多殺菌素納米水劑防治2種儲糧害蟲的應用研究

李笑男, 印 鐵, 鄒球龍, 張曉琳, 曹承宇, 張逸文, 宋麗雯

(甘肅農業大學植物保護學院,甘肅省農作物病蟲害生物防治工程實驗室1,蘭州 730070) (中糧營養健康研究院,北京市畜產品質量安全源頭控制工程技術研究中心2,北京 102209) (中糧糧油安徽國家糧食儲備庫有限公司3,合肥 231131) (南京財經大學食品科學與工程學院,江蘇省現代糧食流通與安全協同創新中心4,南京 210023)

根據聯合國糧農組織的調查,全世界每年因蟲霉造成約8%的糧食損失,蟲害造成約5%的糧食損失[1]。鋸谷盜和銹赤扁谷盜是我國常見的次食性儲糧害蟲。鋸谷盜(Oryzaephilussurinamensis)屬鞘翅目鋸谷盜科,在糧堆內常大量發生,造成嚴重危害,成蟲壽命長,可達36個月,一年發生2～5代,一般以成蟲越冬,在全國各地均有分布[2]。銹赤扁谷盜(Cryptolestesferugineus)屬鞘翅目扁谷盜科,個體扁平、體長1.5～2.0 mm,為害儲糧后,糧食易出現發熱、霉變和結露等問題[3]。目前,儲糧害蟲的防治手段以磷化氫熏蒸為主,但長期單一使用,致使谷蠹、米象、赤擬谷盜等儲糧害蟲對其產生較高抗性[4],部分地區銹赤扁谷盜的磷化氫抗性已達到幾十倍甚至幾百倍[5,6],鋸谷盜的抗磷化氫品系在國內的抗性系數相對較小,但在澳大利亞的抗性程度越來越嚴重[7,8],磷化氫熏蒸難度逐漸增大。而且,磷化氫屬于高毒農藥,在密封性較差的倉房條件下使用存在較大的安全隱患,部分地區已經禁止農藥經營企業向農戶銷售磷化氫,禁止農戶使用磷化氫。

基于綠色儲糧理念,現階段更側重于研究對人類和環境無害的防治手段,探索不同防治手段對儲糧害蟲應用效果,如控溫[9]、氣調[10]、昆蟲激素[11]、植物源殺蟲劑[12]、微生物源殺蟲劑[13,14]等。

多殺菌素具有殺蟲譜廣、低殘留、對哺乳動物安全的特點,同時殺蟲機理獨特,與現有儲糧害蟲防治藥劑產生交互抗性的風險較小,是一種極具應用前景的微生物源綠色儲糧殺蟲劑[15]。祝星星等[16]研究結果表明,多殺菌素粉劑按有效濃度1 mg/kg或以上處理糧食15 d后,糧食中的玉米象、谷蠹的校正死亡率均達100%,赤擬谷盜的校正死亡率達到80%以上,防治效果良好,達到儲糧害蟲防治要求。吳若旻[17]研究結果表明,95%的多殺菌素對儲糧害蟲的觸殺毒力大小依次為谷蠹>銹赤扁谷盜>鋸谷盜>玉米象>嗜蟲書虱>米象>赤擬谷盜>嗜卷書虱。曹陽等[18]研究結果表明,2.5%多殺菌素懸浮劑對書虱的觸殺效果明顯高于鋸谷盜和米象。目前,多殺菌素防治儲糧害蟲的常用劑型為粉劑和懸浮劑,2種劑型對常見儲糧害蟲均具有一定的防治效果。近年來,納米制劑受到廣泛關注,與傳統劑型相比,納米制劑具有更好的穩定性、良好的表面活性和優異的滲透性。多殺菌素納米水劑是由多殺菌素和氨基磺酸小分子通過非共價結合組裝而成,制作過程簡單,僅含有少量食品級助劑,與傳統劑型懸浮劑相比,更加安全環保。作為一種新劑型,多殺菌素納米水劑對小菜蛾和薊馬等田間害蟲的防治效果顯著,藥效較懸浮劑提高20%以上[19]。但其對儲糧害蟲的實倉模擬實驗的研究鮮有報道。

本研究在感染銹赤扁谷盜和鋸谷盜達到嚴重蟲糧標準的小糧堆中施藥,測定不同濃度多殺菌素納米水劑對這2種害蟲的防治效果。并進一步將多殺菌素納米水劑與甲基嘧啶磷乳油進行復配,探究了對鋸谷盜的防治效果,為儲糧害蟲綠色防治技術的研究和應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗材料與設備

