Ценность зерна для мукомольных целей связана с величиной загрязнения его насекомыми. Многие вредители зерна большую часть своей жизни проводят внутри зерновок, поэтому выявить плотность зараженности зерна в скрытой форме довольно трудно.
Вредители, заражающие зерно в скрытой форме, в процессе эволюции связали свой жизненный цикл с зерном, приспособились к обитанию в нем и по своей вредоносности и опасности стоят на первом месте среди других видов. К вредителям, заражающим зерно в скрытой форме, относятся: рисовый, амбарный и кукурузный долгоносик, зерновой точильщик, зерновая моль.
Развитие долгоносиков полностью (от яйца до имаго) протекает внутри зерновки. Самки долгоносиков прогрызают в зерне отверстие, куда откладывают яйцо, и затем запечатывают отверстие секреторной жидкостью, которая затвердевает и образует пробочку. Самки зернового точильщика и зерновой моли откладывают яйца на поверхность субстрата, а вылупившиеся личинки и гусеницы I возраста вбуравливаются внутрь зерновки, где и завершают развитие до стадии имаго. Иногда таким же образом развиваются и некоторые виды мукоедов.
Все другие вредители, которые по размерам тела не превышают размер зерновки, могут образовывать ложную скрытую форму зараженности зерна. Это бывает в тех случаях, когда личинки или взрослые насекомые забираются внутрь зерновки в полости, оставленные после выхода долгоносиков, точильщиков или вылета бабочек зерновой моли. Личинки этих видов насекомых могут там окуклиться, а взрослые самки - отложить яйца. Таким же образом внутри зерновки могут оказаться и клещи, хотя они и сами могут вгрызаться под оболочки в полость зародыша.
Скрытую форму зараженности в своем онтогенезе дают также насекомые - вредители семян бобовых культур: гороховая, фасолевая, бобовая, чечевичная и другие зерновки.
Обычным просеиванием на ситах скрытую форму зараженности зерна определить невозможно. Для ее выявления используют другие, более сложные методы.
Основные требования, которым должен удовлетворять метод определения скрытой зараженности зерна, можно сформулировать следующим образом. Метод должен быть объективным, удобным, экспрессным, точным и чувствительным. Он должен давать возможность определять не только факт заражения, по и размер заражения, вид и стадию развития вредителя, а также отличать живых насекомых от мертвых. Метод должен быть механизированным и экономичным. Объединенная проба зерна, подвергавшаяся анализу, не должна быть испорчена.
Существующие в настоящее время методы определения скрытой формы зараженности зерна не отвечают всем вышеперечисленным требованиям. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки.
Нередко в зерновках в скрытой форме находится во много раз больше насекомых, чем их обитает в межзерновом пространстве. По наблюдениям исследователей, на одного жука рисового долгоносика в межзерновом пространстве в среднем приходится около 80 особей (включая яйца, личинки, куколки и имаго), живущих внутри зерновок. По другим данным, на каждое зерно пшеницы с выходным отверстием долгоносика приходится пять зерен со скрытой зараженностью. Исходя из этого можно с достаточной степенью приближения определить плотность скрытой зараженности по количеству жуков в межзерновом пространстве или по числу зерен, из которых отродились долгоносики.
По мере развития насекомых внутри зерновки последние становятся несколько более темными и мягкими, и для опытного работника такое состояние заметно сразу. Внешним признаком скрытой зараженности зерна вредителями могут служить паутина, экскременты.
По внешним признакам можно выявить скрытую зараженность семян бобовых культур зерновками.
Зараженность семян гороха зерновкой (брухусом) выявляют при анализе навески массой 100 г, которую выделяют из объединенной пробы. Семена рассыпают на анализную доску, тщательно просматривают и выделяют семена с явными признаками зараженности. В начальных стадиях зараженности на горошине можно заметить лишь входное отверстие диаметром 0,3-0,5 мм, оставленное личинкой после вбуравливания в горошину.
По мере развития личинка выгрызает внутри горошины полость, а перед окукливанием в оболочке семени прогрызает лётное отверстие, оставляя лишь тонкую оболочку - окошечко диаметром до 3 мм. В полости может находиться личинка, или куколка, или жук. Если это жук, то окошечко имеет темный цвет и хорошо заметно. После вылета жука полость остается открытой.
