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在滿足種植者綜合防治有害生物需求的同時(shí), 如何提高施藥人員的安全性和減少貯存谷物中化學(xué)農(nóng)藥的殘留量, 是一直面臨的難題。優(yōu)化農(nóng)藥的遞送方式有助于降低控制有害生物所需的藥量。帶電荷的粉末可作為活性成分或生物制劑的惰性載體, 并黏附在昆蟲的體壁上。近年來, 靜電粉末Entostat?已經(jīng)成功應(yīng)用于幾類害蟲的“迷亂 (autoconfusion) ”, 其中也包括倉儲(chǔ)害蟲。“迷亂”指的是利用含有靶標(biāo)昆蟲性信息素的Entostat?擾亂昆蟲交配的一種新技術(shù)。在該技術(shù)中, 目標(biāo)昆蟲的雄性被吸引到含Entostat?的誘餌站后其體壁黏附粉末, 使雄性昆蟲體壁攜帶雌性性信息素, 進(jìn)而吸引其他雄性昆蟲, 以此方式, 使越來越多的雄性昆蟲無法找到雌性交配。

盡管已對靜電粉末用做數(shù)種信息素的載體進(jìn)行過評(píng)估, 卻鮮有將其作為其他活性成分 (如殺蟲劑) 載體的信息。已有研究表明幾種粉塵或粉末可用于田間作物和倉儲(chǔ)產(chǎn)品保護(hù)中殺蟲劑載體, 且二者具有協(xié)同效應(yīng)。例如, 在倉儲(chǔ)品的保護(hù)方面, Lord發(fā)現(xiàn)使用硅藻土 (DEs) 為載體, 增強(qiáng)了昆蟲病原真菌Beauveria bassiana (Balsamo) Vuillemin (絲孢菌綱:叢梗孢目) 防治谷蠹 (Rhyzopertha dominica) (鞘翅目:長蠹科) 、鋸谷盜 (Oryzaephilus surinamensis) (鞘翅目:鋸谷盜科) 和銹赤扁谷盜 (Cryptolestes ferrugineus) (鞘翅目:扁谷盜科) 的效果。對于球孢白僵菌 (B.bassiana) 和金龜子綠僵菌 (Metarhizium amisopliae) (糞殼菌綱:肉座菌目) 的研究已有類似報(bào)道。此外, Chintzoglou等人發(fā)現(xiàn), 同時(shí)使用DE與多殺菌素粉劑防治雜擬谷盜[Tribolium confusum (鞘翅目:擬步甲科) ]具有相加效應(yīng)。關(guān)于天然除蟲菊酯、擬除蟲菊酯和新煙堿噻蟲嗪也有類似報(bào)道。在倉儲(chǔ)品的保護(hù)中也評(píng)估了一些特定混合物所應(yīng)用的許多惰性物質(zhì), 如硅、灰分、滑石粉、炭和小麥粉。

理想情況下, 在上面提到的組合中, 多孔惰性材料 (如DE和二氧化硅) 的添加可有效降低活性成分的分解速度, 使其可控、持久的釋放。例如, Athanassiou等人發(fā)現(xiàn)杜松油和二氧化硅對米象 (Sitophilus oryzae) (鞘翅目:象蟲科) 和雜擬谷盜 (T.confusum) 具有明顯的協(xié)同效應(yīng)。然而, 所有上述研究都集中于非黏著性的材料, 這些材料通常與貯存環(huán)境相互作用有限或無。相比之下, 黏著性載體 (如靜電粉末) 對特定活性成分 (AI) 的殺蟲活性影響的報(bào)道相對較少。Tananaki等人將靜電粉末Entostat?與百里酚粉末組合, 用于控制外寄生螨狄斯瓦螨 (Varroa destructor) (蜱螨亞綱:瓦螨科) , 結(jié)果發(fā)現(xiàn)該組合有效防治的百里酚的施用量是標(biāo)準(zhǔn)百里酚的1/6~1/8。Meikle等人對該組合的研究也得到了類似的結(jié)果。目前, 大部分工作是研究直接接觸的效果, 只有少數(shù)研究是關(guān)于水平傳遞。Huang等人發(fā)現(xiàn)含有蛻皮激素作用的甲氧蟲酰肼的靜電粉末Entostat?顯著降低了蘋果小卷蛾 (Cydia pomonella) (鱗翅目:卷葉蛾科) 的后代的繁殖能力, 這表明在交配期間攜帶Entostat?雄性把甲氧蟲酰肼傳遞給雌蟲。對于地中海果實(shí)蠅 (Ceratitis capitata) (雙翅目:實(shí)蠅科) 的相關(guān)報(bào)道表明, 含有多殺菌素的靜電粉末Entostat?可以水平傳遞。

