王爭艷，李興奎，何夢婷，羅 瓊，魯玉杰

(1. 河南工業(yè)大學(xué)糧油食品學(xué)院，鄭州 450001；2. 鄭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院現(xiàn)代管理系，鄭州 450121)

儲糧防護(hù)劑是指可用于原糧，通過觸殺、胃毒、驅(qū)避等方式防治儲糧有害生物，且具有一定殘效期的化學(xué)藥劑。儲糧防護(hù)劑的使用對倉房氣密性沒有特別的要求，是美國、澳大利亞、加拿大、法國等國家儲糧害蟲防治的主要手段(張國梁, 2002; Guedesetal., 2008)。但是，在應(yīng)用于防治實(shí)踐時(shí)，儲糧防護(hù)劑遇到了諸多的問題，如速效性差、藥劑易降解、害蟲抗藥性形成速率快和農(nóng)藥易殘留(Hertleinetal., 2011)等。這些問題大大限制了儲糧防護(hù)劑在我國儲糧害蟲防治中的推廣和應(yīng)用,對防護(hù)劑藥效影響因素的分析，可以為解決這些問題提供思路。

藥效是害蟲、殺蟲劑和環(huán)境因素相互作用的結(jié)果，影響儲糧防護(hù)劑藥效的因素包括害蟲對藥劑的敏感性、藥劑的劑型和施藥方法、糧食種類和環(huán)境溫濕度(Hertleinetal., 2011)等。在儲糧害蟲防治中，一般利用害蟲的死亡率和后代的數(shù)量直接評價(jià)防護(hù)劑的藥效，或通過被為害糧食的蟲蝕率、重量損失等間接評價(jià)防護(hù)劑的藥效(Arthur, 2016; Kavallieratosetal., 2018)。各種因素通過影響防護(hù)劑的降解速率、防護(hù)劑在糧食上的粘附量、作用于靶標(biāo)的有效劑量等來影響防護(hù)劑的藥效。全面分析各種因素對防護(hù)劑藥效的作用，掌握防護(hù)劑的使用原則，可以為改進(jìn)防護(hù)劑的使用技術(shù)提供理論依據(jù)。

國外對儲糧防護(hù)劑藥效的研究一直保持較高的熱度，而國內(nèi)鮮有防護(hù)劑應(yīng)用及其基礎(chǔ)研究的相關(guān)報(bào)道。因此，本文回顧近年國內(nèi)外防護(hù)劑藥效的研究進(jìn)展，圍繞影響防護(hù)劑藥效的因素展開綜述，并探究相關(guān)研究結(jié)果的實(shí)踐意義，以期為解決防護(hù)劑使用所遇到的瓶頸問題提供思路，促進(jìn)防護(hù)劑在我國儲糧害蟲防治中的推廣和應(yīng)用，逐步實(shí)現(xiàn)儲糧害蟲綜合治理。

1 影響防護(hù)劑藥效的因素

1.1 害蟲敏感性

1.1.1害蟲種類

害蟲對殺蟲劑的吸收和代謝機(jī)制、殺蟲劑的作用機(jī)理及其與靶標(biāo)的結(jié)合能力決定昆蟲對防護(hù)劑的敏感性。昆蟲對防護(hù)劑的敏感性存在較大差異，如對多殺霉素的敏感性排序?yàn)?，大谷蠹Prostephanustruncatus和谷蠹Rhyzoperthadominica>米象Sitophilusoryzae>赤擬谷盜Triboliumcastaneum和雜擬谷盜T.confusum(Nayaketal., 2005; Athanassiou and Kavallieratos, 2014)；赤擬谷盜對烯蟲酯的敏感性高于花斑皮蠹Trogodermavariabile(Arthuretal., 2017)；擬谷盜屬害蟲對硅藻土的耐受性高于其他害蟲(Arnaudetal., 2005)；谷象S.granarius對防護(hù)劑的敏感性排序?yàn)椋迩杈挣ズ图谆舅莉?敵敵畏>馬拉硫磷>甲基嘧啶磷>氯氰菊酯(Kljajic and Peric, 2007)；無色書虱Liposcelisdecolor對有機(jī)磷殺蟲劑的敏感性排序?yàn)椋谆舅莉?殺螟硫磷>甲基嘧啶磷(Nayaketal., 2002)。