Отобранные поврежденные семена вскрывают для уточнения состояния брухуса. К зараженным семенам относят те, в которых находятся живые насекомые в любой стадии развития. Поврежденными считают семена с мертвыми насекомыми или с пустой полостью после вылета жуков.
Поврежденные и зараженные семена взвешивают и их количество выражают в процентах к массе взятой для анализа навески.
Поврежденность семян гороха гороховой плодожоркой (листоверткой) определяют так же, как и поврежденность брухусом. Признаком поврежденности семян плодожоркой служат изгрызенные с поверхности горошины. В большинстве случаев углубление в семени от плодожорки заполнено экскрементами, сплетенными паутиной.
Семена фасоли, чечевицы и других бобовых культур, зараженных фасолевой, чечевичной и другими зерновками, анализируют на зараженность так же, как и на зараженность гороха брухусом.
Наблюдение за отрождением насекомых.
Это самый точный метод определения скрытой зараженности зерна. Он позволяет выявить видовой состав вредителей и их количество в объединенной пробе зерна. Однако метод очень длителен и может быть применен как арбитражный. Часто им пользуются в экспериментах. Заключается метод в том, что пробы зерна, из которых предварительно удалили насекомых, находящихся в межзерновом пространстве, помещают в термостаты при оптимальных условиях, чаще всего при 27 °С. Через четыре недели, а затем спустя еще две недели пробы зерна просеивают и определяют количество насекомых.
Раскалывание зерен. От объединенной пробы зерна отсчитывают без выбора 50 целых зерен основной культуры и раскалывают их скальпелем или препаровальной иглой вдоль бороздки. Расколотые зерна просматривают под лупой для выявления личинок, куколок или жуков. Зерна с наличием вредителей подсчитывают и выражают в процентах к количеству взятых зерен.
Метод позволяет обнаружить внутри зерна любых вредителей и распознать их принадлежность к тому или иному виду, а также живые они или мертвые. Однако метод трудоемок, непроизводителен, предполагает определение зараженности в малопредставительной пробе зерна. После анализа зерно не может быть использовано по целевому назначению.
Окрашивание входных отверстий насекомых.
Метод предусматривает определение скрытой формы зараженности зерна долгоносиками выявлением на поверхности зерен пробочек, искусственно увеличенных и окрашенных в темный цвет.
Для определения скрытой зараженности зерна долгоносиками этим методом из объединенной пробы выделяют и освобождают от примесей, битых и изъеденных зерен навеску зерна массой 15 г. Ее помещают на чистую сетку в жесткой оправе. Сетку с зерном опускают на 1 мин в чашку с водой при 30 °С. В воде зерна набухают и размеры пробочек увеличиваются. Затем сетку с зерном из воды переносят на 20-30 с в 1%-ный свежеприготовленный раствор марганцовокислого калия. При этом пробочки окрашиваются в темный цвет.
Излишек краски с поверхности зерна удаляют, погружая сетку с зерном в холодную воду. Такая промывка зерна возвращает ему нормальный цвет при сохранении у зараженных зерен черной выпуклой округлой пробочки правильной формы размером около 0,5 мм.
Одновременно с пробочками может окрашиваться зерно в местах растрескивания оболочки. Но в этом случае окрашенные пятна имеют неправильную форму. Могут также быть круглые пятна с окрашенными краями и светлой серединой. Эти пятна получаются в местах углублений в зерне, которые просверлили долгоносики при питании.
Обработанное зерно раскладывают на фильтровальной бумаге. Число зараженных зерен подсчитывают немедленно, не давая зернам подсохнуть, иначе окраска пробочек может исчезнуть.
Кроме марганцовокислого калия в качестве красителей пробочек можно использовать раствор кислого фуксина, состоящий из 0,5% кислого фуксина в 50 мл ледяной уксусной кислоты, разведенного в 950 мл дистиллированной воды. Для этих же целей пригодны генцианвиолет, йод и флуоресцирующий берберинсульфат.
Скрытую форму зараженности гороха брухусом определяют окрашиванием входного отверстия личинки 1%-ным раствором йода в йодистом калии.
Для этого из объединенной пробы гороха выделяют навеску массой 100-150 г. Затем семена перемешивают и распределяют ровным слоем в виде квадрата, делят по диагонали на четыре треугольника и из каждых двух противоположных треугольников отсчитывают 50 целых семян гороха.
