（农药学专业论文）甲酸乙酯对储粮害虫的熏蒸活性及作用机理研究.pdf

西南大学硕士学位论文 中文摘要 甲酸乙酯对储粮害虫的熏蒸活性及作用机理研究 论文作者：唐培安 指导教师：邓永学研究员王进军教授 中文摘要 粮食在储存期间容易受到害虫、害螨和微生物等有害生物的为害，造成粮食质量和数量 的巨大损失，而人们目前用于保护粮食不受害虫侵害的武器似乎正在减少，人们迫切需要开 发出安全、绿色、高效的新型粮食熏蒸剂。甲酸乙酯具有杀虫迅速及绿色环保等优点，是一 种极具潜力的熏蒸剂。本文系统研究了甲酸乙酯在不同温度、浓度和熏蒸时间下对米象、赤 拟谷盗等重要储粮害虫的熏蒸致死作用，并测定了甲酸乙酯对米象成虫体内乙酰胆碱酯酶、 羧酸酯酶等重要酶活性的影响，以期为甲酸乙酯在实仓中的使用提供科学依据。 1 甲酸乙酯对储粮害虫的熏蒸活性 1 1 甲酸乙酯对米象的熏蒸作用 针对储粮害虫抗药性日趋严重，粮食熏蒸剂品种越来越少的现状，采用广口瓶密闭熏蒸 法，系统研究甲酸乙酯( e t f ) 在不同条件下对米象s i t o p h i l m o ，) z a e l 卵、低龄幼虫、高龄幼 虫、蛹以及成虫的致死作用。对米象成虫而言，在2 5 条件f 以4 0 和4 5 u 的药剂浓度 处理1 2h ，其校正死亡率分别为9 0 5 4 1 和9 9 3 2 4 ；以3 0 l l 的浓度在1 9 、2 5 和3 1 下 处理2 4h ，校正死亡率分别为8 3 1 0 8 、6 2 和4 2 ，表明甲酸乙酯具有良好的速效性，且在 相对低温时比在相对高温时熏蒸效果好。在2 0 、2 5 和3 0 条件下，熏蒸处理米象成虫2 4h ， 其l c 5 0 分别为2 5 0 9 、2 8 6 5 和3 0 8 8 l l ；处理4 8 h 时l c 5 0 则分别为2 3 1 0 、2 5 8 1 和2 7 3 2 # i l 。 对未成熟期各虫态的熏蒸结果表明，甲酸乙酯对米象低龄幼虫的熏蒸效果最好，其次为高龄 幼虫，蛹和卵对甲酸乙酯具有较高的忍耐性；在熏蒸时间为4 8h 条件f ，药剂浓度为2 5g ，m 3 时，包括卵、低龄幼虫、高龄幼虫和蛹在内的全部虫态死亡率都在9 0 以上：在3 0g ，m 3 的浓 度下则均达到9 5 以上；3 5 咖3 时卵、低龄幼虫、高龄幼虫的死亡率达到1 0 0 ，蛹的死亡率 也达到9 9 6 1 1 。 1 2 甲酸乙酯对赤拟谷盗的熏蒸活性 同样采用广口瓶密闭熏蒸法，在不同的药剂浓度、处理时间和温度下系统研究甲酸乙酯 ( e f t ) 对赤拟谷盗zc a s t a n e m 卵、低龄幼虫、高龄幼虫、蛹以及成虫的熏蒸致死作用，结 果表明处理时间和温度显著影响甲酸乙酯对赤拟谷盗各虫态的熏蒸致死效果，4 8h 内就能发 i 西南大学硕士学位论文中文摘要 挥很好的熏蒸活性，表明甲酸乙酯具有良好的速效性，在2 0 、2 5 和3 0 条件下熏蒸处理 赤拟谷盗成虫2 4 h ，其l c s o 分别为2 4 ，2 3 9 、2 7 5 1 6 和2 9 。9 5 3 l 几；处理4 8h 时则分别为2 2 1 8 2 、 2 5 7 3 6 和2 7 2 9 5 【l 。未成熟期各虫态对甲酸乙酯的敏感性由强到弱依次为：卵、低龄幼虫、 高龄幼虫和蛹。 1 3 模拟仓中甲酸乙酯对4 种害虫的熏蒸作用 在分别装有小麦、玉米和稻谷的模拟仓中，密闭熏蒸米象、赤拟谷盗、谷蠹和嗜卷书虱 的成虫，结果表明甲酸乙酯在小麦仓中的熏蒸效果最好，玉米仓次之，而在稻谷仓中的熏蒸 效果则最差。在3 0 条件下，以7 0p , m 3 的药剂浓度熏蒸处理2 4h ，在小麦仓的上、中、下 三层4 种害虫的死亡率均达到1 0 0 ：在玉米仓上、中层的4 种害虫和下层的赤拟谷盗、谷蠢 和嗜卷书虱3 种害虫死亡率达到1 0 0 ，仅下层的米象成虫有少数存活个体；而在稻谷仓中， 只有上层的嗜卷书虱和谷蠹全部死亡，其它均有存活个体，当浓度达到9 0 9 9 m 3 时。上层米象 的死亡率为9 8 7 ，而下层4 种害虫的死亡率都很低，均低于5 0 ，表明甲酸乙酯在稻谷中的 穿透性较差或稻谷对甲酸乙酯的吸附较强。对不同的害虫种类而言，甲酸乙酯对嗜卷书虱和 谷嚣的熏蒸效果较好，赤拟谷盗次之，而相同条件下对米象成虫的熏蒸效果最差。 2 甲酸乙酯对米象体内酶活性的影响 用亚致死剂量的甲酸乙酯处理米象成虫，采用生理生化的研究方法测定不同处理条件下 米象成虫体内乙酰胆碱酯酶( a c h e ) 、羧酸酯酶( c a r e ) 的活性及动力学常数，结果表明活 体条件下亚致死剂量的甲酸乙酯可使米象成虫体内a c h e 的比活力显著下降，在2 5 时用 2 0 f l l 的药剂处理1 6 h ，a c h e 的比活力由1 5 4 6 9 a m o l e s m g p r o m i n 下降至9 2 6 4n m o l e s m g p r o r a i n 处理2 4h 时，比活力由1 5 6 8 4n m o l e s m gp r o m i n 下降至9 5 3 0n m o l e s m gp r o ，m i l l ： 在离体条件下甲酸乙酯对米象a c h e 的活性影响较小。