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我国绿色储粮技术现状与展望

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粮油食品科技第23卷2015年增刊 仓储物流 我国绿色储粮技术现状与展望 曹 阳,魏 雷,赵会义,张 涛,汪中明,石天玉,伍(国家粮食局科学研究院,北京摘100037) 秫,田 琳 要:对近年来我国绿色储粮新技术的研究与应用做了归纳整理。从低温储粮、辐照杀虫、气调 储粮、生物防治、清洁卫生防治、惰性粉防治、预测预报等方面进行了系统阐述,可为粮食仓储企业 开展绿色储粮新技术应用提供参考。 关键词:绿色储粮;低温储粮;辐照杀虫;气调储粮;惰性粉防治 中图分类号:TS 210.1文献标识码:A文章编号:1007—7561(2015)S一0011—04 Status and prospect of technology of green grain storage in China CAO Yang,WEI Lei,ZHAO Hui—yi,ZHANG Tao, WANG Zhong—ming,SHI Tian—yu,WU Yi,TIAN Lin (Academy of State Administration of Grain,Beijing 1 00037) Abstract:The research and applications of new technology of green grain storage in recent years were summarized,including low temperature grain storage,irradiation disinsection,controlled atmosphere stor— age,biological control,environmental hygiene control,inert powder control and forecast,etc.It provid— ed reference for further practice and application of new technology of green grain storage. Key words:green grain storage;low temperature grain storage;irradiation disinsection;controlled at- mosphere storage;inert powder prevention 李隆术在2001年首次提出绿色储粮技术定 义 :以可持续发展理论为指导,以储粮生态学为 色”,绿色是植物的颜色,在中国文化中还有生命的 含义,可代表自然、生态、环保等,如绿色食品;绿色 食品是指产自优良环境,按照规定的技术规范生产, 实行全程质量控制,无污染、安全、优质并使用专用 理论基础,在粮食储藏过程中尽量少用或不用化学 药剂,以储粮生态因子为主要手段从而达到保 护环境、避免储粮污染、确保储粮安全、使人们吃到 新鲜营养可口无毒的放心粮的技术。此后,蒋中柱 于2002年 指出:绿色储粮是采用有效的生态手段 标志的食用农产品及加工品 。二是“储粮”,储粮 是食品的原料,从农田收获后,经过清理干燥运输, 收购到粮库还必须满足加工绿色食品的品质质量要 进行综合防治,确保储粮安全,避免储粮污染,使人 们吃到新鲜、营养、可口、无毒的“放心粮”。靳祖训 于2002年_3 定义绿色储粮工程:即使用绿色储藏装 求,也称“绿色粮食”,如“储藏绿色原料或产品” 。 三是“技术”,或“储粮技术”,因粮食是有生命和能 量的有机物质,在储藏期间,因粮食自身呼吸而降低 品质;害虫危害;数量减少;霉变发热;毒素污染;虫 备、技术、方法储藏绿色原料或产品,达到绿色储藏 的效果。