预防计划
1991年颁布的《美国清洁空气法》和国际条约《蒙特利尔议定书》旨在阻止地球臭氧层的减少。他们要求在2005年之前逐步停止使用甲基溴,这是一种常见但对环境有害的农药。农药熏蒸是对卫生规程的重要补充,有助于在收获后加工和储存期间防止害虫侵袭水稻。由于目前还没有可行的甲基溴替代品,因此允许一些工业获得临时的“关键用途豁免”,以防止扰乱商业市场。然而,对于大米和其他粮食商品,甲基溴在2014年被完全淘汰。A-State研究员Tanja McKay正在努力为碾米厂和生产者制定有效和经济上可行的虫害综合治理替代战略。
麦凯是昆虫学教授和研究生环境科学项目主任,她通过监测碾米厂中小螟虫的存在开始了她目前的研究。她的团队在一个碾米厂周围放置并监测了99个害虫陷阱,为期三年,以了解与储存大米有关的昆虫的活动模式、飞行状态和季节性。该项目产生了宝贵的知识,她和来自路易斯安那州立大学、俄克拉荷马州立大学、德克萨斯农工大学和美国农业部农业研究服务处的合作者为全国各地的碾米厂和生产者举办了讲习班,以帮助保护这一重要商品。尽管美国是第四大大米出口国,占全球大米出口的12%,但他们的工作是有史以来第一次专注于预防收获后大米虫害的替代方法。
麦凯和她的团队接下来将注意力转移到红粉甲虫上,这是继续使用甲基溴熏蒸的主要原因。他们扩大了害虫监测范围,将碾米厂内外都包括在内,并检查了加工过程中不同阶段的甲虫发展情况。麦凯解释说:“当米粒经过碾磨过程时,每台机器在不同的温度下发挥不同的作用,产生不同的副产品。”“我们的研究将确定红粉甲虫在加工的每个阶段影响这些副产品的潜力。这是前所未有的。”
该研究团队包括由美国农业部资助的本科生和研究生。在步入式孵化器中,他们测试了甲虫在与铣削过程相关的条件下的生长情况。他们还检查了氟氯菊酯的使用情况,氟氯菊酯是一种用于斑点治疗的杀虫剂。在含有氟氯菊酯的培养皿和一层描绘碾米厂地板的水泥上,对甲虫的死亡率进行了测试。然后将这些培养皿放在碾米机中,以确定杀虫剂有效的时间。碾米厂的工人被要求“清洁”水泥培养皿,使用与清洁碾米厂地板相同的方法。麦凯说:“归根结底是清洁和卫生问题。”“在我们目前的研究中,我们正在问,在碾磨情况下,卫生设施如何在昆虫的运动中发挥作用,以及我们如何使用卫生计划来防止害虫侵扰。”一旦确定了易受红粉甲虫管理的地区,就可以通过卫生设施和有针对性的杀虫剂处理相结合来预防或管理虫害。
“我们最重要的成果是让稻米行业了解这项工作,我们在这里帮助他们制定个性化的害虫管理计划。”
替代IPM策略的经济分析是该团队研究的关键组成部分。碾米厂检查进料大米的质量,并通过碾磨小样本来确定每批大米的价格。如果样品中有昆虫,磨机将拒绝整个负荷。在铣削过程中也可能有产品损失。“超过10%的谷物在收获后的加工过程中被破坏。全球稻米产业的经济非常容易受到虫害的影响。”有多种可选的昆虫管理策略,包括热处理、用其他杀虫剂熏蒸和可实施的卫生。麦凯的团队正在评估与这些替代策略相关的经济风险差异。
麦凯说,她的工作最重要的方面是让稻米行业知道他们是谁,他们是来帮助他们制定IPM计划的。“我们正在优德体育、加利福尼亚州、路易斯安那州和德克萨斯州为工厂和生产商举办讲习班。我们检查了每个生产系统,并评估研究是否对行业产生了任何变化。我们可以帮助每个工厂制定个性化的综合虫害管理、卫生和应对计划。”