在满足种植者综合防治有害生物需求的同时, 如何提高施药人员的安全性和减少贮存谷物中化学农药的残留量, 是一直面临的难题。优化农药的递送方式有助于降低控制有害生物所需的药量。带电荷的粉末可作为活性成分或生物制剂的惰性载体, 并黏附在昆虫的体壁上。近年来, 静电粉末Entostat®已经成功应用于几类害虫的“迷乱 (autoconfusion) ”, 其中也包括仓储害虫。“迷乱”指的是利用含有靶标昆虫性信息素的Entostat®扰乱昆虫交配的一种新技术。在该技术中, 目标昆虫的雄性被吸引到含Entostat®的诱饵站后其体壁黏附粉末, 使雄性昆虫体壁携带雌性性信息素, 进而吸引其他雄性昆虫, 以此方式, 使越来越多的雄性昆虫无法找到雌性交配。

尽管已对静电粉末用做数种信息素的载体进行过评估, 却鲜有将其作为其他活性成分 (如杀虫剂) 载体的信息。已有研究表明几种粉尘或粉末可用于田间作物和仓储产品保护中杀虫剂载体, 且二者具有协同效应。例如, 在仓储品的保护方面, Lord发现使用硅藻土 (DEs) 为载体, 增强了昆虫病原真菌Beauveria bassiana (Balsamo) Vuillemin (丝孢菌纲:丛梗孢目) 防治谷蠹 (Rhyzopertha dominica) (鞘翅目:长蠹科) 、锯谷盗 (Oryzaephilus surinamensis) (鞘翅目:锯谷盗科) 和锈赤扁谷盗 (Cryptolestes ferrugineus) (鞘翅目:扁谷盗科) 的效果。对于球孢白僵菌 (B.bassiana) 和金龟子绿僵菌 (Metarhizium amisopliae) (粪壳菌纲:肉座菌目) 的研究已有类似报道。此外, Chintzoglou等人发现, 同时使用DE与多杀菌素粉剂防治杂拟谷盗[Tribolium confusum (鞘翅目:拟步甲科) ]具有相加效应。关于天然除虫菊酯、拟除虫菊酯和新烟碱噻虫嗪也有类似报道。在仓储品的保护中也评估了一些特定混合物所应用的许多惰性物质, 如硅、灰分、滑石粉、炭和小麦粉。

理想情况下, 在上面提到的组合中, 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、持久的释放。例如, Athanassiou等人发现杜松油和二氧化硅对米象 (Sitophilus oryzae) (鞘翅目:象虫科) 和杂拟谷盗 (T.confusum) 具有明显的协同效应。然而, 所有上述研究都集中于非黏着性的材料, 这些材料通常与贮存环境相互作用有限或无。相比之下, 黏着性载体 (如静电粉末) 对特定活性成分 (AI) 的杀虫活性影响的报道相对较少。Tananaki等人将静电粉末Entostat®与百里酚粉末组合, 用于控制外寄生螨狄斯瓦螨 (Varroa destructor) (蜱螨亚纲:瓦螨科) , 结果发现该组合有效防治的百里酚的施用量是标准百里酚的1/6~1/8。Meikle等人对该组合的研究也得到了类似的结果。目前, 大部分工作是研究直接接触的效果, 只有少数研究是关于水平传递。Huang等人发现含有蜕皮激素作用的甲氧虫酰肼的静电粉末Entostat®显著降低了苹果小卷蛾 (Cydia pomonella) (鳞翅目:卷叶蛾科) 的后代的繁殖能力, 这表明在交配期间携带Entostat®雄性把甲氧虫酰肼传递给雌虫。对于地中海果实蝇 (Ceratitis capitata) (双翅目:实蝇科) 的相关报道表明, 含有多杀菌素的静电粉末Entostat®可以水平传递。

尽管应用静电粉末制剂能够有效防治数种仓储害虫, 但与液体制剂相比, 粉末混合物存在一些潜在的缺陷, 如, 一些惰性材料降低了粮食的堆积密度。静电粉末Entostat®可用于有效传递球孢白僵菌防治锯谷盗和谷蠹、谷象和大谷蠹。然而, 还未详细地测试这些改进的制剂和传递系统防治仓储害虫的效果, 以及可能对食品的不良影响, 或施用期间产生的粉尘可能会增加工人的暴露风险。