《粮食大辞典》 中定义绿色储粮:以粮堆 生态学为基础,采用特定的储藏技术,使粮食在储藏 过程中保持安全、无污染、优质、营养的储粮方式。 绿色储粮技术核心包括三层意思:一是“绿 收稿日期:2015—01—30 霉防治,药剂残留等原因,会出现一系列的问题,因 储存不当或应用不合适的技术,使得原本符合生产 绿色食品的“绿色粮食”变为不符合要求和标准的 原料。因此,绿色储粮的核心是提倡或要求优先使 用符合绿色食品生产标准的绿色储粮技术,绿色储 粮技术包括:低温准低温储粮技术,低温和高温杀虫 技术,辐照杀虫技术、气调储粮技术、生物防治技术 基金项目:国家国际科技合作专项项目(2013DFA31960),十二五国 家科技支撑计划项目(2013BADI7BOO) 作者简介:曹阳,1958年出生,男,研究员. 和清洁卫生防治技术等。 仓储物流 l 绿色生态低碳储粮技术 绿色生态低碳储粮技术以粮堆生态学理论为依 粮油食品科技第23卷2015年增刊 的基础,一般分为两种情况:高温季节粮食入库和低 温季节粮食入库。 2.1.1高温季节入库 高温季节是指5、6月份~10月份,为收购小麦 和早籼稻、移库粮食和部分进口南美粮食,入库时粮 食温度较高,实现低温和准低温储粮就必须采取谷 冷通风降温,特别是在粮温高于25 0C,要求一旦装 满粮仓,简单平整一下粮面,利用大风量通透整个粮 堆。其目的:一是排除进粮期间的积热,二是排除粮 据,研究粮食与生态因子之间关系,通过绿色生态低 碳的技术手段,有效地利用和控制对储粮品种有利 的生态条件,使粮食储藏达到安全、无污染、优质、营 养、低能耗、少排放的目的。绿色生态低碳储粮强调 发展的可持续性,优先采用物理机械与符合生态的 储粮方法,严格化学药剂的使用,保障人员、粮 食和环境安全l6 J。我国粮食仓储科技和管理也是 按着绿色生态低碳储粮方向发展的,从“十五”开 始,到“十二五”末,已有“绿色储粮”、“安全绿色储 粮”、“储备粮减损”、“节能增效绿色储粮”等多项国 家级科技项目。新技术成果也由单一的食品级惰性 堆释放出来的有害气体,因粮食运输过程中有用磷 化氢熏蒸处理的,先通风将粮食上吸附的残留毒气 排出,避免安全生产事故。而后,立即进行害虫除 治。有条件的进行富氮低氧气调杀虫,无条件的库 应尽量采用其他绿色防治技术,除治害虫。气调散 粉防虫、氮气气调防虫杀虫、自动化通风、谷冷应急 等技术推广应用,向新材料、信息化等高新技术引领 的绿色节能高效集成技术发展,如国家粮食局主办 的全国粮食科技创新大会推荐的重大成果“粮食储 气后,立即采取谷冷通风降温技术,将粮温降至20 ℃以下,或15℃以下。基于谷冷通风降温能耗较 高,建议至少将粮温降到准低温储粮水平。随着时 藏“四合一”升级新技术,通过集成创新,实现网路 共用、功能互补,数据共享、智能监控等功能,在储粮 上可进行替代磷化氢熏蒸的绿色防治储粮技术;显 著提高平房仓进出粮机械化程度;大幅度降低粮库 保管人员的劳动强度;较低成本的低温保鲜储粮将 变为现实。今后5~10年,全国范围内将推广应用 全新的智能化的绿色生态低碳储粮技术。 间到了冬季,就进行冬季机械通风降温,将粮温进一 步降到当地的冬季粮温水平,一般为一5~5 oc。 2.1.2低温季节入库 低温季节是指11月到翌年的3~4月份,为收 购玉米和晚稻、移库粮食和部分进口的粮食,入库时 粮温较低,入粮平整粮面后,即可利用仓外低温空气 降温,将温度降至20℃或15℃以下。有条件的地 区,可将粮温降到一5~5℃。 2我国绿色储粮技术研究应用现状 2.1低温准低温储粮技术 进入低温或准低温储粮期问,重点监测粮堆温 度变化和储粮害虫的发生情况,及时处置各种问题。 