盡管應(yīng)用靜電粉末制劑能夠有效防治數(shù)種倉儲(chǔ)害蟲, 但與液體制劑相比, 粉末混合物存在一些潛在的缺陷, 如, 一些惰性材料降低了糧食的堆積密度。靜電粉末Entostat?可用于有效傳遞球孢白僵菌防治鋸谷盜和谷蠹、谷象和大谷蠹。然而, 還未詳細(xì)地測試這些改進(jìn)的制劑和傳遞系統(tǒng)防治倉儲(chǔ)害蟲的效果, 以及可能對食品的不良影響, 或施用期間產(chǎn)生的粉塵可能會(huì)增加工人的暴露風(fēng)險(xiǎn)。

本研究將靜電粉末Entostat?作為一種倉儲(chǔ)害蟲殺蟲劑甲基嘧啶磷的惰性載體, 用于控制4種主要倉儲(chǔ)害蟲 (米象、鋸谷盜、谷蠹和雜擬谷盜) 的成蟲及其后代, 并與常規(guī)的甲基嘧啶磷乳油 (EC) 作對比。同時(shí), 還研究了靜電粉末Entostat?對倉儲(chǔ)谷物重要質(zhì)量參數(shù)——堆積密度的影響。對Entostat?處理的谷物進(jìn)行篩分、洗滌和加熱等加工處理后, 測量靜電粉末Entostat?對不同糧食谷物的黏附性以評(píng)價(jià)在谷物被處理后和食品加工前是否可以除去靜電粉末。并對靜電粉末Entostat?處理對用谷物制作的面包和面食的性能的影響進(jìn)行了評(píng)估。所有這些測試都旨在評(píng)估靜電粉末Entostat?作為載體混合處理倉儲(chǔ)谷物中的應(yīng)用潛力。

供試害蟲不分齡期和雌雄。所有試蟲均在25℃、65%相對濕度 (RH) , 連續(xù)黑暗的條件下飼養(yǎng)。谷蠹和米象用硬質(zhì)小麥全麥飼喂, 鋸谷盜用燕麥片飼喂, 雜擬谷盜用小麥粉飼喂。試蟲在室內(nèi)飼養(yǎng)10年以上。用未處理的全硬質(zhì)小麥進(jìn)行試驗(yàn)。在試驗(yàn)前, 使用Multitest濕度測量計(jì) (法國GODE公司) 測得硬質(zhì)小麥的水含量為13.5%。

試驗(yàn)所用殺蟲劑為甲基嘧啶磷 (Actellic 50 EC, 48.5%w/w;先正達(dá)公司) 。以靜電粉末Entostat?作為惰性載體。在試驗(yàn)中, Entostat?粉末單獨(dú)使用 (載體對照) 或與1%甲基嘧啶磷配制使用。Entostat?主要是由植物源蠟和聚合物組成的專利技術(shù)惰性載體, 在本試驗(yàn)中, Entostat?“變體”主要由精制的巴西棕櫚蠟組成。Entostat?粉末由Exosect有限公司提供。各處理的濃度設(shè)置為:有效成分甲基嘧啶磷0 (對照) 、0.2、0.4、0.6、0.8、1、2、3、4 mg/kg小麥, 每處理0.25 kg小麥。用蒸餾水配制試驗(yàn)所需濃度的甲基嘧啶磷溶液。將0.25 kg小麥均勻平鋪, 用Mecafer AG4噴霧器將0.25 m L懸浮液均勻噴灑在小麥上。Entostat?+殺蟲劑處理為:分別用5、10、15、20、25、50、75、100 mg甲基嘧啶磷和Entostat?粉末處理小麥 (0.25 kg) , 以達(dá)到以上劑量處理;只以相同量的Entostat?處理小麥作為載體對照;具體為在玻璃瓶 (直徑8.6 cm, 高17.5 cm) 中, 直接將Entostat?+殺蟲劑 (Entostat?) 用于小麥, 并手動(dòng)搖動(dòng)約1 min, 使粉末和殺蟲劑在糧食顆粒上均勻分布。用0.25 m L蒸餾水噴霧處理小麥作為空白對照, 每個(gè)處理重復(fù)3次。

