烟叶仓储害虫绿色防控技术现状与发展趋势

2021-12-04 14:02| 发布者: www.daoteng56.com/| 查看:

摘要: 烟草甲和烟草粉螟给烟叶仓储造成重大损失,是仓储害虫防治的重点和难点,磷化铝熏蒸被广泛应用于仓储害虫防治,但随着民众对生态、环保要求的提高,其弊端日益显现,寻求绿色、生态防控技术成为一种必然要求。笔者综述了近年来仓储害虫绿色防控技术研究的现状,列举了仓储害虫物理防治、寄生天敌、气调 ...
烟草甲(Lasioderma serricorne)和烟草粉螟(Ephestiaelutella)一直是我国烟草仓储中最重要的害虫,每年给我国仓储烟叶造成约1.64%的损失,经济价值高达3亿元以上[1]。在烟叶储存及加工阶段,仓储害虫会降低烟叶成丝率,且虫尸、虫粪、体油会对烟草造成污染;成品卷烟被害虫危害后,留有蛀孔并导致烟支漏气,影响卷烟外观质量,容易造成卷烟产品质量事故,不利于卷烟品牌的健康发展。
目前,复烤及片烟仓储环节主要杀虫措施是应用熏蒸剂磷化铝处理。磷化铝的应用会污染环境,使用时存在安全隐患,随着烟叶仓库害虫已对磷化铝熏蒸产生抗药性,已有防治失败的报道[2]。近年来,环境和食品的绿色生态日益受到民众的追捧,磷化铝等熏蒸剂将逐渐被限制和禁止使用。车间害虫主要使用化学药剂(溴氰菊酯类)来进行防控,不仅影响卷烟生产,还可能给卷烟产品带来药剂残留及异味。近年来伴随着社会科学技术的不断发展和人们对安全健康环保的要求,绿色、安全环保和无毒、低毒理念普遍被人们所接受。笔者对仓储害虫绿色防控技术研究现状进行了综述,以期为进一步改进绿色防控技术提供参考依据。

1 仓储害虫物理防治技术

仓储害虫物理防治技术主要包括高温杀虫、低温杀虫、微波杀虫、灯光诱集、食物诱集及性引诱技术等。

1.1 高温杀虫研究

贮烟害虫的生长发育与环境温、湿度的高低密切相关。已有研究表明,贮烟害虫发育的最佳条件是在温度30~35℃和湿度70%~75%[3,4,5]。昆虫对环境温度有一定的适应性,在适温范围内,生长发育最旺盛,超出这一范围,则发育停滞甚至死亡。Adler等[6]、Conyers等[7]、Yu[8]通过对烟草甲(L.serricorne)的热处理研究,发现当温度高于45℃时,会基于昆虫的暴露时间和发育阶段引起不同的反应。在60℃温度条件下,烟草甲成虫、蛹、幼虫和卵致死率达到100%,致死作用的最短处理时间分别为90,120,75,75 s,所以,烟叶加工环节的高温70~85℃处理能杀死大部分的储烟害虫[9,10]

1.2 低温杀虫研究

低温杀虫效力主要取决于冷冻温度和冷冻持续时间,其比高温的致死作用要小[11],烟草甲(L.serricorne)在低温条件下致死温度和时间分别为:-15℃,1 h;-10℃,60 h;5℃,168 h[12]。Imai等[13]观察烟草甲(L.serricorne)卵、幼虫、蛹、成虫在低温条件下的存活时间,发现烟草甲幼虫的耐低温能力较其他虫态强。王秀芳等[14]指出各虫态烟草甲耐低温的能力从高到低依次是幼虫、成虫、卵。

1.3 微波杀虫研究

烟叶经微波辐照后,可以使烟叶中的害虫的细胞膜功能紊乱、细胞脱水、蛋白质凝固,从而达到杀虫的目的[15,16]。研究表明,在片烟松散过程中,微波处理温度大于65℃,即可全部杀灭害虫[17]。同时,烟草甲(L.serricorne)死亡率与微波辐射功率呈正相关,当微波功率为5 k W、辐照时间为45 s时,各虫态烟草甲死亡率为100%[18]。此后,Valizadegan等[19]提出低温和微波辐射具有较强的相容性和协同作用,二者结合可作为烟草甲种群管理的新方法。