2.2低温和高温防治技术 粮油储藏技术规范(GB/T 29890) 中规定: “低温储藏(1ow temperature storage)是指,平均粮温 常年保持在l5 cC及以下,局部最高粮温不高于 I2.2.1低温防治害虫主要参数 粮温低于一4℃时害虫可在短期内死亡;粮温 在4~8℃之间时,害虫处于冷麻痹状态;粮温在 20 ciC的储藏方式。准低温储藏(quasi—low temper. attire storage)是指,平均粮温常年保持在2O 及以 下,局部最高粮温不高于25 cC的储藏方式。”与之 相对应的称为常规储藏,“常规储藏(conventional technique of grain storage)是指,在自然气候条件下, 对储藏的粮食、油料采取清洁卫生、自然通风、扒沟 8~l5 之间时,害虫停止活动,特别是取食活动, 长期不取食对害虫而言就意味着死亡。l5~20℃ 准低温条件可以抑制某些害虫的种群发展,也可取 得一定程度的防治效果。因此,我国倡导低温和准 翻倒粮面、定期检测粮情等一般技术处理和常规管 理措施的储藏方法。”可见常规储藏,存在着较大的 生虫、结露发热霉变的风险,显然不能满足绿色储粮 低温储粮技术,应用时要根据实际情况,监控储粮害 虫的发生和发展,尤其注意局部生虫发热问题。 2.2.2高温防治害虫主要参数 粮温在40~45℃之间可抑制害虫发育繁殖;粮 的要求。因此,绿色储粮的基础或必要条件是应用 低温和准低温储粮技术。 粮食入库时的温度和水分是低温和准低温储粮 温在46~48℃之间时,绝大多数害虫呈热昏迷状 态,生命活动衰弱;粮温在49~52℃之间,害虫可在 回 粮油食品科技第23卷2015年增刊 短期内死亡。目前,已经有研究开始尝试通过向粮 仓储物流 度控制在2%以下,30天以上,用于害虫危害严重的 储粮。 堆内通入热风,进行储粮的就仓干燥 J,入仓空气 温度在40℃,兼有高温杀虫作用,值得进一步研究。 2.3辐照杀虫技术 (3)低氧抑制害虫生长发育:平均粮温在18℃ 以上,氧气浓度控制在2%一12%,60天以上,用于 害虫危害较轻或无虫的储粮。 新开发的膜分离制氮充氮气调储粮新工艺,具 有明显的节能效果 ]。 2.5生物防治技术 利用电子束、^y射线、x射线、微波和射频对储 粮进行连续或非连续性辐照杀虫处理的技术。 国家粮食局科学研究院研究的电子束防治储粮 害虫的技术参数 。。:杀死害虫虫卵和幼虫的最低有 效剂量为0.3 kGy;导致害虫不育的剂量范围为20 ~狭义的生物防治,或称传统的生物防治,是直接 利用天敌来控制害虫; 600 kGy;符合国际原子能机构(IAEA)和我国推 荐的标准规定,粮食杀虫辐照剂量应不大于1 kGy。 对于大多数常规粮虫而言,目前国际上通用的杀虫 剂量为0.3~1.0 kGy之间。散装的小麦、玉米、大 广义的生物防治,是利用生物有机体或害虫的 生物学特性来控制害虫。 储粮生物防护剂包括保幼激素、蜕皮激素、几丁 质酶的抑制剂、微生物制剂(多杀菌素)、真菌、苏云 金芽孢杆菌、核多角体病毒等。 天敌昆虫:国家粮食局科学研究院利用从捷克 豆、大米的最高耐受剂量分别为:1.0 kGy,0.8 kGy, 1.0 kGy,0.5 kGy;用于散粮电子束辐照杀虫的工艺 剂量应设定在0.3 kGy与各种类散粮的最高耐受剂 量之间。一般情况所需剂量:鳞翅目>螨类>鞘翅 目。 引进的普通肉食螨和我国的马六甲肉食螨防治储粮 书虱和扁谷盗类害虫。 微波防治储粮害虫的技术突破主要是处理袋装 大米,采用工业微波炉对1 kg塑料薄膜包装大米进 植物杀虫剂也是研究热点,期待有新的高效、安 全、经济的新技术出现。 2.6清洁卫生防治技术 清洁卫生防治技术是绿色储粮技术的基础,也 行处理,微波频率915 MHz,处理温度50—70℃,处 理时间6 min。其处理过程是将大米样品均匀摆放 在传送带上,经传送带进入微波炉腔,通过微波辐照 升温杀虫。 是粮库的常规处理措施。对仓房、设备、器材和用具 进行检查,确认仓房、门窗完好,所有设备运转正常。 