從每個(gè)處理的玻璃瓶 (1.1.2) 中取出3份20 g小麥樣品, 并放入圓柱形的塑料小瓶 (直徑3 cm, 高8 cm) 。將20只成蟲放入每個(gè)小瓶。然后將所有小瓶放入25℃、65%相對濕度, 黑暗的培養(yǎng)箱中。在第2、7、14 d觀察試蟲的死亡情況, 并計(jì)算死亡率。在14 d后, 從小瓶中取出所有試蟲 (死亡和存活) , 并將小瓶再放回培養(yǎng)箱。65 d后, 檢查小瓶內(nèi)的昆蟲數(shù)量。基于每種試蟲對甲基嘧啶磷的敏感性差異, 生物測定中所用甲基嘧啶磷的濃度根據(jù)目標(biāo)物種而調(diào)整。鋸谷盜和谷蠹所用濃度分別為2、3、4 mg/kg谷物, 雜擬谷盜為1、2、4 mg/kg谷物, 米象為0.2、0.4、0.6、0.8 mg/kg谷物。

對5種谷物, 硬質(zhì)小麥、軟質(zhì)小麥、水稻、玉米和大麥進(jìn)行測試。測試前, 對谷物補(bǔ)充水分, 將水分含量調(diào)整至10.5%和12.5%, 此水分含量反映了南歐地區(qū)收獲谷物的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn), 并分別對應(yīng)于55%和75%的相對濕度。評(píng)價(jià)Entostat?載體對照0、0.5、1.0 g/kg谷物3個(gè)濃度的情況。制備Entostat?-谷物混合物的方法為, 將1 kg谷物和適量Entostat?一起置于玻璃瓶中 (直徑16.0 cm, 高14.5 cm) , 手動(dòng)搖動(dòng)約1 min, 使粉末與谷物混合均勻, 每處理3個(gè)重復(fù) (共90罐) 。

用標(biāo)準(zhǔn)堆積密度測量裝置 (Code Multitest apparatus;GODE公司) 對樣品進(jìn)行稱重, 從而評(píng)價(jià)添加不同濃度Entostat?粉末后谷物堆積密度是否降低。

所用谷物為硬質(zhì)小麥、水稻和玉米。經(jīng)過⑴單獨(dú)篩分;⑵洗滌后篩分;⑶加熱后篩分, 評(píng)估谷物上Entostat?粉末的量減少情況。用于谷物的Entostat載體對照 (不含甲基嘧啶磷) 的量為0 (對照) 、0.2、0.5、1.0 g/kg谷物, 應(yīng)用方法同1.2.1。

對于每種谷物, 取0.5 kg置于玻璃瓶中, 分別用0、100、250、500 mg Entostat?粉末處理, 此量對應(yīng)于上述提及的測試濃度。放置小麥和玉米的玻璃瓶, 直徑為8.6 cm, 高為17.5 cm;放置水稻的玻璃瓶, 直徑為16.0 cm, 高為14.5 cm。在使用Entostat?粉末之前, 先在2 mm篩中篩分谷物約3 min, 以除去小的顆粒。對于對照 (未處理) 谷物也進(jìn)行相同的篩分處理。將一半的篩分谷物 (0.25 kg) 倒入瓶中, 然后加入Entostat?粉末, 再加入剩余的0.25 kg篩分谷物。玻璃瓶加蓋并搖動(dòng)至少2 min, 以確保Entostat?分布均勻。將谷物在1 mm篩中篩分1 min, 收集篩中物, 用天平稱重 (Precisa 40SM-200A) , 間接測定Entostat?在谷物上的殘留量, 每處理重復(fù)3次。

在初步清潔和用Entostat?處理[如⑴]后, 將處理和未處理的谷物顆粒放置在鋁制容器中, 并向其中加入1 L水。15 min后, 除去水, 將谷物置于塑料容器在30℃下干燥1.5 h。再進(jìn)行篩分, 測量谷物上Entostat?的殘留量。

在初步清潔和Entostat?處理[如⑴]后, 將谷物放入鋁制容器并置于實(shí)驗(yàn)室烤箱 (德國Memmert) , 在 (55±1) ℃下放置1 h。再進(jìn)行篩分, 測量谷物上Entostat?的殘留量。

用Entostat?粉末以200、500、1 000 mg/kg谷物濃度分別處理硬質(zhì)和軟質(zhì)小麥。把0.5 kg硬質(zhì)麥和5 kg軟質(zhì)麥分別置于玻璃和金屬容器中, 加入適量Entostat?粉末, 手動(dòng)搖動(dòng)約1 min, 使粉末與谷物混合均勻。設(shè)未處理對照, 每處理3個(gè)重復(fù)。

