全 文 ：核 农 学 报 2011，25(1):0105 ～ 0109
Journal of Nuclear Agricultural Sciences
文章编号:1000-8551(2011)01-0105-05
微波处理对米象致死效果及小麦发芽率的影响
王殿轩1 刘 炎1 曹 阳1，2 李淑荣3 李光涛2 高美须3
(1. 河南工业大学粮油食品学院，粮食储藏与安全教育部工程研究中心，河南 郑州 450052;
2. 国家粮食局科学研究院，北京 100037;
3. 中国农业科学院农产品加工研究所，北京 100193)
摘 要:以米象为试虫，采用 G80F20CN2L-B8(SO)型平板微波炉分别以 160、320、480、640 和 800W 微波
功率处理不同虫态米象 5、10、15、20、25 和 30s，研究米象致死情况;另外以上述微波功率处理 20s，及
800W 分别处理 5、10、15、20 和 25s，测定混合于小麦中米象成虫的致死情况。同时考察微波对小麦发
芽率的影响。结果表明，米象不同虫态对微波处理的敏感性由小到大依次为成虫、蛹、幼虫和卵，800W
处理 25s 可立即完全致死米象成虫;微波处理后小麦的发芽率显著降低。故微波辐照技术不适合种子
粮的杀虫处理，但可应用于储粮杀虫。
关键词:微波处理;米象;死亡率;小麦;发芽率
LETHAL EFFECTS OF MICROWAVE TREATMENT ON
Sitophilus oryzae Linnaeus AND GERMINATION RATE OF WHEAT
WANG Dian-xuan1 LIU Yan1 CAO Yang1，2 LI Shu-rong3 LI Guang-tao2 GAO Mei-xu3
(1. School of Food Science and Technology，Engineering Research Center of Grain Storage and
Security of Ministry of Education，Henan University of Technology，Zhengzhou，Henan 450052;
2. Academy of State Admininstration of Grain，Beijing 100037;
3. Institute of Agro-Food Science and Technology，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Beijing 100193)
Abstract:The effects of microwave treatment on mortality of all stages of Sitophilus oryzae Linnaeus were studied after the
pests were treated at the microwave power of 160，320，480，640 and 800W for 5，10，15，20 and 25s，respectively.
Meanwhile，the adult in the wheat were treated at 160，320，480，640 and 800W for 20s，and 800W for 5，10，15，20
and 25s. And wheat germination rate was also evaluated. Results showed that the susceptibility from high to low of the
pest to microwave treatment was eggs，larvae，pupae and the adult. While the adults were treated at 800W for 25s，
instant mortality reached 100% . The germination rate of wheat was reduced significantly after microwave treatment.
Key words:microwave treament;Sitophilus oryzae;mortality;wheat;germination rate
收稿日期:2010-03-09 接受日期:2010-05-06
基金项目:“十一五”国家科技支撑计划(2006BAD08B02)
作者简介:王殿轩(1962-)，男，河南清丰人，博士，教授，研究方向为储藏物昆虫及害虫防治。Tel:0371-67789840;E-mail:wangdianxuan62 @
126. com
通讯作者:李淑荣(1968-)，女，黑龙江北安人研究员，研究方向食品辐照工艺的研究。E-mail:shurongl@ hotmail. com
