Commercial-scale nitrogen-modified atmosphere for the disinfestation of soft wheat stored in big bags
本研究通过结合经过验证的扩散模型与生物测定实验以优化熏蒸方案，证明了在40°C下进行为期3天的商业规模氮气改良气氛处理，能够通过结合上述方法，有效实现包括更具耐受性的蜡螟（*Ephestia kuehniella*）幼年阶段在内的软麦害虫的100%死亡率。
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保护全球粮食供应是一场在世界各地的粮仓和仓库中进行的持久战。一旦像小麦这样的作物被收割，它们并不会静静地待着；它们会成为众多昆虫的目标，这些昆虫可以吞噬整库的谷物。几十年来，对抗这些害虫的主要手段一直是化学喷雾和气体，但这些方法正变得日益棘手。许多昆虫种群已经对常用化学品产生了抗药性，而且全球范围内对无毒残留食物的需求也在日益增长。作为回应，科学家们转向了一个更简单、更古老的想法：移除昆士呼吸所需的空气。通过用氮气（一种占我们大气绝大部分、但对人类无害的气体）取代储存空间中的氧气，研究人员可以创造一个害虫无法生存的环境。这种方法被称为改良大气法，虽然它在大型、刚性的储粮仓中效果良好，但在现代工业使用的柔性、袋状容器中的有效性仍然是一个疑问。
来自希腊和土耳其的一个研究小组通过在大规模使用软小麦（储存在被称为“大袋”的大型柔性袋中）的情况下测试氮气处理，着手回答这个问题。这些袋子是工业存储中的必需品，因为它们易于移动和堆叠，但其形状和密度使得人们很难确定气体处理是否能到达每一个角落。科学家们将小麦袋放入一个大型商业舱室内，并泵入高纯度氮气以置换氧气。随后，他们在小麦中引入了三种不同类型的储粮害虫：钻入谷粒内部的米象、在外部取食的红粉虫，以及其幼虫以破坏加工谷物产品而闻名的地中海粉螟。研究人员在两种不同的温度（32°C 和 40°C）以及两种不同的时长（两天和三天）下测试了这些昆虫，以观察哪种组合能够成功杀死害虫并阻止其繁殖。
结果显示，甲虫和蛾类之间存在明显的差异。成年甲虫，包括米象和红粉虫，都证明对氮气处理高度敏感。无论温度如何或暴露时间长短，所有的成年甲虫都在两到三天的窗口期内全部死亡。此外，没有任何存活的甲虫能够产生后代，这意味着该处理有效地阻止了种群的复苏。对于地中海粉螟来说，情况则更为复杂。虽然成年蛾类和甲虫一样可靠地死亡，但它们的未成熟阶段——卵和幼虫——要顽强得多。在 32°C 的较低温度下，即使将处理时间延长至三天，也无法杀死所有的卵和幼虫；许多个体存活了下来并产生了新的一代。然而，当研究人员将温度提高到 40°C 时，该处理对这些更顽强的阶段也变得非常有效，在短短两天内就杀死了几乎所有的个体。
为了确保放置在袋子表面的昆虫确实能代表袋内深处发生的情况，团队使用计算机模拟来追踪氮气在小麦中的移动。模型证实，虽然气体到达袋中心的速度比到达表面稍慢，但这种差异很小，且在处理期结束前，整个袋内的氧气含量已均匀降低。这意味着地中海粉螟幼虫在较低温度下的存活并非因为气体未能到达它们，而是因为这些特定的生命阶段天生对低氧环境具有更高的耐受性。研究结论指出，虽然氮气是小麦熏蒸消毒的一种有力工具，但方案必须根据存在的最具抗性的害虫进行定制。对于甲虫和蛾类的混合情况，最可靠的方法是将储存温度保持在 40°C 并持续三天，这一组合能确保对所有生命阶段实现全面控制，并防止未来的虫害发生。
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