Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

Environment

תהליכי מעבדה ההדברה להדברה בגז תחמוצת החנקן

doi: 10.3791/56309 Published: November 24, 2017

Summary

מאמר זה מתאר את תחמוצת החנקן (NO) פרוטוקולים ההדברה מזיקים לאחר הקטיף. צ'יימברס ההדברה הם סמוקים עם חנקן (N2) להקים ultralow חמצן בתנאים לא מוזרק. בסוף, צ'יימברס הם סמוקים ב N2 כדי לדלל לא לפני חשיפת מוצרים אויר כדי למנוע חשיפה2.

Abstract

תחמוצת החנקן (NO) הוא fumigant שהתגלתה מזיקים לאחר הקטיף. מאמר זה מספק פרוטוקולים מפורט לביצוע אין לעישון על מוצרים טריים ונהלים לבקרת איכות ניתוח והמוצר שאריות. תא אטום ההדברה המכיל פירות וירקות טריים התרוקן קודם עם חנקן (N2) להקים סביבה ultralow חמצן (ULO) ואחריו הזרקה של מס תא הריסוס ואז נשמרת בטמפרטורה נמוכה של 2-5 ° C עבור תקופת זמן שצוינה הכרחי להרוג נודניק היעד להשלמת טיפול ההדברה. בסוף הטיפול לעישון, תא ההדברה התרוקן ב N2 כדי לדלל לא לפני פתיחת התא לאוויר הסביבה כדי למנוע את התגובה בין לא O2, אשר מייצרת2 עשוי להזיק עדין מוצרים טריים. בזמנים שונים לאחר הריסוס אין, אין2 בתוך קראוון וחנקה ו חנקיתי בדגימות הנוזל נמדדו כמו שאריות. איכות המוצר הוערך לאחר 2 שבועות של אחסון הקרה שלאחר הטיפול כדי לקבוע את ההשפעות של ההדברה לא על איכות המוצר. מונע O2 מגיבים לא חיוני לעישון. לא, היא חלק חשוב של הפרוטוקולים. מדידת רמות אין הוא מאתגר, פתרון מעשי הינו מסופק. פרוטוקול אפשרי שינויים מוצעים גם למדידת אין רמות ההדברה צ'יימברס, כמו גם משקעים. הריסוס לא יש את הפוטנציאל להיות אלטרנטיבה מעשית מתיל ברומיד ההדברה להדברה לאחר הקטיף על מוצרים טריים מאוחסנת. פרסום זה מיועד לסייע לחוקרים אחרים אין מחקר ההדברה מזיקים לאחר הקטיף, האצת הפיתוח של אין ההדברה עבור יישומים מעשיים.

Introduction

תחמוצת החנקן הוא מולקולה messenger תא בכל מקום מערכות ביולוגיות כל2. היא פרסמה בכמויות גדולות כמו גורם מזהם נפוץ של שריפת דלק פוסילי תחנות כוח, כלי רכב מנועיים, מיוצר בכמויות גדולות כמו תוצר ביניים בייצור דשנים. מחקר אינטנסיבי בלי ב-20 השנים האחרונות הניב כמות גדולה של ידע על החשיבות שלה, פונקציות מנגנוני ויסות תהליכים ביוכימיים פיזיולוגיים במערכות ביולוגיות שונות. ידע זה הביא ביישומים רפואיים שונים של לא לטיפול במחלות והנשימה14,15,16. בחקלאות, לא שימש לפני יותר ממאה שנים על מוצרי בשר מעובד עבור שימור פיגמנט אדום3. גם לא מאריך חיי מדף ומשפר את איכות ומעורבותם של מגוון רחב של מוצרים טריים11,12,17,18,19,20. יותר לאחרונה, לא נמצאה fumigant חזק עבור בקרת מזיקים לאחר הקטיף6.

לא הוכח להיות יעיל נגד בכל שלבי החיים של החרקים נבדק (איור 1). המין המזיק נבדק מייצגים סוגים מגוונים של שלבי חיים מזיקים, מצביעים על הפוטנציאל הגדול של ההדברה לא לשלוט המזיק מגוון מינים. היעילות של אין הריסוס נגד חרקים מזיקים הוא קרוב לזה של מתיל ברומיד לעישון.... עם זאת, אין ההדברה יכול להתבצע בטמפרטורות אחסון הקרה. ההדברה מתיל ברומיד דורש מחממת את המוצרים המאוחסנים קר ו, לכן, עשוי להשפיע על איכות המוצר. לדוגמה, תריפס, תריפסכנימות עלה חסה, Nasonovia ribisnigri, יכול להיות נשלטת ב- 2 ו- 3 h עם 2.0% ו- 1.0% אין לעישון, בהתאמה, על 2 ° C6. אין מתכון שלישי הוא גם הרבה יותר מהר מאשר לעישון פוספין אשר הוא הטיפול העיקרי מתיל ברומיד חלופי יכול לקחת מעל עשרה ימים כדי לשלוט כמה מזיקים4,6,9,10.

תחמוצת החנקן הריסוס יעילה נגד חיצוניות ופנימיות האכלה חרקים. הבחין כנף דרוזופילה, דרוזופילה suzukii, הזחלים של דובדבנים שורץ נשלטים ב 8 שעות עם 2.5% אין לעישון.9. הזחלים של codling העש, Cydia pomonella, בתפוחים שורץ נשלטים לחלוטין ב ההדברה 24 שעות עם 5% לא ב 2 ° C9,10. היעילות של ההדברה לא עולה עם הגדלת ריכוז, זמן טיפול ו טמפרטורה6. גורמים אלה יכול לשמש כדי למטב טיפולים ההדברה לא עבור מינים חרקים שונים על סחורות שונות.