供試原糧:稻谷,水質量分數為11.23%,安徽省合肥市長豐縣雙鳳物流儲備庫。

實驗藥劑:5%多殺菌素納米水劑;55%甲基嘧啶磷乳油。

供試害蟲:鋸谷盜、銹赤扁谷盜(均為原糧中已存在的儲糧害蟲),每個糧堆中施藥前的蟲口密度均為30頭/kg以上。從未進行實驗的原糧中篩取儲糧害蟲補充至實驗原糧中,待穩定24 h后再次查蟲確認蟲口密度。

實驗設備:儲糧防護劑自動微噴機。

1.2 實驗方法

1.2.1 多殺菌素納米水劑對鋸谷盜和銹赤扁谷盜的殺蟲實驗

實驗方法:清理糧倉地面,將稻谷原糧分為12個糧堆且糧堆間距離控制在1 m左右。因實驗原糧中存在大量儲糧害蟲,分堆后穩定24 h再進行施藥前的蟲口密度篩查。

將稻谷糧堆分為4個處理組,每組3個重復,按表1用自來水將藥劑稀釋至400 mL,使用微噴機將稀釋后的藥劑均勻噴灑于糧粒表面。糧堆用薄膜覆蓋,防止糧堆內外的害蟲混雜影響實驗結果。

表1 多殺菌素納米水劑殺蟲實驗組別及有效成分濃度

1.2.2 多殺菌素與甲基嘧啶磷復配對鋸谷盜和銹赤扁谷盜的殺蟲實驗

清理糧倉地面,將稻谷原糧分為18個糧堆(80 kg/糧堆)且糧堆間距離控制在1 m左右。根據多殺菌素納米水劑對2種儲糧害蟲的防治效果,結合甲基嘧啶磷乳油的推薦質量分數(5～10 mg/kg)確定2種藥劑的復配濃度。將稻谷的糧堆分為5個處理組,每組3個重復,按表2將藥劑稀釋至400 mL后均勻施藥。糧堆用薄膜覆蓋,防止糧堆內外的害蟲混雜影響實驗結果,并且為甲基嘧啶磷的熏蒸作用提供一定密閉性。

表2 多殺菌素復配劑殺蟲實驗組別及藥劑有效成分濃度

1.3 數據統計及處理方法

1.3.1 數據統計方法

篩查時間:施藥前和施藥后的第3天與第7天,采用人工篩查法進行蟲口密度檢查。篩查點設置:在糧堆的表層、上層、中層和下層分別扦樣查蟲。篩查量統計:每個篩查點分別取1 kg,檢查糧粒外部的害蟲,分類計數,單位:頭/kg。評價方法:以各篩查點害蟲密度最大值代表糧堆的蟲口密度。

1.3.2 數據處理方法

死亡率=(施藥前蟲口密度-施藥后蟲口密度)/施藥前蟲口密度×100%

校正死亡率=(處理組死亡率-對照組死亡率)/(1-對照組死亡率)×100%

數據經平方根反正弦轉換后,用SPSS 19.0軟件進行顯著性差異分析,采用Duncan法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 多殺菌素納米水劑對2種儲糧害蟲的殺蟲效果

由圖1可知,多殺菌素納米水劑對2種儲糧害蟲的殺蟲效果隨著藥劑濃度和處理時間的增加而增加,鋸谷盜和銹赤扁谷盜的最高校正死亡率分別為71.70%和90.29%。在相同處理濃度和時間下,除2 mg/kg(藥后7 d)對2種儲糧害蟲的防治效果無顯著差異外,對鋸谷盜的殺蟲效果均顯著低于銹赤扁谷盜。銹赤扁谷盜的校正死亡率均高于鋸谷盜,與已有研究中95%多殺菌素對銹赤扁谷盜的毒力大于鋸谷盜的結果一致。由此說明,鋸谷盜對多殺菌素納米水劑的敏感性低于銹赤扁谷盜。

此外,多殺菌素納米水劑在處理鋸谷盜時,2 mg/kg和3 mg/kg的殺蟲效果在同一處理時間下無顯著性差異;處理銹赤扁谷盜時,1 mg/kg和2 mg/kg的殺蟲效果在同一處理時間下無顯著性差異。因此,防治鋸谷盜和銹赤扁谷盜多殺菌素納米水劑單劑的推薦質量分數及處理時間分別為2 mg/kg、藥后7 d和3 mg/kg、藥后3 d為最宜。

