《Journal of Stored Products Research》：Efficacy of inert materials, plant powders and their mixtures against
Sitophilus oryzae in maize: searching for improved combinations
编辑推荐：
•在大多数储存条件下，900 ppm 的 SilicoSec? 导致超过 90% 的死亡率。•900 ppm 的 SilicoSec? 提供了最为一致的 F1 世代抑制效果。•温度对成虫死亡率和 F1 世代羽化产生了显著影响。•替代性惰性材料和植物粉末显示出差异较大的防治效果
- •
在大多数储存条件下，900 ppm 的 SilicoSec? 导致超过 90% 的死亡率。
- •
900 ppm 的 SilicoSec? 提供了最为一致的 F1 世代抑制效果。
- •
温度对成虫死亡率和 F1 世代羽化产生了显著影响。
- •
替代性惰性材料和植物粉末显示出差异较大的防治效果。
- •
减少成分的混合物未能一致地改善象甲防治效果。
引言
储存的谷物是全球粮食生产和粮食安全的重要组成部分（Hagstrum 和 Phillips，2017）。然而，由于虫害侵入、微生物污染和不利的储存条件，储存期间可能发生大量定性和定量损失（Hagstrum 和 Athanassiou，2019）。储粮害虫是影响谷物质量和市场价值的最重要生物因子之一，它们造成直接的取食危害、污染、发芽能力降低以及储存链中的经济损失（Hagstrum 和 Phillips，2017；Hagstrum 和 Athanassiou，2019）。
在储粮害虫中，米象 Sitophilus oryzae (L.)（鞘翅目：象甲科）是全球范围内最具破坏性的主要储粮害虫之一（Abedi 等，2024）。幼虫和成虫均会造成谷物劣变，而不成熟虫态在籽粒内部隐蔽发育的特性使虫情发生和监测极为困难（Hagstrum 和 Athanassiou，2019）。由于米象分布广泛、繁殖力强且能在完整籽粒内发育，它仍然是储粮保护计划中的重要目标害虫（Hagstrum 和 Athanassiou，2019）。虽然玉米通常与玉米象 S. zeamais 相关联，但也是米象适宜发育和繁殖的寄主。此外，由于不同谷物种子在理化特性和营养特性上存在差异，米象的寄主适宜性和种群表现也会发生显著变化（Abedi 等，2024）。因此，直接在玉米上评估防治措施的相关性，对于确定这些措施在该品种商品上的效果至关重要，而非从其他谷物种子的结果进行外推。
储粮害虫的管理传统上高度依赖合成触杀性杀虫剂和熏蒸剂（Phillips 和 Throne，2010；Daglish 等，2018）。尽管这些处理可提供有效的害虫抑制，但其持续使用面临杀虫剂抗性发展、农药残留和环境效应方面的担忧，以及储粮保护中适宜有效成分可用量有限等挑战（Daglish 等，2018；Abedi 等，2024）。这些局限性激发了对能够补充常规防治措施并纳入有害生物综合防治（IPM）计划的替代方法的持续研究兴趣（Isman，2006，2020）。
惰性粉尘是研究最为广泛的替代性谷物保护剂之一，其主要通过物理机制而非传统的神经毒理机制发挥作用。硅藻土（DE）颗粒附着在昆虫体表角质层上，通过吸附和磨损破坏保护性的表皮脂层，增加水分散失，最终导致昆虫因脱水而死亡（Koruni?，1998；Fields 和 Koruni?，2000；Koruni?，2016；Koruni? 等，2016；Zeni 等，2021）。然而，硅藻土的效果因配方、施用剂量、暴露时间、目标害虫、谷物种子和环境条件的不同而存在较大差异（Fields 和 Koruni?，2000；Athanassiou 等，2003；Agrafioti 等，2023）。近期对硅藻土配方（包括 SilicoSec?）的比较研究已确认，针对米象及其他储粮甲虫存在显著的配方和剂量依赖性差异（Agrafioti 等，2023），而近期关于小麦和玉米的研究进一步表明，谷物种类会影响硅藻土对米象的残效表现（Baliota 等，2024）。其他矿物基和灰烬基材料也被作为潜在的储粮保护剂进行了研究。沸石配方可造成米象显著死亡，但其效果取决于配方、粒径和施用剂量；颗粒附着情况也随小麦、玉米、大麦和大米籽粒而异（Rumbos 等，2016）。木灰及其他本地可得的颗粒材料同样对储粮甲虫显示出差异较大的杀虫活性（Bohinc 等，2018，2020b；Curk 等，2025；Novljan 等，2025）。因此，本研究将 SilicoSec? 纳入作为已确立的硅藻土参照材料，而本地来源的硅藻土、沸石、石英砂和挪威云杉木灰则被选为代表具有对比性理化特性和既往报告但杀虫活性差异较大的矿物基和灰烬基材料。对它们的同步评价使本地可得材料的表现能与已确立的硅藻土配方在相同环境条件下进行比较。