害蟲體壁的結(jié)構(gòu)和生物學(xué)特征決定了進(jìn)入蟲體內(nèi)的藥劑量，也會影響防護(hù)劑的藥效。通常在糧粒內(nèi)部完成部分發(fā)育階段的害蟲接觸防護(hù)劑的機(jī)率小，對藥劑的敏感性低，而體型扁平、體表粗糙多毛、活動量大的害蟲體壁粘附的藥劑量大，對藥劑的敏感性高。如烯蟲酯拌糧時(shí)對谷蠹和赤擬谷盜的防效好，而對在糧粒內(nèi)完成成蟲前發(fā)育的麥蛾Sitotrogacerealella、米象和谷象的防效差(Arthur, 2016; Wijayaratneetal., 2018)；活動量大的銹赤扁谷盜Cryptolestesferrugineus對硅藻土的敏感性高(Vardemanetal., 2007)；體表多毛的鋸谷盜Oryzaephilussurinamensis對沸石粉的敏感性高于米象和雜擬谷盜(Rumbosetal., 2016b; Erogluetal., 2019)。但過長的剛毛也會阻止藥劑的吸附，如谷斑皮蠹Trogodermagranarium幼蟲對硅藻土的耐受性較高(Kavallieratosetal., 2017)。

硅藻土破壞昆蟲體壁，致使蟲體脫水、死亡，體壁柔軟的昆蟲應(yīng)對硅藻土的敏感性高，如雜擬谷盜和大谷蠹幼蟲對硅藻土的敏感性高于成蟲。但是，硅藻土在推薦劑量下拌糧不能有效防治體壁柔軟的嗜蟲書虱L.entomophila、無色書虱、Lepinotusreticulatus和害嗜鱗螨Lepidoglyphusdestructor(Athanassiouetal., 2009a)；使用劑量為2～4 g/m2的硅藻土能殺死黃粉蟲Tenebriomolitor成蟲，但對其3齡和4齡幼蟲無效(Mewis and Ulrichs, 2001)。據(jù)此推測昆蟲對硅藻土的抗性機(jī)制應(yīng)包括以下3個方面：(1)昆蟲高度骨化的表皮能降低硅藻土對蟲體的損傷；(2)在不同的蟲期，昆蟲的體表烴組成不同,體表烴中低分子量的酸類、醛類和胺類含量的升高會增加體壁的光滑度，不利于硅藻土的粘附；(3)昆蟲特殊的水分吸收機(jī)制，如利用隱腎結(jié)構(gòu)回收水分，或利用直腸(黃粉蟲幼蟲)和口器(書虱)從環(huán)境中攝入水分，可以補(bǔ)償從體壁流失的水分。

1.1.2害蟲生理狀態(tài)

害蟲的蟲期、取食、滯育等狀態(tài)均會影響防護(hù)劑的藥效。通常幼蟲，特別是低齡幼蟲的體壁骨化程度低，殺蟲劑易于穿透。如印度谷螟Plodiainterpunctella高齡幼蟲對硅藻土的耐受性高于1齡幼蟲，谷斑皮蠹高齡幼蟲對殺蟲劑的耐受性高于低齡幼蟲。但也有例外，如谷斑皮蠹高齡幼蟲對氯氰菊酯、溴氰菊酯、多殺霉素、甲基嘧啶磷、硅藻土及其復(fù)配劑的耐受性遠(yuǎn)高于成蟲(Kavallieratosetal., 2017)；黃粉蟲幼蟲對甲基嘧啶磷、溴氰菊酯、多殺霉素和硅藻土的耐受性高于成蟲(Mewis and Ulrichs, 2001; Kavallieratosetal., 2019)。幼蟲體表的多毛結(jié)構(gòu)和特殊的體表烴組成在阻止防護(hù)劑穿透體壁的過程中起著重要的作用。在食物存在的情況下，谷象、印度谷螟、黃粉蟲和雜擬谷盜對硅藻土的耐受性增加，可能是因?yàn)楹οx可以從食物中獲取水分補(bǔ)償體壁流失的水分(Mewis and Ulrichs, 2001)。

