远红外辐射对长头谷盗(Latheticus oryzae)的致死剂量评估及高粱(Sorghum bicolor)种子萌发影响研究

本研究针对储粮害虫长头谷盗(L. oryzae)的防治难题，创新性地采用远红外辐射(FIR)技术，通过系统测定不同温度(40-70°C)、波长(8.72-9.34μm)和暴露时间(2-8min)下的致死吸收剂量(54.97 kJ/kg°C)，发现53°C/8.88μm处理6分钟可实现100%杀虫率且不影响高粱种子90%萌发率，为绿色储粮提供新方案。

　　

储粮害虫每年造成全球20-30%的粮食损失，其中长头谷盗(Latheticus oryzae)作为危害谷物的主要鞘翅目害虫，其防治长期依赖化学农药，带来环境污染和健康风险。沙特阿拉伯吉赞大学(Jazan University)物理科学系的研究团队在《Journal of Radiation Research and Applied Sciences》发表创新研究，首次量化了远红外辐射(FIR)对长头谷盗的致死效应及其对高粱种子的安全性。

研究采用200W FIR发射器，通过精密控制距离(5-13cm)和时间(2-8min)参数，建立温度-波长-死亡率关系模型。关键技术包括：1)基于维恩位移定律(Wien's law)计算特征波长(9.25-8.72μm)；2)通过干燥法测定害虫56.32%含水量并计算比热容(2.39 kJ/kg°C)；3)依据斯蒂芬-玻尔兹曼定律(Stefan-Boltzmann law)验证热辐射传递规律；4)采用标准发芽试验评估种子活力。

【4.1 研究结果】

温度梯度实验显示，48°C/9.02μm处理6分钟死亡率达63%，而53°C/8.88μm实现完全杀灭。关键发现是致死吸收剂量阈值为54.97 kJ/kg°C，对应8.72-8.88μm波长范围。值得注意的是，8分钟处理虽在59°C/8.72μm达到100%死亡率，但13cm距离组的种子萌发率降至60%，提示需要精确控制暴露参数。

【4.2 致死剂量机制】

通过热动力学分析，证实害虫死亡率与温度呈指数关系。当温度超过50°C时，蛋白质变性导致代谢紊乱，这与文献报道的昆虫热致死阈值一致。研究还首次建立L. oryzae比热容方程：C=4.19(0.37+0.63W) kJ/kg K，为后续研究提供重要参数。

讨论部分强调，该技术相比化学熏蒸具有三大优势：1)处理时间短(6分钟)；2)不影响种子胚胎活力(90%萌发率)；3)无化学残留。作者建议在粮食入仓前采用5cm距离/6分钟的标准处理方案，并展望FIR在土壤病虫害防治的应用前景。这项研究为开发基于物理热效应的智能储粮系统提供了理论依据和实践参数，标志着农业害虫防治向绿色化、精准化迈出重要一步。