微波辐照升温完成后,大米均匀从微波炉腔传 出,杀虫过程完成。试验结果,该微波条件对米象、 谷蠹、锯谷盗等主要储粮害虫不同虫态的杀灭率为 100%,杀虫效果显著,同时,对大米品质无影 响… 。 粮仓、货场及作业区应清扫干净,清除仓内的残留粮 粒、灰尘和杂物,填堵孔、洞、缝隙。仓房、包装器材、 装粮用具和输送设备有活虫或虫卵时,应施用空仓 杀虫剂或熏蒸进行杀虫处理并做好隔离工作。 2.7食品级惰性粉防虫技术 食品级惰性粉防虫技术是草木灰、硅藻土 卜圳 2.4气调储粮技术 在密封粮堆内人为改变其气体组成,如向粮堆 充人cO 、N 或降低氧气浓度,以杀死害虫 制害虫呼吸 等传统的惰性粉防治储粮害虫技术的升级,其杀虫 机理是食品级惰性粉的粉粒落入昆虫体节的节间膜 内,昆虫运动时,磨损节问膜,吸附润滑液和体液,导 致害虫死亡。。 。 、抑 和生长,防止霉菌发生、延缓储粮 品质劣变。主要应用的有自然低氧 -19]和人工气 调低氧,实质是机械富氮低氧过程。 富氮低氧防治储粮害虫技术的主要参数 J: (1)低氧防治储粮害虫的气密性标准:薄膜密 封粮堆采用负压测定,一300 Pa上升到一150 Pa的 时间为(压力半衰期)300 S(5min)。正压测定的时 间大于300 s。 食品级惰性粉处理的锯谷盗等成虫的受伤害特 征: (1)爬行减慢;与对照组相比开始变慢; (2)躲避行为:清除附肢上粘附的粉粒,六足尽 力支撑身体腹部不与地面接触,可称为“翘脚尖”爬 行; (3)瘸拐现象:爬动时后足明显无力,爬动中身 (2)缺氧杀虫:平均粮温在20℃以上,氧气浓 仓储物流 体不平衡而出现不断跌倒的现象,可以翻身继续爬 动; 粮油食品科技第23卷2015年增刊 业大学学报(自然科学版),2008,29(4):28—31. [9]代彦军,代建国,汪喜波,等.用于就仓干燥的太阳能辅助热泵系 统[J].中国农业科技导报,2008,10(6):13—14. [1O]李光涛,曹阳,孙辉,等.辐照技术在储粮害虫防治中的应用 [J],粮食储藏.2007,36(2):11—16. [11]田琳,陈玉麒,曹阳,等.隧道式微波防治袋装大米中储粮害虫 技术研究[J].粮食科技与经济,2013,38(6):34—36. [12]刘杰,陈玉麒,舒在习.微波处理大米的品质指标检测[J].粮 (4)跌倒不起:试虫跌倒后不能翻身了,只能无 助的挥动附肢,而且挥动幅度越来越小; (5)不动死亡:持续一段时间后试虫的附肢也 不再摆动,此时在体视显微镜下可以看到试虫附肢 末端跗节和触角端节仍在微微抖动,不动时试虫死 亡。 油食品科技,2013,21(5):52—55. [13]张建军,曲贵强,李燕羽,等.高纯氮气对储粮害虫致死效果的 实验表明0.02 g/m 食品级惰性粉处理的20头 锯谷盗的平均死亡时间约4.5 h。 研究[J].粮食储藏,2007,36(5)11—14. [14]Cao Yang,Li Guangtao,Zhou Jia,et a1.The Inhibition Effect of Low Oxygen on Four Species of Stored Grain Insect Pests[C].8 th International Conference on Controlled Atmosphere and Fumigation 食品级惰性粉防虫技术为物理防治技术,而且 所用的食品级惰性粉必须是符合国家食品添加剂使 用标准 ,以确保粮食安全。 