1.1.3害蟲地理種群

不同地區(qū)使用防護(hù)劑的種類和頻率存在差異，抗性篩選的壓力不同，造成不同種群的害蟲對防護(hù)劑的抗性水平不同。此外，害蟲不同地理種群生活史發(fā)育參數(shù)的差異以及對寄主有毒代謝物適應(yīng)性進(jìn)化的差異也會影響防護(hù)劑的藥效。如自然種群對藥劑的抗性通常高于實(shí)驗(yàn)室種群；硅藻土對不同種群赤擬谷盜的防效存在差異(Arnaudetal., 2005)；不同地理種群的谷象對敵敵畏、馬拉硫磷、甲基毒死蜱、甲基嘧啶磷、溴氰菊酯和氯氰菊酯的抗性水平不同(Kljajic and Peric, 2006)；使用溴氰菊酯LD70篩選1次后，谷象的兩個種群對溴氰菊酯的耐藥水平分別達(dá)到篩選前的23.0倍和238.8倍(Kljajic and Peric, 2007)；不同地理種群的四紋豆象Callosobruchusmaculatus對胡椒粉末的敏感性不同(Oyeniyietal., 2015)。

1.2 藥劑劑型和施藥方法

在美國、加拿大、澳大利亞已登記儲糧用硅藻土制劑至少有20余種。這些硅藻土制劑的組分、粒度、pH和硅藻來源不同，對儲糧害蟲表現(xiàn)出不同的藥效(Athanassiouetal., 2009a)。硅藻土制劑對小麥中谷蠹和米象的防效與其無定形二氧化硅含量正相關(guān)，與硅藻土的粒度負(fù)相關(guān)(Nwaubanietal., 2014)。添加硅膠和食物級引誘劑可增強(qiáng)硅藻土的藥效(Arnaudetal., 2005)，這是因?yàn)橐T劑可增加昆蟲接觸硅藻土的機(jī)率，同時(shí)可刺激昆蟲攝入大量的硅藻土，加快蟲體內(nèi)脫水。在開發(fā)其它惰性粉制劑時(shí)，同樣要考慮制劑物理特征的影響。如沸石粉隨著顆粒粒度的減小，蟲體附著量增加，對鋸谷盜的防效升高(Rumbosetal., 2016 b)。

通常，粉劑的殘效期比乳油和懸浮劑長，微膠囊劑型的殘效期比乳油長，如與懸浮劑相比，多殺霉素粉劑對谷蠹有更好的防效(Athanassiouetal., 2008 a)；與乳油相比，以靜電粉末作為載體的甲基嘧啶磷粉劑對鋸谷盜和雜擬谷盜的防效更好(Athanassiouetal., 2016)；使用640 mg/kg的大蒜油處理大米5個月后，微膠囊化劑型引起的赤擬谷盜的死亡率遠(yuǎn)高于未膠囊化的(Yangetal., 2009)。這主要是因?yàn)榉蹌┹d體的多孔結(jié)構(gòu)和微膠囊的包埋作用可以延緩藥劑的降解，并利于藥劑的緩釋。但也有例外，如使用綠僵菌Metarhiziumanisopliae孢子防治米象和雜擬谷盜時(shí)，以硅藻土為載體的粉劑的效果好于懸浮劑，而防治小麥和鷹嘴豆中的谷蠹時(shí)，懸浮劑的效果好于粉劑，這可能是因?yàn)榉蹌┲泄柙逋梁途G僵菌的增效表現(xiàn)因昆蟲表皮烴組成而異(Kavallieratosetal., 2006)。