測定處理和未經(jīng)處理 (對照) 的硬質(zhì)小麥的堆積密度、白粒、含水量、雜質(zhì)、面筋、黑點(diǎn)、蛋白質(zhì)和灰分等質(zhì)量參數(shù)。這些參數(shù)是衡量給定品種小麥制作粗面粉/面食的標(biāo)準(zhǔn)特性。分別用堆積密度測量儀和濕度分析儀 (德國Kern) 測量堆積密度和濕度, 使用近紅外分析儀 (德國Zeutec公司) 分析蛋白質(zhì)含量, 使用Glutomatic (瑞典Perten) 分析谷蛋白, 燃燒谷物后稱量灰分含量, 其他參數(shù)通過肉眼觀察100粒谷物決定。

用Infratec?1241顆粒分析儀 (Foss, Hiller?d, Denmark) 檢測處理和未處理軟質(zhì)小麥的堆積密度, 濕度的測定根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ICC202, 蛋白質(zhì)含量測定依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ICC202, 濕面筋含量、硬度、沉淀值、淀粉、外力總功 (total work force) 和灰分含量等依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ICC1.4/1使用馬弗爐 (Heraeus M110;美國Thermo Scientific) 檢測計(jì)算, 下降值 (FN) (α-淀粉酶活性) 依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ICC107/1用Falling Number? (FN-1310) (Perten) 進(jìn)行測定。然后使用Lab Mill 3100 (Perten) 將處理和未處理的軟質(zhì)小麥碾磨成面粉。為了比較面粉質(zhì)量, 測定了以下參數(shù):水分含量依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ICC202測定, 吸水性依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ICC114/1測定 (小麥粉面團(tuán)的流變性能) , 拉伸性能 (阻力/45', 阻力/90';伸展性/45', 伸展性/90') 用拉伸儀Extensograph?-E (德國Brabender, 公司) 進(jìn)行測定, 對于面團(tuán)吹泡特性 (P/L) 使用面筋拉力測定儀與NG型吹泡稠度儀 (Chopin, Villeneuve-D) 依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ICC121進(jìn)行測定, 出粉率使用Brabender Quadrumat Junior mill (Brabender) 進(jìn)行測定。

在研究不同處理對成蟲死亡率的影響時(shí), 以濃度和甲基嘧啶磷/甲基嘧啶磷+靜電粉末為主要影響因素, 時(shí)間-死亡率作為變量, 運(yùn)用JMP軟件進(jìn)行重復(fù)測量的方差分析 (MANOVA) 和Wilk'sλ值測試。對于后代繁殖量的影響, 使用相同的軟件進(jìn)行雙因素方差分析 (ANOVA) , 以后代數(shù)量作為反應(yīng)變量, 濃度和甲基嘧啶磷/甲基嘧啶磷+靜電粉末為主要影響因素。由于雜擬谷盜的后代繁殖量非常低, 處理后很難繁殖, 所以沒有進(jìn)行分析。

用相同的軟件對其他處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。對每種谷物的堆積密度分別進(jìn)行雙因素方差分析, 以Entostat濃度和水分含量為主要影響因素。將每種谷物篩分的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行雙因素方差分析, 以Entostat濃度和篩分方法為主要影響因素。在必要時(shí)對數(shù)據(jù)進(jìn)行l(wèi)og (x+1) 形式轉(zhuǎn)換 (初始值在圖表中顯示) 。最后, 對面包和面食制作每一特性參數(shù)分別進(jìn)行單項(xiàng)方差分析, Entostat濃度作為影響因素。對所有數(shù)據(jù)的平均值進(jìn)行了Tukey-Kramer HSD檢驗(yàn) (0.05) 。

在測試的所有試蟲中, 除谷蠹外, 殺蟲劑、殺蟲劑濃度和時(shí)間均對成年甲蟲的死亡率有顯著影響 (表1) 。對于谷蠹、雜擬谷盜, 空白對照和載體對照組的死亡率分別低于10%和4%, 而其他2種物種處理14 d后, 對照死亡率達(dá)到16%。

對于米象, 所有試驗(yàn)濃度處理2 d后的死亡率均低于32%, 與僅用甲基嘧啶磷處理相比, 靜電粉末+甲基嘧啶磷處理的死亡率更高 (圖1A) 。處理后7 d, 2個(gè)高濃度 (0.6、0.8 mg/kg谷物) 處理中, 甲基嘧啶磷處理和靜電粉末+甲基嘧啶磷處理中試蟲均全部死亡。在2個(gè)低濃度 (0.2、0.4 mg/kg谷物) 處理下, 靜電粉末+甲基嘧啶磷處理的試蟲死亡率明顯高于僅用甲基嘧啶磷的處理。