本研究将静电粉末Entostat®作为一种仓储害虫杀虫剂甲基嘧啶磷的惰性载体, 用于控制4种主要仓储害虫 (米象、锯谷盗、谷蠹和杂拟谷盗) 的成虫及其后代, 并与常规的甲基嘧啶磷乳油 (EC) 作对比。同时, 还研究了静电粉末Entostat®对仓储谷物重要质量参数——堆积密度的影响。对Entostat®处理的谷物进行筛分、洗涤和加热等加工处理后, 测量静电粉末Entostat®对不同粮食谷物的黏附性以评价在谷物被处理后和食品加工前是否可以除去静电粉末。并对静电粉末Entostat®处理对用谷物制作的面包和面食的性能的影响进行了评估。所有这些测试都旨在评估静电粉末Entostat®作为载体混合处理仓储谷物中的应用潜力。

供试害虫不分龄期和雌雄。所有试虫均在25℃、65%相对湿度 (RH) , 连续黑暗的条件下饲养。谷蠹和米象用硬质小麦全麦饲喂, 锯谷盗用燕麦片饲喂, 杂拟谷盗用小麦粉饲喂。试虫在室内饲养10年以上。用未处理的全硬质小麦进行试验。在试验前, 使用Multitest湿度测量计 (法国GODE公司) 测得硬质小麦的水含量为13.5%。

试验所用杀虫剂为甲基嘧啶磷 (Actellic 50 EC, 48.5%w/w;先正达公司) 。以静电粉末Entostat®作为惰性载体。在试验中, Entostat®粉末单独使用 (载体对照) 或与1%甲基嘧啶磷配制使用。Entostat®主要是由植物源蜡和聚合物组成的专利技术惰性载体, 在本试验中, Entostat®“变体”主要由精制的巴西棕榈蜡组成。Entostat®粉末由Exosect有限公司提供。各处理的浓度设置为:有效成分甲基嘧啶磷0 (对照) 、0.2、0.4、0.6、0.8、1、2、3、4 mg/kg小麦, 每处理0.25 kg小麦。用蒸馏水配制试验所需浓度的甲基嘧啶磷溶液。将0.25 kg小麦均匀平铺, 用Mecafer AG4喷雾器将0.25 m L悬浮液均匀喷洒在小麦上。Entostat®+杀虫剂处理为:分别用5、10、15、20、25、50、75、100 mg甲基嘧啶磷和Entostat®粉末处理小麦 (0.25 kg) , 以达到以上剂量处理;只以相同量的Entostat®处理小麦作为载体对照;具体为在玻璃瓶 (直径8.6 cm, 高17.5 cm) 中, 直接将Entostat®+杀虫剂 (Entostat®) 用于小麦, 并手动摇动约1 min, 使粉末和杀虫剂在粮食颗粒上均匀分布。用0.25 m L蒸馏水喷雾处理小麦作为空白对照, 每个处理重复3次。

从每个处理的玻璃瓶 (1.1.2) 中取出3份20 g小麦样品, 并放入圆柱形的塑料小瓶 (直径3 cm, 高8 cm) 。将20只成虫放入每个小瓶。然后将所有小瓶放入25℃、65%相对湿度, 黑暗的培养箱中。在第2、7、14 d观察试虫的死亡情况, 并计算死亡率。在14 d后, 从小瓶中取出所有试虫 (死亡和存活) , 并将小瓶再放回培养箱。65 d后, 检查小瓶内的昆虫数量。基于每种试虫对甲基嘧啶磷的敏感性差异, 生物测定中所用甲基嘧啶磷的浓度根据目标物种而调整。锯谷盗和谷蠹所用浓度分别为2、3、4 mg/kg谷物, 杂拟谷盗为1、2、4 mg/kg谷物, 米象为0.2、0.4、0.6、0.8 mg/kg谷物。

对5种谷物, 硬质小麦、软质小麦、水稻、玉米和大麦进行测试。测试前, 对谷物补充水分, 将水分含量调整至10.5%和12.5%, 此水分含量反映了南欧地区收获谷物的质量标准, 并分别对应于55%和75%的相对湿度。评价Entostat®载体对照0、0.5、1.0 g/kg谷物3个浓度的情况。制备Entostat®-谷物混合物的方法为, 将1 kg谷物和适量Entostat®一起置于玻璃瓶中 (直径16.0 cm, 高14.5 cm) , 手动摇动约1 min, 使粉末与谷物混合均匀, 每处理3个重复 (共90罐) 。

