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在滿足種植者綜合防治有害生物需求的同時, 如何提高施藥人員的安全性和減少貯存谷物中化學農藥的殘留量, 是一直面臨的難題。優化農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?已經成功應用于幾類害蟲的“迷亂 (autoconfusion) ”, 其中也包括倉儲害蟲。“迷亂”指的是利用含有靶標昆蟲性信息素的Entostat?擾亂昆蟲交配的一種新技術。在該技術中, 目標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種信息素的載體進行過評估, 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產品保護中殺蟲劑載體, 且二者具有協同效應。例如, 在倉儲品的保護方面, Lord發現使用硅藻土 (DEs) 為載體, 增強了昆蟲病原真菌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) 的研究已有類似報道。此外, Chintzoglou等人發現, 同時使用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。關于天然除蟲菊酯、擬除蟲菊酯和新煙堿噻蟲嗪也有類似報道。在倉儲品的保護中也評估了一些特定混合物所應用的許多惰性物質, 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等人發現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) 具有明顯的協同效應。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) , 結果發現該組合有效防治的百里酚的施用量是標準百里酚的1/6~1/8。Meikle等人對該組合的研究也得到了類似的結果。目前, 大部分工作是研究直接接觸的效果, 只有少數研究是關于水平傳遞。Huang等人發現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。對于地中海果實蠅 (Ceratitis capitata) (雙翅目:實蠅科) 的相關報道表明, 含有多殺菌素的靜電粉末Entostat?可以水平傳遞。

盡管應用靜電粉末制劑能夠有效防治數種倉儲害蟲, 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, 還未詳細地測試這些改進的制劑和傳遞系統防治倉儲害蟲的效果, 以及可能對食品的不良影響, 或施用期間產生的粉塵可能會增加工人的暴露風險。

本研究將靜電粉末Entostat?作為一種倉儲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, 并與常規的甲基嘧啶磷乳油 (EC) 作對比。同時, 還研究了靜電粉末Entostat?對倉儲谷物重要質量參數——堆積密度的影響。對Entostat?處理的谷物進行篩分、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價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行了評估。所有這些測試都旨在評估靜電粉末Entostat?作為載體混合處理倉儲谷物中的應用潛力。

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

試驗所用殺蟲劑為甲基嘧啶磷 (Actellic 50 EC, 48.5%w/w;先正達公司) 。以靜電粉末Entostat?作為惰性載體。在試驗中, Entostat?粉末單獨使用 (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惰性載體, 在本試驗中, 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, 并手動搖動約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, 每個處理重復3次。

從每個處理的玻璃瓶 (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只成蟲放入每個小瓶。然后將所有小瓶放入25℃、65%相對濕度, 黑暗的培養箱中。在第2、7、14 d觀察試蟲的死亡情況, 并計算死亡率。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箱。65 d后, 檢查小瓶內的昆蟲數量。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目標物種而調整。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, 硬質小麥、軟質小麥、水稻、玉米和大麥進行測試。測試前, 對谷物補充水分, 將水分含量調整至10.5%和12.5%, 此水分含量反映了南歐地區收獲谷物的質量標準, 并分別對應于55%和75%的相對濕度。評價Entostat?載體對照0、0.5、1.0 g/kg谷物3個濃度的情況。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) , 手動搖動約1 min, 使粉末與谷物混合均勻, 每處理3個重復 (共90罐) 。

用標準堆積密度測量裝置 (Code Multitest apparatus;GODE公司) 對樣品進行稱重, 從而評價添加不同濃度Entostat?粉末后谷物堆積密度是否降低。

所用谷物為硬質小麥、水稻和玉米。經過⑴單獨篩分;⑵洗滌后篩分;⑶加熱后篩分, 評估谷物上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驗室烤箱 (德國Memmert) , 在 (55±1) ℃下放置1 h。再進行篩分, 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和軟質小麥。把0.5 kg硬質麥和5 kg軟質麥分別置于玻璃和金屬容器中, 加入適量Entostat?粉末, 手動搖動約1 min, 使粉末與谷物混合均勻。設未處理對照, 每處理3個重復。