粉劑的施藥方法有粉劑拌糧法和兌水噴漿法兩種。與噴漿法相比，添加阿維菌素或苦皮藤素的硅藻土的可濕性粉劑直接拌糧時(shí)，對小麥中米象和赤擬谷盜的種群抑制作用更好(Athanassiou and Korunic, 2007)。粉劑的噴漿施藥法利于藥劑的均勻分布，是硅藻土的常用的一種方法，害蟲防治實(shí)踐中要考慮提高使用劑量來保證藥效。

1.3 糧食種類

防護(hù)劑的藥效受到糧食種類的影響。利用硅藻土防治谷蠹時(shí)，在小麥中的防效優(yōu)于大米和玉米中的(Wakiletal., 2013)；利用多殺霉素防治米象和書虱時(shí)，在小麥中的防效優(yōu)于大麥、稻谷或玉米中的(Athanassiouetal., 2008 a, 2009 b)。此外，糧食種類對防護(hù)劑藥效的影響因害蟲種類而異。利用甲基嘧啶磷防治米象時(shí)，在小麥和玉米中的防效優(yōu)于稻谷中的；防治雜擬谷盜時(shí)，在玉米中的防效優(yōu)于稻谷和小麥中的(Rumbosetal., 2016 a)。利用硅藻土防治米象和雜擬谷盜時(shí)，在小麥中的防效優(yōu)于玉米中的；防治谷蠹時(shí)，在小麥中的防效與玉米中的相當(dāng)(Athanassiouetal., 2007)。

防護(hù)劑在糧粒上的粘附量會影響防效，而防護(hù)劑的粘附能力與糧粒外部的質(zhì)構(gòu)和光滑度有關(guān)。玉米光滑的表面和種皮的高脂肪含量會降低硅藻土的粘附能力從而降低藥效(Kavallieratosetal., 2005; Wakiletal., 2013)，玉米顆粒間較大的空間也不利于害蟲接觸防護(hù)劑(Athanassiouetal., 2008 b)。類似地，利用甲基嘧啶磷、溴氰菊酯和多殺霉素防治黃粉蟲和谷斑皮蠹時(shí)，在大麥和小麥中的防效優(yōu)于玉米中的(Kavallieratosetal., 2017, 2019)。但是，防護(hù)劑的粘附能力與其防效并不總是相關(guān)。如硅藻土制劑Insecto和SilicoSec在稻谷、未脫殼大麥、黑麥、燕麥和小麥籽粒表面的粘附量最大，其次為脫殼大麥和黑小麥，玉米表面的粘附量最少，但對谷蠹的防效排序?yàn)?，燕麥和黑小?小麥>黑麥>未脫殼大麥和玉米>稻谷>脫殼大麥(Kavallieratosetal., 2005)。

一些其它的相互作用也會影響防護(hù)劑的藥效。拌糧14 d后，多殺霉素在玉米中迅速降解，而在小麥中的殘留量沒有發(fā)生變化，這可能是因?yàn)槎鄽⒚顾嘏c玉米之間的化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致其降解(Chintzoglouetal., 2008)。不同糧食的物化特征不同，會影響昆蟲的生長發(fā)育，導(dǎo)致糧食種類和害蟲種類對藥效的影響存在交互作用(Oyeniyietal., 2015)。在害蟲不易存活的糧食中，防護(hù)劑引起的害蟲死亡率較高(Rumbosetal., 2016a)，如使用硅藻土處理大谷蠹后，不同玉米品種的被害百分率存在顯著的差異(Kavallieratosetal., 2018)；選取以硬麥、玉米和大麥飼養(yǎng)5年的3個米象品系進(jìn)行硅藻土拌糧試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，大麥飼養(yǎng)的米象對硅藻土的抗性最高，而玉米飼養(yǎng)的米象最敏感。這可能是因?yàn)橛衩资敲紫蟮牧淤|(zhì)寄主，而營養(yǎng)不良的米象對硅藻土的耐受性降低(Athanassiouetal., 2008 b)。