用标准堆积密度测量装置 (Code Multitest apparatus;GODE公司) 对样品进行称重, 从而评价添加不同浓度Entostat®粉末后谷物堆积密度是否降低。

所用谷物为硬质小麦、水稻和玉米。经过⑴单独筛分;⑵洗涤后筛分;⑶加热后筛分, 评估谷物上Entostat®粉末的量减少情况。用于谷物的Entostat载体对照 (不含甲基嘧啶磷) 的量为0 (对照) 、0.2、0.5、1.0 g/kg谷物, 应用方法同1.2.1。

对于每种谷物, 取0.5 kg置于玻璃瓶中, 分别用0、100、250、500 mg Entostat®粉末处理, 此量对应于上述提及的测试浓度。放置小麦和玉米的玻璃瓶, 直径为8.6 cm, 高为17.5 cm;放置水稻的玻璃瓶, 直径为16.0 cm, 高为14.5 cm。在使用Entostat®粉末之前, 先在2 mm筛中筛分谷物约3 min, 以除去小的颗粒。对于对照 (未处理) 谷物也进行相同的筛分处理。将一半的筛分谷物 (0.25 kg) 倒入瓶中, 然后加入Entostat®粉末, 再加入剩余的0.25 kg筛分谷物。玻璃瓶加盖并摇动至少2 min, 以确保Entostat®分布均匀。将谷物在1 mm筛中筛分1 min, 收集筛中物, 用天平称重 (Precisa 40SM-200A) , 间接测定Entostat®在谷物上的残留量, 每处理重复3次。

在初步清洁和用Entostat®处理[如⑴]后, 将处理和未处理的谷物颗粒放置在铝制容器中, 并向其中加入1 L水。15 min后, 除去水, 将谷物置于塑料容器在30℃下干燥1.5 h。再进行筛分, 测量谷物上Entostat®的残留量。

在初步清洁和Entostat®处理[如⑴]后, 将谷物放入铝制容器并置于实验室烤箱 (德国Memmert) , 在 (55±1) ℃下放置1 h。再进行筛分, 测量谷物上Entostat®的残留量。

用Entostat®粉末以200、500、1 000 mg/kg谷物浓度分别处理硬质和软质小麦。把0.5 kg硬质麦和5 kg软质麦分别置于玻璃和金属容器中, 加入适量Entostat®粉末, 手动摇动约1 min, 使粉末与谷物混合均匀。设未处理对照, 每处理3个重复。

测定处理和未经处理 (对照) 的硬质小麦的堆积密度、白粒、含水量、杂质、面筋、黑点、蛋白质和灰分等质量参数。这些参数是衡量给定品种小麦制作粗面粉/面食的标准特性。分别用堆积密度测量仪和湿度分析仪 (德国Kern) 测量堆积密度和湿度, 使用近红外分析仪 (德国Zeutec公司) 分析蛋白质含量, 使用Glutomatic (瑞典Perten) 分析谷蛋白, 燃烧谷物后称量灰分含量, 其他参数通过肉眼观察100粒谷物决定。

用Infratec™1241颗粒分析仪 (Foss, Hillerød, Denmark) 检测处理和未处理软质小麦的堆积密度, 湿度的测定根据标准ICC202, 蛋白质含量测定依据标准ICC202, 湿面筋含量、硬度、沉淀值、淀粉、外力总功 (total work force) 和灰分含量等依据标准ICC1.4/1使用马弗炉 (Heraeus M110;美国Thermo Scientific) 检测计算, 下降值 (FN) (α-淀粉酶活性) 依据标准ICC107/1用Falling Number® (FN-1310) (Perten) 进行测定。然后使用Lab Mill 3100 (Perten) 将处理和未处理的软质小麦碾磨成面粉。为了比较面粉质量, 测定了以下参数:水分含量依据标准ICC202测定, 吸水性依据标准ICC114/1测定 (小麦粉面团的流变性能) , 拉伸性能 (阻力/45', 阻力/90';伸展性/45', 伸展性/90') 用拉伸仪Extensograph®-E (德国Brabender, 公司) 进行测定, 对于面团吹泡特性 (P/L) 使用面筋拉力测定仪与NG型吹泡稠度仪 (Chopin, Villeneuve-D) 依据标准ICC121进行测定, 出粉率使用Brabender Quadrumat Junior mill (Brabender) 进行测定。