עם זאת, לא מגיבה עם O2 באופן ספונטני כדי לייצר21. זה לא רק צורכת לא אך יכול גם לגרום נזקים למוצרים טריים כגון חסה (איור 2). לכן, אין ההדברה להתבצע בתנאים ultralow חמצן (ULO) כדי לשמר את מס עבור מוצרים טריים, fumigations לא צריך גם להיות מחוסל על ידי שטיפה עם N2 כדי לדלל לא לפני חשיפת חיטאנו את המוצרים אויר כדי להקטין את החשיפה שלהם לא2. דרישות אלה מחמירים להגביר את המורכבות ואת העלות של ההדברה אין. עם זאת, אין מתכון שלישי צפוי להיות באופן טכני ריאלי, העלות האפקטיבית7. כל הרכיבים של גדול קנה המידה לעישון. אין הם גם זמינים מסחרית או יכול להתבצע באופן מסחרי כולל חנקן דור ציוד, אין אספקה, ציוד ניטור (O2 מנתח, אין מטר), צ'יימברס ההדברה לאוויר. אחסון מבוקר בבקרה (CA) והמשלוח תחת האווירה נמוך של2 O שימשו מסחרית. עלות אנרגיה ביצירת N2 עבור לעישון. אין גם צנוע, ישתנו בהתאם למיקום7.

תחמוצת החנקן ההדברה גם בטוח פירות טריים, ירקות כאשר ומנותקים כהלכה על ידי שטיפה עם N2 כדי לדלל לא קודם לפני חשיפת המוצרים הסביבה אוויר8. הריסוס לא הוכח כדי להיות בטוחים כל נבדק עד היום כולל חסה, ברוקולי, מלפפונים, פלפלים, עגבניות, תותים, תפוחים, אגסים, תפוזים, לימונים8ירקות ופירות טריים. ההדברה 4 שעות עם 1% לא ב 2 מעלות צלזיוס לשליטה תריפס משפר גם את איכות תות. שבוע לאחר הריסוס, תותים שטופלו תקיף, יש צבע בהיר יותר, עשירה יותר הינם, לכן, כדאי postharvest איכות לעומת שליטה8.

תחמוצת החנקן ההדברה גם לא מותיר שאריות מזיקות על תוצרת טרייה מעושן. כמו לא מגיבה עם O2 כדי לייצר2, אין הריסוס עלול לגרום בתצהיר של2 על המוצרים בשל נקודת הרתיחה 21 ° C של2. בנוכחות מים,2 הידרוליזה ליצירת חומצה חנקתית (עב ס3). לכן, אין ההדברה עשוי עשוי לגרום לכך חנקות (אין3) ניטריטים (לא2) כמו שאריות על סחורות שטופלו. בעת הריסוס הסתיים עם N2 פלאש, אין תוצאות ההדברה מגביר אין או מעט מאוד חנקתי או חנקיתי כמו שאריות-24 שעות לאחר הריסוס מצרכים טריים9,21.

אופי תגובתי לא עם O2 דורש גם נהלים מחמירים להשאיר בחוץ O2 במהלך התהליך של ביצוע טיפולים לעישון. לא. המורכבות ואת הנהלים המחמירים ביותר מומחשים חזותית צריך להיות עקב, שולט. במצגת זו סירטון, אין ההדברה של מוצרים טריים הייתה הסביר, מאויר, הפגינו כדי לאפשר לחוקרים אחרים לערוך מחקר ההדברה לא ולפתח טיפולים ההדברה לא מזיקים לאחר הקטיף. מאמצים אלה יעזור כדי להאיץ שימוש מסחרי אין לעישון. כדי לשלוט מזיקים לאחר הקטיף על מוצרים טריים מאוחסנות.

Protocol

הערה: תחמוצת החנקן ההדברה של מוצרים טריים מתחיל על-ידי יצירת חמצן ultralow תנאים בתאי לעישון, ואחריו הזרקה של לא ממושכת הצ'יימברס ההדברה בטמפרטורות מסוימות משך זמן טיפול מסוים, ולאחר מכן היא הופסק על ידי שטיפה עם N2 כדי לדלל לא לפני פתיחת התאים לעישון כמו אילוסטרייטד (איור 3). מדידות של2 במרחב הראשי של צ'יימברס ההדברה וחנקה ו חנקיתי בדגימות הנוזל באמצעות דגם 405 ננומטר אין2/לא/NOx צג ו נועה תחמוצת החנקן מנתח, בבקשה פנה ל המדריכים למשתמש היצרנים עבור נהלי פעולה מפורטת.

התראה: תחמוצת החנקן הוא סוכן חמצון חזק, מגיב עם חמצן באופן ספונטני כדי לייצר חנקן דו-חמצני. תחמוצת החנקן והן חנקן דו-חמצני רעילים. אנא עיין שלהם MSDS לטיפול בטוח ולהשתמש. עבור ביטחון אישי, כל השלבים של ניסויים ההדברה בקנה מידה קטן לערב חשיפה טיפול ופוטנציאליים אין או לא2 צריכה להתבצע בשכונה fume. אישית אין אזעקה2 אמור לשמש לנהל גדול קנה המידה. אין ניסויים ההדברה.

