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磷化氢熏蒸南洋臀纹粉蚧的效果及对火龙果品质的影响

2022-02-10杨倩张李香李丽张相敏周国辉刘涛

植物保护 2022年1期
关键词:熏蒸南洋火龙果

杨倩 张李香 李丽 张相敏 周国辉 刘涛

摘要

本文在25℃条件下,利用磷化氢熏蒸南洋臀纹粉蚧以及越南进口红心、白心火龙果4 h,研究了磷化氢熏蒸处理对南洋臀纹粉蚧的杀灭效果以及对火龙果采后储藏品质的影响。耐受性比较试验结果表明,不同发育阶段的南洋臀纹粉蚧对磷化氢的耐受性为雌成虫>3龄若虫=2龄若虫>1龄若虫。毒力分析试验表明,使用1.70 mg/L磷化氢熏蒸雌成虫4 h可在95% 置信区间下达到99.996 8%的死亡率。品质试验结果表明,使用0.55~2.21 mg/L 磷化氢熏蒸处理对两种火龙果冷藏和货架期间的色泽、硬度、可溶性糖、酸度均无显著影响,但在熏蒸后短期内会提高呼吸强度,随着储存时间延长,呼吸强度恢复正常。这些结果显示,磷化氢熏蒸用于进口火龙果携带南洋臀纹粉蚧的检疫处理可达到理想效果,在25℃使用1.66~2.21 mg/L磷化氢熏蒸4 h可作为口岸检疫熏蒸的技术指标。

  关键词

南洋臀纹粉蚧;火龙果;磷化氢;熏蒸;品质

中图分类号:

S41-30

文献标识码:A

DOI:10.16688/j.zwbh.2020672

Effects of phosphine fumigation on the survival of Planococcus lilacius and postharvest quality of imported pitaya fruits

YANG Qian1,2,ZHANG Lixiang1,LI Li2,ZHANG Xiangmin3,ZHOU Guohui4,LIU Tao2*

(1. Heilongjiang University, Harbin150080, China; 2. Chinese Academy of Inspection and

Quarantine, Beijing100176, China; 3. China Agricultural University, Beijing100193, China;

4. Nanning Customs District, Nanning530029, China)

Abstract

In order to study the effect of gaseous phosphine fumigation on the survival of Planococcus lilacius (Cockerell) and the storage quality of pitaya fruits, red and white Vietnam pitaya fruits were fumigated with various concentrations of gaseous phosphine at 25℃ for four hours. Tolerance comparison results showed that the tolerance of different developmental stages of insects to phosphine from high to low was: female adult, the 3rdinstar nymph and the 2ndinstar nymph, and the 1stinstar nymph.  Toxicity analysis results showed that 99.996 8%  mortality under 95% confidence level was achieved after female adults were fumigated with 1.70 mg/L phosphine for four hours. Quality test results showed that fumigation with 0.55 2.21 mg/L phosphine had no significant effect on the color, firmness, soluble sugar and total acidity of two kinds of pitaya fruits during cold and shelflife storage, but the respiratory rate increased after fumigation, though it returned to normal with the extension of storage. Our results suggested that gaseous phosphine fumigation could be used for the phytosanitary treatment of imported P.lilacius pitaya fruits, and phosphine fumigation with the concentration of 1.66 2.21 mg/L at 25℃ for four hours is recommended as the technical standard for port quarantine.

Key words

Planococcus lilacius;pitaya fruits;phosphine;fumigation;quality

南洋臀紋粉蚧Planococcus lilacius (Cockerell),属半翅目Hemiptera 粉蚧科Pseudococcidae 臀纹粉蚧属Planococcus,又名紫粉蚧、紫臀纹粉蚧、南洋刺粉蚧。其成虫和若虫以刺吸式口器取食寄主叶片、果实,并可分泌蜜露使植物滋生霉菌,可为害70余种热带和亚热带水果、蔬菜、饮料作物和园林树木[1]。其适生区主要分布于长江流域以南地区,适生区面积占全国面积的18.17%[2],与我国热带水果的主要种植区域具有高度一致性[3]。该虫体积小,易随果实携带,且繁殖速度快,一旦在我国广泛传播,会严重影响我国的农林经济和生态安全,为此已被列入进境植物检疫性有害生物名录[4]。

