不同氧气浓度和环境对烟草甲虫的趋避效果研究

摘 要：本文研究不同氧气浓度和环境对烟草甲虫的趋避效果和活动轨迹。通过在实验室人为设计不同氧气浓度环境和外部环境，观察烟草甲虫在不同环境中的活动性和爬行轨迹规律。烟草甲虫的敏感氧气浓度大约在4%左右，当氧气浓度低于4%以下时，烟草甲虫的活动性受到抑制，活动性降低；当氧气浓度处于5%及以上时，对烟草甲虫的活动性会影响较小。常规环境中，黑暗、性激素和流动性外部环境会对烟草甲虫有一定的引诱效果。该研究可作为卷烟生产车间闲置机台、闲置物流箱等结构性染虫设备应急性防虫技术手段。

关键词：卷烟生产车间；烟草甲虫；氧气浓度；驱避防虫；活动轨迹

中图分类号：S 43" " 文献标志码：A

烟草甲虫作为卷烟生产车间常见的害虫[1]，由于其特殊的习性（喜钻蛀、喜黑暗寂静[2]），经常藏匿于卷烟生产车间闲置设备、空调/除尘管道等结构空间区域，由于上述区域清理难度大同时伴随烟草甲的迁飞特性，因此会造成整个车间烟草甲相互交叉感染，极易造成虫蛀烟市场反馈，影响企业声誉和市场占有率。

目前，卷烟生产车间常见的烟草甲防治手段主要以物理清洁和化学防治为主[3]，两者针对一些有限空间杀虫实际效果并不理想；传统仓库片烟熏蒸杀虫剂磷化铝、硫酰氟由于较大的毒性不能在车间生产现场使用。随着科学技术发展，绿色机械防虫技术不断出现，其中应用高浓度氮气（98%以上）置换氧气以后的窒息性进行杀虫均有了成熟的应用案例。但受到其气密性等级高（三级以上）、杀虫周期长（平均40d左右）等特点影响，不适宜在卷烟生产大范围开展作业（目前烟草行业卷烟生产车间普遍处于满负荷生产状态）。

因此，为解决卷烟生产车间有限空间内的烟虫滋生技术难题，拟开展不同浓度的氧气和外界环境对烟草甲虫的影响变化规律研究，为今后卷烟车间生产结构性虫源隐患点快速防虫提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

制氮机、“Y”型亚克力管（DN200mm）、“一”字型亚克力管、3M胶带、性诱剂、密封塞（堵头）、通风软接、氧气检测、标签、自封袋、虫样等养虫笼、养虫箱、温度计、体视镜、放大镜、毛笔、镊子、饭盒、硅胶导管（直径3cm）、微压计、摄像头、储气囊等。

试验用虫：由武汉东昌仓贮技术有限公司提供。

1.2 试验方法

1.2.1 不同氧气浓度环境条件下对烟草甲虫影响

试验虫盒设计：试验现场处置如图1所示，选择市场上销售的一次性饭盒，在饭盒上方加盖气密性薄膜，采用机械处理的方式在饭盒上方连接2个进气、出气硅胶导管，在密封导管的情况下，使用微压计对试验虫盒进行气密性测试，确保其气密性达到三级以上标准。

试验处理设计：试验处理设置见表1，在密闭盒子内挑入20头左右烟草甲成虫后上面覆盖约1cm的玉米面粉，并做好标记。利用试验虫盒连接的进气、出气硅胶导管分别向不同的试验密闭盒子内充入不同浓度的低氧氮气，使其内部氧气浓度达到试验设置值，并设置常规对照试验组，连续观察60min，记录烟草甲虫在不同氧气浓度条件下烟草甲从底部爬向表面活动的趋势及活性变化。

1.2.2 低氧环境对烟草甲虫驱虫效果

试验虫盒设计：试验现场处置如图2所示，选择市场上销售的“一”型亚克力管，并对管材一端采用薄膜进行密封（薄膜一角预留一定空间，便于放置试验对象烟虫），采用人工方式排出薄膜内多余的氧气，使用工具夹将管材与薄膜隔离。

试验处理设计：试验处理设置见表2，人工随机挑选20头烟草甲成虫放置于亚克力管材末端连接的薄膜内，并快速进行密封，分别向密闭“一”型亚克力管内充入不同氧气含量的低氧氮气，使管内氧气浓度分别保持不同浓度梯度。打开管材与薄膜隔离工具工具夹使烟草甲虫分别处于不同的氧气浓度环境中；在管道口始端预留一定体积的通风口（与外界环境相连），利用实验室环境空气的自然缓慢扩散性使“一”型亚克力管前后两端保持不同氧气浓度差，在静止的环境中，试验周期为25min，观察记录在两端不同氧气浓度差的环境对烟草甲虫的驱虫效果。