1. הכנת חומרים וכלי נגינה

  1. כלי נגינה, וחלקי חומרי ההדברה לא
    1. להכין שקית רדיד עם שקע אבובים על מס
      1. חותם על פתיחת שקית רדיד אלומיניום סביב צינור טפלון (PTFE) באמצעות סילר לאיטום של חום.
      2. לאחר מכן השתמש דבק אפוקסי כדי לאטום את התפרים ואת משותף סביב צינור טפלון (PTFE) כדי לייצר את השקית בנייר כסף.
      3. הוסף של צימוד בסוף הצינור.
        הערה: שקיות נייר עם אבובים אינם זמינים מסחרית. אבל הם יכולים להתבצע בקלות למעבדה בשקיות נייר כסף ממקורות מסחריים באמצעות סילר לאיטום של חום.
        הערה: חנקן: תעשיית קבוע חנקן ב סלילי דחוס יש טוהר של ≥99.99% ומתאים לכל לעישון. לא. יכול להיות מוגדר יש לחצים שונים outlet, המחוברות יחד שניים או יותר צילינדרים עם הרגולטורים. הגליל עם הלחץ גבוה יותר עודפים ישמש קודם לפני הגליל עם הלחץ עודפים התחתונה ישמש. זה יהיה שימושי בבדיקות אריזות עץ גדול.
    2. צ'יימברס ההדברה אטום.
      הערה: Airtightness הינה קריטית לעישון. אין כי לא יגיב עם O2 דלף אל החדר. זה להפחית לא זמינים עבור הדברת מזיקים, גם לייצר2 אשר עלול לגרום נזק מוצרים טריים.
      1. צ'יימברס צנצנת זכוכית: משמנים את החישוק של המכסה בקלילות עם וזלין. ואז לאטום את הצנצנת עם המכסה בעל שני שקעים לאחר טעינת אובייקטים כגון מוצרי שורץ חרקים לתוך הצנצנת.
        הערה: כל מכסה הצנצנת יש שני שקעים, לאחד השקעים יש צינור פלסטיק מורחב בתחתית הצנצנת כדי להגביר את היעילות של החלפת אוויר.
      2. צ'יימברס העשוי cookers הלחץ: משמנים לקצה החדר עם וזלין. לטעון מוצרים וחרקים בבית הבליעה, לאטום אותו עם המכסה.
      3. אריזות עץ גדול צ'יימברס: משמנים את האטם בקלילות עם וזלין. ואז לטעון מוצרים בבית הבליעה. סגור את הדלת. להדק את התפסים במידת הצורך לשמור על חותם אטום.
        הערה: אין דלק הוא הפכפך מאוד, כך שאין צורך יש מאוורר בחדר ההדברה כדי לשמור על אוויר בתא מעורבים.

2. הקמת ULO התנאים בלשכה לעישון.

  1. להתחבר תא קו2 N ומנתח2 של O.
    הערה: T-מחבר עם קצה אחד הולך במנתח, בקצה השני מצויד עם שסתום חד-כיווני סימון יכול לשמש כדי לשחרר את האוויר כדי למנוע זרימה גבוהה כדי במנתח2 O.
  2. שחרר N2 דרך זרימה לרוקן את התא כדי להסיר את החמצן.
  3. להפחית את קצב הזרימה2 N ל- 0.5 - 1 ליטר/דקה, כאשר רמה2 O קרובה 30 דפים לדקה.

3. הזרקה של אין דלק

  1. מלא את השקית בנייר כסף אין דלק.
    1. למלא את השקית עם N2 קודם, ואז לשאוב את האוויר החוצה לשטוף O2 מתוך התיק.
    2. ואז לשחרר אין דלק לתוך השקית בשכונה fume.
    3. לתלות את התיק בשכונה fume לשמש לעישון. לא.
      הערה: לאחר שימוש ממושך, התיק יכול להיות מפורק, הצנרת יכול להיות שביר בשל ההשפעות מאכל של2. ? אז, התיקים תצטרך להחליף מעת לעת.
  2. הכנסת לא לתוך ההדברה צ'יימברס.
    1. לשטוף את המזרק ומחוברת אבובים עם N2 לחשוף O2.
    2. לקחת דגימה לא מתוך התיק רדיד לא ולהזריק אותו ההדברה צ'יימברס.
    3. לאחר ההזרקה, לשטוף את המזרק ומחוברת אבובים עם N2.
    4. המקום ההדברה צ'יימברס ב 2 מעלות צלזיוס משך הטיפול ההדברה.

4. למדוד אין ריכוז בתוך תא לעישון.

הערה: אין ריכוזים ב ההדברה מזיקים עשויים לנוע בין 2,000 דפים לדקה (0.2%) 50,000 עמודים לדקה (5%). טווח זה נמצא "מחוץ לטווח" של הנוכחי לא מפקחת. אבל, עדיין ניתן למדוד את רמות אין בדגימות מדולל או על-ידי שימוש בהתקן דילול.

  1. תא קטן fumigations
    1. לדלל דגימות אוויר הטיפול צנצנות בסוף לעישון:
      1. ליצור תנאים ULO-ppm O ≤302 בצנצנות.
      2. אקח דגימות דלק טיפול צנצנות להחדיר אותם לתוך הצנצנות ULO.
    2. למדוד רמות2 לא ולא הדגימות מדולל על ידי ומזרימים את האוויר דרך צג גז הארובה.
  2. Fumigations קאמרית גדולה: ההליכים מומחשים באיור4.
    1. להתקין מערכת דילול.
    2. למדוד רמות2 לא ולא.
      1. כבה את המסך גז הארובה, לשטוף את זה עם N2.
      2. הפעל זרימת הגז הדגימה כדי למדוד רמות2 לא ולא.
      3. סיום המדידה על-ידי ביטול זרימת הגז הדגימה.

5. לסיים אין לעישון.

  1. ההדברה של חרקים בלבד
    1. מקום הריסוס צ'יימברס ברדס fume.
    2. פתח את התאים.
    3. אחזר חרקים להערכה התמותה.
      הערה: חרקים בדרך כלל מתקיימים תא סביבתיים בין לילה לאחר ההדברה כדי לאפשר כל חרקים חיים להתאושש לפני להיות הבקיע לתמותה.
  2. ההדברה של מוצרים טריים
    1. להעביר ההדברה צ'יימברס ברדס fume (עבור תאים קטנים).
    2. ריקון הצ'יימברס ההדברה עם N2 כדי לאפשר החלפת אוויר מספר מסוים.
    3. לפקח אין רמה בנמל הפליטה.
      הערה: הצג גז הארובה יכול לשמש כדי לנטר רמות אין במהלך הסומק2 N. בדרך כלל, אנחנו מגלים ההדברה צ'יימברס כדי להקטין את רמת לא מתחת לדקה 200 לפני פתיחת רצה הסביבתית.
    4. אחזר חרקים להערכה התמותה (אם חרקים כאלה כלולים).
    5. חנות חיטאנו מוצרים לבקרת איכות ניתוח וטיפול פוסט-שאריות.
      הערה: אפשר מוצרים חיטאנו מספיק זמן בשכונה fume לא ולא2 להתפוגג לפני העברתם לאחסון. מעושן מוצרים מאוחסנים בדרך כלל בטמפרטורה נמוכה יחד עם הפקדים צידנית במשך תקופה מסוימת לפני חישובו איכות לאחר הקטיף, נפגעים.