南洋臀纹粉蚧在东盟进口水果口岸检疫中被频繁截获, 2003年—2013年, 我国口岸进境水果共计截获南洋臀纹粉蚧2 079种次,占全部检疫性害虫截获种次的8.35%, 位居第三位[5]。其中火龙果是口岸检疫截获南洋臀纹粉蚧较多的水果之一[6]。火龙果果实氨基酸含量高,营养丰富而逐渐成为国内外水果中的新宠[7],当前,我国市场中的火龙果主要依赖进口,年进口量在50万t左右[7]。为满足我国市场对进口火龙果的需求和保障国门生物安全,急需开发安全快捷的检疫处理技术[8]。

目前我国进境水果检疫处理主要依赖于溴甲烷熏蒸,但在《蒙特利尔议定书》中溴甲烷被列为大气臭氧层耗减物质,急需淘汰和替代[9]。同时,有研究表明‘富士’苹果[10]、‘南丰蜜橘’[11]和白柚[11]等水果对溴甲烷较为敏感,溴甲烷熏蒸极易引发药害,失去商品价值。因而,口岸急需环保安全的新型处理技术。

磷化氢熏蒸是在磷化铝熏蒸的基础上发展起来的新型熏蒸技术[12],与其他化学试剂相比,磷化氢材料易得、生产成本低、扩散性好、渗透性强、毒力高、施药安全、杀虫效果显著[13],研究表明,磷化氢熏蒸可有效杀灭柑橘粉蚧Planococcus citri[14]、长尾粉蚧Pseudococcus longispinus、兰花粉蚧P.orchidicola[15],且对苹果[16]、枇杷[17]、香梨[18]等水果的品质无影响,因而在鲜活产品的检疫处理中应用前景非常广阔[19-20]。

本实验室前期研究表明,20℃下0.55 mg/L磷化氢熏蒸4 h可以杀灭各个虫态南洋臀纹粉蚧,且对菠萝品质无影响,表明磷化氢熏蒸技术在南洋臀纹粉蚧检疫处理中具有可行性[21]。 鉴于还缺乏磷化氢熏蒸南洋臀纹粉蚧的系统毒力数据和对进口火龙果品质影响的数据,本文根据 ISPM28号国际标准要求[22],确定了南洋臀纹粉蚧最耐熏蒸虫态,构建了熏蒸毒力模型,推导了达到检疫安全水平所需的磷化氢熏蒸剂量,并测试了磷化氢熏蒸对进口火龙果品质的影响,旨在为在口岸检疫处理中利用磷化氢熏蒸进口火龙果携带南洋臀纹粉蚧提供理论依据。

1材料与方法

1.1材料、试剂与仪器

南洋臀纹粉蚧为深圳口岸入境旅客携带的榴莲上截获, 在国家质检总局检疫处理重点实验室饲养[23]。考虑到火龙果无法支持南洋臀纹粉蚧完成整个世代发育,本试验采用进口南瓜Cucurbita moschata在恒温培养箱内饲养繁殖, 建立实验种群。饲养条件为:温度(25±1)℃, 湿度(60±10)%, 光周期L∥ D=14 h ∥10 h。

越南进口红心火龙果、白心火龙果均采购自北京市场,挑选感官品质好,果皮颜色鲜艳,大小适中,无病虫害的果实备用。磷化氢标准气(1.02%), 购自北京北氧特种气体研究所。

GY1型果实硬度仪,牡丹江市机械研究所;安捷伦6890N气相色谱仪,美国安捷伦公司;Pocket PAL1糖度计,日本爱拓;GMK708酸度计,韩国GWON公司;CR10色差计,深圳市天友利标准光源有限公司。

1.2试验方法

1.2.1不同虫态的南洋臀纹粉蚧对磷化氢熏蒸的耐受性测定

本试验利用容积为6 L的熏蒸罐进行熏蒸处理[24]。将携带有指定蟲态的带虫南瓜放入熏蒸罐,装载率约为10%。在25℃恒温恒湿培养箱(Binder KBF720,德国)中至温度平衡后,用气密针分别投入终浓度为0.03、0.07、0.14、0.21 mg/L的磷化氢气体熏蒸4 h,并设置未熏蒸组作为对照,平行重复3次。分别在熏蒸开始15 min和结束前使用气密注射器(安捷伦)从熏蒸罐抽取0.4 mL气体进行磷化氢浓度检测。磷化氢浓度检测使用配有热导检测器(TCD)的气相色谱仪进行(6980N 安捷伦)。气相色谱参数:进样口温度120℃;填充色谱柱 Propark Q(80~100目);柱温70℃;TCD 200℃;载气 H2;柱流量 25 mL/min; 参比气流量30 mL/min[25]。