處理后7 d和14 d, 對于鋸谷盜, 在2種較低濃度下 (2、3 mg/kg谷物) , 靜電粉末+甲基嘧啶磷處理的死亡率明顯高于僅用甲基嘧啶磷的處理 (圖1B) 。雖然在2 d內(nèi)這2種處理的死亡率也是前者高于后者, 但僅在最低濃度 (2 mg/kg谷物) 差異才顯著。在最高濃度 (4 mg/kg谷物) 下, 這2種處理的死亡率沒有差異, 二者在第7 d的死亡率都接近100%。

表1 重復(fù)測量米象、谷蠧、鋸谷盜和雜擬谷盜成蟲死亡率的方差分析參數(shù)  下載原圖

注:對于米象, 總誤差df=64;對于其他物種, 總誤差df=48。

表1 重復(fù)測量米象、谷蠧、鋸谷盜和雜擬谷盜成蟲死亡率的方差分析參數(shù)

對于谷蠹, 在每個(gè)測試濃度 (2、3、4 mg/kg谷物) , 靜電粉末+甲基嘧啶磷處理的死亡率均高于僅用甲基嘧啶磷的處理, 但差異不顯著, 死亡率未達(dá)到50% (圖1C) 。

處理后2 d, 雜擬谷盜的死亡率極低 (<5.5%) (圖1D) 。在較低的2個(gè)濃度下 (1、2 mg/kg谷物) , 7、14 d后, 靜電粉末+甲基嘧啶磷處理的試蟲死亡率顯著高于僅用甲基嘧啶磷處理。在濃度為4 mg/kg谷物時(shí), 2種處理間的試蟲死亡率沒有顯著差異, 14 d后, 2種處理試蟲的死亡率均接近100%。

圖1 不同濃度的甲基嘧啶磷 (PM) 或甲基嘧啶磷+靜電粉末 (PM+EP) 處理后2、7、14 d, 米象 (A) 、鋸谷盜 (B) 、谷蠧 (C) 、雜擬谷盜 (D) 成蟲的平均死亡率 (%±SE)   下載原圖

注:每一濃度和時(shí)間處理間, 相同的字母表示沒有顯著差異, 沒有標(biāo)注字母也為沒有顯著差異;HSD檢驗(yàn)為0.05。

在后代繁殖方面, 不同殺蟲劑處理 (甲基嘧啶磷、靜電粉末+甲基嘧啶磷) 和濃度對米象有顯著影響, 而對于谷蠧和鋸谷盜, 只殺蟲劑有影響顯著 (表2) 。對這3個(gè)試蟲種類, 載體對照處理后代的繁殖量最高, 再依次為甲基嘧啶磷、靜電粉末+甲基嘧啶磷。在所有情況下, 載體對照與其他2種處理間均存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。而在僅用甲基嘧啶磷的處理和靜電粉末+甲基嘧啶磷2個(gè)處理之間, 僅在一種情況下 (最低濃度下的米象) 存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異 (表3) 。

表2 米象、谷蠧和鋸谷盜后代量的方差分析參數(shù)  下載原圖

注:對于米象, 總誤差df=96;對于其他的物種, 總誤差df=72。

表2 米象、谷蠧和鋸谷盜后代量的方差分析參數(shù)

表3 在從用不同濃度的甲基嘧啶磷、甲基嘧啶磷+靜電粉末 (PM+EP) 或靜電粉末 (載體對照) 處理的小麥中除去米象、谷蠧和鋸谷盜65 d后, 它們后代的平均數(shù)量 (每瓶成蟲數(shù)±SE)   下載原圖

注:PM:甲基嘧啶磷;EP:靜電粉末。每個(gè)濃度和害蟲種類之間具有相同小寫字母表示差異不顯著;HSD檢驗(yàn)為0.05。

表3 在從用不同濃度的甲基嘧啶磷、甲基嘧啶磷+靜電粉末 (PM+EP) 或靜電粉末 (載體對照) 處理的小麥中除去米象、谷蠧和鋸谷盜65 d后, 它們后代的平均數(shù)量 (每瓶成蟲數(shù)±SE)

對于軟/硬質(zhì)小麥, 靜電粉末濃度和/或水分含量的增加都會(huì)對小麥的堆積密度產(chǎn)生顯著的負(fù)面影響, 在對軟質(zhì)小麥的處理中觀察到這2個(gè)因素之間存在相互作用 (表4和5) 。軟質(zhì)和硬質(zhì)的小麥水分含量為10%時(shí), 1 g/kg處理的小麥堆積密度顯著低于0.5 g/kg處理和對照 (表5) 。水分含量為12%時(shí), 只有硬質(zhì)小麥的1 g/kg處理的堆積密度顯著低于對照 (表5) 。靜電粉末濃度的變化對水稻和玉米的堆積密度均沒有影響, 而兩者都受水分含量的影響 (表4) 。在水分含量較高的情況下, 水稻的堆積密度增加;而增加水分含量, 玉米的堆積密度降低 (表5) 。大麥的堆積密度不受水分含量和靜電粉末濃度的影響 (表4和表5) 。