酶动力学研究表明甲酸乙酯可使米象 成虫体内a c h e 的j o 值明显增大，导致a c h e 对底物a t c h l 的亲和力下降。对于羧酸酯酶， 活体条件下随着熏蒸时间的延长酶活性表现为先降低后升高的规律；离体条件下主要表现 为微弱的抑制作用，且随着药剂浓度的增大抑制率也增大。 3 米象对甲酸乙酯的抗性风险评估 应用数量遗传学中的现实遗传力估计方法评价了米象对甲酸乙酯的抗性风险，在平均死 亡率为5 7 4 的选择压力下，米象对甲酸乙酯的抗性现实遗传力( h 2 ) 为0 0 “6 ，要使米象对 甲酸乙酯产生1 0 倍的抗性，共需要筛选1 ，9 代。 关键词：甲酸乙酯储粮害虫熏蒸活性作用机理抗性风险 西南大学硕士学位论文a b s t r a c t s t u d i e so nt h ef u m i g a t i o na c t i v i t i e sa n d m e c h a n i s m so f e t h y lf o r m a t e t os e v e r a l s t o r e dg r a i ni n s e c tp e s t s m a s t e rc a n d i d a t e ：t a n gp e i a n a d v i s o r ：p r o f d e n gy o n g x u ep r o f w a n gj i n j u n d u r i n gt h ep e r i o do fs t o r a g e ，g r a i nc o u l db ed a m a g e db yi n s e c t , m i t e ，a n dm i c r o o r g a n i s mp e s t s ， w h i c hc o u l dc a u s eh u g eq u a l i t ya n dq u a n t i t yl o s s e sf o rs t o r e dg r a i n n o w a d a y s ，i ts e e m e dt h a tt h e w e a p o n st op r o t e c ts t o r e dg r a i na g a i n s ti n s e c tp e s ti n f e s t a t i o nw e r ed e c r e a s i n g ，s ot h en e wf u m i g a n t s w i t hs a f e ，e n v i r o n m e n t a l l yf r i e n d l ya n de f f i c i e n tc h a r a c t e r i s t i c sw e r eu r g e n t l yn e e d e d e t h y lf o r m a t e i sap o t e n t i a lf u m i g a n tw i t hp r o p e r t i e so fr a p i di n s e c tc o n t r o la n db e i n gf r i e n d l yt oe n v i r o n m e n t i n t h i sp a p e r , t h el e t h a le f f e c t so fe t h y lf o r m a t ea g a i n s te g g s ，l a n r a e ，p u p a ea n da d u l t so fs i t o p h i l u s o r y z a e ，zc a s t a n e u ma n do t h e rs t o r e d - p r o d u c tp e s t sw e r es y s t e m a t i c a l l ys t u d i e du n d e rd i f f e r e n t t e m p e r a t u r e s ，e t fd o s a g e sa n d 。t r e a t m e n tt i r n e s i na d d i t i o n ，t h ee f f e c t so fe t h y lf o r m a t eo n a c e t y l c h o l i n e s t e r a s e ( a c h e ) a n dc a r b o x y l e s t e r a s e s ( c a r e ) i n & o r y z a ew e r ea l s os t u d i e d t h e s e e x p e r i m e n t sa i m e dt op r o v i d ed a t ai n f o r m a t i o nt oa p p l ye t h y lf o r m a t et oc o n t r o ls t o r e dg r a i ni n s e c t p e s t si ns t o r e h o u s e s 1t h e f u m i g a t i o na c t i v i t i