2.8储粮害虫预测预报技术 in Stored Product(CAF2008):成都,大会交流,2008:39—44. [15]Qu Guiqing,Cao Yang,Li Yanyu.Development of the Red Flour Beetle Tribolium castaneum(Herbst)at a Reduced Oxygen Atmos- 随着昆虫信息素和不同波长光谱的引诱储粮害 虫技术研究的开展,利用新的储粮害虫诱捕技术,监 测粮仓内储粮害虫密度和虫情,结合粮情检测,预测 phere[C].8th International Conference on Controlled Atmosphere and Fumigation in Stored Product(CAF2008):成都,大会交流, 2008:52—54. 不同生态条件下储粮害虫种群动态,提出防治技术 决策。将与储粮信息技术等高新技术集成,形成新 的储粮害虫综合治理的核心技术。 [16]周佳,李光涛,李燕羽,等.低氧条件下赤拟谷盗成虫呼吸速率 的研究[J].粮食储藏,2008,(2):3—5. [17]Cao Yang,Zhou Jia,Li Guangtao,et a1.Respiration of Tribolium 3 绿色储粮技术发展展望 低温、气调、生物防治和物理防治技术为一体 的绿色储粮技术正在迅速发展,具有广阔的发展 castaneum(Herbst)at Different Oxygen Concentrations[c].8th International Conference on Controlled Atmosphere and Fumigation in Stored Product(CAF2008):成都,大会交流,2008:15—20. [18]刘鸿雁,邹伟,莫代亮,等.高大平房仓仓体和粮面密封处理对 前景,随着技术的发展,一系列的绿色储粮技术将 自然降氧的影响[J].粮油食品科技,2008,16(3):20—23. [19]Gu Wenyi,Zou Wei,Liu Hongyan,et a1.Effect of Sealing Treat. ment for Warehouse and Grain Surface in High Flat Warehouse on 趋于成熟,技术体系将逐步建立,为我国粮食安 全、粮油食品消费安全和保持储粮品质方面做出 积极的贡献。 参考文献: [1]李隆术.储藏产品保护基础科学的探讨.粮食储藏,2001,30(1): 3—5. Natural Oxygen Reducing[c].8th International Conference on Controlled Atmosphere and Fumigation in Stored Product (CAF2008):成都,大会交流,2008:279—485. [2O]邹伟,莫代亮,陈基彬.CZDM膜制氮机组降氧工艺与氧气浓度 变化规律研究[J].粮食储藏,2009,38(1):22—27. [21]王平坪,李燕羽,张军党,等.惰性粉杀虫剂在绿色储粮中的应 用[J].粮食科技与经济,2008.(2):33—35. [2]蒋中柱.绿色储粮的理论基础和基本技术.粮食科技与经济, 2002,27(1):31—33. [3]靳祖训.中国加入WTO以后粮食储藏科学与技术研究发展方向 [J].粮食储藏,2002,31(4):7一lO. [22]黄爱国,曹阳,李燕羽,等.硅藻土空仓效果评价试验[J].粮食 科技与经济,2008.33(1):37—38. [23]李燕羽,曹阳,李光涛.惰性粉防治磷化氢抗性锈赤扁谷盗的研 究[c].第二届粮食储藏技术与管理论坛论文集,2008,(5): 146—151. [4]粮食大辞典编辑委员会.粮食大辞典[M].北京:中国物资出版 社,2009. [5]农业部绿色食品管理办公室中国绿色食品发展中心.全国绿色 食品原料标准化生产基地监督管理办法[s].农绿科[2014]12 号,http://www.greenfood.moa.gov.cn/zl/bztx/. 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