由北向南、由东到西也随之上升结果一致，也与Opit等[28]发现大多数书虱种群习居在平房仓中部结果类似。因此，在平房仓中设置嗜卷书虱的检测点应重点关注粮堆的西南部、中部。

环境温度和湿度既是书虱种群增长的决定性因素，也是储粮害虫检测主要参考参数。通常情况下，书虱种群能够成长的温度为22.5～42 ℃，适宜湿度为70%～80%，湿度低于50%不能存活[6]。对于嗜卷书虱来讲，Rees等[29]研究表明在RH60%条件下，当温度低于21 ℃或高于30 ℃时将不能繁殖后代，Wang等[30]报道在RH75%～80%环境中，温度低于27.5 ℃或高于30 ℃时世代存活率均显著下降，认为低湿及过高湿度均不利于嗜卷书虱的存活。曹阳等[31]研究表明嗜卷书虱在38 ℃时从卵发育到成虫没有生殖能力，终生不产卵。结合仓温由21 ℃升至37 ℃而后降低以及仓湿由50%上升至60%左右变化情况，作者发现嗜卷书虱在粮堆表层的种群动态可分为发生始期、高峰期、衰落期3个阶段，实仓结果与上述研究结果相似。因此，在进行嗜卷书虱检测的实践管理中，将书虱种群发生规律与粮堆生态系统温湿因子结合分析，是综合治理嗜卷书虱决策的关键理论基础。