e so fe t f o ns t o r e dg r a i ni n s e c tp e s t s 1 1t h ef u m i g a t i o na c t i v i t i e so fe t f o i l 墨o r y z a e b a s e do ni n c r e a s i n gr e s i s t a n c eo fs t o r e d g r a i ni n s e c tp e s t t oc h e m i c a l sa n d d e c r e a s i n g f u m i g a n t s ，t h ee f f e c t so fe t h y lf o r m a t e0 1 t v 3o ne g g s ，e a r l yl a r v a e ，l a t el a r v a e ，p u p a ea n da d u l t so f s i t o p h i l u so r y z a ew e r es y s t e m a t i c a l l ys t u d i e db yt h es e a l e dj a rf u m i g a t i o nm e t h o du n d e rd i f f e r e n t c o n d i t i o n s t h ec o r r e s p o n d i n gc o r r e c t e dm o r t a l i t i e so f 丘o r y z a ea d u l t sw e r e9 0 5 4 1 a n d9 9 3 2 4 w i t h4 0a n d4 5 川帆e t fd o s a g ea n d1 2hf u m i g a t i o nu n d e r2 5 u n d e rt h ec o n d i t i o n so f2 4h , f u m i g a t i o nw i t h3 0 i ld o s a g ea t1 9 ，2 5 a n d3 1 ，t h ea d u l tc o r r e c t e dm o r t a l i t i e sw e r e 8 3 1 0 8 ，6 2 a n d4 2 ，r e s p e c t i v e l y t h e s er e s u l t si n d i c a t e dt h a tt h ee t fk i l l e dt h ea d u l tw e e v i l si n av e r ys h o r tt i m ep e r i o d a n dt h ef u m i g a t i o ne f f i c a c ya tr e l a t i v e l yl o w e rt e m p e r a t u r ew a sb e t t e rt h a n t h a ta tr e l a t i v e l yh i g h e rt e m p e r a t u r e u n d e rt h ec o n d i t i o n so f2 0 , 2 5a n d3 0 a n d2 4hf u m i g a t i o n i i i 西南大学硕士学位论文a b s t r a c t t h ei j 一5 0 sw e r e2 5 0 9 4 ，2 8 6 5 0a n d3 0 8 7 5 l kr e s p e c t i v e l y , w h e r e a sa f t e r4 8hf u m i g a t i o n ，t h e c o r r e s p o n d i n gl c s o s w e r e2 3 1 0 1 ，2 5 8 0 5a n d2 7 3 1 6 u lt h er e s u l t so ff u m i g a t i o no ni m m a t u r e s t a g e ss h o w e dt h a tt h ef u m i g a t i o na c t i v i t yo fe t fa g a i n s te a r l yl a r v a ew a st h eb e s t ，a n dt h ep u p a e a n de g g sp o s s e s s e da r e l a t i v e l yh i g he n d u r a n c et oe t f u n d e rt h ec o n c e n t r a t i o no f2 5g 时，t h e m o r t a l i t i e so fi m m a t u r es t a g e sa l la m o u n t e dt oo v e r9 0 w h n ea tt h ec o n c e n t r a t i o no f3 0 咖3 ，t h e m o r t a l i t i e sa l lr e a c h e do v e r9 5 a l lo fe g g s ，e a