粮食储藏环境对储粮害虫影响的研究

纪雅烨

中央储备粮镇江新区直属库有限公司 江苏镇江 212000

摘要: 摘要:本文分析了粮食储藏环境中的温度湿度以及光照等因素,探究其对玉米象、米象、谷蠹等多种储粮害虫的生长发育繁殖以及种群动态的作用,不同环境因素在不同程度上影响着储粮害虫的生命活动,基于此提出了包含温度湿度调控以及气调储粮等策略的防治措施,旨在为保障粮...
  • DOI:

    10.13738/j.cnki.acc.qklw60536

  • 专辑:

    科学Ⅰ辑;信息科技

  • 专题:

    信息、科学;综合科技

  • 分类号:

    G90;N92

摘要:本文分析了粮食储藏环境中的温度湿度以及光照等因素,探究其对玉米象、米象、谷蠹等多种储粮害虫的生长发育繁殖以及种群动态的作用,不同环境因素在不同程度上影响着储粮害虫的生命活动,基于此提出了包含温度湿度调控以及气调储粮等策略的防治措施,旨在为保障粮食安全储存提供理论依据与实践指导。

关键词:粮食储藏环境;储粮害虫;温度影响

Abstract: in this paper analyzes the temperature and humidity in grain storage environment and light factors, to explore the corn, rice, grain and other grain storage pest growth and reproduction and the role of population dynamics, different environmental factors in different degrees affect the life of grain storage pests, based on this contains temperature and humidity control and gas storage strategy control measures, aims to ensure the safety of food storage provide theoretical basis and practical guidance.

Key words: grain storage environment; grain storage pests; temperature influence

了解粮食储藏环境各因素对储粮害虫的影响,对于制定科学有效的防治策略、减少粮食损失以及保障粮食安全具有重要意义。因此,深入研究粮食储藏环境对储粮害虫的影响十分必要。

一、储粮害虫种类及习性

(一)主要储粮害虫种类

在粮食储藏期间多种储粮害虫会不同程度破坏粮食,常见的玉米象体型较小成虫体长约 2.9 至 4.2 毫米,身体呈圆筒形多为暗褐色且具光泽,其头部向前延伸如象鼻状这一独特形态特征便于辨认,玉米象广泛分布于全球对玉米以及小麦等多种谷物危害极大,它会蛀食粮食籽粒致使粮食重量减轻品质下降。

米象与玉米象外形相似,不过相对体型稍小,米象成虫活泼善于爬行和飞翔,能快速在粮堆中扩散,米象同样偏好侵害大米和小麦等粮食,在适宜环境下繁殖速度极快,所产的卵孵化后幼虫在粮粒内部取食,严重影响粮食食用价值。

谷蠹也是不容忽视的储粮害虫,其成虫体长约 2.0 至 3.0 毫米呈细长形,颜色从暗赤褐色至黑褐色有光泽,谷蠹耐干性和耐热性较强,常潜伏在粮堆底层以稻谷小麦以及玉米等为食,不仅直接蛀蚀粮食还会分泌一些物质加速粮食霉变。

(二)储粮害虫习性

就取食习性而言,玉米象凭借特有的象鼻状头部,以蛀食方式侵害玉米以及小麦等谷物,轻松钻入籽粒内部吃出通道并将内部营养物质蚕食对粮食造成实质性破坏。米象同样擅长蛀食偏好大米和小麦等,其活动致使粮粒千疮百孔,极大影响粮食完整性与品质,谷蠹常潜伏在粮堆底层,不仅蛀蚀稻谷小麦等还分泌物质加速粮食霉变,为其他有害微生物滋生创造条件。

从繁殖习性来看,米象在适宜环境下繁殖速度惊人能迅速找到合适粮食作为产卵场所,所产的卵紧紧依附在粮粒上,卵孵化出的幼虫立即在粮粒内部取食成长,这种高效繁殖方式使米象种群能在短时间内快速扩张。赤拟谷盗喜欢群居,它们在面粉以及麸皮等粮食加工品中大量聚集繁殖,其繁殖过程受环境限制较少,只要环境适宜就能不断繁衍后代,大量分泌物和排泄物严重污染粮食。