6. שאריות ניתוח

  1. חנקן דו-חמצני (2) מדידה באמצעות של 405 ננומטר אין2/לא/לאX לפקח
    1. הפעל ולאפשר את 405 ננומטר אין2/לא/לאX לפקח לחמם במשך 20-30 דקות.
    2. סגור את תא אריזות עץ המכיל את המוצר.
      הערה: לאחר הריסוס, צ'יימברס ההדברה היו פתוחים, שמוקם בטמפרטורה מסוימת כדי לאפשר2 להתפוגג. בזמנו כאשר אין שחרור2 נמדד, חותם התא אטום עם מכסה עם שתי יציאות מצויד stopcocks. לטמפרטורה של 20 ° C שימש את הפגנת הנוהל.
    3. חבר את הצג2 לא אל התא להפיץ את האוויר דרך שהצג2 לא.
    4. להתחיל מיד רישום נתונים על2 לא לפקח ולאסוף נתונים עבור 1 דקות.
    5. נתק את התא מהצג ולשמור על התא אטום.
      הערה: רישום נתונים ניתן להפעיל גם באמצעות תפריט -> Dat -> יומן על המסך לא2 , או באמצעות התוכנה graphing במחשב.
    6. לשמור על אטומים בתאי 20 ° C עבור 1 h ולאחר מכן חזור על השלב אוסף נתונים.
      הערה: ניתן להתאים את מרווח הזמן בהתאם קצב שחרור2 ממוצרים מעושן.
    7. חישוב ההפרש בין השניים לא2 ריכוזים ולא להמיר הנתונים מ ג/ק ג/שעה.
  2. מדידות חנקתי, חנקיתי עם מנתח לא ג ' נרל אלקטריק Sievers 280i
    הערה: נא עיין במדריך של היצרן, את הנייר21 על ידי היאנג לבין ליאו (2017) לקבלת מידע מפורט.
    1. הכנת הדוגמא
      1. Homogenize דוגמאות מוצרים בבלנדר.
      2. להעביר 15 גרם של המדגם homogenized מ בבלנדר לתוך מבחנה.
      3. להוסיף 100 מ של מזוקקים H2O להתפשר על 10 דקות בתוך המבחנה.
      4. לסנן את הדגימה ולאחסן את פתרון מסונן-2 ° C עד השימוש.
    2. הפחתת הסוכן הכנה חנקתי מדידה עם תחמוצת החנקן מנתח
      הערה: נא עיין במדריך של היצרן לקבלת מידע מפורט.
      1. להוסיף 0.8 גר' ונדיום כלוריד (צ'לו3) בקבוקון.
      2. לאט לאט מוסיפים 100 מ ל חומצה הידרוכלוריד (HCl) של 1 מ' הבקבוק עם צ'לו3, קאפ. הבקבוק, ו מערבולת מספר פעמים.
      3. לסנן את הפתרון באמצעות נייר סינון ומשפך לאטום את הבקבוק פתרון מסונן עם רדיד אלומיניום ו לאחסן אותו במקרר.
    3. מדידה של חנקת והן חנקיתי עם תחמוצת החנקן מנתח
      הערה: נא עיין במדריך של היצרן לקבלת מידע מפורט.
      1. מחממים את המים הרותחים עד 95 מעלות צלזיוס. להוסיף 4-6 מ"ל של חנקת צמצום סוכן לתוך הכלי מחק לצמיתות, להתאים את קצב זרימת גז אינרטי לרמה נאותה.
        הערה: גז אינרטי היה הוא. ניתן להשתמש גם גז2 N.
      2. מזריקים µL 5 של פתרון מדגם באמצעות מזרק לתוך כלי מחק לצמיתות.
      3. להמשיך הזריקה הדוגמה הבאה הפסגה מדגם תסתיים.
    4. חנקיתי מדידה עם תחמוצת החנקן מנתח
      הערה: נא עיין במדריך של היצרן לקבלת מידע מפורט.
      1. התאם את השסתום על הספינה נקה לארח 1-2 psi לחץ על הגז אדיש.
      2. מוסיפים 4-6 מ ל חומצה אצטית מרוכזת כדי למלא את הנורה הראשונה של הכלי מחק לצמיתות.
      3. שוקל 50 מ"ג של סודיום יודיד (NaI) ו להמיס 1-2 מ ל H2O.
      4. להוסיף הכלי מחק לצמיתות את הפתרון נאי ומאפשרים ערבוב במשך 1-2 דקות.
      5. להגביר את קצב זרימת גז אינרטי לרמה נאותה.
      6. מזריקים µL 5 של פתרון מדגם באמצעות מזרק לתוך כלי מחק לצמיתות.
      7. המשך הזריקה הבאה מדגם מדגם שיא תסתיים.

7. לאחר הקטיף איכות הערכה של פירות וירקות

הערה: המוצר פציעות ההדברה לא עשויים להופיע מיד לאחר הריסוס (איור 5). עם זאת, איכות המוצר מחושבת בדרך כלל לאחר 1-2 שבועות של אחסון הקרה שלאחר הטיפול. הסימפטומים של פציעות התקדמות לאורך זמן, ניתן לזהות טוב יותר בהערכת איכות. נהלים להערכת מוצרים טריים שונים עשויות להיות שונות באופן משמעותי. רק נהלים להערכת איכות חסה מודגמות כאן כדוגמה באמצעות נהלים הקים5.