r l yl a r v a ea n dl a t el a r v a ed i e d ，a n dt h em o r t a l i t i e so f p u p a ea l s oa c c o u n t e df u r9 9 6 1 1 1 2t h ef u m i g a t i o na c t i v i t i e so fe t fo nzc a s t a n e u m t h el e t h a le f f e c t so f e t h y lf o r m a t e ( e t f ) o ne g g s ，e a r l yl a r v a e ，l a t el a r v a e ，p u p a ea n da d u l t so fz c a s t a n e u mw e r es y s t e m a t i c a l l ys t u d i e db yt h es e a l e dj a rf i l m i g a t i o nm e t h o du n d e rd i f f e r e n te t f d o s a g e s ，t r e a t m e n tt i m e sa n dt e m p e r a t u r e s t h er e s u l t si n d i c a t e dt h a tt r e a t m e n tt i m ea n dt e m p e r a t u r e s i g n i f i c a n t l ya f f e c t e df u m i g a t i o n e f f e c t so fe t fo nzc a s t a n e u m t h e r ew a sa f a i r l yh i g h e r f u m i g a t i o na c t i v i t yo fe t fw i t h i n4 8h ，t h e s es h o w e dt h a te t h y lf o r m a t ep o s s e s s e dar a p i de f f e c to nz c a s t a n e u m a t2 0 ，2 5 a n d3 0 a f t e r2 4hf u m i g a t i o n ，t h el c mo fa d u l t sw e r e2 4 2 3 9 、 2 7 5 1 6a n d2 9 9 5 3 l l r e s p e c t i v e l y w h e r e a su n d e r4 8hf u m i g a t i o n ，t h ec o r r e s p o n d i n gl c s 0w e r e 2 2 1 8 2 , 2 5 7 3 6a n d2 7 2 9 5 u lr e s p e c t i v e l y t h ef u m i g a t i o na c t i v i t yo fe t fa g a i n s te g g si st h eb e s t ， b u tt h ep u p a ea n dl a t el a r v a ep o s s e s s e dah i g h e re n d u r a n c et oe t f 1 3t h ef u m i g a t i o na c t i v i t i e so fe t fo nf o u rs t o r e dg r a i ni n s e c tp e s t si ns i m u l a t i v e s t o r e h o u s e s n e f u m i g a t i o na c t i v i t i e so fe t h y lf o r m a t e ( e t f ) a g a i n s tt h ea d u l t so f 曼o r y z a e ，zc a s t a n e u m ，兄 d o m i n i c aa n dl b o s t r y c h o p h i l aw e r es t u d i e di ns i m u l a t i v es t o r e h o u s e sw i t hw h e a t ，m a i z ea n dp a d dy t h er e s u l t ss h o w e dt h a tf u m i g a t i o na c t i v i t i e so fe t fi ns i m u l a t i v ew h e a ts t o r e h o u s ew e r eb e s t ，a n d t h ec o r r e c t e dm o r t a l i t yi ns i m u l a t i v ep a d d ys t o r e h o u s ew a sl o w e s t t h ec o r r e c t e dm o r t a l i t i e so f4 i n