改性大蒜素对3种储粮害虫的熏蒸作用研究

邓树华，吴树会，杨振和，周剑宇

（湖南省粮油产品质量监测中心/国家粮食-稻谷产后工程技术研究中心，湖南 长沙 410201）

储粮害虫是粮食产后数量损失和质量损失的重要因素。为了减少粮食产后损失，粮食在储藏过程中，主要采用化学药剂磷化铝熏蒸杀虫。近年来，随着绿色食品消费观念深入人心，淘汰磷化铝熏蒸，大规模研发和推广绿色储粮技术呼声日益高涨。生物杀虫剂是一种低毒高效安全性能高的防治方法，包括多杀菌素、除虫菊酯、Bt等为代表的生物杀虫剂已在农林行业大规模应用。由于粮食储藏领域的特殊性，目前尚未开发出一种能够大规模推广、经济、安全、有效的储粮生物杀虫剂。

大蒜提取物及其制剂对多种储粮害虫的杀虫活性多有报道。据鲁玉杰等[1]、吕建华等[2]、仲建锋等[3]报道，大蒜挥发油对赤拟谷盗、谷蠹、米象等主要储粮害虫具有驱避、触杀、种群抑制和熏蒸作用。Huang等[4]报道，大蒜精油中的烯丙基甲基二硫醚和二烯丙基三硫对赤拟谷盗和玉米象具有触杀、熏蒸和拒食作用。与许多植物源提取物质一样，大蒜素提取物在自然环境条件下稳定性能还不够，尤其是高湿环境下，易被粮食吸附，穿透力不强，杀虫功效明显下降。上海有机化学研究所研制的新型改性大蒜素（ESF）是大蒜素的类似物，在天然大蒜素的基础上，通过改进结构而制成的一种含氟小分子化合物，具有更好的环境稳定性[5]。本文以稻谷为待测粮食，以玉米象、谷蠹和锈赤扁谷盗3种南方主要储粮害虫为研究对象，测试ESF在稻谷储藏环境下的熏蒸毒力、吸着比率和模拟药效，以期为ESF在南方高温高湿条件下熏蒸稻谷储藏期间发生的害虫提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 供试害虫

实验所用玉米象、谷蠹和锈赤扁谷盗3种储粮害虫均采自于湖南粮库，且经实验室培养3代以上。培养条件见参考文献[6]。

1.1.2 供试药剂

改性大蒜素（ESF，乙烯基磺酰氟）：中科学院上海有机化学研究所。ESF是一种含氟小分子化合物，化学式为C2H3FO2S，分子质量11.11 Da，沸点44～46 ℃，20 ℃时密度为1.332 9 g/cm3，具有结构稳定、易挥发、强抗菌防霉等特性。

1.1.3 供试模拟仓

供试模拟仓,数量2个，由彩钢板制成，每个4节，每节高0.55 m，直径1.5 m，套叠使用，每节仓内壁对称设置一组特制的电风扇，电风扇外壳采用间距为1.0 mm的铁丝护罩，每节套叠处使用密封胶密封，套叠后装稻谷高度为2 m，装稻谷重量为2 t。供试模拟仓一个为试验仓，一个为对照仓。

1.1.4 供试早稻谷

早稻谷：湖南军粮储备加工有限责任公司。

1.2 试验方法

1.2.1 无稻谷条件下ESF对3种试虫的室内毒力测定

参照李慧等[5]的方法。其中，大口玻璃瓶为2 L，玉米象的浓度梯度设置为0、2、4、 8、16、32 μL/L，谷蠹和锈赤扁谷盗的浓度梯度设置为0、1、2、4、 8、16 μL/L。根据害虫死亡数，计算害虫校正死亡率。

1.2.2 有稻谷条件下ESF对3种试虫的室内毒力测定

参照李慧等[5]的方法执行，其中，粮食为13.5%的早籼稻，大口玻璃瓶为2 L，浓度梯度设置为0、4、8、16、32、64 μL/L，计算粮堆内ESF对3种试虫的LC50值及吸着比率。