植物来源材料代表了另一种潜在的谷物保护剂来源。植物制剂可表现出杀虫、驱避、拒食和抑卵等多种作用，具体取决于植物种类、制备方法、浓度和目标昆虫（Isman，2006；Pavela，2016；Pavela 和 Benelli，2016）。在本研究背景下尤其值得关注的是入侵外来植物，其生物质可作为本地可得的生物活性材料来源。高大一枝黄花（Solidago gigantea Aiton）和加拿大一枝黄花（Solidago canadensis L.）被选为本研究的材料，因为它们是本地的富集性入侵物种，且由这些植物制备的粉末此前已在实验室条件下针对米象进行了评价（Bohinc 等，2020a）。因此，它们的纳入为评估这些本地可得植物材料在单独施用或与所选惰性材料组合施用时是否能贡献于成虫死亡率或后代抑制提供了依据。
将具有不同作用机制的材料组合使用已被提出作为一种提高防治效果同时减少单个谷物保护剂用量的策略。这对惰性粉尘尤为相关，因为有效施用剂量可能对谷物的物理特性产生负面影响，包括容重、堆积密度和加工特性（Koruni? 等，2016；Rumbos 等，2016；Zeni 等，2021）。例如，Rumbos 等（2016）证明沸石施用会影响谷物容重，且颗粒附着情况随谷物种类而异。先前的实验也表明，惰性材料与植物来源材料的组合相对于其单独组分可能改变杀虫表现（Bohinc 和 Trdan，2017；Bohinc 等，2020a）。然而，不能假定这种效应会在每种组合中都出现，且关于含有减少剂量惰性材料与植物粉末混合物针对米象的效果所知甚少。特别是，这类混合物的效果可能在不同的温度和相对湿度条件下发生变化，因为昆虫生理学和干燥性粉尘的性能均受到环境条件的强烈影响（Fields 和 Koruni?，2000；Athanassiou 等，2005；Koruni? 等，2016）。
因此，本研究的设计目的并非仅仅重新确认 SilicoSec? 已确立的杀虫活性，而是旨在确定所选惰性材料和入侵植物粉末在单独施用或以选定减少成分组合施用条件下，在不同温度和相对湿度环境中针对玉米中米象的表现如何。通过评估随时间变化的成虫死亡率和后续 F1 后代羽化情况，确定：(i) 所测试材料的相对防治效果，(ii) 温度和相对湿度在何种程度上改变其防治表现，以及 (iii) 含有减少剂量单独组分的混合物相对于相应材料单独施用时是否改变了防治效果。
各节片段
昆虫
S. oryzae 的成虫来源于斯洛文尼亚卢布尔雅那大学生物技术与农业学院昆虫学实验室长期建立的实验室种群。该种群以普通小麦（Triticum aestivum L.）籽粒为寄主，在 22 ± 2 °C 和 55 ± 5% 相对湿度（RH）条件下、持续黑暗中饲养。种群的准确世代数未被记录。用于生物测定的成虫为 4-6 周龄。试验中未对昆虫进行性别区分
S. oryzae 在玉米籽粒中的成虫死亡率
玉米籽粒中 S. oryzae 的校正死亡率显著受到暴露时间、温度、处理和相对湿度的影响，且这些因素之间存在若干显著交互作用（表 1）。在主要效应中，处理因素解释的变异最大，其 F 值（F = 2572.87）显著高于温度（F = 242.30）和相对湿度（F = 25.79）。死亡率总体上从第 7 天到第 21 天呈增加趋势，尽管增幅和
惰性材料、植物粉末及其混合物的防治效果和作用方式
本研究揭示，所测试的惰性材料、植物粉末及其混合物在玉米籽粒中对 S. oryzae 的防治效果存在显著差异。SilicoSec? 提供了最为一致的成虫死亡率，而本地来源的硅藻土（DE）、沸石、石英砂、挪威云杉木灰、S. gigantea 和 S. canadensis 粉末以及它们的混合物则显示出明显较低或更为变异的效果。这种差异在惰性材料中是预期的，因为
结论
本研究证明，所测试的惰性粉尘、植物粉末及其混合物在玉米籽粒中对 S. oryzae 的防治效果强烈依赖于处理类型和环境条件。在所测试的材料中，SilicoSec? 提供了最为一致的成虫死亡率和 F1 世代羽化抑制效果，特别是在较高施用剂量下。相比之下，本地来源的硅藻土、沸石、石英砂、挪威云杉木灰以及两种 Solidago 粉末
CRediT 作者贡献声明
Sergeja Adami? Zamljen： 撰写 – 审阅与编辑，撰写 – 原稿，可视化，验证，软件，方法学，调查研究，形式化分析，数据整理，概念化。Nina Pe?ari?： 撰写 – 审阅与编辑，方法学，调查研究，数据整理，概念化。Tanja Bohinc： 可视化，验证，方法学，数据整理，概念化。Stanislav Trdan： 撰写 – 审阅与编辑，可视化，验证，监督，资源，项目
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系可能影响本文所述工作。
Sergeja Adami? Zamljen|Nina Pe?ari?|Tanja Bohinc|Stanislav Trdan