1.4 灯光诱捕技术研究

灯光诱捕技术是利用害虫的趋光性诱捕害虫,降低虫口基数,方法简单有效,成本低。主要包括白炽灯诱虫、黑光灯诱虫、高压汞灯诱虫、多频振式杀虫灯防虫、LED灯防虫等。光诱捕器已广泛应用于农业昆虫,包括警纹夜蛾、赤拟谷盗等[20,21]。Kim等[22]利用特定波长的光研究其对烟甲虫的驱避效果,发现在100 lx亮度,2 h光照时间条件下,蓝色LED(59%)对烟草甲成虫最具排斥作用,其对烟草甲成虫的驱避性约为黑光灯的1.3倍,这表明蓝色LED可以作为环境友好的昆虫控制方法。

1.5 植物源引诱剂防虫研究

植物源引诱剂利用害虫喜食的某种植物或植物中的某些化学成分来引诱害虫,使害虫趋向取食场地[23]。由于贮藏害虫多是杂食性的,它们通常利用植物的挥发性化学信息物质来寻找食物和产卵地点[24,25]。植物气味还具有协同增强信息素的效果,常与性信息素结合使用以诱捕害虫[26]。日本FUJI公司已研制出与性信息素联用的食物引诱剂诱芯New serrico[27]。相关学者对贮藏害虫的诱饵进行了筛选,试图开发对害虫有引诱作用的食物产品。通过测试烟草甲对不同烟草品种的嗅觉反应,发现烟草甲雌性成虫对于烟叶具有强烈的趋向行为[28],雌性烟草甲在较好的烟叶品级上产卵较多[29],品级较高的烟叶比品级较低的烟叶更具吸引力。目前,研究中已报道有引诱活性的植物包括辣椒、烟叶、桑叶茶、苍耳子、蛇床子、花椒、胡椒、麦粒等有较好的引诱效果[30,31,32,33]

1.6 性引诱剂防虫研究

信息素是一类影响同种个体行为或生理的化学激素,并且在微量范围内都具有生物活性[34]。烟草甲雌性会释放一种性信息素,这种信息素能吸引和刺激同种雄性。这种信息素的释放开始于从蛹变成成虫后的10~12 h,在3.5~4.5 d后达到最大水平,并从羽化后第6天开始逐渐下降[35]。雄性对主要信息素成分的反应从生命的第1周持续到第4周[36]。烟草甲的性激素中(4S,6S,7S)-serricornin诱导的性信息素活性最强,是引起雄性强烈吸引力和性刺激的性信息素的主要成分[37]。国内已有烟草甲性信息素化学合成的相关报道,试验从2,4-二甲基戊二酸为初始材料,以61%的总收率合成了烟草甲性信息素[38]。目前使用较多的有3种商品诱芯,分别是新型SerricoR○诱芯、LasiotrapR○诱芯、TrécéR○诱芯,这些诱捕器对雄虫的捕获率超过90%[39]

2 寄生天敌防治仓储害虫研究

天敌昆虫在自然界里存在于一些害虫群体中,对于抑制害虫密度有不可忽视的作用[40]。研究发现,烟叶贮藏期间自然天敌种类较多,涉及革翅目、鞘翅目、半翅目、膜翅目、双翅目、伪蝎目、蜱螨目7个目,分为捕食性天敌和寄生性天敌两种,其中捕食性天敌有细脚花蝽、黄褐小蝽、普通肉食螨、虱形螨、隐翅虫等,寄生性天敌有麦蛾柔茧蜂、米象金小蜂、广大腿小蜂、稳茧蜂、绒茧蜂、跳小蜂、窃蠧茧蜂、黑胸茧蜂、玉米螟赤眼蜂等,对害虫有良好的控制作用[41,42]
研究已经证实寄生性天敌防治储藏物害虫有明显效果,由于寄生天敌对害虫的控制作用显著,加之少数种容易大量饲养,部分寄生天敌已经投入商业应用,如麦蛾柔茧蜂和广赤眼蜂已在美国商业化批量生产,研究证实,这些寄生蜂释放后能持续多年抑制害虫[16]。松毛虫赤眼蜂、管氏肿腿蜂、白跗平腹小蜂等也被广泛用于防治森林害虫,效果显著。
在烟叶生产中,烟蚜的寄生天敌烟蚜茧蜂(Aphidius gifuensis Ashmaed)近年来被规模化繁殖,大面积推广使用于生产中,用以防治蚜虫,经济、社会和生态效益十分显著[16]。但到目前为止,贮烟害虫烟草甲寄生天敌利用方面的研究报道较少,针对贮烟害虫具有虫体小、隐蔽性强的特点,寄生性天敌昆虫在贮烟害虫防治方面有其不可替代的优势。