2.2 多殺菌素與甲基嘧啶磷復配對2種儲糧害蟲的殺蟲效果

由圖2可知,多殺菌素與甲基嘧啶磷復配對2種儲糧害蟲的殺蟲效果均顯著高于2 mg/kg多殺菌素納米水劑單劑。復配劑對同一種儲糧害蟲的防治效果,隨復配濃度以及處理時間的不同而存在差異。雖然在相同的藥劑濃度和處理時間下,復配劑對鋸谷盜的防治效果均低于銹赤扁谷盜。但在藥后第7天,該復配劑可有效防治鋸谷盜,校正死亡率在82.9%以上。1 mg/kg多殺菌素納米水劑和5 mg/kg甲基嘧啶磷乳油復配時,鋸谷盜和銹赤扁谷盜的校正死亡率均隨處理時間的延長而顯著增加。且在第7天達到最高校正死亡率,分別為86.41%和98.65%。2 mg/kg多殺菌素納米水劑和5 mg/kg甲基嘧啶磷乳油復配時,在藥后第7天,鋸谷盜和銹赤扁谷盜的校正死亡率分別為82.90%和97.95%;與1 mg/kg多殺菌素納米水劑復配時的校正死亡率無顯著差異。因此,隨處理時間的延長,選用較低濃度的多殺菌素納米水劑(1 mg/kg)與甲基嘧啶磷乳油進行復配為最宜。

研究發現,2 mg/kg多殺菌素納米水劑在2次實驗中的防治效果存在差異,在復配劑實驗中對儲糧害蟲的防治效果低于多殺菌素納米水劑單劑實驗。單劑實驗的進行時間為9月中旬,復配實驗的進行時間為10月中旬,2次實驗的平均溫度相差10 ℃左右。Wijayaratne等[20]研究表明,多殺菌素可以增加儲糧害蟲對高溫的敏感性,與溫度存在協同作用,由此推測是因10月份的溫度下降導致了同濃度下的防治效果降低。

此外,藥劑種類、復配濃度和處理時間不同均對殺蟲效果產生影響。王爭艷等[21]和Saddiq等[22]研究發現,多殺菌素和溴氰菊酯以不同比例復配,表現出不同的作用效果,1∶10表現出協同效應,1∶1和1∶20表現出拮抗效應,而與毒死蜱復配均可表現出協同效應。本研究結果表明,多殺菌素納米水劑和甲基嘧啶磷乳油在不同濃度復配時,均表現出協同效應,且隨著處理時間的延長,殺蟲效果也不斷增強。

注:B1表示2 mg/kg多殺菌素納米水劑與5 mg/kg甲基嘧啶磷乳油復配處理的實驗組,B2表示1 mg/kg多殺菌素納米水劑與5 mg/kg甲基嘧啶磷乳油復配處理的實驗組,B3表示5 mg/kg甲基嘧啶磷乳油處理的實驗組,B4表示2 mg/kg多殺菌素納米水劑處理的實驗組。圖2 多殺菌素復配劑對兩種儲糧害蟲的殺蟲效果

多殺菌素獨特的殺蟲機理使其產生交互抗性的風險較小,在實際的應用過程中,可結合環境條件、儲糧害蟲種類、害蟲危害程度、藥劑處理時間以及受感染的糧食種類等因素[23],篩選低毒安全的藥劑與之復配,開展綜合防治。同時需進一步改進應用技術,以滿足大規模原糧的應用需求。

3 結論

在糧食運輸過程中,可能因市場、環境或其他原因導致糧食暫存于物流倉中。物流倉的倉房條件相對較差,糧食更易受到害蟲的侵染危害。本研究結合糧食轉運過程中蟲害發生的實際情況,探究多殺菌素新型納米水劑單劑及復配劑對鋸谷盜和銹赤扁谷盜的防治效果。結果表明,多殺菌素納米水劑單劑對2種儲糧害蟲成蟲均有防治效果,鋸谷盜和銹赤扁谷盜的最高校正死亡率分別為71.7%和90.29%;與之相比,多殺菌素納米水劑復配劑對鋸谷盜和銹赤扁谷盜成蟲的防治效果均有提高,可以有效防治2種儲糧害蟲,鋸谷盜和銹赤扁谷盜的校正死亡率分別在82.9%和97.95%以上。

多殺菌素納米水劑對儲糧害蟲的防治效果受到昆蟲種類、處理時間、復配濃度和環境條件等因素的影響。多殺菌素納米水劑單劑對2種儲糧害蟲成蟲的防治效果隨著藥劑濃度和處理時間的增加而提高且對鋸谷盜的毒力小于銹赤扁谷盜;隨處理時間的延長,結合防治成本,選用較低濃度的多殺菌素納米水劑(1 mg/kg)與甲基嘧啶磷乳油進行復配為宜;環境條件不同,特別是環境溫度的差異,對多殺菌素納米水劑的防治效果存在一定影響。