1.4 環(huán)境濕度和糧食含水量

對于觸殺劑和胃毒劑，高濕環(huán)境會促進(jìn)防護(hù)劑降解，高溫會加速其降解過程，從而降低藥效。25℃，在水分含量10%的小麥中，甲基毒死蜱、甲基嘧啶磷和氯菊酯的半衰期分別為69 d、101 d和346 d；40℃，在水分含量13%的小麥中，3種藥劑的半衰期縮短至34 d、36 d和78 d(Afridietal., 2001)。高濕環(huán)境(相對濕度>60%)可以減弱硅藻土引起的蟲體脫水，從而降低硅藻土的藥效。在一定的范圍內(nèi)，隨著相對濕度增大，硅藻土對谷象、雜擬谷盜和嗜蟲書虱的防效變差(Mewis and Ulrichs, 2001; Athanassiouetal., 2009a)。而環(huán)境濕度對沸石粉藥效的影響因沸石的種類而異，一些種類的藥效隨環(huán)境濕度增加略微升高(Erogluetal., 2019)。

1.5 環(huán)境溫度

高溫時(shí)，害蟲移動、呼吸、取食等活動增強(qiáng)，接觸防護(hù)劑的機(jī)率提高，防護(hù)劑的藥效增加。隨著溫度升高，有機(jī)磷類防護(hù)劑的防效增加(Mlamboetal., 2018)，硅藻土和沸石粉對谷蠹、米象和銹赤扁谷盜的防效增加(梁權(quán), 2001; Vardemanetal., 2007; Erogluetal., 2019)，多殺霉素粉劑對谷蠹和米象的防效增加(Athanassiouetal., 2008 a)。但也有例外，如22℃、28℃和34℃，多殺霉素對小麥中谷蠹的防效相當(dāng)(Kavallieratosetal., 2011)；擬谷盜屬害蟲對硅藻土的耐受性隨溫度升高而增加(Arnaudetal., 2005)，這可能是因?yàn)楦邷貢r(shí)害蟲的飛行行為增強(qiáng)，與防護(hù)劑的接觸機(jī)率下降。多數(shù)擬除蟲菊酯類的藥效隨溫度升高而降低，這與殺蟲劑的降解速率及其在害蟲體內(nèi)的代謝機(jī)制相關(guān)(Mlamboetal., 2018)。

2 藥效影響因素研究的實(shí)踐意義

根據(jù)各種因素對防護(hù)劑藥效的影響，通過改變和利用各種因素，改進(jìn)防護(hù)劑的使用技術(shù)，達(dá)到提高防護(hù)劑藥效的目的。

2.1 防護(hù)劑的選擇和復(fù)配

沒有一種防護(hù)劑能夠防治所有種類的害蟲，大谷蠹對擬除蟲菊酯類防護(hù)劑的敏感性高，而對有機(jī)磷類防護(hù)劑的敏感性低；象甲屬的害蟲對甲基嘧啶磷的敏感性高，而谷蠹對其敏感性低；谷蠹和銹赤扁谷盜對多殺霉素的敏感性高，而赤擬谷盜對其敏感性低(Rumbosetal., 2018)。將具有增效作用的多種防護(hù)劑進(jìn)行復(fù)配，可以擴(kuò)大殺蟲譜，降低使用劑量。如多殺霉素和甲基毒死蜱聯(lián)用，可提高對米象、鋸谷盜和書虱的防效(Hertleinetal., 2011)；烯蟲酯與硅藻土、甲基毒死蜱或擬除蟲菊酯類防護(hù)劑聯(lián)用具有顯著的增效作用(Wijayaratneetal., 2018)；將真菌與硅藻土結(jié)合，硅藻土破壞昆蟲體壁后，利于病原菌的感染(Wakil and Schmitt, 2015)。此外，選擇不存在交互抗性的防護(hù)劑進(jìn)行輪用，可以延緩害蟲抗性的發(fā)展，進(jìn)行抗性治理。如利用烯蟲酯+多殺霉素治理抗有機(jī)磷鋸谷盜和抗馬拉硫磷銹赤扁谷盜(Nayak and Daglish, 2017)；利用多殺霉素治理抗溴氰菊酯谷蠹(Chen and Chen, 2013)。

2.2 施藥技術(shù)的改進(jìn)