對于所有谷物, 靜電粉末濃度越高, 篩分后收集的粉末越多。篩分方法也對篩分掉的粉末量有顯著影響。在洗滌處理中硬質(zhì)小麥和玉米的粉末去除量最少, 而水稻最多 (表6) 。對于黏附性能, 篩分方法和粉末濃度對所有谷物都存在顯著差異性影響 (表6) 。洗滌是去除這3種谷物上粉末的最佳方法, 在對照處理和濃度≤500 mg/kg谷物的靜電粉末處理之間沒有顯著差異。而在1 000 mg/kg谷物時(shí), 只有玉米和水稻在洗滌后粉末的去除效果與對照相當(dāng) (表7) 。

對于面食制作性能, 除1 000 mg/kg谷物靜電粉末處理的小麥的堆積密度 (kg/L) 略有下降外 (表8) , 其他處理與空白對照間所有參數(shù)沒有顯著差異。

表4 對5種谷物在3種Entostat濃度和2種水含量下的堆積密度方差分析 (誤差df=12)   下載原圖

表4 對5種谷物在3種Entostat濃度和2種水含量下的堆積密度方差分析 (誤差df=12)

表5 用2種濃度的靜電粉末處理并且水分含量為10%和12%的谷物的堆積密度 (kg/h L)   下載原圖

注:表中數(shù)值為平均值±SE;對于每種谷物和水分含量, 相同的小寫字母表示沒有顯著性差異, 沒有字母表明沒有顯著性差異;HSD檢驗(yàn)為0.05。

表5 用2種濃度的靜電粉末處理并且水分含量為10%和12%的谷物的堆積密度 (kg/h L)

表6 施用3種濃度靜電粉末的硬質(zhì)小麥、玉米和水稻在經(jīng)3種篩分處理后對粉末的方差分析  下載原圖

注:對于所有谷物, 誤差df=24。

表6 施用3種濃度靜電粉末的硬質(zhì)小麥、玉米和水稻在經(jīng)3種篩分處理后對粉末的方差分析

軟質(zhì)小麥的面粉性質(zhì)未受靜電粉末的影響, 即使靜電粉末在最高濃度1 000 mg/kg谷物下 (表9) 。然而, 與對照相比, 在2個(gè)最高濃度下, 靜電粉末處理顯著降低小麥的2個(gè)面包制作性能, 即阻力 (R) BU/45'和阻力 (R) BU/90' (表10) 。面包制作性能的其他6個(gè)參數(shù), 均未受到靜電粉末的影響。

本研究結(jié)果表明, 靜電粉末和甲基嘧啶磷合用能有效保護(hù)谷物, 但這種保護(hù)作用容易受到谷物種類、藥劑濃度和作用時(shí)間的影響。本研究數(shù)據(jù)顯示, 靜電粉末載體對照處理對成蟲沒有影響, 這表明試蟲的死亡僅是由甲基嘧啶磷導(dǎo)致, 而與靜電粉末濃度無關(guān)。在生物測定過程中, 未發(fā)現(xiàn)被處理成蟲的行為發(fā)生任何改變。Baxter等人發(fā)現(xiàn)2種類型的靜電粉末, Entostat?和Entomag?和其濃度都影響印度谷螟雄性的行為, 但這種情況僅在粉末量非常大的情況下發(fā)生, 而實(shí)際應(yīng)用中不可能使用如此高的量。靜電粉末量超過一定的水平, 可能會(huì)有趨避作用, 甚至對第2代種群, 而它們被認(rèn)為會(huì)被粉塵環(huán)境即面坊所吸引。Nansen等人對鋸谷盜進(jìn)行了選擇測試, 發(fā)現(xiàn)當(dāng)燕麥中的Entostat量高于5%時(shí), 對此蟲成蟲有明顯趨避性。然而, 在實(shí)際條件下, 這個(gè)用量非常高, 特別是靜電粉末與谷物混合時(shí)。在本研究中, 小麥中靜電粉末的量占總重量的0.002%~0.04%, 遠(yuǎn)低于5%, 將甲蟲持續(xù)暴露于靜電粉末處理過的谷物中可能會(huì)增加昆蟲對粉末的攝取, 這應(yīng)該是靜電粉末+甲基嘧啶磷處理的小麥中試蟲死亡率增加的主要原因之一。

