论文摘要
溴甲烷替代研究是当前有害生物控制领域的热点问题之一,研究开发新的替代熏蒸剂,重新评估已有熏蒸剂,是溴甲烷替代研究工作的重点。挥发性硫化物（VSCs）氧硫化碳（COS）、二硫化碳（CS2）、二甲基二硫（DMDS）和甲酸乙酯（EtF）与广泛使用的溴甲烷都是重要的化学熏蒸剂,在防治有害生物方面发挥着重要作用。氧硫化碳（COS）已于上个世纪九十年代在澳大利亚登记使用,甲酸乙酯作为环境友好的粮食熏蒸剂,其制剂产品VapormatTM已在澳大利亚登记使用。同时,挥发性硫化物（VSCs）具有沸点低、嗅阈值低（PPb级）、化学活性强,稳定性差等特点,其采样和分析技术是国际公认的难题。为了解决挥发性硫化物（VSCs）和甲酸乙酯（EtF）检测的技术难题,明确蔬菜中挥发性硫化物（VSCs）和甲酸乙酯（EtF）的自然含量对熏蒸剂残留检测的影响,有效降低CO2增效作用对熏蒸剂毒力的影响,筛选出有潜力的溴甲烷替代熏蒸剂,解决甲酸乙酯应用推广的技术难题,明确植物体中挥发性硫化物（VSCs）的前体降解情况,揭示挥发性硫化物（VSCs）与前体之间的代谢关系,作者开展了蔬菜中挥发性硫化物（VSCs）和甲酸乙酯（EtF）检测技术、杀虫活性及前体降解研究。该研究可为进口食品挥发性硫化物（VSCs）及甲酸乙酯（EtF）熏蒸剂残留检测提供技术支持,还可应用其它科学领域中的挥发性硫化物（VSCs）和甲酸乙酯（EtF）检测。该研究将为溴甲烷替代熏蒸剂研究和有毒有害物质控制等方面提供技术支持,对溴甲烷替代熏蒸剂开发和应用具有十分重要意义。主要研究结果如下:1、甲酸乙酯（EtF）和二甲基二硫（DMDS）对仓储害虫具有良好的控制作用,应加快甲酸乙酯替代溴甲烷防治仓储害虫开发应用,同时,二甲基二硫（DMDS）是很有潜力的仓储害虫防治熏蒸剂,要深入进行二甲基二硫（DMDS）控制有害生物的技术研究,以期获得新的溴甲烷替代熏蒸剂。2、利用循环熏蒸系统（FTFS）测定了甲酸乙酯（EtF）、二甲基二硫（DMDS）和甲硫醚（ DMS ）对米象Sitophilus oryzae（L.）、赤拟谷盗Tribolium castaneum（Cherbst）和谷蠹Rhyzopertha dominica （F.）三种主要仓储害虫的成虫及混合虫态的熏蒸作用。循环熏蒸系统（FTFS）可以保持恒定的熏蒸剂浓度和较低的CO2浓度,有效解决了CO2增效作用对研究结果的影响,所取得甲酸乙酯（EtF）、二甲基二硫（DMDS）和甲硫醚（DMS）的毒力数据更真实准确。在25℃,相对湿度70%的条件下,甲酸乙酯（EtF）熏蒸处理6h对米象、赤拟谷盗和谷蠹成虫具有良好的控制作用,Ct50分别为107.8, 108.8和72.8mg h L-1。相同试验条件下甲酸乙酯（EtF） 43.34、80.72、99.08、117.74、146.49mg/L熏蒸处理6h,对赤拟谷盗和谷蠹混合虫态有很好的控制作用;80.72、99.08、117.74、146.49mg/L处理对米象的混合虫态杀虫效果较好,但对米象的蛹灭杀效果较差。在25℃,相对湿度50%的条件下,二甲基二硫（DMDS）15.69、17.02、17.80、18.02mg/L熏蒸处理6 h对三种仓储害虫的LC50值分别为16.86mg/L、16.95mg/L、15.31mg/L。在相同试验条件下,甲硫醚（DMS）51.81、53.02、53.51、54.50mg/L熏蒸处理6 h对赤拟谷盗成虫有较高控制作用,但对米象成虫无作用,谷蠹成虫对甲硫醚（DMS）也不敏感,LC50为51.11mg/L。3、采取程序升温、优化色谱条件、确定响应指数等方法,建立了硫化氢（H2S）、氧硫化碳（COS）、二硫化碳（CS2）、甲硫醚（DMS）、二甲基二硫（DMDS）五种挥发性硫化物（VSCs）良好分离的HS-GC-PFPD测定技术;利用程序升温等色谱分析技术,初步建立了蔬菜中甲酸乙酯（EtF）及其降解产物甲酸和乙醇的HS-GC-FID测定技术。