米象(Sitophilus oryzae Linnaeus)是世界上广泛分
布的主要粮食害虫，其成虫和幼虫通过蛀食粮粒造成
危害，可在田间及粮食储藏过程中发生。米象在储粮
中大量发生时会导致粮食水分异常变化，甚至引起粮
堆发热、霉变或结块，造成严重损失［1］。米象成虫将
卵产于粮粒内，用黏液封闭产卵口，孵化出的幼虫在粮
粒内部发育，直至发育为成虫后再蛀出粮粒［2］，粮粒
也被蛀为空壳，造成严重损失。
目前进行储粮杀虫处理的措施主要是使用磷化氢
熏蒸，但磷化氢的使用正面临害虫抗性逐渐增强的困
501
核 农 学 报 25 卷
境［3］。寻求高效、环保、安全、有效除治储粮害虫的方
法至关重要。微波处理技术具有快速、高效和经济的
优点［4，5］，是快速杀虫的有效措施之一。由于微波具
有较强的穿透力［6］，对防治和杀灭隐蔽性虫态也更具
优势。利用微波杀灭害虫已有一些研究和应用［7 ～ 10］，
但微波处理储粮害虫的研究进展缓慢，不仅缺乏定型
的应用设备，更缺乏相关的杀虫技术参数。本文采用
G80F20 CN2L-B8(SO)型微波炉处理米象，研究微波
对米象的致死作用，为将微波技术应用于粮食害虫的
处理提供参考。
1 材料与方法
1. 1 虫源及各虫态样品的收集
试验用的米象为河南工业大学储藏物昆虫研究室
饲养多代的种群。试验前，在水分含量为 13. 0%的小
麦中接入羽化 72h 的米象成虫，在相对湿度 65% ±
5%、温度 30℃ ± 1℃ 条件下培养 2d 后分离出成虫。
将带有虫卵的小麦置于相同条件下继续培养，根据米
象的生物学参数［2］分别在第 1、15 和 22 天得到处于卵
期、幼虫期和蛹期的含虫小麦(辅以剖粒检查)。将含
虫小麦置于直径 6cm 的培养皿内，100 粒 /组待微波处
理。另取羽化 1 周的成虫，按 30 头 /组置于培养皿中
直接进行微波处理。
混于小麦中的成虫样品如下准备:取小麦 100g，
置入 34cm × 24cm 的自封口塑料袋中，将前述米象成
虫 30 头均匀混入袋内小麦中进行微波处理。
1. 2 微波处理
微波处理装置为 GalanzG80F20CN2L-B8(SO)型
微波炉。
将微波处理功率分别设置为 160、320、480、640 和
800W，对米象成虫及隐藏于麦粒中的卵、幼虫与蛹分
别进行 5、10、15、20、25 和 30s 的处理。另使用 160、
320、480、640 和 800W 的功率处理混于小麦中的成虫
样品 20s。每个处理组及对照组均设 3 个平行。
1. 3 微波处理米象致死效果评价
直接进行微波处理的米象成虫在处理完毕后检查
其即时死亡率;然后放到原条件下培养 3d，再次检查
其最终死亡情况。对不活动的试虫用毛刷轻触腹末，
无反应者视为死亡。对于隐藏于麦粒中的幼虫、蛹和
卵在处理后置于原条件下培养，在各自发育至成虫后
以羽化数量进行效果评价。混于小麦中处理的米象成
虫，处理后置于原条件下培养，3d 后用孔径为 2. 0mm
谷物选筛筛出成虫，检查死亡情况。
卵、幼虫和蛹的存活率(%)［6］ =
处理组中羽化成虫数 / 对照组中羽化成虫数 × 100%
卵、幼虫和蛹的死亡率(%) = 1 － 存活率
1. 4 小麦发芽率的测定
将经过 800W 微波处理 5、10、15、20 和 25s，以及
经过 160、320、480、640 和 800W 微波处理 20s 的小麦
进行发芽率测定。分别从处理后的小麦样品中取 100
粒摆布于培养皿内，加入适当蒸馏水，置于规定条件下
保湿发芽，7d 后计算其发芽率，具体方法参照 GB 5520
－ 85［11］。
1. 5 数据处理
数据采用 SPSS 软件 Duncan 新复极差法进行多重
比较分析。
2 结果分析
2. 1 微波处理对米象不同虫态的致死效果
2. 1. 1 微波处理后米象成虫死亡率 死亡的米象成
虫出现躯体僵硬、触角和足伸展开或后翅伸出等现象，
即时死亡率见表 1(对照试验组试虫无死亡现象)。各
功率下处理 5s 后，害虫受影响小，仅 800W 功率下有
1. 11%的死亡率且处理 10s 及以上的时间后，害虫即
时死亡率均升高，且不同功率处理结果间存在显著差
异，总体呈现功率大时，达到相同死亡水平所需时间变
短;480、640W 处理 30s 和 800W 处理 25s 可以完全致
死害虫。米象成虫受微波处理后快速死亡应与其体内
含有较多水分有关，该虫体内水分占其体重的 50%以
上，水分子极性高，虫体很容易升温导致体内物质或组
织破坏，以致死亡。
试虫经微波处理后除即时死亡情况外，暂时存活
的一些个体也会因受到严重损伤在之后的一段时间内
死亡。微波处理后 72h 的试虫死亡率见表 2。以表 2
和表 1 中 480W 处理的结果为例对比可以看出，米象
成虫经微波处理后的 72h 内死亡率上升，并在以后 3d
的继续观察中死亡率也没有发生变化。同样条件微波