測定處理和未經處理 (對照) 的硬質小麥的堆積密度、白粒、含水量、雜質、面筋、黑點、蛋白質和灰分等質量參數。這些參數是衡量給定品種小麥制作粗面粉/面食的標準特性。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小麥的堆積密度, 濕度的測定根據標準ICC202, 蛋白質含量測定依據標準ICC202, 濕面筋含量、硬度、沉淀值、淀粉、外力總功 (total work force) 和灰分含量等依據標準ICC1.4/1使用馬弗爐 (Heraeus M110;美國Thermo Scientific) 檢測計算, 下降值 (FN) (α-淀粉酶活性) 依據標準ICC107/1用Falling Number? (FN-1310) (Perten) 進行測定。然后使用Lab Mill 3100 (Perten) 將處理和未處理的軟質小麥碾磨成面粉。為了比較面粉質量, 測定了以下參數:水分含量依據標準ICC202測定, 吸水性依據標準ICC114/1測定 (小麥粉面團的流變性能) , 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) 進行測定, 對于面團吹泡特性 (P/L) 使用面筋拉力測定儀與NG型吹泡稠度儀 (Chopin, Villeneuve-D) 依據標準ICC121進行測定, 出粉率使用Brabender Quadrumat Junior mill (Brabender) 進行測定。

在研究不同處理對成蟲死亡率的影響時, 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, 時間-死亡率作為變量, 運用JMP軟件進行重復測量的方差分析 (MANOVA) 和Wilk'sλ值測試。對于后代繁殖量的影響, 使用相同的軟件進行雙因素方差分析 (ANOVA) , 以后代數量作為反應變量, 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, 所以沒有進行分析。

用相同的軟件對其他處理的數據進行分析。對每種谷物的堆積密度分別進行雙因素方差分析, 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據分別進行雙因素方差分析, 以Entostat濃度和篩分方法為主要影響因素。在必要時對數據進行log (x+1) 形式轉換 (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分別進行單項方差分析, Entostat濃度作為影響因素。對所有數據的平均值進行了Tukey-Kramer HSD檢驗 (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, 對照死亡率達到16%。

對于米象, 所有試驗濃度處理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  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

對于谷蠹, 在每個測試濃度 (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, 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:每一濃度和時間處理間, 相同的字母表示沒有顯著差異, 沒有標注字母也為沒有顯著差異;HSD檢驗為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種處理間均存在統計學差異。而在僅用甲基嘧啶磷的處理和靜電粉末+甲基嘧啶磷2個處理之間, 僅在一種情況下 (最低濃度下的米象) 存在統計學差異 (表3) 。

表2 米象、谷蠧和鋸谷盜后代量的方差分析參數  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

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, 它們后代的平均數量 (每瓶成蟲數±SE)   下載原圖

注:PM:甲基嘧啶磷;EP:靜電粉末。每個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, 它們后代的平均數量 (每瓶成蟲數±SE)

對于軟/硬質小麥, 靜電粉末濃度和/或水分含量的增加都會對小麥的堆積密度產生顯著的負面影響, 在對軟質小麥的處理中觀察到這2個因素之間存在相互作用 (表4和5) 。軟質和硬質的小麥水分含量為10%時, 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, 只有硬質小麥的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, 只有玉米和水稻在洗滌后粉末的去除效果與對照相當 (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小麥、玉米和水稻在經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小麥、玉米和水稻在經3種篩分處理后對粉末的方差分析

軟質小麥的面粉性質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個最高濃度下, 靜電粉末處理顯著降低小麥的2個面包制作性能, 即阻力 (R) BU/45'和阻力 (R) BU/90' (表10) 。面包制作性能的其他6個參數, 均未受到靜電粉末的影響。