二、粮食储藏环境对储粮害虫的影响

(一)温度的影响

生长发育上不同温度条件下储粮害虫发育进程差异显著,以玉米象为例,在温度处于25℃左右的较为温暖环境中,其从卵孵化到成虫羽化时间相对短且发育速率快,原因是适宜温度能促进玉米象体内各种生理生化反应进行,让新陈代谢维持较高水平进而加速生长发育步伐。而当温度降低到10℃以下的低温环境时玉米象发育明显减缓,因低温抑制其体内酶活性使生理活动变迟缓,幼虫期以及蛹期时间相应延长,甚至可能进入滞育状态暂停生长发育以适应不利环境。

米象大量繁殖的重要前提是适宜温度区间,当温度处于20 - 30℃时米象交配行为更频繁且雌虫产卵量显著增加,温暖环境刺激米象生殖系统,让生殖细胞产生和成熟更顺利进而提高繁殖效率。然而一旦温度过高超过35℃,米象繁殖能力受抑制,过高温度可能破坏其体内生理平衡,影响生殖激素分泌和生殖细胞质量致使产卵量减少且卵孵化率大幅降低[1]。

(二)湿度的影响

在粮食储藏环境里湿度对储粮害虫影响重大,以谷蠹来说,在相对湿度大约处于 60% - 70%的适宜环境中谷蠹能保持良好生存状态,原因是这样的湿度条件可使谷蠹体表保持适当水分,有助于其开展呼吸以及运动等正常生理活动并且其体内各种生理生化反应也能在该湿度环境下稳定进行,保障谷蠹新陈代谢正常运转进而维持其生存。然而湿度变化较大时情况不同,若环境湿度降低,像相对湿度低于 40%谷蠹会有失水风险,水分缺失会打破其体内生理平衡,抑制酶的活性,使许多生理活动无法正常开展,谷蠹活动能力明显下降变得迟缓,甚至可能因严重失水而死亡。

(三)气体成分的影响

氧气浓度变化对储粮害虫的生存与活动有直接作用,以玉米象来说,在氧气含量约 21%的正常氧气浓度环境下玉米象能较为活跃地开展各种生命活动,这是因为充足氧气为其呼吸作用提供必要条件,使其可借助呼吸获取能量维持正常的生长繁殖以及运动等生理过程。然而,当氧气浓度降低至 5%以下时玉米象生存会受到严重威胁,低氧环境抑制其呼吸作用,造成能量供应不足致使玉米象活动能力大幅下降行动变迟缓,繁殖行为也受抑制,长时间处于这样的低氧环境中玉米象死亡率会显著增加[2]。可以到理想气体状态方程来推导与水汽相关的公式,理想气体状态方程:

粮食储藏环境对储粮害虫影响的研究(图1) 

其中,P是气体压强,V是气体体积,n是气体物质的量,R气体常数,T是绝对温度。

二氧化碳浓度对储粮害虫影响也极大,当环境中二氧化碳浓度升高到 10%以上时米象生理活动会发生明显变化,较高浓度的二氧化碳对米象产生麻醉作用,抑制其神经活动进而影响其正常行为模式,米象取食行为减少繁殖能力下降。而且,高浓度二氧化碳环境会改变米象对粮食的选择偏好,在二氧化碳浓度较高的粮堆中米象可能试图寻找更适宜环境,这在一定程度上改变了它们在粮堆中的分布情况。

表1 害虫生存状态表

害虫种类

正常氧气浓度(约21%)下生存状态

低氧浓度(<5%)下生存状态

高二氧化碳浓度(>10%)下生存状态

玉米象

活跃,正常进行取食、繁殖等活动

活动能力大幅下降,行动迟缓,繁殖受抑制,死亡率增加

生理活动受影响,取食和繁殖行为减少

米象

正常生存繁殖

难以生存,出现麻痹、死亡现象

产生麻醉作用,神经活动受抑制,取食和繁殖减少

(四)光照的影响

光照强度能改变储粮害虫行为模式,以赤拟谷盗为例,在光照强度较弱时因其能从相对昏暗光线中获得一种相对安全的环境感知,所以它们表现得更为活跃,会频繁穿梭于粮食之间不断摆动触角探测周围环境,积极寻找食物以及适宜的栖息场所,以此满足自身生存和繁殖需求[3]。然而,当光照强度增强,强烈光线会让赤拟谷盗感到不适甚至产生躲避行为,为避开强光,它们会尽量寻找阴暗角落或隐藏在粮食缝隙中减少在光线直射区域的活动时间。