s e c t si nu p p e r , m i d d l ea n dl o w e rl a y e r so fw h e a ts t o r e h o u s ew e r e1 0 0 w i t had o s eo f7 0g m a f t e r2 4ht r e a t m e n tu n d e r3 0 t h ec o r r e c t e dm o r t a l i t i e so ft h eu p p e ra n dm i d d l el a y e ri n s i m u l a t i v em a i z es t o r e h o u s ew e r e1 0 0 a n ds o m el i v i n ga d u l t so fm a i z ew e e v i l se x i s ti nt h el o w e r l a y e r f o u rk i n d so fi n s e c t sc a ns u r v i v ea ta l ll a y e r so fs i m u l a t i v ep a d d ys t o r e h o u s ee v e nw h e nt h e e t fd o s ew a s9 0g m sa n dt h ec o r r e c t e dm o r t a l i t ya tt h el o w e rl a y e rw a sl e s st h a n5 0 t h e s e r e v e a l e dt h a tt h ep e n e t m b h i t yo fe t h y lf o r m a t et h l o u 【g hp a d d yw a sq u i t ep o o r , t h a ti st os a y , t h e a b s o r p t i o na b i l i t yo fp a d d yt oe t fw a sg o o d a st ot h ef u m i g a f o ne f f i c a c yo fe t ft ot h e4k i n d so f i n s e c t s ，e t fc a nc o n t r o l 兄d o m i n i c aa n dl b o s t r y c h o p h i l ae f f e c t i v e l ya n dg e tt h eb e s tf u m i g a t i o n e f f i c a c y t h ef u m i g a t i o ne f f i c a c ya g a i n s tzc a s t a n e u mr a n k e dt h es e c o n d 1 r h ep o o r e s tf u m i g a t i o n e f f i c a c ya g a i n s tso t y z a ec o u l d b eo b t a i n e du n d e rt h es a a ec o n d i t i o n s 西南大学硕士学位论文a b s t r a c t 2t h ee f f e c t so fe t fo ne n z y m e so fs o r y z a e w i t ht h e s u b l e t h a le t fd o s et o t r e a t & o r y z a ea d u l t s t h ee f f e c t so fe t h y lf o r m a t eo n c a r b o x y l e s t e r a s e ( c a r e ) a n da c e t y l c h o l i n e s t e r a s e ( a c h e ) i ns i t o p h i l u so ，) ，z a el w e r es t u d i e d t h e r e s u l t ss h o w e dt h a tt h e r ew a sas i g n i f i c a n td e c l i n eo na c h e s p e c i f i ca c t i v i t yf r o mso r y z a et r e a t e d w i t ht h es u b l e t h a lc o n c e n t r a t i o n i nc o m p a r i s o nw i t ht h ec o n t r o l ，t h es p e c f f i ca e t i v i t yo fa c h e d e c r e a s e df r o m1 5 6 8 4n m o l e s m gp r o m i nt o9 5 3 0n m o l e s m gp r o m i n u n d e rt h ec o n d i t i o nt h a t t h et h ea d u l t sw e f et