熏蒸结束后,放入通风橱散气2 h,将带有南洋臀纹粉蚧的南瓜做好标记按1.1小节的条件饲养,放置48 h后用软毛刷轻轻将南瓜上的粉蚧扫下,记录活虫和死虫的数量,计算死亡率。

1.2.2磷化氢对南洋臀纹粉蚧的室内毒力试验

收集实验种群中的雌成虫,置于新的南瓜上,每个南瓜约30头。 在25℃下平衡24 h后,分别投入设定浓度的磷化氢气体熏蒸4 h。 并设置对照组,平行重复3次。熏蒸和散气程序同1.2.1。熏蒸结束后48 h,记录活虫和死虫的数量,计算死亡率。

1.2.3磷化氢熏蒸火龙果处理

用配有循环风扇的不锈钢熏蒸箱(长74 cm,宽46 cm,高55 cm)进行熏蒸处理,所有火龙果和熏蒸箱均在(25±2)℃下预平衡12 h,将红心火龙果和白心火龙果一并装入熏蒸箱,装载率约为30%。密封熏蒸箱,打开风扇后按照表1投入不同浓度的磷化氢气体,分别在投药后0.5、1、2、3、4 h测定熏蒸箱内的磷化氢浓度。熏蒸处理结束后强制通风散气4 h。

1.2.4磷化氢熏蒸对火龙果品质的影响

熏蒸组和对照组火龙果先在5℃下冷藏放置2周,分别在第7天和第14天进行品质测定。之后将所有火龙果转移到20℃条件下模拟货架期放置7 d后测定品质。

1.2.4.1可溶性糖含量与酸度

火龙果可溶性糖含量与总酸度的测定参考张凡华等[18]的方法。首先各组随机取3个火龙果,将火龙果去皮,取果实果肉压榨成汁,分别放入编号的玻璃器皿中。测定可溶性糖含量时,取适量纯果汁直接用Pocket PAL1糖度计测量。测量酸度时,取0.3 mL纯果汁,用蒸馏水稀释100倍,然后取 适量稀释果汁用GMK708酸度计(韩国GWON公司)测量。

1.2.4.2色泽

火龙果色泽的测定,每组随机取3个火龙果,在每个火龙果表皮取3个点直接用CR10色差计(深圳市天友利标准光源有限公司)测其色泽,采用L、a、b表色系统[11],其中L代表果实的亮暗程度,a代表果实的红绿程度,b代表果实的黄蓝程度。取平均值并记录数据。

1.2.4.3硬度

火龙果硬度的测定参考张凡华等[18]的方法。将整果沿赤道切开,去底,使火龙果可以平放在GY1型果实硬度仪(牡丹江市机械研究所)上。选取适合测定火龙果硬度的探头,在果实赤道面随机选取2个点,使探头垂直对准果实,设置相对应的参数,测定3个点,取平均值并记录数据。

1.2.4.4呼吸强度

将3个火龙果称重后放入6 L真空熏蒸罐中密封。在0 h和4 h时分别抽取0.4 mL气体用配有热导检测器的气相色谱仪(安捷伦6890N)测定。 检测条件为:进样口温度120℃,柱温70℃, TCD 200℃,载气H2,柱流量25 mL/min。每组重复3次,取平均值,呼吸强度根据李丽等[26]的方法以mL/(g·h)表示。

呼吸强度=(3 h CO2浓度 0 h CO2浓度)×干燥器體积/(果重×密闭时间)。

1.3数据分析

依据每组对照死亡率对处理结果进行校正,校正后的死亡率数据使用PoloPlus软件进行死亡率几率值回归分析[27]。应用Excel(2013)统计软件整理相关试验数据,用SPSS 19.0中的Duncan氏新复极差法对相关指标进行差异显著性分析。

2结果与分析

2.1不同发育阶段南洋臀纹粉蚧对磷化氢熏蒸的耐受性

由表2可知,各个虫态对磷化氢的耐受性不同,当磷化氢浓度为0.21 mg/L时,1、2龄若虫和3龄若虫全部死亡。经比较分析,不同发育阶段的南洋臀纹粉蚧对磷化氢的耐受力为雌成虫>3龄若虫=2龄若虫>1龄若虫。因此最耐受虫态为雌成虫。 