处理后 72h 米象成虫的死亡率多数比相应的即时死亡
率高。说明微波处理对害虫具有一定的缓期致死效
应［12，13］。
2. 1. 2 微波处理后米象蛹的死亡率 小麦中有成虫
出现则被视为蛹存活，受微波处理后米象蛹的死亡率
见表 3。从表 3 可以看出，相同处理时间内功率增加，
或者相同功率下延长处理时间，蛹的死亡率均增加。
2. 1. 3 微波处理后米象幼虫死亡率 小麦中有成虫
出现则同样视为幼虫存活，微波处理后的幼虫死亡率
601
1 期 微波处理对米象致死效果及小麦发芽率的影响
表 1 微波处理对米象成虫即时死亡率的影响
Table 1 Effect of microwave treatment on instant mortality of S. oryzae adults (%)
处理时间
exposure time(s)
微波功率 microwave power (W)
160 320 480 640 800
30 30. 00 ± 5. 77dA 84. 44 ± 6. 93eB 100. 00 ± 0. 00eC 100. 00 ± 0. 00eC
25 24. 44 ± 1. 92dA 78. 89 ± 6. 94deB 90. 00 ± 5. 77dC 94. 44 ± 5. 09eCD 100. 00 ± 0. 00eD
20 13. 33 ± 3. 33cA 71. 11 ± 5. 09dB 81. 11 ± 3. 33dBC 84. 44 ± 7. 96dC 92. 22 ± 1. 92dC
15 8. 89 ± 1. 92bcA 56. 67 ± 5. 77cB 62. 22 ± 6. 67cBC 70. 00 ± 6. 67cB 71. 11 ± 5. 09cC
10 5. 56 ± 3. 85abA 22. 22 ± 1. 92bB 30. 00 ± 3. 33bC 36. 67 ± 3. 33bD 45. 56 ± 3. 85bE
5 0. 00 ± 0. 00aA 0. 00 ± 0. 00aA 0. 00 ± 0. 00aA 0. 00 ± 0. 00aA 1. 11 ± 1. 92aA
注:小写英文字母表示相同功率下不同处理时间间的差异，大写字母表示相同处理时间是不同微波功率间的差异(P < 0. 05)。下表同。
Note:Small letters in the same column mean significant differences between exposure times at same microwave power，and capital letters in the same row
mean significant differences between microwave powers at the same exposure time (P < 0. 05). The same as following tables.
表 2 微波处理后 72h 米象成虫的死亡率
Table 2 Mortality of S. oryzae adults after microwave treatment 72h (%)
处理时间
exposure time(s)
微波功率 microwave power (W)
160 320 480 640 800
30 34. 44 ± 11. 71bA 87. 77 ± 10. 18eB 100. 00 ± 0. 00eB 100. 00 ± 0. 00dB
25 26. 67 ± 5. 77bA 80. 00 ± 6. 67deB 93. 33 ± 5. 77deC 97. 78 ± 3. 85dC 100. 00 ± 0. 00dC
20 11. 11 ± 5. 09 aA 72. 22 ± 5. 09dB 84. 44 ± 5. 09dC 88. 89 ± 7. 70dC 93. 33 ± 3. 33dC
15 12. 22 ± 6. 94aA 8. 88 ± 8. 39cB 62. 22 ± 6. 67cB 70. 00 ± 6. 67cB 73. 33 ± 8. 82cB
10 7. 78 ± 3. 85aA 24. 44 ± 5. 09bB 27. 785. 09bB 41. 11 ± 10. 72bC 44. 44 ± 10. 18bC
5 0. 00 ± 0. 00aA 0. 00 ± 0. 00aA 0. 00 ± 0. 00aA 0. 00 ± 0. 00aA 2. 22 ± 1. 92aA
表 3 微波处理对米象蛹死亡率的影响
Table 3 Effect of microwave treatment on mortality of S. oryzae pupae (%)
处理时间
exposure time(s)
微波功率 microwave power (W)
160 320 480 640 800