Семена на сетке погружают в раствор йода в йодистом калии. Через 1-1,5 мин сетку с горохом переносят в 0,5%-ный раствор едкого кали или едкого натра. Через 30 с сетку с семенами вынимают из щелочи и промывают в воде в течение 15-20 с. Затем семена гороха просматривают. После такой обработки входные отверстия личинок или места прокола окрашиваются в черный цвет и становятся хорошо заметными на поверхности семени в виде мелких круглых черных пятен 01-2 мм.
При необходимости зерна с пробочками или семена гороха с входными отверстиями личинок вскрывают, чтобы убедиться в присутствии внутри них насекомых и установить, живые они или мертвые.
Описанный метод сравнительно сложен, малопроизводителен, требует длительного времени для подготовки реактивов. Анализ ведется в небольшой малопредставительной навеске.
Химическая индикация.
Пробу зерна раздавливают на прессе между двумя листами бумаги, на которую нанесено химическое вещество, дающее окраску с полостной жидкостью тела насекомых. Вместе с зерном раздавливаются и находящиеся внутри зерна насекомые. В результате контакта с красителем на бумаге остается цветное пятно.
Рентгеноскопия.
Принцип метода заключается в следующем. Личинка насекомого, находящаяся в зерне, питаясь, выедает вокруг себя полость. Если такое зерно просветить рентгеновыми лучами соответствующей энергии, то на рентгеновской пленке получаются темные пятна в тех местах, где имеется полость. Зерно и насекомые имеют более светлую окраску. Это происходит потому, что через полость рентгеновые лучи проходят свободнее, чем через зерно или тело насекомого. По характеру, размерам и очертаниям полости можно ориентировочно определить стадию развития насекомого. Для диагностики скрытой зараженности зерна насекомыми применяют портативные рентгеновские приборы. Однако по рентгенограмме нельзя с уверенностью отличить живых вредителей от мертвых.
Акустический метод.
В процессе жизнедеятельности при питании и движении насекомые, живущие в межзерновом пространстве и внутри отдельных зерен, производят шум. Принцип акустического метода определения зараженности зерна состоит в том, что шум, производимый насекомыми, воспринимается чувствительным датчиком и преобразуется в электрический сигнал. После усиления в несколько тысяч раз сигнал подается на динамик (или головные телефоны) и на стрелочный индикатор. Присутствие насекомых в зерне обнаруживается по характерному шуму или по отклонению стрелки индикатора.
ВНИИЗ совместно с Акустическим институтом имени академика Андреева разработал устройство для акустической индикации зараженности зерна. Были исследованы спектральные характеристики шумов, производимых насекомыми. С помощью набора современной аппаратуры в соответствии с блок-схемой (приемник - усилитель - спектроанализатор - самописец) получены спектрограммы акустического шума разных видов насекомых в разных стадиях развития. Результаты обработки спектрограмм показали, что наибольшая энергия акустического шума насекомых сосредоточена в области частоты около 1-1,5 кГц.
Полученные данные определили электрическую схему устройства. В частности, полоса пропускания усилителя согласована с наиболее характерной частотой акустического шума насекомых.
Акустический индикатор зараженности зерна вредителями «Орион» состоит из измерительной камеры и индикаторного блока с соединительным кабелем, сетевым кабелем и головными телефонами.
Корпус измерительной камеры представляет собой металлический цилиндр, изнутри покрытый пятью слоями вибродемпфирующего материала. Внутренняя поверхность фольгоизола выложена слоем поролона, на котором закреплен металлический конус на 1.5 л, заполняемый исследуемым зерном. Дном конуса служит электромагнитный микрофон. Сверху камера закрывается съемной крышкой. Внутри камеры смонтирован усилитель сигналов, воспринимаемых микрофоном. Усиленный сигнал по соединительному кабелю подается на вход индикаторного блока. Последний совмещает в себе функции обработки и индикации сигнала с блоком питания всей схемы. Приходящие сигналы разделяются на каналы слуховой и визуальной индикации.