在研究不同处理对成虫死亡率的影响时, 以浓度和甲基嘧啶磷/甲基嘧啶磷+静电粉末为主要影响因素, 时间-死亡率作为变量, 运用JMP软件进行重复测量的方差分析 (MANOVA) 和Wilk'sλ值测试。对于后代繁殖量的影响, 使用相同的软件进行双因素方差分析 (ANOVA) , 以后代数量作为反应变量, 浓度和甲基嘧啶磷/甲基嘧啶磷+静电粉末为主要影响因素。由于杂拟谷盗的后代繁殖量非常低, 处理后很难繁殖, 所以没有进行分析。

用相同的软件对其他处理的数据进行分析。对每种谷物的堆积密度分别进行双因素方差分析, 以Entostat浓度和水分含量为主要影响因素。将每种谷物筛分的数据分别进行双因素方差分析, 以Entostat浓度和筛分方法为主要影响因素。在必要时对数据进行log (x+1) 形式转换 (初始值在图表中显示) 。最后, 对面包和面食制作每一特性参数分别进行单项方差分析, Entostat浓度作为影响因素。对所有数据的平均值进行了Tukey-Kramer HSD检验 (0.05) 。

在测试的所有试虫中, 除谷蠹外, 杀虫剂、杀虫剂浓度和时间均对成年甲虫的死亡率有显著影响 (表1) 。对于谷蠹、杂拟谷盗, 空白对照和载体对照组的死亡率分别低于10%和4%, 而其他2种物种处理14 d后, 对照死亡率达到16%。

对于米象, 所有试验浓度处理2 d后的死亡率均低于32%, 与仅用甲基嘧啶磷处理相比, 静电粉末+甲基嘧啶磷处理的死亡率更高 (图1A) 。处理后7 d, 2个高浓度 (0.6、0.8 mg/kg谷物) 处理中, 甲基嘧啶磷处理和静电粉末+甲基嘧啶磷处理中试虫均全部死亡。在2个低浓度 (0.2、0.4 mg/kg谷物) 处理下, 静电粉末+甲基嘧啶磷处理的试虫死亡率明显高于仅用甲基嘧啶磷的处理。

处理后7 d和14 d, 对于锯谷盗, 在2种较低浓度下 (2、3 mg/kg谷物) , 静电粉末+甲基嘧啶磷处理的死亡率明显高于仅用甲基嘧啶磷的处理 (图1B) 。虽然在2 d内这2种处理的死亡率也是前者高于后者, 但仅在最低浓度 (2 mg/kg谷物) 差异才显著。在最高浓度 (4 mg/kg谷物) 下, 这2种处理的死亡率没有差异, 二者在第7 d的死亡率都接近100%。

表1 重复测量米象、谷蠧、锯谷盗和杂拟谷盗成虫死亡率的方差分析参数  下载原图

注:对于米象, 总误差df=64;对于其他物种, 总误差df=48。

表1 重复测量米象、谷蠧、锯谷盗和杂拟谷盗成虫死亡率的方差分析参数

对于谷蠹, 在每个测试浓度 (2、3、4 mg/kg谷物) , 静电粉末+甲基嘧啶磷处理的死亡率均高于仅用甲基嘧啶磷的处理, 但差异不显着, 死亡率未达到50% (图1C) 。

处理后2 d, 杂拟谷盗的死亡率极低 (<5.5%) (图1D) 。在较低的2个浓度下 (1、2 mg/kg谷物) , 7、14 d后, 静电粉末+甲基嘧啶磷处理的试虫死亡率显著高于仅用甲基嘧啶磷处理。在浓度为4 mg/kg谷物时, 2种处理间的试虫死亡率没有显著差异, 14 d后, 2种处理试虫的死亡率均接近100%。

图1 不同浓度的甲基嘧啶磷 (PM) 或甲基嘧啶磷+静电粉末 (PM+EP) 处理后2、7、14 d, 米象 (A) 、锯谷盗 (B) 、谷蠧 (C) 、杂拟谷盗 (D) 成虫的平均死亡率 (%±SE)   下载原图