3 仓储害虫气调防治技术研究

气调技术是给密闭环境中充入氮气或放置气调剂,调节密闭仓储环境中的氧气含量,进而形成低氧状态,让虫霉难以生存,进而达到防虫防霉和提高烟叶品质的作用。目前充氮杀虫普遍应用于粮食、烟草、中药材等领域。普渡大学的Dirk Maier等研究了集装箱内衬塑料袋通入氮气并密封,保持99.9%的氮气浓度7 d,可使玉米象、赤拟谷盗、谷蠹达到100%的死亡率[43]。日本H.Nakakita等报道用充入高压二氧化碳并快速散气作为一种防治储粮害虫新方法[44]。卓思楚[45]研究表明,利用烟叶气调剂,降低储烟环境氧气浓度,常温下,氧气浓度越低,烟草甲致死率越高,死亡速度越快。

4 昆虫生长调节剂防治技术研究

昆虫生长调节剂属于内激素,是由昆虫体内特有的腺体所分泌,对昆虫的生长、发育、变态、滞育起着调节控制作用。昆虫生长调节剂主要有保幼激素和蜕皮激素两大类。S-烯虫酯属于保幼激素,最早于20世纪60年代早期在美国合成,具有高活性、靶生物相对特异性和良好的环境安全性,被广泛用于控制公共卫生、畜牧、城市和仓储等害虫。1980年烯虫酯第一次在美国登记用于仓储害虫防治,商品名为“DiaconR○”,外消旋体,2002年升级商品名为“Diacon R○Ⅱ”,活性成分是S-烯虫酯。在烟草上以烯虫酯为有效成分的商品名:KABAT R○1975年起菲莫公司与Zoecon合作,使用并推广这种新型杀虫剂,随后在世界上许多国家如:美国、巴西、津巴布韦等地使用。在中国,先正达曾于2001年在国内注册登记可保特(消旋烯虫酯),并获得临时登记一年,产品被列入中国烟草用药推荐目录。比较烯虫酯和国产烟叶保护剂对烟草甲的控制效果,烯虫酯效果明显好于国产保护剂,产品安全,使用方便,值得推广应用[46]。青州烟草研究所和云南玉溪烟草研究所对烯虫酯在仓储烟叶中的残留进行了研究,两年两地试验结果表明,在仓储烟叶中使用对吸烟者无害。湖南中烟技术研发中心2019年在打叶复烤烟叶中喷淋烯虫酯,处理烟叶17 500 t,有效降低杀虫费用,减少醇化烟叶虫害发生。穆小丽等[47]研究发现,烯虫酯可抑制烟草甲的生物活性。国际上已将消旋的烯虫酯混合物升级成手性纯有效体S-烯虫酯。随着S-烯虫酯在国内取得生物农药注册登记,可应用S-烯虫酯防治烟草甲和烟草粉螟(Ephestia elutella)。

5 结论

仓储害虫绿色防控技术在行业推广应用方面,还不完全成熟。如推广应用较多的充氮杀虫技术还存在着技术参数粗放、工作量较大、调湿不通畅等;而生物防治技术、物理防治技术等大多仍停留在试验阶段,行业内大多数工业企业在仓储杀虫的方式上,仍以磷化铝熏蒸杀虫为主。磷化铝熏蒸杀虫既不安全、不环保,也存在较大的安全隐患,因此,迫切需要安全、环保、系统的仓储害虫绿色生态防控技术。通过开展仓储害虫物理阻隔技术研究、物理杀虫技术研究、害虫诱集技术研究、害虫生物防治技术研究,形成适宜于片烟仓库储存害虫生态控制技术,对于烟草行业可持续发展、维护消费者利益具有重要意义。