r e a t e d1 6h o u rw i t ht h ed o s eo f2 0 岸玑a t2 5 b e s i d e s ，t h ek i n e t i c ss t u d y s h o w e dah i g h e rj o v a l u ew a si n d u c e dw h e n & o ，) 嘲w a st r e a t e d1 i t l le t h y lf o r m a t e a sf o rc a r e ， t h ea c t i v i t y nv i v ow a si n s ti n h i b i t e d ，a n dt h e na c t i v a t e d ，w h i l e nv i t r oe t h y lf o r m a t es h o w e da s i g n i f i c a n ti n h i b i t i o no nc a r ea c t i v i t ya n dt h ei n h i b i t i o np e r c e n t a g ea s c e n d e dw i t ht h ei n c r e a s eo f p e s t i c i d ec o n c e n t r a t i o n 3r i s ka s s e s s m e n to fs o r y z a er e s i s t a n c et oe t f t h er e s i s t a n tr i s ko f & d 肼孤et oe t h y lf o r m a t ew a sa s s e s s e du s i n gt h er e a l i z e dh e r i t a b i l i t y ( h 2 ) i nq u a n t i t a t i v eg e n e t i c s t h er e a l i z e dh e r i t a b i l i t yo fr e s i s t a n c eo fso r y z a et oe t fw a so 0 6 4 6u n d e r t h e l e c t i o np r e s s u r eo ft h em o r t a l i t yw i t h5 7 4 u n d e rt h ec o n d i t i o no ft h i sp r e u r e t h es e l e c t i o n o f l 7 9 9 e n e r a t i o n ss h o l i l d b ec o n d u c e d i f t h er e s i s t a n c e o f s o r y z a e t o e t f a m o u n t e d t 0 1 0 f o l d k e yw o r d s ：e t h y lf o r m a t e ；s t o r e dg r a i ni n s e c tp e s t s ；f u m i g a t i o na c t i v i t i e s ； m e c h a n i s m s ；r i s ka s s e s s m e n to fr e s i s t a n c e v 独创性声明 学位论文题目：里酸乙鹭盘篮趟圭虫的塞蓥适性丞篮用扭堡丑窒 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西南大学或其他教育机构的学 位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在 论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者：钐分 签字日期：渺年f 月护日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解西南大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。 本人授权西南大学研究生院可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进 行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书，本论文：i 习不保密，il 保密期限至年月止) 。 学位论文作者签名：锄岳 ， 签字日期：知，6 年i 月1 d 日 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 导师签名：贾产t 1 。 签字日期：一二年钥，嘲 邮编： 第1 章文献综述 粮食储藏是合理利用粮食资源的重要手段之一，然而在储存期间却容易受到害虫、害螨 和微生物等有害生物的为害，造成粮食质量和数量的巨大损失【1 4 j 。据文献记载，在1 9 1 4 年至 1 9 1 8 年米象、谷象和谷蠹在澳大利亚造成了巨大的粮食损失仅从一个堆存场，每天就可以 筛出1 吨米象，当时的损失连同防除费用超过1 0 0 万英镑：从1 9 5 1 年到1 9 6 0 年问美国在农 产品储藏运输过程中因害虫一项造成的损失就达2 3 亿美元。联合国粮农组织的统计报告指出， 由于害虫的危害全球储存粮食中平均每年要损失4 - 6 。在我国储粮的损失调查中显示。国 家粮库的损失为0 2 ，农户的储粮损失为6 9 ，其中引起损失的主要因素是储粮害虫的危 害，目前我国粮食的年产量已超过5 亿吨，而农户储粮占2 3 以上，因此储粮因虫害引起的损 失仍是十分巨大的 3 1 。然而人们用于保护储粮不受侵害的武器似乎正在减少，目前国际上用于 防治储粮害虫的熏蒸剂主要有磷化氢、溴甲烷、氯化苦、二溴乙烷等，其中磷化氢和溴甲烷 是用的最多的两种。溴甲烷曾广泛应用于农业，包括土壤、种植产品及其制品的杀虫灭菌， 以及植物产品国际贸易的出入境检疫处理等，但由于它对大气臭氧层的破坏作用，联合国环 境规划署1 9 9 2 年的蒙特利尔议定书已将其列为环境受控物质，规定发达国家在2 0 0 5 年 以前全部淘汰，发展中国家在2 0 1 5 年前全面停止使用【7 4 】。磷化氢是目前使用晟广泛的熏蒸剂， 它具有穿透和扩散能力强、杀虫效果好、在储粮中残留少等许多优点，但由于没有其它高效 的熏蒸药剂与之轮换使用，人们不得不长期不间断的使用磷化氢，加之许多不科学合理的应 用如盲目提高磷化氢的剂量、密闭条件差等，致使储粮害虫对磷化氢的抗性日益严重，1 9 7 2 年联合囡粮农组织开始关注储粮害虫的抗药性问题，在我国1 9 7 6 年首次报道储粮害虫的抗性 品系其中有一个米象品系对磷化氢的抗性系数为6 3 7 1 9 8 3 年广东的一个米象品系抗性系 数高达1 1 6 ，1 9 8 8 年梁权又报道了广东的一个谷蠹品系对磷化氢的抗性达到1 1 6 0 倍，这么高 的抗性倍数在国际上是首次报道，这些都已经严重威胁到磷化氢的进一步使用 9 - 1 2 1 其它一些 熏蒸剂如氯化苦、二溴乙烷、氢氰酸、敌敌畏等，都存在这样那样的问题如药剂本身的熏蒸 效果有限或对人类可能会产生一些毒副作用等，不能被大量推广使用，这就对粮食的安全储 藏提出了严峻的挑战【l 。 近年来，国内外许多科学家都在积极寻找新的手段保护储粮，例如改造老熏蒸剂的使用 方法，筛选具有潜力的新型熏蒸剂等。对磷化氢施药技术的改进主要有缓释施药法、仓外磷 化氢发生器施药法、仓外钢瓶混合气旄药法等，而环流熏蒸技术对大型深层粮堆的熏蒸效果 较好，这些改进都取得了较大的成功，很多技术都得到了推广，但有些技术的成本较高，导 致防治费用大幅提升，也阻碍了它们的进一步发展【l “。在新型熏蒸剂的筛选中，对植物精油 的研究较多，国内外也都筛选出了一些对储粮害虫高效的精油品种，但植物精油多数为多种 化合物的混合物，在商业化生产过程中遇到很多的困难，而且很多精油品种在空仓条件下对 西南大学硕士学位论文第1 章文献综述 储粮害虫的熏蒸效果很好，但在实仓应用时由于粮食的吸附作用，或药剂本身的穿透性不够 导致熏蒸效果大幅下降，这些都是阻碍植物精油大量推广使用的因素 i s - i 7 1 。本文首先综述了 当前储粮熏蒸剂的现状然后介绍一种新型绿色熏蒸剂甲酸乙酯作为储粮熏蒸剂的研究 进展，并对新型熏蒸剂的作用机理和抗性风险评估的研究做了总结。 1 储粮熏蒸剂的现状 熏蒸剂( f u m i g a n t ) 是指能够在室温下气化，并以其气体毒杀害虫或抑制微生物的化学药 剂。用熏蒸剂熏蒸储粮害虫可以在不移动粮食的情况下，达到消除及控制害虫的目的，具有 对有害生物高效速效、操作方便、适应性广、经济效益显著等特点。早在公元前1 1 世纪的西 周时期，中国己用牡鞠、嘉草、莽草等植物杀虫剂熏杀粮食害虫【“”1 。自1 8 5 4 年法国最早使 用二硫化碳熏蒸防治谷象后，逐渐产生了近四十种化学熏蒸剂。许多熏蒸剂在使用中或使用 后。因出现了这样或那样的问题而被取消或限制使用。一些国家目前获准使用的熏蒸剂主要 有磷化氢、溴甲烷、敌敌畏、氯化苦和氢氰酸等。我国在1 9 8 7 年粮油储藏技术规范( 试 行) 中规定的熏蒸剂包括：磷化氢( 其发生物为磷化铝片剂、丸剂、粉剂和磷化锌) 、氯化苦、 溴甲烷、敌敌畏等口“2 。但上述几种熏蒸剂的应用前景并不乐观。 1 1 淘汰中的溴甲烷 溴甲烷m e t h y lb r o m i d e ( c h 3 b r ) 是一种无色、无味，非易然气体。气体比重在0 时为 3 ”，沸点为3 6 ，微溶于水。单从熏蒸杀虫角度说，溴甲烷是一种性能优良的熏蒸剂具 有良好的穿透性能，扩散迅速，适用温度范围广等特点。自二十世纪5 0 年代应用以来。广泛 应用于农业，包括土壤、种植产品及制品的杀虫灭菌，以及植物产品国际贸易的出入境检疫 处理，各类建筑物如历史古建筑、仓库、船舱、车辆、飞机机舱、食品加工厂等方面。空间 熏蒸能杀死禾谷类和豆类等储粮的谷象s i t o p h i l u s g r a n a r i u s l ，米象s i t o p h i l u s o r y z a e l ，谷考 r h y z o p e r t h ad o m i n i c ae ，赤拟谷盗t r i b o l i u mc a s t a n e u mh ，麦蛾s i t o t r o g ac e r e a l e l l a0 ，谷斑 皮蠹t r o g o d e r m ag r a n a r i u me 等主要仓库害虫 “。 然而溴甲烷的这种地位却砸临着严峻的挑战，现已证明溴甲烷是一种环境破坏物质，可 以破坏大气中的臭氧层。据估计，全球臭氧减少的1 1 0 可能与使用溴甲烷熏蒸剂有关。臭氧 层被大量消耗之后，吸收紫外线辐射的能力大大减弱，导致到达地球表面的紫外线b 明显增 加，给人类健康和生态环境带来多方面的危害，主要包括人体健康、陆生植物、水生生态系 统、生物化学循环、材料以及对流层大气组成和空气质量等方面。据分析，大气平流层臭氧 每减少1 ，全球白内障的发病率将增加o 6 - 0 8 ，全世界由于白内障而引起失明的人数将 增加1 0 0 0 0 到1 5 0 0 0 人；紫外线b 的增加还能明显地诱发人类常患的3 种皮肤疾病；并且臭 氧破坏物质( o z o n ed e p l e t i o ns u b s t a n c e ，o d s ) 在大气中都会产生温室效应，使地表和近地面大 2 西南大学硕士学位论文 第1 章文献综述 气温度增高，造成全球气候变暖的环境问题。为此，联合国环境规划署1 9 9 2 年的蒙特利尔 议定书将溴甲烷列为破坏大气臭氧层物质的受控名单；国际有关组织( 联合国开发计划署、 联合国工业与发展组织和世界银行) 也对替代和取消溴甲烷的使用制定了时间表：发达国家 淘汰溴甲烷的时间为1 9 9 9 年消减2 5 ，2 0 0 1 年消减5 0 ，2 0 0 3 年消减7 0 ，2 0 0 5 年全部淘 汰；发展中国家的淘汰时间为2 0 0 2 年冻结在1 9 9 5 - 1 9 9 8 年的平均水平上，2 0 0 5 消减2 0 ，2 0 1 5 年全部淘汰f 8 ”- 2 7 1 。 1 2 面临严峻挑战的磷化氢 磷化氢p h o s p h i n e 是一种无色气体，沸点是- 8 7 4 ，微溶于水，气体比重是1 2 1 4 ，对某 些金属有化学反应，能腐蚀铜、铜合金、金和银。空气中的燃烧极限为1 7 。磷化氢常用于 熏蒸处理动植物产品和其它储藏品上的昆虫，对大多数害虫长时间暴露于磷化氢低浓度下比 短期暴露于高浓度下更为有效。磷化氢气体是由磷化铝制剂和大气中的水蒸气经过水解作用 形成的，磷化铝制剂中的氨基甲酸酯首先分解，形成二氧化碳和氨这两种保护气体，磷化铝 与空气中的水分发生反应，放出磷化氢气体【”l 。 磷化氢是全世界使用最广泛的熏蒸剂之一，它具有穿透和扩散能力强、杀虫谱广、使用 方便、在储粮中残留少等一系列优点，广泛应用于农产品储藏期间害虫的熏蒸防治。它在储 粮害虫的防治中大量应用已有五六十年的历史，据报道我国每年大约有9 0 的储粮要用磷化 氢熏蒸，澳大利亚大约是8 0 ，可见磷化氢在储粮害虫肪治中扮演极为重要的角色f “】。 但是，由于磷化氢的长期和不科学合理使用，致使很多储粮害虫对磷化氢产生了十分严 重的抗性主要表现有：仓房的密封条件差，致使施药后大量毒气在没有分布到粮堆内部之 前已外漏，或熏蒸气体在粮堆内保持有效浓度的时间不够；盲目提高磷化氢的剂量，导致害 虫在磷化氢的高剂量下出现保护性昏迷，进而引起熏蒸失败等 9 1 。早在1 9 7 2 年联合国粮农组 织就组成了专家组，进行全球性的储粮害虫对杀虫剂敏感性的考察，于1 9 7 6 年发表了正式考 察报告：在8 2 个国家的8 4 9 个品系中对磷化氢具有抗性的占1 0 ，其中包括米象so r y z a e 、 谷象置g r a n a r i u s 、谷蠢rd o m i n i c a 、赤拟谷盗zc a s t a n e u m 、杂拟谷盗zc o l l f t l s i t n l 和锯谷盗 0 5 u r i n a m e n s i s 共6 个虫种。c h a m p 等在报告中指出，储粮害虫对磷化氢产生抗性是非常值得 引起关注的问题，并认为是由于应用技术不当所引起的。2 0 0 0 年1 0 月2 9 日在美国加州召开 的“第六次国际储藏产品气调和熏蒸会议”上通过了两个决议，其中之一就是“保持磷化氢 药效的行动”，会议指出磷化氢是大多数国家用以保护食品、种子和饲料免受虫害的重要药剂， 目前在使用中出现了很多问题，如果不采取迅速果断的措旌，磷化氢势将失效，所以在国际 上凡是与食品、种子的储存有关的国家和政府、磷化氢生产厂和供应商以及使用者，都应采 取行动，改善磷化氢的使用 3 2 - 3 5 1 。 在我国，1 9 7 6 年梁权等首次报道储粮害虫在现场出现抗性品系，其中有一个米象品系对 磷化氢的抗性系数高达6 3 7 ，这样高的抗性倍数在国际上是首次报道。1 9 8 3 年，成都粮科所 3 西南大学硕十学位论文 第1 章文献综述 发表了全国性的考察报告，结果证明：对磷化氢具有抗药性的玉米象& z e a m a i s 米象& o r y z a e ， 赤拟谷盗zc a s t a n e u m ，杂拟谷盗zc o n f u s u r 和锯谷盗d s u r i n a m e n s i s 的品系分布在全国各地， 以米象的抗性水平最高，其中广东的一个品系抗性系数达到1 1 6 。该报告指出，玉米象和米象 对磷