微波处理控制小麦赤拟谷盗的研究

苏丽娟，何　璠，尹新明

(1.河南农业大学 生命科学学院，河南 郑州 450002；2.信阳农林学院 农学院，河南 信阳 464000)



微波处理控制小麦赤拟谷盗的研究

苏丽娟1，何璠1，尹新明2*

(1.河南农业大学 生命科学学院，河南 郑州 450002；2.信阳农林学院 农学院，河南 信阳 464000)

摘要：为弄清微波处理的条件，设置不同温度-时间组合条件，研究微波处理对小麦赤拟谷盗死亡率的影响。结果表明，微波条件对赤拟谷盗成虫和幼虫致死率有显著影响，而且对幼虫的致死率较成虫显著。在微波参数中，对赤拟谷盗致死率的影响以时间最大，其次是能量密度和能耗。在相同微波处理条件下，幼虫致死率大于成虫致死率。在能量密度为6.67kw/kg，时间为35s处理条件下，赤拟谷盗死亡率达100%，能耗最高为0.0648kw.h/kg，在能量密度为4.44kw/kg，时间为35s处理条件下赤拟谷盗死亡率达100%，能耗为0.0434kw.h/kg。说明采用较低能量密度和稍长时间微波处理，有利于害虫的杀灭，且能耗较低。

关键词：微波处理；赤拟谷盗；死亡率；能量密度；能耗

小麦赤拟谷盗(Tribolium castaneum (Herbst)),属鞘翅目拟步甲科。该虫食性杂，寿命长，适应性广，繁殖快，危害严重，而且其成虫身上的臭腺分泌物易使面粉结块,变色变味,失去食用价值,其分泌物还含有致癌物苯醌。它不仅危害各种成品粮、中药材、油料和皮革，在稻谷、小麦、玉米等原粮储藏中也经常大量发生[1]。我国粮食在储藏中的损失，国家粮库为0.2%，农户的储粮损失为6%～10%，其中虫害是引起损失的主要因素之一[2]。越来越多的粮库管理人员反映赤拟谷盗对原粮危害十分严重，防治时不易根除，可随着商品流通作远距离传播[3]，可见赤拟谷盗已成为重要的检疫性储粮害虫[4-5]。

储粮害虫的防治方法，主要有化学方法、物理方法和生物方法等。其中用磷化氢熏蒸法是目前国内外最常用、最有效的方法。20世纪80年代以来，环保意识和食品安全意识不断提高，许多化学熏蒸剂逐渐被淘汰，剩下可被广泛应用的只有磷化氢和溴甲烷两种熏蒸剂。因对大气臭氧层的破坏，《蒙特利尔议定书》已决定到2015年发展中国家应完全停止使用溴甲烷，与此同时，储粮害虫对磷化氢的抗性日益严重。自1975年以来，发现赤拟谷盗、玉米象和锯谷盗对林丹普遍产生抗性，玉米象的抗性达43倍。赤拟谷盗对马拉硫磷的抗性达184～304倍；对磷化氢的抗性达116倍，如果这种抗性能通过遗传迅速传播，这对仓储害虫防治将是极大的威胁[6]。

微波杀虫是一门新兴技术。利用微波高频交变电磁场，可使加热物料中的极性分子摆动摩擦而受热升温。微波加热具有穿透力强、热惯性小、选择性强、速度快等特点[7-9]。应用微波加热防治仓库害虫及农、林业种子害虫具有速度快、效果好、无残毒、无污染、无余热、操作简便等优点。在不影响粮食介质质量的前提下，微波是快速杀灭检疫性害虫的新方法[10]。

鉴于目前对微波处理仓储害虫的研究很少，本文以仓储害虫赤拟谷盗为对象，采用2个能量密度梯度，设置5个处理时间间隔，比较了能量密度×时间的组合条件对赤拟谷盗成、幼虫死亡率的影响。以期获得微波处理防治害虫的基础资料，研究微波参数对成虫和幼虫的致死作用，探索适宜的微波杀虫条件。

1材料与方法

1.1试验材料

供试小麦赤拟谷盗幼虫和成虫来源于河南省荥阳市农户，采集后于室内进行了连续世代饲养。将健壮赤拟谷盗幼虫和成虫放人装有全麦粉100 g的养虫箱中，箱口用纱布扎紧，置于培养箱中(T=25℃,RH=75%)饲养3个世代后，作为实验试虫。