1.2.3 模拟仓条件下ESF对3种试虫的药效测定

试验时间为2020年7月1日—31日，试验地点为粮库空置仓房内。在2个模拟仓中分别装入2 t同一批次的早稻谷。装粮前，每种试虫准备好18个虫笼，每个虫笼里面装有50头同种试虫。装粮过程中，按照下层（离地10 cm）、中层（离地1 m）和上层（离地1.8 m）投入不同试虫的虫笼各3个。根据1.2.1计算的毒性回归方程和1.2.2计算的吸着比率，按式（1）计算有粮条件下ESF对3种害虫的LC100值，比较LC100值，将最大值作为模拟仓ESF实际使用浓度，并根据粮仓体积，计算出所需ESF量，待试验仓装满粮食后放入粮堆表面，盖上仓盖，仓盖四周用胶布密封。为了加速ESF在粮堆内的流通，每天开启风扇8 h。对照仓不使用ESF熏蒸杀虫，每天同样开启风扇8 h。待30 d后打开仓盖，通风散气48 h后，检查试验虫笼害虫死亡情况。

1.2.4 数据处理方法

采用DPS7.05版数据处理系统分析处理，其中，LC50值采用专业统计生物测定法中的计算型数据机值分析，显著性分析采用Duncan新复极差法。

2 结果与分析

2.1 无稻谷条件下ESF对供试害虫的室内毒力

如图1所示，浓度越大，ESF对3种试虫的校正死亡率越大，其中，ESF浓度为32 μL/L时，玉米象熏蒸致死率达到100%；ESF浓度为16 μL/L时，谷蠹和锈赤扁谷盗两种试虫的熏蒸致死率达到100%，显著性分析表明，各浓度之间，校正死亡率存在着显著性差异（P＜0.05)。结果表明，ESF对3种试虫的校正死亡率随着浓度的增大而增大。

根据图1的数据，计算无稻谷条件下ESF对玉米象、谷蠹和锈赤扁谷盗3种储粮害虫的熏蒸毒力的LC50值分别为6.228、3.319、2.821 μL/L（见表1）。说明供试储粮害虫中，ESF对锈赤扁谷盗的熏蒸效果最好，谷蠹次之，玉米象最差。

表1 无稻谷条件下ESF对3种储粮害虫的熏蒸毒力

2.2 有稻谷条件下ESF对3种试虫的室内毒力

有稻谷条件下ESF对玉米象、谷蠹和锈赤扁谷盗的熏蒸毒力测试结果见表2。由表2可知，ESF对玉米象、谷蠹和锈赤扁谷盗的LC50值分别为39.130、20.328、17.704 μL/L；3种试虫的吸着比率分别为6.283、6.125、6.227，且3种试虫的吸着比率差异不大。由于稻谷吸附作用的存在，有稻谷条件下ESF对3种试虫的室内毒力远低于无稻谷条件下的。试验结果表明，ESF易于被稻谷吸附并影响其对粮堆的杀虫效果。

表2 有稻谷条件下ESF对3种储粮害虫的熏蒸毒力

2.3 模拟仓条件下ESF对3种试虫的毒力

模拟仓条件下ESF对玉米象、谷蠹和锈赤扁谷盗的熏蒸毒力测试结果如图2所示，下层害虫校正死亡率均为0，中层害虫校正死亡率最高为锈赤扁谷盗，达90%，最低为玉米象，为40%，上层害虫校正死亡率均达到了100%。结果表明，虽然模拟仓内安装了风扇，增加了ESF在仓内的流动性，但是，稻谷对ESF的吸附，阻碍了其向粮堆下层扩散。

3 结 论

室内毒力测试结果表明，改性大蒜素对玉米象、谷蠹和锈赤扁谷盗3种常见储粮害虫均具有很强的熏蒸杀虫作用，其熏蒸杀虫效果依次为锈赤扁谷盗、谷蠹、玉米象。由于稻谷对改性大蒜素具有很强的吸附作用，使得改性大蒜素在稻谷中的穿透性较差，严重影响了其在装粮高度达2 m模拟仓中的杀虫效果。根据试验结果，改性大蒜素可开发成一种空仓杀虫剂，同时，应加大研究力度，通过进一步改性，克服粮食对改性大蒜素的吸附作用，提高其在粮食中的穿透能力。