2.2磷化氢对南洋臀纹粉蚧雌成虫的杀灭效果

由表3可知,在25℃下用不同浓度的磷化氢熏蒸南洋臀纹粉蚧雌成虫4 h,雌成虫的死亡率随浓度的增加而上升。当磷化氢浓度为0.21 mg/L时,雌成虫 死亡率达到90%以上;当浓度为0.34 mg/L 时,雌成虫死亡率达100%。因此磷化氢对南洋臀纹粉蚧雌成虫有很好的杀灭效果。

根据表4分析结果,25℃下用磷化氢熏蒸4 h,雌成虫的死亡率在95%置信区间下达到 99.996 8%死亡率所需要的磷化氢浓度为1.70 mg/L。 该结果为磷化氢熏蒸火龙果试验浓度的选择提供了理论依据。

2.3磷化氢熏蒸对火龙果感官品质的影响

根据图1、图2可知,全部火龙果在冷藏期间感官品质维持较好,移至货架储存后,果皮轻微发黄,衰老,但处理组和对照组火龙果果表和果肉均无显著感官差异,表明熏蒸处理对红心和白心火龙果的感官品质无影响。

2.4磷化氢熏蒸对火龙果可溶性糖的影响

可溶性糖含量是评价火龙果贮藏品质的一个重要指标[28]。分析表5可知,在整个储藏期间,对照组和各个处理组的红心火龙果与白心火龙果的可溶性糖含量较为平稳,总体值在11%~14%之间。随着时间的变化,各个处理组与对照相比无显著变化。表明不同浓度磷化氢熏蒸对火龙果的可溶性糖含量无显著影响。

2.5磷化氢熏蒸对火龙果酸度的影响

果蔬的酸度可以直接反映其风味品质[29]。从表6可知,整个储藏期间,红心火龙果与白心火龙果酸度的变化都比较平稳,酸度均维持在0.3%~0.4%。对照组和处理组间无明显差异,说明磷化氢熏蒸不会影响火龙果的酸度。

2.6磷化氢熏蒸对火龙果色泽的影响

果实的色泽可以客观地反映水果的储藏品质。L代表果实的亮暗程度,白心火龙果L值为36.95~41.30,红心火龙果L值为32.75~39.98,比白心火龙果亮度略低。a代表果实的红绿程度,白心火龙果a值为34.90~45.07,红心火龙果a值为30.78~53.18,说明红心火龙果更加偏红。b代表果实的黄蓝程度,白心火龙果b值为5.13~11.43,红心火龙果b值在4.46~11.90,说明两种火龙果的黄蓝程度差别不大。表7的数据分析表明,磷化氢熏蒸处理后对照组与各处理组的L、a、b 3个指标总体没有明显的变化,说明磷化氢处理对火龙果色泽没有显著影响。

2.7磷化氢熏蒸对火龙果硬度的影响

硬度是衡量火龙果成熟度和贮藏品质的基础指标,它为果实的耐贮性和商品率提供重要参数[30]。

表8数据表明,白心火龙果硬度值(2.67~3.37 N)比红心火龙果(1.62~2.79 N)普遍偏高。其原因可能是品种不同所导致。总体分析,不同浓度的磷化氢处理后,对照组和处理组的果实硬度无显著差异,说明磷化氢熏蒸对火龙果硬度无影响。

2.8磷化氢熏蒸对火龙果呼吸强度的影响

呼吸强度是水果采后储藏期间进行的重要的生理活动,呼吸强度越高,水果的贮藏期越短,消耗其自身的有机物越多[31]。火龙果为呼吸跃变型水果,O2和CO2的气体微环境会抑制或刺激果实的呼吸强度,从而降低或提升呼吸高峰。

图3、图4的数据表明,两种火龙果在5℃贮藏时的呼吸强度普遍较低,在20℃贮藏 时,其呼吸强度显著升高,表明水果的呼吸强度与储藏温度直接相关。而磷化氢熏蒸后1 d,两种火龙果的呼吸强度均较未处理组增加(1.66 mg/L PH3处理除外),说明磷化氢气体可以刺激火龙果的采后呼吸;其中磷化氢对白心火龙果呼吸强度的刺激作用无明显剂量依赖特性。磷化氢剂量增加对红心火龙果呼吸强度无显著影响。处理组红心火龙果的呼吸强度在冷藏7 d后恢复至对照组水平;而处理组白心火龙果的呼吸强度在储藏期间一直高于对照组,因此,磷化氢对白心火龙果的影响更大,其原因可能是由于火龙果的品种不同所导致。