  1. הסר חסה אחסון הקרה שבועיים לאחר הריסוס. הסר עוטפת, לבדוק משטחים כתמי ושינויי צבע עבור כל הטיפולים כולל פקדים.
  2. התוצאה, איכות חזותית חיצוניים עבור כל הטיפולים בהתבסס על נהלים הקים8.
  3. לחתוך חסה חצאים ולבדוק כל הכתמים, כתמי עבור כל הטיפולים.
  4. ציון והקלטה של איכות חזותית פנימית הציונים של כל הטיפולים.

Representative Results

תחמוצת החנקן ההדברה לצרכים מוצרים טריים שיש לסיימו עם N2 פלאש לדלל לפני פתיחת אריזות עץ צ'יימברס. לא לחשוף את המוצרים הסביבתית. כאשר טיפול ההדברה מופסקת על-ידי פתיחת ישירות לחדר כדי אויר ללא N2 סומק, התגובה בין לא ו O2 תגרום בייצור2 אין חשיפה של מוצרים טריים2 לעתים קרובות התוצאות פציעות כולל כתמים חומים, שינוי צבע הרקמה המתה כתמים8. עדין ירקות ופירות כגון חסה, זוקיני, אגסים נוטים לגרום נזק על ידי2. בעת הריסוס לא מסתיימת כהלכה עם N2 סומק, הטיפול ההדברה הוכח כדי להיות בטוחים ללא פציעות על איכות המוצר (איור 6 ואיור 7). למעשה, אין ההדברה מזיקים נמצאה כדי לשפר את איכות ומעורבותם של מוצרים טריים לעומת פקדים unfumigated כפי שמתואר על תותים. תותים חיטאנו ללא שליטה תריפס שומרים על צבע בהיר יותר, עשירה יותר, והם גם פחות רך שבוע לאחר הריסוס לעומת שליטה8. ראשי חסה עטוף שרוולי פלסטיק יכול לקיים פציעות עלים משטח ישר מתחת חורים לאוורור של עוטפת עקב תגובה של לא עם O2 כדי לייצר2 אם ההדברה לא הסתיים כראוי.

שטיפה עם N2 בסוף ההדברה לא מושפעים אין שחרור2 ממוצרים מעושן. כאשר אין ההדברה חוסל ב- N2 סומק, היו אין הבדלים משמעותיים אין קצב שחרור2 בין הטיפול הפקד. אין טיפול ההדברה לרוקן אוויר בסוף, לעישון. לעומת זאת, היה גבוה יותר אין קצב שחרור2 לעומת את הפקד ואת שחרורו של2 ירדה לאורך זמן.

עבור מוצרים טריים ביותר כולל חסה, ברוקולי, תות, תפוח, תפוז, וכו ', היו אין הבדלים משמעותיים3 או אין רמות2 בין הטיפול הופסק עם N2 פלאש, שהפקד. רק כאשר אין טיפול ההדברה חוסל על ידי שטיפה עם אוויר נורמלי, היו גבוהות משמעותית3 וריכוזי אין2 של כל המוצרים fumigated מאשר שניהם שולטים סמוקות N2 מעושן מוצרים. ריכוז2 לא היה בדרך כלל לא לזיהוי והן חיטאנו ושליטה מוצרים (טבלה 1 ו לטבלה 2). לכן, היו אין רמות משמעותיות של שאריות של מוצרים טריים fumigated ב- 24 שעות לאחר הריסוס בעת הריסוס הסתיים כראוי עם חנקן שטיפה.

Figure 1
איור 1: השפעות לעישון. אין על חרקים ואקריות. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 2
איור 2: הפגנה של פציעות חסה על ידי2 מן התגובה בין לא O2 . לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 3
איור 3: תרשים זרימה של ותכניסו לעישון.. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 4
איור 4: שיטת באמצעות מכשיר דילול וגז שפעת צג עם חיישן אין למדוד אין רמה ב בקנה מידה גדול אין בדיקה לעישון. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 5
איור 5: השווה השפעות טיפולים ההדברה הסתיים ב- N2 ועצירה של אוויר מיושרות על איכות ומעורבותם של פירות וירקות טריים. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 6
איור 6: תוצרת חקלאית באיכות של חסה, ברוקולי, תפוחי שלושה טיפולים (C, T1, T2) 14 ימים לאחר הריסוס עם שליטה ייצוג C, T1, T2, הריסוס הסתיים עם N2 סומק ההדברה הסתיים עם אוויר סומק, בהתאמה. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 7
איור 7: תוצרת חקלאית באיכות של תפוזים, אגסים, אפרסקים של שלושה טיפולים (C, T1, T2) 14 ימים לאחר הריסוס עם שליטה ייצוג C, T1, T2, הריסוס הסתיים עם N2 סומק ההדברה הסתיים עם אוויר סומק, בהתאמה. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