注:每一浓度和时间处理间, 相同的字母表示没有显著差异, 没有标注字母也为没有显著差异;HSD检验为0.05。

在后代繁殖方面, 不同杀虫剂处理 (甲基嘧啶磷、静电粉末+甲基嘧啶磷) 和浓度对米象有显著影响, 而对于谷蠧和锯谷盗, 只杀虫剂有影响显著 (表2) 。对这3个试虫种类, 载体对照处理后代的繁殖量最高, 再依次为甲基嘧啶磷、静电粉末+甲基嘧啶磷。在所有情况下, 载体对照与其他2种处理间均存在统计学差异。而在仅用甲基嘧啶磷的处理和静电粉末+甲基嘧啶磷2个处理之间, 仅在一种情况下 (最低浓度下的米象) 存在统计学差异 (表3) 。

表2 米象、谷蠧和锯谷盗后代量的方差分析参数  下载原图

注:对于米象, 总误差df=96;对于其他的物种, 总误差df=72。

表2 米象、谷蠧和锯谷盗后代量的方差分析参数

表3 在从用不同浓度的甲基嘧啶磷、甲基嘧啶磷+静电粉末 (PM+EP) 或静电粉末 (载体对照) 处理的小麦中除去米象、谷蠧和锯谷盗65 d后, 它们后代的平均数量 (每瓶成虫数±SE)   下载原图

注:PM:甲基嘧啶磷;EP:静电粉末。每个浓度和害虫种类之间具有相同小写字母表示差异不显著;HSD检验为0.05。

表3 在从用不同浓度的甲基嘧啶磷、甲基嘧啶磷+静电粉末 (PM+EP) 或静电粉末 (载体对照) 处理的小麦中除去米象、谷蠧和锯谷盗65 d后, 它们后代的平均数量 (每瓶成虫数±SE)

对于软/硬质小麦, 静电粉末浓度和/或水分含量的增加都会对小麦的堆积密度产生显著的负面影响, 在对软质小麦的处理中观察到这2个因素之间存在相互作用 (表4和5) 。软质和硬质的小麦水分含量为10%时, 1 g/kg处理的小麦堆积密度显著低于0.5 g/kg处理和对照 (表5) 。水分含量为12%时, 只有硬质小麦的1 g/kg处理的堆积密度显著低于对照 (表5) 。静电粉末浓度的变化对水稻和玉米的堆积密度均没有影响, 而两者都受水分含量的影响 (表4) 。在水分含量较高的情况下, 水稻的堆积密度增加;而增加水分含量, 玉米的堆积密度降低 (表5) 。大麦的堆积密度不受水分含量和静电粉末浓度的影响 (表4和表5) 。

对于所有谷物, 静电粉末浓度越高, 筛分后收集的粉末越多。筛分方法也对筛分掉的粉末量有显著影响。在洗涤处理中硬质小麦和玉米的粉末去除量最少, 而水稻最多 (表6) 。对于黏附性能, 筛分方法和粉末浓度对所有谷物都存在显著差异性影响 (表6) 。洗涤是去除这3种谷物上粉末的最佳方法, 在对照处理和浓度≤500 mg/kg谷物的静电粉末处理之间没有显著差异。而在1 000 mg/kg谷物时, 只有玉米和水稻在洗涤后粉末的去除效果与对照相当 (表7) 。

对于面食制作性能, 除1 000 mg/kg谷物静电粉末处理的小麦的堆积密度 (kg/L) 略有下降外 (表8) , 其他处理与空白对照间所有参数没有显著差异。

表4 对5种谷物在3种Entostat浓度和2种水含量下的堆积密度方差分析 (误差df=12)   下载原图

表4 对5种谷物在3种Entostat浓度和2种水含量下的堆积密度方差分析 (误差df=12)

表5 用2种浓度的静电粉末处理并且水分含量为10%和12%的谷物的堆积密度 (kg/h L)   下载原图

注:表中数值为平均值±SE;对于每种谷物和水分含量, 相同的小写字母表示没有显著性差异, 没有字母表明没有显著性差异;HSD检验为0.05。

表5 用2种浓度的静电粉末处理并且水分含量为10%和12%的谷物的堆积密度 (kg/h L)

表6 施用3种浓度静电粉末的硬质小麦、玉米和水稻在经3种筛分处理后对粉末的方差分析  下载原图

注:对于所有谷物, 误差df=24。

表6 施用3种浓度静电粉末的硬质小麦、玉米和水稻在经3种筛分处理后对粉末的方差分析

软质小麦的面粉性质未受静电粉末的影响, 即使静电粉末在最高浓度1 000 mg/kg谷物下 (表9) 。然而, 与对照相比, 在2个最高浓度下, 静电粉末处理显著降低小麦的2个面包制作性能, 即阻力 (R) BU/45'和阻力 (R) BU/90' (表10) 。面包制作性能的其他6个参数, 均未受到静电粉末的影响。