環(huán)境因素會影響防護(hù)劑的藥效，應(yīng)充分利用或創(chuàng)造有利的環(huán)境因素，提高防護(hù)劑藥效，實(shí)現(xiàn)儲糧害蟲的綜合治理?？梢詫⒎雷o(hù)劑與控溫結(jié)合，如在春末夏初氣溫回升階段，結(jié)合糧面壓蓋保持低溫，可以降低防護(hù)劑的降解速率和提高藥效(龐文淥, 2009)；夏糧入庫后，利用夜間氣溫較低的時(shí)機(jī)進(jìn)行通風(fēng)降溫，可以延長溴氰菊酯的殘效期(陳嘉東, 2003)；烯蟲酯處理可以降低赤擬谷盜的耐熱性。在進(jìn)行倉房結(jié)構(gòu)處理(Structural treatment)時(shí)，將熱處理殺蟲與烯蟲酯聯(lián)用可以降低防治成本(Wijayaratneetal., 2018)。此外，還可以利用干燥空氣進(jìn)行糧堆通風(fēng)，降低環(huán)境濕度，延長防護(hù)劑的殘效期，或是通過薄膜密閉糧堆等氣調(diào)措施創(chuàng)造低氧條件，削弱儲糧害蟲的生理狀態(tài)，提高藥效，如CO2氣調(diào)結(jié)合溴氰菊酯等防護(hù)劑拌糧，能有效控制嗜卷書虱(吳仕源等, 1997)。

3 總結(jié)和展望

害蟲對藥劑的敏感性、藥劑的種類和劑型、施藥方法、糧食種類和環(huán)境因素均會影響防護(hù)劑的藥效(Hertleinetal., 2011)。在儲糧害蟲防治實(shí)踐中，這些因素影響防護(hù)劑藥效的程度不盡相同，但又存在復(fù)雜的相互聯(lián)系。其中，害蟲對防護(hù)劑的敏感性占主導(dǎo)地位，其決定使用的防護(hù)劑的種類和劑量；防護(hù)劑的種類和劑型是最活躍的因素，防護(hù)劑的復(fù)配、新種類和劑型的研發(fā)始終是研究的熱點(diǎn)。最新研究成果的應(yīng)用不僅是解決害蟲抗藥性的有效途徑，而且為實(shí)現(xiàn)綠色儲糧提供有利保障；環(huán)境因素最易變，是制定施藥方法時(shí)要重點(diǎn)考慮的因素。我國七大儲糧生態(tài)區(qū)域的生態(tài)環(huán)境存在顯著差異，應(yīng)針對具體的生態(tài)環(huán)境，綜合評價(jià)環(huán)境因素對防護(hù)劑藥效的作用，注重利用有效的環(huán)境因素因地制宜地制定施藥技術(shù)。

為提高防護(hù)劑的藥效，并促進(jìn)其在儲糧害蟲防治中的應(yīng)用，在應(yīng)用基礎(chǔ)研究方面，需加強(qiáng)以下幾方面的工作：(1)進(jìn)一步使用科學(xué)的方法評價(jià)不同防護(hù)劑，特別是殺蟲機(jī)制不同的藥劑間的增效作用及其最佳混配比例(Wangetal., 2016)，緩解儲糧害蟲防護(hù)劑抗性現(xiàn)狀；(2)深入研究納米劑型和環(huán)境條件等對植物源防護(hù)劑藥效的影響，評價(jià)其與其他防治措施的聯(lián)用效果，克服和彌補(bǔ)植物源殺蟲劑殘效期短、用量大的應(yīng)用缺陷(Isman, 2020)；(3)進(jìn)一步揭示防護(hù)劑藥效影響因素的交互作用，如防護(hù)對象的種類和害蟲地理種群通過影響昆蟲的生理狀態(tài)影響害蟲對防護(hù)劑的敏感性(Oyeniyietal., 2015)。明確這些因素的交互作用，可以為防護(hù)劑使用劑量的確定和優(yōu)化防治技術(shù)組合方案提供依據(jù)。