Акустический индикатор «Орион» удобен в работе, питается от сети переменного тока или от батарей. Он предназначен для экспрессной диагностики состояния зерна по зараженности. В течение 2-3 мин с помощью прибора в пробе зерна объемом 1,5 л можно выявить присутствие одного и более насекомых в межзерновом пространстве или одного и более зараженных зерен. Для этого необходимо засыпать в измерительный конус пробу зерна, закрыть камеру крышкой, включить питание и в течение 1 мин фиксировать показания стрелочного индикатора и проводить слуховой контроль.
Индикатор «Орион» регистрирует только факт заражения. С его помощью невозможно определить вид насекомого, стадию его развития и плотность заражения. Для этого необходимо дополнительно анализировать пробу зерна другими методами, если индикатор зарегистрирует присутствие в ней вредителей. Акустическим индикатором можно обнаружить только активных насекомых, поэтому перед испытанием холодное зерно необходимо подогревать до 20-25°С.
Гальванометрия.
Метод регистрации скрытой зараженности зерна насекомыми, в основу которого положен гальванометрический принцип, разработан Г. А. Чаусовским. Если между двумя электродами, имеющими различные стандартные электродные потенциалы (например, медь и цинк), механически разрушить зерновку, то полостная жидкость насекомого замкнет электрическую цепь и обусловит генерирование электрохимической электродвижущей силы. На фазовых границах электроды - электролит (роль которого выполняет полостная жидкость) происходят электрохимические реакции, энергия которых служит источником тока, протекающим во внешней цепи. Регистрация этого тока прибором непосредственно с электродов, которыми разрушается зерновка, позволяет судить о присутствии внутри зерновки насекомого.
Флотационные методы.
Если пробу зерна пшеницы или семян гороха погрузить в водный раствор глицерина (плотность 1,15 и 1,25 соответственно) и перемешать для удаления пузырьков воздуха с поверхности зерна, то незараженные зерна, а также часть зерен с яйцами и молодыми личинками опустятся на дно, а зерна с личинками среднего возраста и более взрослыми насекомыми останутся на поверхности раствора. Эти зерна можно собрать, расколоть и убедиться в присутствии вредителей.
Этот метод флотации прост и дешев, по он не позволяет точно определить плотность заражения.
Другой флотационный метод состоит в грубом размоле зерна в шаровой мельнице, чтобы освободить насекомых и их частицы. Этот материал отделяют от шрота в растворе спирта и затем исследуют под микроскопом.
Присутствие насекомых внутри зерна можно определить также по повышению концентрации углекислого газа в межзерновом пространстве при содержании пробы зерна в герметичном сосуде. Если за 24 ч концентрация углекислого газа повысится до 1%, то плотность заражения составляет приблизительно 55 личинок в 1 кг зерна.
Зараженность зерна насекомыми можно установить измерением содержания в пробе зерна мочевой кислоты - обязательной составной части экскрементов насекомых.
Определение зараженности зернохранилищ, перерабатывающих предприятий и других объектов
Элеваторы, зерновые склады, мукомольные, крупяные и комбикормовые заводы, территорию, перевозочные средства, тару, различное оборудование и инвентарь, а также другие объекты обследуют на зараженность вредителями хлебных запасов в сроки, предусмотренные специальными инструкциями.
Незагруженные зернохранилища, площадки и прилегающую к ним территорию обследуют на зараженность вредителями хлебных запасов после каждого освобождения от зерна и перед загрузкой. Особо следует осмотреть места, куда могли заползти вредители, - трещины и щели в полу, штукатурку, деревянные стропила. Осматривают также двери, плинтусы, приемные устройства, нижние и верхние галереи, транспортеры, каналы и решетки. Анализируют просыпи и сметки зерна и продукции. Сметки и просыпи просеивают через набор сит с ячейками 01,5 мм и 02,5 мм и тщательно исследуют.
Загруженные элеваторы и склады обследуют на зараженность одновременно с проверкой хранящихся в них запасов зерна и продукции. При этом тщательно осматривают стены, столбы, стропила склада, транспортирующее оборудование и собранные сметки.
В элеваторах обследуют все помещения, силосы, галереи, зерносушилки, транспортирующее, зерноочистительное, технологическое, весовое и аспирационное оборудование. В процессе обследования отбирают пробы от просыпей зерна и сметок, просеивают и анализируют на присутствие насекомых и клещей.