本研究结果表明, 静电粉末和甲基嘧啶磷合用能有效保护谷物, 但这种保护作用容易受到谷物种类、药剂浓度和作用时间的影响。本研究数据显示, 静电粉末载体对照处理对成虫没有影响, 这表明试虫的死亡仅是由甲基嘧啶磷导致, 而与静电粉末浓度无关。在生物测定过程中, 未发现被处理成虫的行为发生任何改变。Baxter等人发现2种类型的静电粉末, Entostat®和Entomag®和其浓度都影响印度谷螟雄性的行为, 但这种情况仅在粉末量非常大的情况下发生, 而实际应用中不可能使用如此高的量。静电粉末量超过一定的水平, 可能会有趋避作用, 甚至对第2代种群, 而它们被认为会被粉尘环境即面坊所吸引。Nansen等人对锯谷盗进行了选择测试, 发现当燕麦中的Entostat量高于5%时, 对此虫成虫有明显趋避性。然而, 在实际条件下, 这个用量非常高, 特别是静电粉末与谷物混合时。在本研究中, 小麦中静电粉末的量占总重量的0.002%~0.04%, 远低于5%, 将甲虫持续暴露于静电粉末处理过的谷物中可能会增加昆虫对粉末的摄取, 这应该是静电粉末+甲基嘧啶磷处理的小麦中试虫死亡率增加的主要原因之一。

在测试的昆虫中, 米象对甲基嘧啶磷和静电粉末+甲基嘧啶磷处理均最为敏感。在最近的一项研究中, Rumbos等发现1 mg/kg谷物的甲基嘧啶磷处理7 d后, 可完全防治米象, 并将米象列为对甲基嘧啶磷最为敏感的仓储类甲虫。此外, 在本研究中, 0.6 mg/kg谷物甲基嘧啶磷处理米象7 d后死亡率也达到了100%。用静电粉末+甲基嘧啶磷处理的小麦处理中, 甚至在更低的浓度 (0.4 mg/kg谷物) 米象的死亡率也达到100%, 在0.2 mg/kg谷物时死亡率也大于90% (常规制剂的死亡率仅为25%) 。因此, 对于此害虫, 加入静电粉末后所需的甲基嘧啶磷浓度至少减少50%, 且作用更快。这一点特别重要, 因为谷物上的用量直接关系到最终产品中残留量的高低。当静电粉末与甲基嘧啶磷混用时, 增加了昆虫与杀虫剂的接触, 从而使甲基嘧啶磷能在较低浓度时达到较高的杀虫效果。

表7 3种浓度的静电粉末处理的小麦、玉米和大米经筛分、水洗后筛分和加热后筛分, 粉末减少量 (mg) (平均±SE)   下载原图

注:每行内数值后为相同字母, 表明数值间无显著差异;无字母表明无显著差异;HSD检验为0.05。

表7 3种浓度的静电粉末处理的小麦、玉米和大米经筛分、水洗后筛分和加热后筛分, 粉末减少量 (mg) (平均±SE)

表8 200、500、1 000 mg/kg谷物的静电粉末处理和对照硬质小麦的面食制造相关属性参数  下载原图

注:数据后无小写字母表示没有显著差异;HSD检验为0.05。

表8 200、500、1 000 mg/kg谷物的静电粉末处理和对照硬质小麦的面食制造相关属性参数

锯谷盗和杂拟谷盗对甲基嘧啶磷也比较敏感, 但所需浓度高于米象。甲基嘧啶磷与静电粉末混合使用同样显著增加了杀虫效果, 因此对于锯谷盗, 4 mg/kg谷物甲基嘧啶磷乳油在处理14 d死亡率达100%, 而甲基嘧啶磷与静电粉末处理中甲基嘧啶磷浓度为3 mg/kg谷物即可达此防效。对于杂拟谷盗, 2 mg/kg谷物的静电粉末+甲基嘧啶磷处理, 在14 d后死亡率接近100%, 但乳油处理需在4 mg/kg谷物浓度时才能达此效果。上述数据与前人报道的研究结果一致, 这表明利用静电电荷能提高某些活性成分的传递效率, 增加防效, 同时也可降低所需农药浓度。