本研究結果表明, 靜電粉末和甲基嘧啶磷合用能有效保護谷物, 但這種保護作用容易受到谷物種類、藥劑濃度和作用時間的影響。本研究數據顯示, 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致, 而與靜電粉末濃度無關。在生物測定過程中, 未發現被處理成蟲的行為發生任何改變。Baxter等人發現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生, 而實際應用中不可能使用如此高的量。靜電粉末量超過一定的水平, 可能會有趨避作用, 甚至對第2代種群, 而它們被認為會被粉塵環境即面坊所吸引。Nansen等人對鋸谷盜進行了選擇測試, 發現當燕麥中的Entostat量高于5%時, 對此蟲成蟲有明顯趨避性。然而, 在實際條件下, 這個用量非常高, 特別是靜電粉末與谷物混合時。在本研究中, 小麥中靜電粉末的量占總重量的0.002%~0.04%, 遠低于5%, 將甲蟲持續暴露于靜電粉末處理過的谷物中可能會增加昆蟲對粉末的攝取, 這應該是靜電粉末+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。在最近的一項研究中, Rumbos等發現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) 米象的死亡率也達到100%, 在0.2 mg/kg谷物時死亡率也大于90% (常規制劑的死亡率僅為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。這一點特別重要, 因為谷物上的用量直接關系到最終產品中殘留量的高低。當靜電粉末與甲基嘧啶磷混用時, 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達到較高的殺蟲效果。

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:每行內數值后為相同字母, 表明數值間無顯著差異;無字母表明無顯著差異;HSD檢驗為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小麥的面食制造相關屬性參數  下載原圖

注:數據后無小寫字母表示沒有顯著差異;HSD檢驗為0.05。

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

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谷物濃度時才能達此效果。上述數據與前人報道的研究結果一致, 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, 同時也可降低所需農藥濃度。

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

注:均無顯著性差異;HSD檢驗為0.05。

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

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

注:對于每個參數, 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檢驗為0.05;阻力45'的方差分析參數為: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小麥制作面包特性參數 (±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。這是因為該蟲對包括甲基嘧啶磷在內的有機磷類 (OP) 化合物的敏感性較低, 全球的許多地方都有抗性的報道。在本研究中并未發現用靜電粉末+甲基嘧啶磷處理對谷蠧有更高的防治效果。不過, 這種技術也可以應用于其他農藥活性成分, 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, 與單獨用甲基嘧啶磷處理相比, 靜電粉末+甲基嘧啶磷處理產生的后代更少。另外, 本研究還發現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卵量, 或者巴西棕櫚蠟可能被昆蟲取食。

谷物防護劑在谷粒上的黏附性, 對其生物活性的發揮非常重要。黏附性能有助于增強殺蟲劑的持留并延長作用時間。Kavallieratos和Athanassiou等人報道不同種類的DEs對不同谷物的黏附性能存在差異。然而, 報道稱DE的黏附性能和殺蟲活性之間沒有相關性, 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, 在硬質小麥上的保持力最強, 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于玉米的報道相反。靜電粉末和DE之間的另一個明顯區別是, 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間未知, 并且能夠通過摩擦 (摩擦充電) 再次帶電。

這種粉末應用于倉儲谷物存在多種缺陷。其中一些可能與谷物流動性、產品的外觀 (多塵) 或堆積密度的增加有關。已知應用濃度低至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谷物的濃度下不會對堆積密度產生不利影響。1 000 mg/kg谷物會影響一些谷物的堆積密度;然而, 實際中應用劑量不到1 000 mg/kg谷物 (1 g靜電粉末/kg谷物顆粒) , 因為4 mg/kg谷物就能達到較好的防效。

Korunic等人評價了經DE處理過的谷物的面包和面食制作性能, 結果發現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, 對最終產品性能產生不利影響的可能性很低。相比之下, 靜電粉末難以去除, 因此評價靜電粉末對面粉和面食的加工屬性的影響比較重要。本文研究結果表明, 低于200 mg/kg谷物的靜電粉末處理對軟質小麥對面粉和面包制作特性沒有影響, 處理硬質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, 也對最終產品的質量沒有影響。

本文研究發現甲基嘧啶磷與靜電粉末混用可提高對某些倉儲害蟲的防治效果, 同理, 靜電粉末也可與其他殺蟲劑結合用于不同的谷物。本研究是首次報道靜電粉末應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生不良影響。