在測試的昆蟲中, 米象對甲基嘧啶磷和靜電粉末+甲基嘧啶磷處理均最為敏感。在最近的一項(xiàng)研究中, Rumbos等發(fā)現(xiàn)1 mg/kg谷物的甲基嘧啶磷處理7 d后, 可完全防治米象, 并將米象列為對甲基嘧啶磷最為敏感的倉儲(chǔ)類甲蟲。此外, 在本研究中, 0.6 mg/kg谷物甲基嘧啶磷處理米象7 d后死亡率也達(dá)到了100%。用靜電粉末+甲基嘧啶磷處理的小麥處理中, 甚至在更低的濃度 (0.4 mg/kg谷物) 米象的死亡率也達(dá)到100%, 在0.2 mg/kg谷物時(shí)死亡率也大于90% (常規(guī)制劑的死亡率僅為25%) 。因此, 對于此害蟲, 加入靜電粉末后所需的甲基嘧啶磷濃度至少減少50%, 且作用更快。這一點(diǎn)特別重要, 因?yàn)楣任锷系挠昧恐苯雨P(guān)系到最終產(chǎn)品中殘留量的高低。當(dāng)靜電粉末與甲基嘧啶磷混用時(shí), 增加了昆蟲與殺蟲劑的接觸, 從而使甲基嘧啶磷能在較低濃度時(shí)達(dá)到較高的殺蟲效果。

表7 3種濃度的靜電粉末處理的小麥、玉米和大米經(jīng)篩分、水洗后篩分和加熱后篩分, 粉末減少量 (mg) (平均±SE)   下載原圖

注:每行內(nèi)數(shù)值后為相同字母, 表明數(shù)值間無顯著差異;無字母表明無顯著差異;HSD檢驗(yàn)為0.05。

表7 3種濃度的靜電粉末處理的小麥、玉米和大米經(jīng)篩分、水洗后篩分和加熱后篩分, 粉末減少量 (mg) (平均±SE)

表8 200、500、1 000 mg/kg谷物的靜電粉末處理和對照硬質(zhì)小麥的面食制造相關(guān)屬性參數(shù)  下載原圖

注:數(shù)據(jù)后無小寫字母表示沒有顯著差異;HSD檢驗(yàn)為0.05。

表8 200、500、1 000 mg/kg谷物的靜電粉末處理和對照硬質(zhì)小麥的面食制造相關(guān)屬性參數(shù)

鋸谷盜和雜擬谷盜對甲基嘧啶磷也比較敏感, 但所需濃度高于米象。甲基嘧啶磷與靜電粉末混合使用同樣顯著增加了殺蟲效果, 因此對于鋸谷盜, 4 mg/kg谷物甲基嘧啶磷乳油在處理14 d死亡率達(dá)100%, 而甲基嘧啶磷與靜電粉末處理中甲基嘧啶磷濃度為3 mg/kg谷物即可達(dá)此防效。對于雜擬谷盜, 2 mg/kg谷物的靜電粉末+甲基嘧啶磷處理, 在14 d后死亡率接近100%, 但乳油處理需在4 mg/kg谷物濃度時(shí)才能達(dá)此效果。上述數(shù)據(jù)與前人報(bào)道的研究結(jié)果一致, 這表明利用靜電電荷能提高某些活性成分的傳遞效率, 增加防效, 同時(shí)也可降低所需農(nóng)藥濃度。

表9 200、500、1 000 mg/kg谷物靜電粉末處理和對照的軟質(zhì)小麥面粉制作的特性參數(shù) (±SE)   下載原圖

注:均無顯著性差異;HSD檢驗(yàn)為0.05。

表9 200、500、1 000 mg/kg谷物靜電粉末處理和對照的軟質(zhì)小麥面粉制作的特性參數(shù) (±SE)

表1 0 200、500、1 000 mg/kg谷物的靜電粉末處理和對照軟質(zhì)小麥制作面包特性參數(shù) (±SE)   下載原圖

注:對于每個(gè)參數(shù), 相同的小寫字母表示差異不顯著, 無字母表示無顯著差異;HSD檢驗(yàn)為0.05;阻力45'的方差分析參數(shù)為:df=3, F=5.23, P=0.03, 阻力90':df=3, F=7.33, P=0.01;在所有其他情況下, 沒有顯著差異。

表1 0 200、500、1 000 mg/kg谷物的靜電粉末處理和對照軟質(zhì)小麥制作面包特性參數(shù) (±SE)