表9 200、500、1 000 mg/kg谷物静电粉末处理和对照的软质小麦面粉制作的特性参数 (±SE)   下载原图

注:均无显著性差异;HSD检验为0.05。

表9 200、500、1 000 mg/kg谷物静电粉末处理和对照的软质小麦面粉制作的特性参数 (±SE)

表1 0 200、500、1 000 mg/kg谷物的静电粉末处理和对照软质小麦制作面包特性参数 (±SE)   下载原图

注:对于每个参数, 相同的小写字母表示差异不显著, 无字母表示无显著差异;HSD检验为0.05;阻力45'的方差分析参数为:df=3, F=5.23, P=0.03, 阻力90':df=3, F=7.33, P=0.01;在所有其他情况下, 没有显著差异。

表1 0 200、500、1 000 mg/kg谷物的静电粉末处理和对照软质小麦制作面包特性参数 (±SE)

所有甲基嘧啶磷乳油和静电粉末+甲基嘧啶磷处理的谷蠧死亡率都比较低。这是因为该虫对包括甲基嘧啶磷在内的有机磷类 (OP) 化合物的敏感性较低, 全球的许多地方都有抗性的报道。在本研究中并未发现用静电粉末+甲基嘧啶磷处理对谷蠧有更高的防治效果。不过, 这种技术也可以应用于其他农药活性成分, 以降低使用浓度和提高防治效果。静电粉末+甲基嘧啶磷处理也影响所有种类试虫的后代量, 与单独用甲基嘧啶磷处理相比, 静电粉末+甲基嘧啶磷处理产生的后代更少。另外, 本研究还发现载体对照比空白对照处理的后代繁殖量更大。可能是由于谷物表面附着粉末增加了昆虫的产卵量, 或者巴西棕榈蜡可能被昆虫取食。

谷物防护剂在谷粒上的黏附性, 对其生物活性的发挥非常重要。黏附性能有助于增强杀虫剂的持留并延长作用时间。Kavallieratos和Athanassiou等人报道不同种类的DEs对不同谷物的黏附性能存在差异。然而, 报道称DE的黏附性能和杀虫活性之间没有相关性, 这可能是由于多种谷物因素和昆虫的行为所致。在本文黏附性试验中, 与带静电的材料的黏附性一样, 静电粉末可大量黏附在谷物颗粒上。结果表明, 谷物种类对静电粉末在其表面的持留量起着重要作用, 在硬质小麦上的保持力最强, 其次是玉米, 在水稻上最弱。这与DEs在水稻粒上的保持力要强于玉米的报道相反。静电粉末和DE之间的另一个明显区别是, DE很容易被从谷粒上筛分掉, 而从谷粒上除去静电粉末则需要更多的步骤。静电粉末保留在谷粒上的时间未知, 并且能够通过摩擦 (摩擦充电) 再次带电。

这种粉末应用于仓储谷物存在多种缺陷。其中一些可能与谷物流动性、产品的外观 (多尘) 或堆积密度的增加有关。已知应用浓度低至50 mg/kg谷物的DEs可能对堆积密度造成不利影响, 是谷物贸易不能接受的。相比之下, 本研究中静电粉末在≤500 mg/kg谷物的浓度下不会对堆积密度产生不利影响。1 000 mg/kg谷物会影响一些谷物的堆积密度;然而, 实际中应用剂量不到1 000 mg/kg谷物 (1 g静电粉末/kg谷物颗粒) , 因为4 mg/kg谷物就能达到较好的防效。

Korunic等人评价了经DE处理过的谷物的面包和面食制作性能, 结果发现谷物加工过程中的主要属性不受DE的影响。鉴于此, 对用DEs处理过的谷物, 98%的DE可在加工之前的清洁过程中被去除, 对最终产品性能产生不利影响的可能性很低。相比之下, 静电粉末难以去除, 因此评价静电粉末对面粉和面食的加工属性的影响比较重要。本文研究结果表明, 低于200 mg/kg谷物的静电粉末处理对软质小麦对面粉和面包制作特性没有影响, 处理硬质小麦对面食制造性能无影响。然而, 即使用于谷物的静电粉末不能被去掉, 也对最终产品的质量没有影响。

本文研究发现甲基嘧啶磷与静电粉末混用可提高对某些仓储害虫的防治效果, 同理, 静电粉末也可与其他杀虫剂结合用于不同的谷物。本研究是首次报道静电粉末应用于谷物对谷物的影响, 表明静电粉末对堆积密度和面包/面食的制作性能未产生不良影响。