1.2.3 低氧环境下不同环境因素对烟虫活动的影响

试验虫盒设计：试验现场处置如图3所示，选择市场上销售的“Y”型亚克力管，并对“Y”型亚克力管底部和2个支管口进行密封，支管口连接进气、出气硅胶导管，底部采用薄膜密封，使用工具夹将管材与薄膜隔离。

试验处理设计：试验处理设置见表3、表4，人工随机分别挑选20头、40头烟草甲成虫放置于“Y”型亚克力管底部连接的薄膜内，并快速进行密封，分别向密闭亚克力管内充入4%氧气含量氮气，打开管材与薄膜隔离工具工具夹，分别通过在“Y”型亚克力管2个支管设置不同气流、光线、性诱剂等外界对比因素，观察烟草甲虫在4%的低氧环境中不同外界环境中对烟草甲虫的活动影响规律习性。

1.2.4 除尘管道低氧环境下烟草甲虫活动规律现场验证

试验设置：试验现场处置如图4所示，随机选择徐州卷烟厂生产车间现场长7m、直径为0.3m的除尘管道内部，分别距离两端1m、3m的位置安放2个监视器，2个镜头相对安装，摄像头通过转换器与电脑相连，可实时观察除尘管道烟虫的运动轨迹，管道两端用薄膜密封后，一端通过通风软管、气体控制接头与储气囊相连，控制气体的流动，形成试验场景。

试验处理设计：人工随机分别挑选20头烟草甲成虫放置于提前准备好的虫盒内部，试验项目开展前放置于管道内部，本次试验共设置20.9%、8%、5%、2%氧气浓度4个浓度梯度，通过改变管道内部氧气浓度、气体流动状态、光线和性诱剂等条件，通过摄像头观察管道内部烟草甲成虫的活动趋势。

2 结果与分析

2.1 不同氧气浓度环境条件下对烟草甲虫的影响

由表5可知，不同的氧气浓度环境对烟草甲虫的影响不同，同比试验空白对照组，当环境中的氧气浓度在5%及以上时，烟草甲虫基本不受该氧气浓度环境的影响，烟草甲虫属于正常活动状态，对烟草甲虫的活动性影响较少；当氧气浓度降至4%及以下时，烟草甲虫活动量明显减少，整体处于不活跃状态，烟草甲虫在短时间内明显受到抑制。

2.2 低氧环境对烟草甲虫驱虫效果

由表6可知，在不同氧气浓度的低氧环境中，烟草甲虫的活动性不同，不同低氧环境氧气浓度梯度对烟草甲虫的驱虫效果的影响不同。与常规正常氧气含量相比，2%、3%、4%、5%的氧气浓度对烟虫的驱虫效果不同。在2%的氧气含量环境下，烟草甲虫活动性质受到较大抑制，整体处于不活动状态，无法对烟草甲虫起到一定的驱虫效果；在3%、5%的氧气含量下，对烟草甲虫起到一定的刺激性作用，烟草甲虫活动性一般；在4%的氧气含量下，对烟草甲虫的刺激性最大，烟草甲虫的活动性最高。

综上所述，当外界环境（如氧气浓度等）不利于烟草甲虫时，烟草甲虫本能会向有利环境移动，可利用不同的氧气浓度差对烟草甲虫进行一定的趋避。不同低氧环境对烟草甲虫的驱虫效果不同，当环境中氧气含量在4%以下时，烟草甲虫的活动性明显受到抑制，这与烟草甲虫在不利环境条件下或者极端环境中假死休眠自我保护状态研究结论基本一致；当环境中氧气含量在5%及以上时，烟草甲虫的活动性明显未受到明显影响，无法对环境中的烟草甲虫起到驱避效果。

2.3 低氧环境下不同环境因素对烟虫活动的影响

由表7、表8可知，在4%的低氧环境中，烟草甲虫在不同的外界环境中的活动轨迹不同，黑暗、性激素和流动性环境分别对烟草甲虫有一定的引诱效果。其中，当烟草甲虫基数较小时（烟草甲虫20头），黑暗环境对烟草甲虫的引诱效果最好；当烟草甲虫基数较大时（烟草甲虫40头），性激素引诱剂对烟草甲虫的引诱效果最好，这与烟草甲虫喜黑暗、趋性引诱（雄性）[4]结论基本一致。