3讨论

为了推动进口水果火龙果安全进入国内市场, 本文以火龙果携带的南洋臀纹粉蚧为对象, 进 行了磷化氢熏蒸技术研究。磷化氢熏蒸浓度为0.21 mg/L 时,25℃下熏蒸4 h,南洋臀纹粉蚧的1~3龄若虫全部死亡,雌成虫死亡率为94.86%。由此可知,最耐受虫态为雌成虫。与磷化氢熏蒸长尾粉蚧Pseudococcus longispinus和兰花粉蚧P.orchidicola得出最耐受虫态为雌成虫[32]结果一致。

一般来说,卵为磷化氢熏蒸时的最耐受虫态,其原因是磷化氢熏蒸的原理是气体通过昆虫的气门进入昆虫的呼吸系统,然后作用于昆虫体内相应的靶标位点而发挥其毒性作用[27],而卵的代谢低,吸收慢。但南洋臀纹粉蚧为卵胎生,大部分卵在昆虫体内已孵化完成。而雌成虫行动迟缓[33],呼吸慢,速率低,所以吸入的磷化氢较少,为最耐受虫态。

本文毒力试验结果表明,经过0.34 mg/L磷化氢熏蒸4 h后,南洋臀纹粉蚧雌成虫全部死亡,与赵天泽等[21]利用磷化氢熏蒸南洋臀纹粉蚧的结果一致。而此前Cho等[15]利用0.41 mg/L磷化氢熏蒸长尾粉蚧和兰花粉蚧雌成虫,均未获得100%的致死率,這可能是由于南洋臀纹粉蚧比其他粉蚧对磷化氢更加敏感所致。南洋臀纹粉蚧的最耐受虫态为雌成虫,当熏蒸浓度为1.7 mg/L时,其在95%置信区间下死亡率可达到99.996 8%,该结果为之后的采用磷化氢熏蒸火龙果时浓度的筛选提供了理论依据。

本文采用磷化氢熏蒸火龙果的结果表明,磷化氢熏蒸对红心火龙果、白心火龙果的可溶性糖、硬度、酸度和色泽品质均无显著影响。对呼吸强度有一定的影响,在短时间内磷化氢熏蒸会刺激火龙果的呼吸强度增加,随着时间的延长逐渐恢复正常且整个过程不影响水果的品质和商品价值。关于利用磷化氢熏蒸鲜活农产品的应用报道表明,在8℃下,2.28 mg/L磷化氢熏蒸枇杷,随着时间的延长,枇杷的呼吸强度呈下降趋势,受到了一定的抑制作用[17],在5℃和20℃下,0.55 mg/L磷化氢熏蒸对菠萝呼吸均产生了抑制作用[21]。其原因是否与火龙果属于呼吸跃变型水果有关需要进一步研究。张凡华等[10]报道,在15℃以下,溴甲烷熏蒸处理的‘富士’‘金冠’苹果在贮藏期间呼吸强度较对照显著提高, 影响了其货架期储藏时间。在20℃下,溴甲烷熏蒸后‘富士’苹果的酸度显著提高, 且对其色泽有一定影响,从而影响了苹果的口感和品质。由此可见,一定条件下磷化氢熏蒸对水果品质的影响更小,更具有应用前景。

综合研究结果认为:磷化氢熏蒸对南洋臀 纹粉蚧有极好的杀灭效果,同时火龙果可耐受2.21 mg/L 浓度的磷化氢处理,处理后其各项品质指标不受影响,其中对白心火龙果的呼吸强度略有刺激作用,但是总体不影响商品品质。因而,使用磷化氢熏蒸进口火龙果携带的粉蚧是可行的,下一步需要根据此指标进行大规模的试验验证,为检疫口岸应用提供科学可靠的参考。

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收稿日期:2020-12-16修订日期:2020-12-31

基金项目:

国家重点研发计划(2017YFF0210204);国家市场监管总局技术保障项目(2021);国家科技支撑计划(2015BAD08B02)

* 通信作者

Email:liutao_caiq@163.com

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熏艾草
题蓝花楹
一位富家千金的虐心孽情
中国海南火龙果前景看好
火龙果里有黑芝麻
猜字谜
火龙果越红越好
史书上的“南洋”位置在哪里
火龙果Pitaya