המוצר אין (%) טיפול 3 (מ"ג/100 גרם) 2 (מ"ג/100 גרם)
אפל 5.0 לא-אייר 1.60±0.12 0.50±0.16
לא-N2 1.36±0.13 אלב 0.03±0.01 b
שליטה 0.76±0.28 b 0 b
מישמש 3.0 לא-אייר 1.84±0.14 0.21±0.02
לא-N2 0.92±0.17 b 0 b
שליטה 0.54±0.01 b 0 b
אספרגוס 3.0 לא-אייר 2.19±0.13 0.08±0.04
לא-N2 0.70±0.03 b 0
שליטה 0.84±0.07 b 0
אוכמניות 3.0 לא-אייר 2.74±0.46 0.14±0.02
לא-N2 1.24±0.19 b 0 b
שליטה 1.22±0.15 b 0 b
ברוקולי 3.0 לא-אייר 18.69±3.75 0.17±0.06
לא-N2 18.51±3.42 0 b
שליטה 12.26±2.31 0 b
דובדבן 3.0 לא-אייר 1.75±0.11 0
לא-N2 0.56±0.09 b 0
שליטה 0.65±0.08 b 0
השום 3.0 לא-אייר 5.05±0.45 0.14±0.02
לא-N2 4.45±0.79 0 b
שליטה 5.01±0.69 0 b
ענבים 3.0 לא-אייר 6.32±0.68 0
לא-N2 2.38±0.43 b 0
שליטה 2.74±0.25 b 0
פלפל 3.0 לא-אייר 9.26±0.35 0.71±0.12
לא-N2 6.75±0.68 b 0.02±0.01 b
שליטה 6.23±0.72 b 0 b
קיווי 3.0 לא-אייר 1.66±0.55 0
לא-N2 1.25±0.09 0
שליטה 1.41±0.31 0
חסה 2.0 לא-אייר 112.85±20.17a 7.99±2.02
לא-N2 38.97±5.87 b 0.1±0.1 b
שליטה 40.64±10.81b 0 b
כתום 3.0 לא-אייר 1.22±0.13 0.27±0.05
לא-N2 1.05±0.05 0.02±0.01 b
שליטה 1.24±0.22 0 b
שזיף 3.0 לא-אייר 1.04±0.08 0
לא-N2 0.63±0.04 b 0
שליטה 0.84±0.11 אלב 0
תות שדה 2.5 לא-אייר 6.01±0.62 0
לא-N2 5.30±0.77 0
שליטה 6.16±1.06 0

טבלה 1: חנקתי ורמות חנקיתי כמו שאריות-24 שעות לאחר הריסוס תחמוצת החנקן 16 h על ירקות ופירות טריים- עבור כל מוצר, ערכים ואחריו אותיות שונות הם שונים באופן משמעותי על סמך Tukey HSD טווח מרובים מבחן (P ≤0.05). מתפרסם מ יאנג ו ליו (2017).

Discussion

שמירה על O2 מהחדר ההדברה היא קריטית כדי לא מוצלח ההדברה מזיקים. צ'יימברס הריסוס צריך אטום המועצה ויש חיבור קווים יבוצע ריקון עם N2 או אחרים נייח כדי להסיר O2 לפני בשימוש לשחרר גז אין לתוך ההדברה צ'יימברס. עוד היבט קריטי לעישון. אין היא דילול של לא עם N2 סומק בסוף ההדברה. פעולה זו מונעת ייצור עודף2 ופציעות אפשריות שלה למוצרים טריים. כמו במוצרים טריים שונים יש רמות שונות של סובלנות. אין חשיפה2 , טיפול ההדברה לא עשויים לדרוש רמות שונות של ריקון2 N כדי למנוע פציעות. כי אין2 יש נקודת רתיחה גבוהה של 21 ° C והוא גם מגיב עם מים לקבלת טופס חומצות, אין ייצור2 יהיה עלול לגרום עלו2 על מוצרים חיטאנו כמו שאריות ומגדיל חנקתי ו/או חנקיתי שיומרו מ-2.

סוג המוצרים כדי להיות מעושן יכול גם לסבך את תהליך ההדברה, כגון ריקון הראשונית עם N2 כדי ליצור תנאים ULO רצף הסופי עם N2 כדי לסיים את הטיפול ההדברה. ירקות עלים גדולים מחורר עטיפות פלסטיק כגון חסה ראש עטוף מייצגים מכשול גדול אוויר אוורור ולכן אתגר כדי לשטוף החוצה O2 ב N2 בתחילת ההדברה ומרוקן החוצה. לא עם N2 בסוף ההדברה. עבור מוצרים אלה, עדיף להשתמש בשילובים של התחתון אין ריכוזים ושעות טיפול ארוך יותר כדי לשלוט מזיקים כי זה בטוח יותר עבור איכות המוצר.

פיקוח על אין רמות בתאי ההדברה הוא אתגר נוסף בביצוע ההדברה אין. רוב המכשירים לא יכול למדוד הגבוה אין ריכוזים בשימוש fumigations לא מזיקים. קיימים מספר התקנים דילול אשר זמינים מסחרית, אבל זה לא ידוע אם הם יהיו מתאימה לעישון. לא. עם זאת, התקן דילול יכול כמתואר לעיל וגם בשימוש עבור אין פיקוח באמצעות צג גז מצויד בחיישן לא.

שינויים נוספים ניתן לבצע נהלי ניטור אין ריכוזים בתאי ההדברה. לדוגמה, יכול להיות מדולל מדגם של האוויר בחדר לעישון. בתוך שקית נייר עם אמצעי מסוים של חנקן. המדגם מדולל אוויר יכול להיות הפיץ מכן דרך צג גז הארובה מצויד עם ריכוז גבוה אין חיישן למדידת ריכוז אין. עם זאת, זה יהיה קשה למנוע חמצון של נו בתהליך ועל את דילול התהליך עלול לגרום הפסדים של מס לכן, לא המחושבים על בסיס המדידה של האוויר מדולל דגימות של הריסוס צ'יימברס צפויה להיות נמוכה יותר בפועל אין רמות הצ'יימברס ההדברה.

תהליך הקמת ULO התנאים בלשכה אריזות עץ גם יכול להיות שונה בהתבסס על אילו סוגי ההדברה תאי הינם זמינים. עבור תאי ההדברה יכול לשמש בתנאים ואקום, ULO תנאים יכול להתבסס על התהליך של שואב אבק חוזרות ואחריו ממלא את החדר עם גז חנקן. תהליך זה יהיה יעיל יותר בהקמת ULO תנאים מאשר תהליך שטיפה רגילה שתוארו לעיל. עבור מוצרים מאוחסנים, CO2 עשוי לשמש גם במקום N2 להקמת ULO תנאים אין ההדברה.

לניתוח שאריות, כביש 405 ננומטר אין2/לא/אין צגx נבחר כדי למדוד אין שחרור גז2 מדגימות חיטאנו את החללים ראש ו במנתח תחמוצת החנקן נקבע לזהות חנקתי, חנקיתי דגימות נוזלים. עם זאת, סוגים אחרים של כלים זמינים עם רגישויות מתאימים, specificities מדידה2 ב- headspaces, מדידת חנקתי חנקיתי בדגימות הנוזל. לכן, ההליכים למדידות שאריות יכול להיות שונה בהתבסס על הזמינות של כלים.