30 32. 65 ± 5. 40cA 75. 51 ± 5. 40dB 97. 96 ± 2. 04dC 100. 00 ± 0. 00dC
25 23. 81 ± 2. 36cA 71. 42 ± 4. 08cdB 94. 56 ± 5. 14dC 98. 64 ± 2. 36dC 100. 00 ± 0. 00cC
20 21. 09 ± 4. 71 bcA 64. 63 ± 3. 12cdB 93. 20 ± 1. 18dC 96. 60 ± 3. 12dC 97. 96 ± 2. 04cC
15 18. 36 ± 8. 90bA 61. 22 ± 7. 07cB 85. 03 ± 2. 36cC 87. 76 ± 2. 04cC 93. 88 ± 2. 04cC
10 12. 24 ± 12. 74abA 27. 89 ± 7. 17bB 41. 50 ± 4. 71bB 58. 50 ± 4. 71bC 68. 02 ± 8. 23bC
5 1. 36 ± 1. 18aA 6. 80 ± 11. 78aAB 8. 84 ± 5. 14aAB 9. 52 ± 9. 20aAB 19. 73 ± 2. 36aB
见表 4。由表 4 可以看出，在相同处理时间内功率的
增加或相同功率下延长处理时间，幼虫的死亡率也相
应增加。相同处理条件下，幼虫死亡率相应地高于成
虫和蛹，可能与幼虫对微波敏感性较成虫和蛹更大有
关。
表 4 微波处理对米象幼虫死亡率的影响
Table 4 Effect of microwave treatment on mortality of S. oryzae larvae (%)
处理时间
exposure time(s)
微波功率 microwave power (W)
160 320 480 640 800
30 37. 41 ± 2. 36dA 80. 27 ± 1. 18dB 100. 00 ± 0. 00dC
25 30. 61 ± 7. 36cdA 74. 15 ± 1. 18cdB 96. 60 ± 4. 25dC 100. 00 ± 0. 00cC 100. 00 ± 0. 00cC
20 21. 77 ± 10. 47bcA 70. 07 ± 7. 73cB 86. 39 ± 7. 17cC 98. 64 ± 1. 18cD 99. 32 ± 1. 18cD
15 19. 73 ± 5. 14bcA 70. 75 ± 1. 18cB 82. 99 ± 1. 18cC 90. 00 ± 5. 40cD 90. 48 ± 2. 36bcD
10 13. 61 ± 1. 18abA 49. 66 ± 1. 18bB 56. 46 ± 6. 23bB 61. 22 ± 7. 07bB 84. 35 ± 11. 24bC
5 6. 12 ± 8. 90aA 6. 80 ± 6. 24aA 6. 12 ± 8. 90aA 16. 33 ± 14. 29aA 21. 77 ± 4. 25aA
2. 1. 4 微波处理后米象卵的死亡率 小麦中有成虫
出现也视为卵存活，微波处理后米象卵的死亡率见表
5。经微波处理后，米象卵发育为成虫过程中的死亡率
随微波功率的增加以及处理时间的延长逐渐增加。卵
对微波的敏感性比前述 3 个虫态更高，这除了卵对微
波更敏感外，还与害虫从卵发育到成虫的历期较长、变
态和夭折较多等因素有关。
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表 5 微波处理对米象卵死亡率的影响
Table 5 Effect of microwave treatment on mortality of S. oryzae egg (%)
处理时间
exposure time(s)
微波功率 microwave power (W)
160 320 480 640 800
30 52. 38 ± 6. 23cA 97. 28 ± 2. 36eB 100. 00 ± 0. 00dB
25 48. 30 ± 6. 23cA 94. 56 ± 1. 18deB 100. 00 ± 0. 00dB
20 45. 58 ± 3. 33 cA 89. 80 ± 2. 04dB 99. 32 ± 1. 18dC 100. 00 ± 0. 00cC 100. 00 ± 0. 00cC
15 47. 62 ± 15. 32bcA 82. 31 ± 2. 36cB 84. 35 ± 5. 14cB 91. 16 ± 10. 07bcB 95. 92 ± 3. 53bcB
10 31. 29 ± 2. 36bA 62. 59 ± 5. 14bB 65. 99 ± 2. 36bB 83. 67 ± 4. 08bC 85. 71 ± 3. 53bC
5 0. 68 ± 1. 18aA 1. 36 ± 1. 18aA 5. 44 ± 4. 25aAB 8. 16 ± 10. 20aAB 20. 41 ± 14. 72aB