4、利用上述技术测定了十字花科的花椰菜（Broccoli）、白菜花（Cauliflower）、卷心菜（Cabbage）、萝卜（Radish）;菊科的生菜（Lettuce）和百合科的大蒜（Garlic）六种常见蔬菜中挥发性硫化物（VSCs）和甲酸乙酯（EtF）的自然含量及在酸性条件下的释放量。蔬菜中的挥发性硫化物（VSCs）和甲酸乙酯（EtF）在水和盐酸中是一个动态和缓慢的释放过程,其总量和种类相对比较丰富,蔬菜中甲酸乙酯（EtF）的自然含量和挥发性硫化物（VSCs）种类及含量差别较大,蔬菜不同部位的挥发性硫化物（VSCs）和甲酸乙酯（EtF）的自然含量不同。在水中,蔬菜释放的挥发性硫化物（VSCs）主要以氧硫化碳（COS）、甲硫醚（DMS）和二甲基二硫（DMDS）为主,蔬菜中硫化氢（H2S）、氧硫化碳（COS）、二硫化碳（CS2）、甲硫醚（DMS）、二甲基二硫（DMDS）和甲酸乙酯（EtF）含量分别在0.12～1.11mg/kg、0.05～4.98mg/kg、0.07～8.11mg/kg、0.08～3.53mg/kg、0.001～3.25mg/kg、0.04～0.71mg/kg之间,萝卜中的氧硫化碳（COS）和甲硫醚（DMS）含量较高,萝卜叶的硫化氢（H2S）含量、花椰菜中二硫化碳（CS2）含量、大蒜中的二甲基二硫（DMDS）含量和生菜中的甲酸乙酯（EtF）含量较高。在酸性条件下,蔬菜主要释放出甲硫醚（DMS）、氧硫化碳（COS）、二甲基二硫（DMDS）及部分二硫化碳（CS2）挥发性硫化物（VSCs）和甲酸乙酯（EtF）,在5hrs内释放出的挥发性硫化物（VSCs）的量较小,萝卜中的氧硫化碳（COS）和二甲基二硫（DMDS）释放量较高,花椰菜中甲硫醚（DMS）释放量、生菜中的二硫化碳（CS2）和甲酸乙酯（EtF）释放量较高。在酸性条件下,蔬菜中甲硫醚（DMS）和甲酸乙酯（EtF）的释放量高于在水中的释放量,分别为0.08～12.18mg/kg和0.04～7.32mg/kg;蔬菜中氧硫化碳（COS）、二硫化碳（CS2）和二甲基二硫（DMDS）的释放量低于在水中的释放量。5、初步探明了蔬菜中挥发性硫化物（VSCs）前体降解动态。利用“黑箱方法”将含硫氨基酸（SCAA）和硫甲基蛋氨酸（SMM）代谢和降解的复杂过程简化,选择蛋氨酸（Met）、胱氨酸（Cystine）、半胱氨酸（Cys）三种含硫氨基酸（SCAA）和硫甲基蛋氨酸（SMM）作为挥发性硫化物（VSCs）的可能前体,采用HS-GC-PFPD技术,研究蔬菜中挥发性硫化物（VSCs）前体的降解。结果表明:含硫氨基酸（SCAA）和硫甲基蛋氨酸（SMM）是蔬菜中挥发性硫化物（VSCs）的重要前体物质。在不同条件下,含硫氨基酸（SCAA）产生的挥发性硫化物（VSCs）种类和释放量有明显差异,在不同时间挥发性硫化物（VSCs）释放量也存在明显差异。硫甲基蛋氨酸（SMM）是蔬菜中甲硫醚（DMS）主要的前体物质,胱氨酸（Cystine）是蔬菜中甲硫醚（DMS）的前体物质之一。在酶存活和酶失活的情况下,半胱氨酸（Cys）和胱氨酸（Cystine）均可显著减少蔬菜中的氧硫化碳（COS）释放量。在酶存活的情况下,氧硫化碳（COS）、甲硫醚（DMS）和二甲基二硫（DMDS）释放量范围分别在1.06mg/L～26.79mg/L、0.58mg/L～9.16mg/L和0.68mg/L～11.23mg/L之间。在酶失活的情况下,氧硫化碳（COS）、甲硫醚（DMS）和二甲基二硫（DMDS）释放量范围分别在0.61mg/L～5.71mg/L、0.27mg/L～3.55mg/L和0.08mg/L～2.49mg/L之间。