כמו לא נדיפים מאוד עם נקודת רתיחה-152 ° C ו מגיבה באופן מיידי עם O2, לא צפוי זה לא יישאר כמו משקע על מוצרים חיטאנו לאחר הריסוס. לכן, רק2 נמדדה ב קראוון של מוצרים מעושן. 2 יש נקודת רתיחה גבוהה של 21 ° C כלתה איטי בהרבה ממוצרים ו ולכן צפויה להישאר על מוצרים חיטאנו זמן מה לאחר הריסוס.

עבור ירקות עליים, אם אין ההדברה לא שרוקן ב N2 בסוף, לא יגיב עם O2 כדי לייצר2 , יכול לגרום התמדתו של2 זמן כפי במוצרים טריים מאוחסנים בדרך כלל בטמפרטורות נמוכות. לכן, מנקודת בעמידה של קיצור תקופת הזמן reentering לאחר הריסוס, הריסוס לא צריך גם יבוצע ריקון עם N2 בסוף ההדברה. פיקוח על אין שחרור2 הוא, לכן, חשוב לקבוע כמה זמן ואיך הרבה NO2 יישאר על מוצרים לאחר הריסוס. בשום רמה2 על מוצרים חיטאנו ישפיע באופן פוטנציאלי כיצד טיפל או לאחסן המוצרים fumigated.

חנקת קיימת באופן טבעי קרקע וצמחים כולל פירות וירקות.  קצת ירקות שורש יכול לאסוף ריכוזים גבוהים של חנקות. ירקות הם המקור תזונתיים הגדול של חנקות. לדוגמה, חסה טרייה ותרד בעלי רמות ניטראט הממוצע של 786-1,080 1,420-3400 מ"ג/ק"ג. תקנת הנציבות האירופית מגדירה את הרמות המרבי של חנקת חסה, תרד 2,500-4,500 ו- 2,000-3,000 mg/kg13. חנקת והן חנקיתי מתווספים גם מרבה בשר מעובד כמו בייקון, נקניק, נקניקיות, נקניקיות, צורכים הם משמשים כחומר משמר במוצרים אלה בשר. מדידות של חנקת, חנקיתי כמו שאריות ההדברה לא נועדו לספק מידע על היקף כי הריסוס לא יכול לשנות את רמות שלהם במוצרים מעושן, ייתכן כי אין כל רלוונטיות בטיחות המזון. לכן, מדידות של חנקת, חנקיתי כמו שאריות להתייחס בו כאופציונליות. אלא אם כן הם נדרשים על ידי סוכנויות תקינה ברישום של לא כמו fumigant או תהליכים רגולטוריים אחרים. הליכים מפורטים למדידות חנקתי, חנקיתי הינם גם זמינים21.

תחמוצת החנקן הריסוס יש יתרונות של יעילות גבוהה נגד בכל שלבי החיים של חרקים ואקריות, ללא שאריות מזיקות לעומת שאר fumigants, כפי שפורט לפני6,7,9. נתון כי יש מחסור קריטי יעיל חלופות מתיל ברומיד ההדברה מזיקים לאחר הקטיף, רוב fumigants חלופי להשאיר משקעים רעילים במוצרים חיטאנו לעישון. אין צווי מורחב יותר במחקר, פיתוח, ו רישום מאמצים להביא זה המזיק ומעורבותם יעילה ובטוחה לשלוט פתרון לשוק. ובכל זאת, בשל המורכבות מחמירים הדרישה ULO תנאים מההליכים לעישון, הכשרה עשויות להידרש חוקרים רבים להתחיל שום מחקר ההדברה. הכוונה שלנו לספק אינפורמטיבי וקלים למעקב נהלי המעבדה אין טיפולים ההדברה מזיקים לאחר הקטיף לשלוט על טרייה ומאוחסנים מוצרים חקלאיים. העקרונות של ההליכים ניתן לפתח פרוטוקולים עבור בקנה מידה גדול לא fumigations עבור יישומים מעשיים.

Disclosures

. לא-

Acknowledgments

מחקר זה נתמך בחלקה על ידי TASC מענקים משירותי חקלאי החוץ משרד החקלאות.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Nitric oxide gas Praxair UN1660 99.5% purity
Nitrogen gas Praxair UN1066 Industry grade
Fumigation chamber (custom made) Size: 30"x30"x30"; made of stainless steel with rubber gaskit along the rim.  The chamber is sealed by clampdown its lid to the vaseline greased gaskit. The chamber has multiple ports for flushing the chamber and for taking air samples.
Nitric Oxide Analyzer GE Scientific NOA 280i analyzer Measure NO plus NO2, Nitrate and nitrite
Model 405nm NO2/NO/Nox monitor 2B Technologies Inc Ranges: NO (0-2ppm), NO2+NO (0-10ppm)
Kane 900+ gas monitor Kane International With NO, NO2, CO, O2 sensors
Flowmeter and controllers Omega Engineering Flow ranges: 0-1, 0-5, 0-20 LPM
Tubing, connectors, stopcocks Cole-Parmer Tubing: nylon and teflon, sizes: 1/8" and 5/32" (4mm); They fit to connectors and stockcocks 
Oxygen analyzer Illinois Instruments Model 810 Ziconia sensor, sensitivity: 0.1ppm, range: 0-100%
NO2 personal alarm SENSIT Technologies Sensit P100 Should be used in conducting large scale NO fumigations outside a fume hood
Flowmeter and controllers Omega Engineering Flow ranges: 0-1, 0-5, 0-20 LPM
Gastight syringes SGE Analytical Science 10 ml, 100 ml
Gastight syringes Hamilton Company 10uL
Tubing, connectors, stopcocks Cole-Parmer Tubing: nylon and teflon, sizes: 1/8" and 5/32" (4mm); They fit to connectors and stockcocks 
Sodium Iodide Fisher Chemical S324-100
Acetic acid, Glacial Fisher Chemical UN2789 ≥99.7% purity
Hydrochloric acid Cole-Parmer SA48-500 1.0 Normal
Vanadium(III) Chloride Acros Organics 197000250 97% purity
Sodium Hydroxide Fisher Chemical BPSS266-1 1 M
SAHARA S3 Stainless-steel heated bath circulator ThermoFisher Scientific
SC 100 Digiital Imersion Circulator ThermoFisher Scientific
Oxygen Praxair *001043 99.5-100% purity
Hot Jaw Sorbent Systems Mylar bag heat sealer
Mylar bags Sorbent Systems
Flipmate filtration assemblies Cole-Parmer EW-35202-29
15 ml polypropylane tube Falcon
Filter Paper P5 Fisher Scientific
Blender Waring Blender 7010G Model WF2211212
Dilution device Made in our lab Combine the ends of four equal length Teflon microtubing into one connector and have a connector for each end of the four microtubing.