综上所述，在卷烟生产实际烟虫防治过程中，针对闲置机台内部、车间高空管线、动力系统管道等结构性虫源隐患点，在4%的氧气浓度环境驱虫的基础上，可以通过人为设置黑暗、性激素和流动性外部环境加速对烟草甲虫的趋避效果。

2.4 除尘管道低氧环境下烟草甲虫活动规律现场验证

由表9、图5、图6和图7可知，通过改变管道内部氧气浓度、气体流动状态、光线和诱剂等条件，根据现场实际情况可以得出以下结论。1）在2%氧气浓度条件下，烟草甲的活动会受到抑制，约30min后虫子没有活动迹象，对光线、流动气体、空气静止等条件的改变反应不明显，在复氧之后也无明显的活动迹象。2）在4%氧气浓度条件下，烟草甲的整体活性较高，活动量较大，在保持管道内气体静止的情况下，烟草甲有向气体流动、黑暗区域和诱芯方向运动的趋势，但持续时间较短；约120min；继续保持管道内气体流动的情况下，烟草甲的活动被抑制作用逐渐明显。3）在8% 氧气浓度且气体流动条件下，烟草甲的行为受到干扰，呈无规律运动趋势，但存在向光线和诱剂运动的趋势现象。4）在21%氧气浓度条件下，烟草甲活动未受影响，在保持管道内部气体静止的情况下，烟草甲具有避光性和向诱芯方向运动的趋势。

综上所述，通过卷烟生产车间作业现场除尘管道低氧环境下烟草甲虫活动规律的验证可知，4%的氧气含量浓度对烟草甲虫的刺激性较强，黑暗、性激素和顺风气流流动性外部环境会对烟草甲虫有一定的引诱效果，这与实验室研究结论基本相同。

3 结语

该研究结果表明，烟草甲虫的敏感氧气浓度大约在4%左右，该氧气浓度条件下烟草甲虫短期内会显著变得更活跃、更敏感，可作为烟草甲虫驱虫的氧气含量指标；当氧气浓度低于处于4%以下时，随着氧气浓度减少，烟草甲虫的活动性受到抑制逐渐增大、活动性降低；当氧气浓度处于5%及以上时，随着氧气含量的增加，对烟草甲虫的活动性会影响越小。黑暗、性激素和流动性外部环境会对烟草甲虫有一定的引诱效果，增加其活动性。因此，针对卷烟生产车间闲置机台、闲置物流箱等结构性染虫设备，当常规充氮气（氧气含量2%、杀虫时间40天以上[5]）杀虫方式无法短期内解决上述问题时，可采用氧气含量为4%的充氮气+黑暗环境、性激素和流动性的外部环境的方式进行应急性驱虫。

当前的车间防虫模式中，利用人工查找、清理、性诱捕器诱捕和化学药剂防治虽然也可以在一定程度上控制车间总体的虫口数量，但由于各车间作业人员的操作习惯和技术水平的差距，常常导致不同的作业人员对虫源治理的效果大相径庭。且在人工和化学药剂防治过程中，位置较隐秘的点位（例如闲置机台内部、车间高空管线、动力系统管道等）的防治效果不彻底，容易导致虫情反复和交叉感染。对不同氧气浓度和环境对烟草甲虫进行研究可以得出，烟草甲对不同低氧浓度、不同自然条件下的活动规律，为卷烟生产车间应急性驱虫作业提供了理论依据和技术应用案例，解决了现有的生产车间闲置机台、闲置物流箱及管道内部无法有效防控害虫的技术瓶颈和问题，进一步扩大车间防虫的防治范围，提升车间防虫的治理效果。

参考文献

[1]冯小明，王方晓.烟草甲的生物学特性研究[J].昆虫知识，1997（2）：85-87.

[2]潘玥，郭隽.卷烟生产车间烟草甲虫害防治[J].加工贮藏，2017，17（40）：46.

[3]李铁军，杨得强，李强.国内车间烟虫治理现状及问题研究[J].北京农业，2013（3）：193-194.

[4]许孙强.浅谈卷烟生产车间烟草甲虫防治[J].科技创新与应用，2016（12）：1.

[5]戴天一，刘超，郝万里，等.卷烟生产车间闲置卷接机充氮气杀虫效果研究[J].湖北农业科学，2020，58（22）：117-120.

通信作者：李永汪（1989-），男，河南项城人，本科，助理农艺师，主要从事卷烟生产车间害虫防治技术研究工作。

电子邮箱：1558897087@qq.com。