Зараженность территории проверяют в теплое время года не реже одного раза в месяц. Кроме того, с участков территории, расположенных на расстоянии не менее 5 м к зернохранилищам и производственным помещениям, с площадок в местах обработки зерна отбирают пробы зерна, сметок, почвы с примесью органических остатков и тщательно анализируют их.
Мукомольные, крупяные, комбикормовые и семяобрабатывающие заводы обследуют на зараженность ежедекадно, а также после капитального ремонта и перед дезинсекцией. Осматривают также механизмы, оборудование, инвентарь и транспортные средства, стены, подоконники по каждому объекту и этажу в отдельности. Сметки собирают, просеивают и анализируют на присутствие вредителей.
Поточные линии, зерноочистительные машины, зерносушилки, транспортеры и другие механизмы, а также лабораторный и складской инвентарь проверяют на зараженность до и после работы с каждой партией зерна, продукции или отходов.
Вагоны, баржи, пароходы, автомобили и другие транспортные средства обязательно проверяют на зараженность перед погрузкой зерна и продуктов его переработки.
Зараженность мешков и брезента определяют до и после их использования, а на тарных базах во время приемки и перед отпуском. Мешки, которые предназначены для зерна и зерновых продуктов, проверяют выборочно. От каждой партии размером до 500 шт. мешков для анализа отбирают 6% мешков, от партии 500-1000 - 5% и от партии более 1000 мешков - 3%. Мешки осматривают с лицевой стороны и с изнанки. Особенно часто вредителей можно найти в швах мешков. Затем мешки вытряхивают над чистой фанерой, собирают пыль и остатки зерна и анализируют их.
Для облегчения труда и повышения эффективности работы по обнаружению вредителей в последние годы ведется поиск специфических веществ, обладающих аттрактивными свойствами по отношению к насекомым. Такие вещества можно применить для привлечения насекомых и определения их численности. Кроме того, эффективные аттрактанты можно использовать для концентрации вредителей в небольших ограниченных пространствах, где их легко уничтожить при помощи пестицидов или других средств.
Вещества на аттрактивность оценивают по индексу аггрегирования, который определяют по формуле
И=[(О - К) / (О + К)] 100,
где О - число насекомых, скопившихся в опытной, обработанной испытуемым веществом зоне;
К - число насекомых, находящихся в контрольной, необработанной зоне.
При этом положительный знак результата укажет на аттрактивное, привлекающее, действие вещества, отрицательный - на репеллентное, отпугивающее, действие.
Для обследования различных объектов на зараженность их вредителями можно использовать пищевые приманки. Стронг предложил в качестве приманки пищевую смесь из равных частей отрубей, давленого ячменя, целых зерен пшеницы и кукурузы. Смесь заворачивают в марлю порциями по 200 г, раскладывают в помещениях и ограждают от грызунов проволочными каркасами. Периодически приманки просматривают на наличие вредителей.
Сильное аггрегирование малого мучного хрущака вызывают некоторые триглицериды из зародышей пшеницы. Причем эти триглицериды, синтезированные из соответствующих моно- и диглицеридов, по активности привлечения насекомых в 2-4 раза превышают природный гексановый экстракт смеси триглицеридов из зародышей пшеницы. Индекс аггрегирования их составлял 60-70%.
В качестве привлекающих средств для вылова главным образом летающих насекомых можно использовать световые ловушки. Разными авторами была изучена привлекаемость насекомых источниками света с различной длиной волны и интенсивностью освещения, с тем чтобы рекомендовать параметры для световых ловушек. Южная, сухофруктовая и мельничная огневки предпочитают лететь в световые ловушки, где источником света служат электролюминесцентные лампы зеленого цвета. Бабочки зерновой моли, жуки рисового долгоносика, зернового точильщика, табачного жука и булавоусого хрущака в большем количестве привлекаются источником ультрафиолетового света.
Большое значение имеет и интенсивность света. Рисовый долгоносик, зерновой точильщик и булавоусый хрущак активнее реагируют на источник ультрафиолетового света с интенсивностью освещения 27000 Вт/см2. Табачный жук не реагирует на такую интенсивность, но хорошо привлекается ультрафиолетовым светом с интенсивностью освещения 0,5-5,4 Вт/см2.
Световые ловушки можно использовать для сигнализации зараженности объектов и для снижения численности популяций летающих насекомых.