三、基于环境调控的储粮害虫防治策略

(一)温度调控防治

借助专业制冷设备可把粮堆温度降低到害虫难以生存的范围,当温度降至 15℃以下时多数储粮害虫如玉米象等的生长发育速度会大幅减缓,这是因为低温使它们的新陈代谢减弱以及酶的活性受到抑制,繁殖行为也受到阻碍,温度进一步降低至 0℃以下害虫生理活动近乎停滞,部分害虫甚至会因低温直接死亡,这种低温环境不但能抑制害虫当下活动,还可有效降低害虫种群繁殖率,从根源上减少害虫数量增长[4]。

自然低温储粮是环保且经济的方式,在寒冷冬季利用自然低温条件对粮食进行通风降温处理,在北方地区冬季室外温度常常能达到零下十几摄氏度甚至更低,此时开启粮仓通风设备让冷空气进入粮堆使粮温逐渐降低。在这种自然低温环境下储粮害虫生存面临极大挑战,由于无法适应低温,害虫活动能力下降难以继续侵害粮食,而且自然低温储粮避免使用额外能源和化学药剂,既降低成本又减少对环境的污染。

(二)湿度调控防治

降低粮食水分含量能够有效抑制储粮害虫生长和繁殖,以小麦来说,刚收获的小麦水分含量高,若直接储存易成为储粮害虫的温床,利用晾晒方式将小麦摊在通风良好且阳光充足之处让水分自然蒸发,在此过程中随着小麦水分含量逐渐降低,害虫生存环境变差,这是因为适宜湿度是害虫维持生理活动的必要条件,水分减少使害虫难以进行正常新陈代谢导致其生长发育速度变缓以及繁殖能力大幅下降[5]。

(三)气调储粮防治

 氮气气调储粮借助氮气特性,利用专业制氮设备将粮仓内空气逐渐置换为高浓度氮气为粮食营造低氧储存环境,以此有效抑制储粮害虫生长与繁殖,当粮仓内氮气浓度达 95%以上氧气含量大幅降低[6]。当二氧化碳浓度升高到 40%以上会对储粮害虫产生多方面影响,就米象而言,高浓度二氧化碳对其产生麻醉作用,抑制米象神经系统使其行动变得迟缓,难以像往常一样在粮堆中灵活活动,同时干扰米象繁殖行为降低交配频率,即便成功交配,所产卵也可能因环境不适无法正常孵化。

结论:

本文提出的温度湿度调控以及气调储粮等策略能有效防治储粮害虫,应用中应根据不同储粮环境和害虫种类,灵活选择和组合防治策略以实现粮食安全储藏。

参考文献:

[1]宋群,韦柳利,王增澔,等.粮食储藏环境对储粮害虫影响的研究进展[J].中国农学通报,2024,40(11):127-133.

[2]张俊东,鲁玉杰,王文敬,等.粮食储藏环境中的多场耦合效应对粮食品质影响的研究进展[J].中国粮油学报,2022,37(11):38-45.

[3]郭道林,周浩,王殿轩,等.中国粮食储藏学科的现状与发展展望(2015~2019)[J].粮食储藏,2021,50(02):1-9.

[4]苑江浩,常青,李燕羽,等.神经网络在粮食储藏领域中的应用概述[J].中国粮油学报,2021,36(02):155-161.

[5]邓树华,吴树会,潘琴,等.储粮害虫物理防治技术研究[J].粮食与油脂,2019,32(01):10-12.

[6]王晶磊,肖雅斌,徐威,等.粮库储粮害虫防治存在问题及前景展望[J].粮食与食品工业,2014,21(03):82-85.



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