所有甲基嘧啶磷乳油和靜電粉末+甲基嘧啶磷處理的谷蠧死亡率都比較低。這是因?yàn)樵撓x對包括甲基嘧啶磷在內(nèi)的有機(jī)磷類 (OP) 化合物的敏感性較低, 全球的許多地方都有抗性的報(bào)道。在本研究中并未發(fā)現(xiàn)用靜電粉末+甲基嘧啶磷處理對谷蠧有更高的防治效果。不過, 這種技術(shù)也可以應(yīng)用于其他農(nóng)藥活性成分, 以降低使用濃度和提高防治效果。靜電粉末+甲基嘧啶磷處理也影響所有種類試蟲的后代量, 與單獨(dú)用甲基嘧啶磷處理相比, 靜電粉末+甲基嘧啶磷處理產(chǎn)生的后代更少。另外, 本研究還發(fā)現(xiàn)載體對照比空白對照處理的后代繁殖量更大。可能是由于谷物表面附著粉末增加了昆蟲的產(chǎn)卵量, 或者巴西棕櫚蠟可能被昆蟲取食。

谷物防護(hù)劑在谷粒上的黏附性, 對其生物活性的發(fā)揮非常重要。黏附性能有助于增強(qiáng)殺蟲劑的持留并延長作用時(shí)間。Kavallieratos和Athanassiou等人報(bào)道不同種類的DEs對不同谷物的黏附性能存在差異。然而, 報(bào)道稱DE的黏附性能和殺蟲活性之間沒有相關(guān)性, 這可能是由于多種谷物因素和昆蟲的行為所致。在本文黏附性試驗(yàn)中, 與帶靜電的材料的黏附性一樣, 靜電粉末可大量黏附在谷物顆粒上。結(jié)果表明, 谷物種類對靜電粉末在其表面的持留量起著重要作用, 在硬質(zhì)小麥上的保持力最強(qiáng), 其次是玉米, 在水稻上最弱。這與DEs在水稻粒上的保持力要強(qiáng)于玉米的報(bào)道相反。靜電粉末和DE之間的另一個(gè)明顯區(qū)別是, DE很容易被從谷粒上篩分掉, 而從谷粒上除去靜電粉末則需要更多的步驟。靜電粉末保留在谷粒上的時(shí)間未知, 并且能夠通過摩擦 (摩擦充電) 再次帶電。

這種粉末應(yīng)用于倉儲(chǔ)谷物存在多種缺陷。其中一些可能與谷物流動(dòng)性、產(chǎn)品的外觀 (多塵) 或堆積密度的增加有關(guān)。已知應(yīng)用濃度低至50 mg/kg谷物的DEs可能對堆積密度造成不利影響, 是谷物貿(mào)易不能接受的。相比之下, 本研究中靜電粉末在≤500 mg/kg谷物的濃度下不會(huì)對堆積密度產(chǎn)生不利影響。1 000 mg/kg谷物會(huì)影響一些谷物的堆積密度;然而, 實(shí)際中應(yīng)用劑量不到1 000 mg/kg谷物 (1 g靜電粉末/kg谷物顆粒) , 因?yàn)? mg/kg谷物就能達(dá)到較好的防效。

Korunic等人評(píng)價(jià)了經(jīng)DE處理過的谷物的面包和面食制作性能, 結(jié)果發(fā)現(xiàn)谷物加工過程中的主要屬性不受DE的影響。鑒于此, 對用DEs處理過的谷物, 98%的DE可在加工之前的清潔過程中被去除, 對最終產(chǎn)品性能產(chǎn)生不利影響的可能性很低。相比之下, 靜電粉末難以去除, 因此評(píng)價(jià)靜電粉末對面粉和面食的加工屬性的影響比較重要。本文研究結(jié)果表明, 低于200 mg/kg谷物的靜電粉末處理對軟質(zhì)小麥對面粉和面包制作特性沒有影響, 處理硬質(zhì)小麥對面食制造性能無影響。然而, 即使用于谷物的靜電粉末不能被去掉, 也對最終產(chǎn)品的質(zhì)量沒有影響。

本文研究發(fā)現(xiàn)甲基嘧啶磷與靜電粉末混用可提高對某些倉儲(chǔ)害蟲的防治效果, 同理, 靜電粉末也可與其他殺蟲劑結(jié)合用于不同的谷物。本研究是首次報(bào)道靜電粉末應(yīng)用于谷物對谷物的影響, 表明靜電粉末對堆積密度和面包/面食的制作性能未產(chǎn)生不良影響。