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Ashmore, P. G., Burnett, M. G., Tyler, B. J. Reaction of nitric oxide and oxygen. Trans. Faraday Soc. 58, 685-691 (1962).
  2. Culotta, E., Koshland, D. E. Jr NO news is good news. Sci. 258, 1862-1865 (1992).
  3. Haldane, J. The red colour of salted meat. J. Hyg. 1, 115-122 (1901).
  4. Hole, B. D., Bell, C. H., Mills, K. A., Goodship, G. The toxicity of phosphine to all developmental stages of thirteen species of stored product beetles. J. Stored Prod. Res. 12, 235-244 (1976).
  5. Kader, A. A., Lipton, W. J., Morris, L. L. Systems for scoring quality of harvested lettuce. HortScience. 8, 408-409 (1973).
  6. Liu, Y. -B. Nitric oxide as a potent fumigant for postharvest pest control. J. Econ. Entomol. 106, 2267-2274 (2013).
  7. Liu, Y. -B. Nitric oxide as a fumigant for postharvest pest control and its safety to postharvest quality of fresh products. Acta Horticulturae. 1105, 321-327 (2014).
  8. Liu, Y. -B. Nitric oxide fumigation for control of western flower thrips and its safety to postharvest quality of fresh fruit and vegetables. J. Asia-Pacific Entomol. 19, 1191-1195 (2016).
  9. Liu, Y. -B., Yang, X. Prospect of nitric oxide as a new fumigant for postharvest pest control. Proc. 10th Intl. Conf. Controlled Atmosphere and Fumigation in Stored Products (CAF2016). Navarro, S., Jayas, D. S., Alagusundaram, K. CAF Permanent Committee Secretariat. Winnipeg, MB, Canada. 161-166 (2016).
  10. Liu, Y. -B., Yang, X., Simmons, G. Efficacy of nitric oxide fumigation for controlling codling moth in apples. Insects. 7, 71 (2016).
  11. Manjunatha, G., Lokesh, V., Neelwarne, B. Nitric oxide in fruit ripening: trends and opportunities. Biotechnol. Adv. 28, 489-499 (2010).
  12. Manjunatha, G., Lokesh, V., Bhagyalashmi, N. Nitric oxide-induced enhancement of banana fruit attributes and keeping quality. Acta Hort. 934, 799-806 (2012).
  13. Muramoto, J. Comparison of nitrate content in leafy vegetables from organic and conventional farms in California. UC Santa Cruz. Research project report (1999).
  14. Ricciardolo, F. L. M., Sterk, P. J., Gaston, B., Folkerts, G. Nitric oxide in health and disease of the respiratory system. Physiol. Rev. 84, 731-765 (2004).
  15. Roberts, J. D. Jr, Lang, P., Bigatello, L. M., Vlahakes, G. J., Zapol, W. M. Inhaled nitric oxide in congenital heart disease. Circulation. 87, 447-453 (1993).
  16. Rossaint, R., Falke, K. J., Lopez, F., Slama, K., Pison, U., Zapol, W. M. Inhaled nitric oxide for the adult respiratory distress syndrome. N. Engl. J. Med. 328, 399-405 (1993).
  17. Saadatian, M., Ahmadiyan, S., Akbari, M., Balouchi, Z. Effects of pretreatment with nitric oxide on kiwifruit storage at low temperature. Adv. Environ. Biol. 6, 1902-1908 (2012).
  18. Soegiarto, L., Wills, R. B. H. Short term fumigation with nitric oxide gas in air to extend the postharvest life of broccoli, green bean, and bok choy. HortTechnol. 14, 538-540 (2004).
  19. Wills, R. B. H., Ku, V. V. V., Leshem, Y. Y. Fumigation with nitric oxide to extend the postharvest life of strawberries. Posth. Biol. Technol. 18, 75-79 (2000).
  20. Wills, R. B. H., Soegiarto, L., Bowyer, M. C. Use of a solid mixture containing diethylenetriamine/nitric oxide (DETANO) to liberate nitric oxide gas in the presence of horticultural produce to extend postharvest life. Nitric Oxide. 17, 44-49 (2007).
  21. Yang, X., Liu, Y. -B. Residual analysis of nitric oxide fumigation on fresh fruit and vegetables. Posth. Biol. Technol. 132, 105-108 (2017).
תהליכי מעבדה ההדברה להדברה בגז תחמוצת החנקן
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Liu, Y. B., Yang, X., Masuda, T. Procedures of Laboratory Fumigation for Pest Control with Nitric Oxide Gas. J. Vis. Exp. (129), e56309, doi:10.3791/56309 (2017).More

Liu, Y. B., Yang, X., Masuda, T. Procedures of Laboratory Fumigation for Pest Control with Nitric Oxide Gas. J. Vis. Exp. (129), e56309, doi:10.3791/56309 (2017).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter