储粮环境的害虫生物防治技术进展

储粮环境的害虫生物防治技术进展

0储粮环境法:生物措施+天敌害虫的天敌已经使用了大约100年的历史。在过去40年的科学疾病中，也发现了利用昆虫的生物学特性来预防和控制昆虫疾病的方法，如昆虫育种（包括辐射育种、化学育种、遗传育种等）、昆虫激素和类异体、昆虫信息素和植物抗虫性。这些新的技术防虫剂通常被称为广义预防和控制。以往的化学防治法只考虑当前的效果,很少注意对生态系统的影响,因而容易引起环境污染、有害生物产生抗药性和害虫再猖獗等问题.而生物防治技术没有上述缺点,天敌昆虫和微生物都是自然环境的一部分,容易与系统中的“自然控制”因素互相协调,与其它控制措施相互协调,生物防治是一种比较安全、持久和经济的技术措施.一般情况下,储粮环境支持生物防治,环境条件通常适合天敌,储藏设施可防止天敌离开,这就为在储粮环境中采用生物防治技术提供了有利的条件.然而在自然条件下,储粮环境对害虫种群的自然控制因素是很低的,即调节害虫种群数量的主要因素是非密度制约因素,如气候和其他防治措施等.因此,在储粮环境中采用生物防治技术必须对天敌进行人工助增,即大量释放天敌才能取得明显的防治效果生物防治具有有效控制害虫、不污染环境、改善生态系统、降低防治费用等多种优点,作为害虫综合治理的重要组成部分,对其进行研究具有重要的意义.到目前为止,世界上已对58种捕食和寄生储藏物害虫的天敌进行了实验性研究,许多种类在世界范围内都有广泛的分布,不少国家已经允许在储藏环境中使用捕食性和寄生性天敌防治害虫.如美国从1992年起,在商品中引入寄生虫和捕食者已被环境保护组织认可.本文旨在起到抛砖引玉的作用,对我国储粮害虫的生物防治研究有所帮助和促进.由于篇幅所限,本文仅对狭义的储粮害虫生物防治技术进展作一阐述.1使用昆虫和蜘蛛1.1双环猎蝽对赤拟谷盗的效果Jay首次报道了黄色花蝽(Xylocorisflavipes)对几种储粮甲虫实验种群的抑制效果.发现黄色花蝽可抑制花生仁中赤拟谷盗的种群增长,并减少了花生的被害率;还可抑制玉米中锯谷盗的种群增长.目前已知黄色花蝽可以捕食烟草甲等15种储粮害虫.黄色花蝽的增殖能力也比它的被捕食者(如锯谷盗,赤拟谷盗及粉斑螟等)都要大.仓双环猎蝽(Peregrinatorbiannulipes)也是一种半翅目的捕食性昆虫.它的成虫对于赤拟谷盗、锯谷盗及长角扁谷盗等的繁殖具有一定控制的能力.有人曾用花生饲养赤拟谷盗5对,并加入3对仓双环猎蝽,100d后赤拟谷盗的数量即减少了90%,花生被害率只有2.65%;在无仓双环猎蝽的对照中赤拟谷盗的数量增加了倍花生被害率则高达31.34%.同时发现仓双环猎蝽仅能够捕食在粮粒外部生活的害虫,但对藏在粮粒内部的幼虫及蛹则无法捕食.普通肉食螨(Cheyletuseruditus)是一种很有价值的捕食性螨类,在储粮中它常常和一些粉螨如粗脚粉螨、腐食酪螨、害嗜鳞螨及家食甜螨等一起发生,并以捕食这些粉螨为生.在捷克和奥地利都进行过普通肉食螨防治粉螨的研究,有人将该螨释放到空仓和粮食水分高于14%的粮仓内,发现可明显抑制粉螨的种群增长.在释放有普通肉食螨的空仓内,粉螨的数量只有20头/m2;而用甲基嘧啶硫磷处理的空仓中,粉螨的数量为140头/m2;而无普通肉食螨的对照空仓中粉螨的数量为170头/m2.捕食螨和粉螨的推荐比例为1∶10至1∶100,这取决于粮食水分,如果是高水分粮,粉螨的发育很快,应以较高的比例释放.一种捕食性阎虫(Teretriosomanigrescens)在多哥和西非防治大谷蠹储粮害虫得到一次成功.大谷蠹源于南美新热带区,20世纪70年代末传入坦桑尼亚,随后广布于缺少天敌的非洲国家.这是一种极其危险的储粮害虫,严重危害玉米和木薯片,也是我国的对外检疫性害虫之一.T.nigrescens也源于新热带区,其成虫和幼虫都以大谷蠹的卵和幼虫为食.根据在其原产地对其功效和特性的调查以及在实验室的测试后,T.nigrescens被引入非洲.所有试验表明,该甲虫可明显降低大谷蠹的种群数量,并未发现对其他有益的昆虫种类造成伤害,但该甲虫在没有寄主的情况下不能繁殖.1991年首先在多哥使用,随后是在肯尼亚、贝宁、加纳和几内亚得到应用.1.2寄生蜂类的寄生虫特性寄生性天敌防治储粮害虫的效果,较系统的研究始于20世纪20年代.Hase曾对麦蛾茧蜂Habrobracon(=Bracon)hebetor防治地中海粉斑螟进行了一些研究,他还研究了寄生米象的米象金小蜂Lariophagusdistinguendus、广赤眼锋Trichogrammaevanescens和仓蛾姬蜂V.canescons的生物学.最早大规模释放寄生蜂防治储粮害虫是在1940年,当时在巴林和巴西向发生粉斑螟的可可仓库内释放了2万多头麦蛾茧蜂.据Subramanyam等统计,可寄生储粮害虫的寄生蜂约有30种,主要属于金小蜂科(Pteromalidae)、赤眼锋科(Trichogrammatidae)、茧蜂科(Braconidae)和肿腿蜂科(Bethylidae)等.其中有5种可寄生蛀食性甲虫的卵种可寄生蛀食性甲虫的幼虫;5种可寄生蛀食性甲虫的蛹;4种可寄生蛀食性蛾类的幼虫;1种可寄生外部取食甲虫的卵;9种可寄生外部取食甲虫的幼虫;6种可寄生外部取食蛾类的幼虫;2种可寄生外部取食蛾类的蛹.在美国,麦蛾茧蜂和广赤眼锋已有商业化批量生产.广赤眼锋卵的寄生物被排列在一个纸卡内,可将其释放在居民家中、食品加工厂和其他食品流通的场合.米象金小蜂也是一种很有潜力的寄生蜂,当玉米象幼虫的虫口密度接近600头/kg时,分别接入雌雄米象小蜂10对和20对,2个月以后的控害效果分别为71.63%和90%以上,并由此提出益害比为1∶30的该蜂保护利用指标.一些寄生性螨类也表现出防治储粮害虫的显著作用,其中有希望的种类之一是虱状蒲螨(Pyemotestritici).有关研究表明该螨可造成:大眼锯谷盗卵、幼虫和蛹100%的死亡率,成虫97%的死亡率;赤拟谷盗、烟草甲低龄幼虫100%的死亡率;粉斑螟、印度谷螟的卵、低龄幼虫和成虫91%～100%的死亡率.该螨的一些生物学特性很适合作为储粮害虫的生物防治剂,它的生活周期很短,只有4～7d;雌虫可产生成熟的后代,并且95%是雌虫;种群易于培养,便于与防治同步;而且是世界性分布,容易得到.目前,国际上商业化的寄生蜂大多是用于防治食品业的鳞翅目害虫,而在储粮中的重要害虫大多属于鞘翅目,因此寄生蜂真正在粮食仓库中的生产应用几乎还没有.2抗生素的使用2.1减少小麦中印度谷螟种群最成功用来防治害虫的细菌之一是苏云金芽孢杆菌Bacillusthuringiensis(简称Bt).1911年Berliner首先从德国的一个面粉仓库害虫“地中海粉螟”分离到苏云金杆菌,并开始用于鳞翅目害虫的防治,目前全世界至少已有20种Bt的商品制剂.国外防治储粮害虫的Bt制剂的剂型主要是可湿性粉剂、液剂和粉剂.Bt制剂已在美国粮仓中得到了应用,防治蛾类害虫非常有效,可减少小麦中印度谷螟的种群50%～60%;在大麦中减少程度超过80%.一项试验表明,在带壳的花生仓库内粉剂比可湿性粉剂的覆盖面大,防治效果更好液剂可以与粮食拌和或仅在粮堆表面拌和即可达到防治害虫危害的效果.在通常条件下,可保持1a杀虫活力无显著降低,也不会因磷化氢、溴甲烷等熏蒸剂的熏蒸而降低毒力.目前Bt制剂主要用于防治储粮蛾类害虫.1980年,美国环境保护局已同意将Bt制剂用于储粮害虫防治,并注册用于储粮蛾类害虫的防治.该产品也由英国农药安全理事会(PSD)注册,允许在英国使用.其防治对象主要是蛾类害虫.虽然有些Bt的亚种对储粮甲虫如赤拟谷盗表现出一定的抑制作用,但由于其毒力不是很高,目前距商业应用还有一段距离.另一种新的防治储粮害虫的细菌是一种冰核活性(ice-nucleatingactivity)细菌,即丁香假单孢杆菌Pseudomonassyringae,它可以提高昆虫体液的冰点温度.据报导,使用10mg/kg剂量的冰核细菌处理,可使害虫的冰点温度提高5～10℃.在稍低于0℃的温度下,使用丁香假单孢杆菌处理8种储粮害虫,其死亡率有明显增加.其他一些微生物也表现出冰核活性,如一种镰刀菌fusariumavenaceum可使锈赤扁谷盗的过冷却点温度从-17℃提高到6℃.具体的效果和使用方法仍在研究中.2.2白协调菌的生长虽然人们已经发现了很多昆虫的致病真菌,但利用它们防治储粮害虫的研究却很有限.白僵菌Beauveriabassianah和绿僵菌Metarhiziumanisopliae是研究最多的真菌,它们对昆虫有很强的致病能力,已知寄生的昆虫种类都在200种以上.许多国家都已有这两种真菌的商业制剂,用于防治农业害虫.Searleh和Doberski(1984)对白僵菌抑制锯谷盗的作用进行了研究,发现环境湿度是一个关键因素.在低于100%RH的条件下,锯谷盗感染很小,在粮食安全水分的储藏条件下,白僵菌不可能控制锯谷盗的数量.但在低温条件下,该菌确实表现出很强的抑制能力,当将白僵菌的分生孢子与粮食混合后,锯谷盗子代幼虫和蛹的数量可减少91%以上.另一项研究也表明,白僵菌防治谷蠹、米象和赤拟谷盗的效果也比绿僵菌、莱氏蛾霉菌Nomuraearileyi及蜡蚧轮枝孢Verticilliumlecanii要好.在伊拉克一个非谷物的储粮仓库内,以每立方米30万个白僵菌的分生孢子的剂量处理,结果使粉斑螟的死亡率达到96%.Adane等分离到一个白僵菌的菌株,很低的剂量对玉米象就有很强的抑制作用但等所用的个白僵菌菌株对玉米象只有很微弱的活性.由此可见,同一种真菌不同菌株间的活性存在着很大的差异,因此菌株的筛选显得非常重要.直到今天,利用真菌防治储粮害虫仍有不同的观点.有人认为,利用真菌防治储粮害虫的缺点是影响储粮的稳定性,因为真菌发挥其活性要求较高的湿度条件,而通常的干燥储藏环境与之相悖.2.3储害虫病毒截至1980年,世界上已记载了800多种寄生昆虫和螨类的病毒,1200多种病毒病.在储粮中感染害虫的重要病毒大多属于杆状病毒(Bac-uloviruses).目前已经发现并分离出的储粮害虫病毒,主要有印度谷螟颗粒体病毒(PGV)、粉斑螟颗粒体病毒(CGV)和粉斑螟核型多角体病毒(NPV).其中研究较多的是PGV,Cox等用PGV液剂或粉剂以1.875mg/kg的剂量混合处理谷物或在表面处理,可有效地防治储藏玉米和小麦中的印度谷螟.并发现PGV和马拉硫磷混合使用有增效作用,防治杏仁中的印度谷螟的效果比二者单独使用都要好.对小麦或玉米在粮堆上层10cm深度范围内处理,几乎和整仓拌和同样有效.2.4新簇虫基于原生动物的寄生虫原生动物是由原生质组成的单核或多核的单细胞生物,在储粮昆虫中广泛存在的是簇虫、球虫和微孢子虫.拟谷盗阿德林球虫Adelinatribolii是一种脂肪体寄生虫,可感染褐拟谷盗、杂拟谷盗和赤拟谷盗,并可引起杂拟谷盗实验种群和自然种群的流行病.真簇虫Eugregarines被认为是有潜力的昆虫病原体,一种真簇虫Ascogregarinabostrichidorum已从坦桑尼亚的大谷蠹体内分离得到,但样本种群中只有大约2%的大谷蠹被感染.新簇虫Neogregarines自然发生在鳞翅目、鞘翅目和直翅目昆虫中,如拟谷盗粉囊簇虫Farinocystistribolli也是从大谷蠹体内分离得到的,它可以感染拟谷盗和扁谷盗等种类,在室内培养的条件下可以缓慢减少拟谷