1.2主要仪器与设备

美的KD23B-L型家用微波炉，工作频率2450兆赫，输出功率为800W。微波档为100、70、50、30、10五个档，时间面板为10 min、1 min、10 s三个档。能耗是能量密度与时间的乘积，合理调整能量密度和处理时间，可使较高能量密度和较短处理时间的效果与较低能量密度和较长处理时间的能耗相似，微波炉的微波档与能量密度的换算方法见文献2。

1.3处理方法

将试虫放入8 ml洁净的青霉素小瓶中进行微波辐照试验。每个处理重复3次，每次将3瓶试虫(20头/瓶)置于微波炉盘中心，调节微波炉功率处理设定的时间后，观察记录试虫死亡情况。

1.4杀虫效果计算

成虫死亡率=(死亡成虫头数/成虫总头数)×100%

幼虫死亡率=(死亡幼虫头数/幼虫总头数)×100%

能量密度=单位质量全麦粉所输入的功率

2结果与分析

2.1不同能量密度对成虫的影响

设置不同能量密度条件下，研究微波处理时间对赤拟谷盗成虫致死率的影响，结果见图1。随着微波处理时间延长，能量密度越高，成虫致死率越高，杀虫效果越好，在能量密度为4.44kw/kg,时间为35s微波处理条件下，赤拟谷盗成虫致死率平均达90%以上，在6.67kw/kg,时间为25s微波处理条件下，赤拟谷盗成虫致死率达平均90%以上。

图1不同能量密度处理条件下赤拟谷盗成虫的死亡率图2不同能量密度处理条件下赤拟谷盗幼虫的死亡率

2.2不同能量密度对幼虫的影响

在不同能量密度条件下，微波处理时间对赤拟谷盗幼虫致死率的关系，见图2。在同一微波功率下，处理时间越长，幼虫致死率越高，相同处理时间下，能量密度越高，效果越好。在能量密度为4.44kw/kg,时间为30s微波处理条件下，赤拟谷盗幼虫死亡率为90%以上，在6.67kw/kg，时间为25s微波处理条件下赤拟谷盗幼虫死亡率在90%以上。这说明幼虫没有成虫耐热。

2.3微波处理对幼虫和成虫致死效果的比较

由图3和图4对比可知，在能量密度为4.44kw/kg时，处理30s以上，赤拟谷盗幼虫死亡率为90%以上，而成虫死亡率为83%以上，在能量密度为6.67kw/kg时，处理20s以上，赤拟谷盗幼虫死亡率为91%以上，而成虫死亡率为80%以上。

2.4能耗与赤拟谷盗死亡率的关系

不同能量密度下，能耗与赤拟谷盗成虫和幼虫致死率的关系不同。由图5和图6可知。在较高能量密度下，赤拟谷盗成虫和幼虫致死的能耗均较高，在能量密度为6.67 Kw/kg，处理时间为35 s的条件下，赤拟谷盗死亡率达100%，能耗最高为0.0648 Kw.h/kg，在能量密度为4.44kw/kg，处理时间为35s条件下也可以达到相同的死亡率，然而其能耗仅为0.0434kw.h/kg。说明能量密度低其能耗也低。

图3能量密度在4.44kw/kg处理条件下赤拟谷盗的死亡率图4能量密度在6.67kw/kg处理条件下赤拟谷盗的死亡率

图5能耗与赤拟谷盗成虫致死率的关系图6能耗与赤拟谷盗幼虫致死率的关系

2.5微波条件的显著性分析

不同处理时间、不同微波能量密度处理时间等处理组合，分别对赤拟谷盗成虫及幼虫的致死效果进行了显著性分析，结果如表1-4所示。由表1-2可知，不同处理时间对赤拟谷盗成虫和幼虫平均死亡率有极显著差异，处理时间越长，赤拟谷盗致死率越高。由表3-4可知，不同处理时间×能量密度组合对赤拟谷盗成、幼虫致死率均有显著影响。对赤拟谷盗致死率的影响以处理时间最大，其次是能量密度和能耗。在设定的微波处理条件下，对幼虫致死率的影响大于成虫。