2. 2 微波处理后混于小麦中米象成虫的死亡率
对混合于小麦中的米象成虫采用 800W 的功率分
别处理 5、10、15、20 和 25s 后，成虫死亡率分别为 0、
8. 89%、23. 33%、76. 67% 和 100%。可见，相同功率
下延长微波处理时间，成虫死亡率增加。160 ～ 800W
的功率处理 20s，成虫平均死亡率分别为 0、21. 11%、
64. 78%、71. 44%和 76. 67%。与表 1 相比，成虫死亡
率有所下降，这可能与小麦吸收微波能量有关。800W
功率下处理 20s 可以完全致死混于小麦中的米象成
虫。
2. 3 微波处理对小麦发芽率的影响
经不同功率和时间处理后的小麦发芽率的变化见
图 1 和图 2。从图 1 和图 2 中看出，经微波处理后，小
麦的发芽率有所降低，800W 功率处理 20s 和 25s 后小
麦发芽率下降显著。说明 800W 功率处理 20s 以上的
时间即可对种子的生命力造成影响，即微波会对含有
一定水分的生命细胞造成影响，微波强度较大时则造
成伤害。
图 1 不同微波处理时间对小麦发芽率的影响
Fig. 1 Effect of treating time on germination rate
of microwave treated wheat (800W)
3 讨论
米象各虫态对微波的敏感性从大到小的顺序依次
是卵、幼虫、蛹和成虫，成虫对微波处理表现出最强的
图 2 不同功率(20s)微波处理对小麦发芽率的影响
Fig. 2 Effect of microwave power on germination
rate of wheat (20s treatment)
耐受性，同样处理条件下不同虫态对微波的敏感性存
在差异。因此，实际应用中可以根据米象成虫的死亡
情况判定整体杀虫效果，即在完全致死成虫的情况下
可以推断隐藏于粮粒内的未成熟虫态也被完全致死，
不需担心或检查隐蔽性虫态是否还有存活。从试验中
出现的缓期致死效应看，主要是微波造成虫体损伤在
后期表现的结果，内部损伤包括温度效应和生物效应，
以及昆虫生理上的致命改变［14］。
粮食本身会吸收一定的微波能量，影响害虫致死
效果。因此，当害虫混合于粮食中时，应适当提高处理
强度(微波功率和时间)以保证杀虫效果。通常环境
湿度、害虫虫种、虫态、样品量的多少、样品种类及其含
水量、处理容器等也影响处理效果［13］，对于同样情况
下，杀虫处理应以耐受力最强的虫种和虫态作为杀虫
目标。
不同的微波加热器是利用不同电磁波频率和工作
方式对物体进行加热处理的，在其处理强度控制上会
因设备不同其精度有所变化。从探讨不同控制剂量的
杀虫效果来说，试验装置在处理强度的梯度差异及其
可控性尤为重要，不同的设备在其性能方面会存在一
定差异，具体的工作状态和杀虫除害效果应进行相应
的验证。本文所用装置底部配有微波搅拌器，使从底
部发射的微波经搅拌后均匀地向上输出，比传统的转
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盘式微波炉均匀性要高。为验证本试验所采用微波炉
的功率、时间与处理强度的对应性，试验前通过对定量
的水样品间接处理，以检测仪器在功率、时间控制的梯
度差异与控制参数的关系。
本研究表明，800W 功率处理 20s 以上的时间小麦
发芽率已有所降低，完全致死害虫的处理强度下更能
够明显降低小麦的发芽率，即显著影响小麦的生命力，
对于较高水分的种子影响可能会更大，因此微波技术
不适合种子粮的杀虫处理。
Vadivamba 等采用 P24YKA03 型微波仪器对小麦
进行微波处理，在功率为 300W 时处理 56s，或者 500W
时处理 28s 均将水分含量为 14%的小麦中的谷象成虫
完全致死，且处理后的小麦其面筋值、出粉率和面团体
积等品质均无明显变化［10］，说明采用微波处理在杀死
害虫的情况下对其加工品质不会造成破坏。
随着物理杀虫技术的发展，用微波处理小麦中的
隐蔽性害虫具有一定的实用性［15］。微波处理害虫具
高效性、广谱性、无抗性产生、无污染、无残留等优点，
在储粮杀虫方面值得进一步研究和探讨。
4 结论
米象各虫态对微波的敏感性从小到大的顺序依次
是成虫、蛹、幼虫和卵，成虫对微波处理表现出最强的
耐受性，杀虫处理时应以耐受力最强成虫虫态作为杀
虫目标。粮食对微波能量有一定的吸收，在实际应用
中应适当升高微波处理强度(微波功率和时间)。完
全致死害虫的微波处理强度已明显降低小麦的发芽
率，故微波辐照技术不适合种子粮的杀虫处理，但可应
用于储粮杀虫。
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(责任编辑 高美须 裴 颖)
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