辐照技术在储粮害虫防治中的应用(编辑修改稿)

辐照技术在储粮害虫防治中的应用(编辑修改稿)内容摘要：

锯谷盗科 锯谷盗 Oryzaephilus surinamensis 200 － 大眼锯谷盗 O. mercator 200 14 皮蠹科 谷斑皮蠹 Trogoderma granariam 50 160 28 窃蠹科 烟草甲 Lasilderma serrie 250 42 鳞翅目 麦蛾科 麦蛾 Sitotroga cerealella 1000 1000 6 斑螟科 印度谷螟 Plodia interpunctella 450 500 6 烟草粉斑螟 300 1000 地中海粉斑螟 Anagasta kuehniella 600 蜱螨 目 谷螨科 粗足粉螨 450 175 * 利用电子束处理玉米象成虫的不育剂量为 180 Gy，经 300Gy 辐照的玉米象成虫 14 天内全部死亡 [10]。 储粮害虫的发育时期 害虫辐射敏感性与其生命活动密切相关， 储粮害虫的发育过程需要经历卵 、幼虫、蛹、成虫四个阶段，每个阶段都具有不同的生理生化 和行为， 因而 储粮害虫 在不同发育 阶段 对辐照的敏感性不一样 ，即使在同一发育阶段的不同时期，害虫的辐射敏感性也有所不同。 一般情况下， 其 对辐照的敏感性表现为：卵 、 幼虫 蛹（若虫） 成虫。 陈耀溪等（ 1984）研究认为，主要储粮害虫在不同的发育 阶段辐照后的致死效应不同，卵和幼虫的致死剂量相差不大，而与成虫相比则相差几倍到十几倍，如 表 3 中 锯谷盗卵和幼虫致死剂量 不高于 100Gy，而蛹和成虫的致死剂量则需 200Gy 以上 [1]。 李淑荣等 2020 年测定了玉米象的各个虫态对电子束辐照的敏感性，认为成虫和蛹的不育剂量为 180Gy，而幼虫和卵的不育剂量为 90Gy[10]，在 180Gy 以上的剂量可以完全阻止谷物中的卵和幼虫发育为成虫。 300Gy 辐照的蛹不能羽化，成虫在 14 天内全部死亡 [12]。 表 3 同种储粮害虫不同虫态的辐射敏感性 虫种 温度 （ ℃ ） %死亡天数（天） 辐射剂量（ Gy） 成虫 蛹 幼虫 卵 锯谷盗 30 21 206 145 86 96 玉米象 26 21 112 － 40 40 谷象 26 21 78~145 112 － 40 杂拟谷盗 30 28 123~222 145 52 44 赤拟谷盗 30 28 215 250 105 109 储粮害虫的性别 储粮害虫的性别也是影响其辐照敏感性的一个重要因子， 从表 2 中可以看出雄性害虫的不育剂量一般是雌性害虫的 2 至 3 倍，雌性害虫比雄性害虫 对辐照更敏感。 而这种现象 不仅发生在储粮害虫的成虫中， 通过用不同剂量辐照印度谷螟蛹羽化的成虫与未辐照的成虫配对 的实验表明 ，雌性蛹在 350Gy 的辐照条件下完全不育，而 500Gy还不能使雄性蛹羽化后的成虫 100％不育 [13]。 3 辐照防治储粮害虫的工艺及技术 粮食辐照杀虫装置 用于粮食辐照杀虫的装置分为γ辐照装置和电子束辐照装置，γ辐照装置辐照粮食的方式又分为两种：一种是小包装粮食的辐照，在辐照室内进行动态或静态辐照 ，与其它食品或医疗器械消毒用的辐照装置相同 ；另一种是通过气动、 重 力 或机械传动，使粮食在辐照源周围 连续或步进式 通过。 γ射线和电子束对害虫的致死及不育的效果是相似的，但是电子束的穿透能力差，只适合散装粮的辐照。 具有代表性γ射线和电子束辐照杀虫装置分别是日本散粮 60Co 源辐照杀虫装置和乌克兰的电子束辐照杀虫装置。 日本 散粮 60Co 源辐照杀虫装置 该装置有四个储粮仓、螺旋传送器和一个筒式辐照器组成（见图 2） [14]。 粮食先经过筛分系统，过滤除杂后，提升到进料仓，靠螺旋传送器将粮食送入筒式辐辐照。 粮食进入筒式辐照器后，沿三个环形沟道靠重力下流，通过流量控制器控制每个沟道粮食的流速，使粮食受到均匀剂量的辐照（ 200－ 400Gy）。 辐照后的粮食，经传输系 统传送入储粮仓。 据杨景田（ 1995）介绍，该装置可以通过增加沟道数和辐射源强度，扩大粮食辐照处理能力。 乌克兰 散粮的电子束辐照杀虫 装置 1980 年乌克兰设置了两台 ELV－ 2 型电子加速器，能量为 ，功率为20kW，用于谷物 的辐照杀虫。 该装置主要有电子加速器、 粮流形成系统和粮食缓存仓组成（图 3） [3]。 谷物经提升系统提升到加速器上方的缓存仓，通过一标有刻度的粮流形成阀，形成均匀一致的粮流（宽度 米），在重力的作用下，经粮流加速管道加速后，以一定的速度（ 6－ 7m/s）和厚度 (7mm)进入辐照区， 接受 200－ 300Gy 剂量的辐照后，经过三通阀分流，进入再 循环处理或粮仓储存。 近年来， 电子 加速器技术的研究开发 取得了很大进展，其稳定性和可靠性得到进一步改善，随着 健康、 能源、环境等问题的突出，利用电子束辐照杀虫的市场前景广阔。 2 1 5 6 A B C D E F 1 进料仓 2 过滤器 3 鼓风机 4 螺旋传送器 5 筒式辐照器 6 流量控制器 7 储粮仓 8 筛分器 9 粮食装料口 10 辐照室 A 环状布料器 B 60Co 源 C 第 1 沟道 D 第 2 沟道 E 第 3 沟道 F 传输管道 图 2 日本 400kg/h 散粮 60Co 源辐照杀虫工艺流程 辐射杀虫的工艺剂量 辐照杀虫的工艺剂量包括两个概念，即最低有效剂量和最高耐受剂量。 最低有效剂量指 保证达到辐照杀虫目的的工艺剂量下限 ；最高耐受剂量指 不影响产品品质和功能特性的工艺剂量上限 [15]。 辐照杀虫 工艺剂量的设定必须满足这两个要求，因此 在辐照杀虫工艺剂量下 辐照对粮食品质的影响 可以不考虑。 当然不同的国家对同一产品的食用品质和功能要求不同，最高耐受剂量的设定也 会 不同。 例如， 稻谷和 大米经过超过 500Gy 的辐照以后，口感发生明显变化，支链淀粉含量下降，饭质变软，就我国的饮食习惯而言，口 感下降 [16]， 因此我国将 500Gy 设定。