表1　不同处理时间对赤拟谷盗成虫平均死亡率的差异显著性分析

表2　处理时间对赤拟谷盗幼虫平均死亡率的差异显著性分析

表3　时间×能量密度互作对赤拟谷盗成虫平均死亡率的差异显著性分析

表4　时间×能量密度互作对赤拟谷盗幼虫平均死亡率的差异显著性分析

3结论

微波条件对赤拟谷盗成虫和幼虫致死率有显著影响，而且对幼虫的致死率较成虫显著。在微波参数中，对赤拟谷盗致死率的影响以时间最大，其次是能量密度和能耗。在相同微波处理条件下，幼虫致死率大于成虫致死率。在能量密度为6.67kw/kg，时间为35s处理条件下，赤拟谷盗死亡率达100%，能耗最高为0.0648kw.h/kg，在能量密度为4.44kw/kg，时间为35s处理条件下赤拟谷盗死亡率达100%，能耗为0.0434kw.h/kg。采用较低能量密度和稍长时间微波处理，有利于害虫的杀灭，且能耗较低。这在微波处理仓储害虫上有一定参考价值。

参考文献：

[1]吕建华，王新民，白旭光，等.4 种植物精油对赤拟谷盗的控制作用研究[J].河南农业科学，2006(9):68-71.

[2]邵小龙，赵思明，汪正洁.稻米仓储害虫的微波致死作用研究[J].农业工程学报，2003，19(11):215-217.

[3]韩群鑫，罗俏华，陈帼仪，等.丁香对赤拟谷盗卵和幼虫的致死作用[J].植物保护，2006，32(3):60-63.

[4]曹阳，张建军.赤拟谷盗磷化氢抗性及快速测定方法研究[J].粮食储藏，2000，29(1): 10-16.

[5]苏丽娟，张艳玲，尹新明.热处理对赤拟谷盗致死率的影响[J].华中昆虫学研究，2015(11)：93-96.

[6]李隆术，赵志模.我国仓储昆虫研究和防治的回顾与展望[J].昆虫知识，2000, 37(2):84-88.

[7]罗登山，肖春菊，席年生，等.微波对眼片松散和杀虫效果的研究[J].烟草科技，2005(1):3-13.

[8]Linda C M.NIR Detects, Destroy insects pest[J].Agricultural Research,1998(5):14-17.

[9]Wang U P,Lee C Y,Chang J.Gamma-radiation effects on Taiwan produced rice grain[J].Agric Biol Chem,1983 (47):161-165.

[10]栗克森，叶柄元.微波加热对几种害虫的杀虫试验[J].植物检疫，1992，6(2):114-117.

(编辑：严佩峰)

收稿日期：2016-06-11

基金项目：河南省科技转化项目(142201110027)；河南省农业科技创新项目(30600309).

作者简介：苏丽娟(1972—)，女，河南宜阳人，副教授，博士，主要研究动物资源与生理学. *通讯作者：尹新明(1967—)，女，河南遂平人，教授，博士，研究方向：农林有害生物控制.

中图分类号：S379.5

文献标识码：A

文章编号：2095-8978(2016)03-0092-04

Study on the Microwave Treatment to Control Wheat Tribolium castaneum (Herbst)

SU Li-juan1, HE Fan1, YIN Xin-ming2*

(1.College of Life Science, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China;2.College of Agriculture, Xinyang Agriculture and Forestry University, Xinyang 464000, China)

Abstract：In order to clarify the microwave processing conditions of Tribolium castaneum (Herbst), set different temperature time conditions, to study influence of the mortality. The results show that microwave conditions have significant effects on the rate of adult and larvae, and larvae of Tribolium castaneum lethality, adult mortality rate was significant. In the microwave parameters, influence on the death rate of the maximum time to Tribolium castaneum, followed by energy density and energy consumption. When exposed under the same micro-wave condition, the mortality of the larvae was more than that of the adults. Two combinations, 30 s×6.67 kw/kg and 35 s×4.44 kw/kg, could produce 100% mortality, however, their energy-consumptions were 0.0648 kw.h/kg and 0.0434 kw.h/kg, respectively. Therefore, the combination of relatively low micro-wave radiation density and fairly long exposed time could kill this pest with low energy-consumption. Concerning the energy-consumption, the optimum combination being available may be 35 s×4.44 kw/kg. The low energy density and a slightly longer time microwave treatment are used to kill pests, and the energy consumption is low.

Keywords：microwave treatment; Tribolium castaneum; mortality; energy density; energy consumption