二氧化碳与惰性粉尘协同作用对谷斑皮蠹的生物防治效果及生态安全性研究

本研究针对谷斑皮蠹(Trogoderma granarium)对储粮的严重危害问题，创新性地将二氧化碳(CO2)与硅藻土(DE)、高岭土(KA)和沸石(ZE)等惰性粉尘结合使用。结果表明，40% CO2与1000 mg/kg KA联用21天后幼虫死亡率达95.3%，且完全抑制成虫羽化，同时保持小麦发芽率。该研究为储粮害虫绿色防控提供了高效环保的新策略。

　　

储粮害虫防治领域正面临严峻挑战，谷斑皮蠹(Trogoderma granarium)作为最具破坏性的初级害虫，每年造成全球谷物储存环节重大损失。传统化学杀虫剂虽短期有效，却引发生态破坏、农药残留和害虫抗药性三重危机。在此背景下，埃及本哈大学农学院植物保护系的研究团队独辟蹊径，将气调防治与物理防治相结合，系统评估了二氧化碳(CO₂)与三种惰性粉尘（硅藻土DE、高岭土KA、天然沸石ZE）单用及联用对谷斑皮蠹的防控效果，相关成果发表在《Journal of Plant Diseases and Protection》上，为储粮害虫综合治理提供了创新方案。

研究团队采用国际通用的生物测定方法，在30±2°C、65±5% RH条件下，通过密封玻璃瓶构建不同浓度CO₂（20%和40%）环境，结合梯度浓度的惰性粉尘处理（DE和KA设100-1000 mg/kg，ZE设500-1000 mg/kg），系统监测了幼虫死亡率、成虫羽化抑制率、谷物重量损失及种子发芽率等关键指标。通过重复测量方差分析和Tukey HSD检验确保数据可靠性。

幼虫死亡率：研究发现CO₂与惰性粉尘具有显著协同效应。单独使用40% CO₂时21天幼虫死亡率仅37.0%，而与1000 mg/kg KA联用后死亡率飙升至95.3%，较单用KA（31.0%）提高3倍。值得注意的是，CO₂/KA组合的杀虫速效性最佳，7天死亡率即达88.9%，显著优于CO₂/DE组合（76.0%）和CO₂/ZE组合（26.5%）。

成虫抑制：长期保护效果更为惊人。CO₂(40%)+KA(1000 mg/kg)处理完全阻断了F₁和F₂代成虫羽化，而CO₂/DE和CO₂/ZE最佳组合分别将F₂代控制在18.7头和60.0头，较对照组（703.3头）降低97.3%和91.5%。这种跨代抑制效应在储粮保护中具有重要实践价值。

谷物保护：经80天储存，所有CO₂/KA组合处理的小麦重量损失≤0.3%，近乎完全防护；CO₂(40%)+DE(1000 mg/kg)和CO₂(40%)+ZE(1000 mg/kg)分别将损失控制在0.7%和3.5%，远低于对照组42.0%的损失率。所有处理组小麦发芽率均保持100%，证实该技术对种子活力无负面影响。

该研究首次揭示了CO₂与惰性粉尘的协同作用机制：CO₂促使昆虫气门持续开放，加速水分流失；而惰性粉尘通过物理磨损昆虫表皮并吸附脂质，双重作用导致害虫快速脱水死亡。Hassan A.Gad团队提出的这种"气调-物理"双效防控策略，不仅解决了化学药剂的环境残留问题，其40% CO₂的使用浓度也显著低于传统气调杀虫所需的60-80%浓度，大幅降低了技术实施成本。研究为发展中国家储粮害虫防控提供了可操作性强的技术方案，对保障粮食安全与生态平衡具有双重意义。未来研究可进一步优化粉尘粒径分布与CO₂暴露时间的配比，以提升技术经济性。