農(nóng)戶玉米穗儲糧倉的設(shè)計研究

◎ 劉 冰，胡韜綱

（吉林省糧油科學(xué)研究設(shè)計院，吉林 長春 130061）

吉林省是我國玉米主產(chǎn)區(qū)，玉米產(chǎn)量和商品量一直位居全國前列，2015年吉林省玉米總產(chǎn)量3 647萬t，占全國玉米總產(chǎn)量的16%（引自國家統(tǒng)計局2015年糧食產(chǎn)量公告）。吉林省農(nóng)戶儲糧數(shù)量較多，農(nóng)戶儲糧條件簡陋，儲糧技術(shù)落后，糧食數(shù)量質(zhì)量損失嚴(yán)重，每年鼠害、霉變等導(dǎo)致的玉米損失率約為11.77%。為減少農(nóng)戶儲糧損失，保障國家糧食安全，在國家科研基金的支持下，吉林省糧科院開始了針對吉林省氣候特點(diǎn)的農(nóng)戶科學(xué)儲糧裝具研發(fā)工作。

1 吉林省農(nóng)戶玉米儲藏特點(diǎn)

吉林省農(nóng)戶新收獲玉米以穗狀形式儲存，新收獲玉米水分含量較高，近3 a平均水分含量均在28%以上，而玉米收獲季節(jié)氣溫高、空氣濕度大，玉米生霉變質(zhì)現(xiàn)象時有發(fā)生。省內(nèi)各地區(qū)農(nóng)戶儲糧意識和習(xí)慣并不相同，西部的白城和松原地區(qū)鹽堿地較多，土地貧瘠糧食產(chǎn)量低，農(nóng)戶習(xí)慣在玉米收獲后立即出售，玉米以自然堆放形式為主（即地趴糧），僅少量養(yǎng)殖農(nóng)戶儲存玉米穗；中部的長春、吉林和四平等地土地平坦肥沃，農(nóng)戶習(xí)慣糧食收獲后裝倉（棧）擇機(jī)銷售；東部的白山、通化和延邊等地處長白山區(qū)，糧食機(jī)械化作業(yè)率低，糧食產(chǎn)量少，農(nóng)戶習(xí)慣將玉米穗裝倉儲存。

2 單側(cè)通風(fēng)的玉米穗儲糧倉

為滿足農(nóng)戶玉米穗狀儲存和快速通風(fēng)降水的特點(diǎn)，2009年玉米穗儲糧倉的研制工作開始，經(jīng)過組織調(diào)研和科學(xué)論證，玉米穗儲糧倉設(shè)計為鋼骨架金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)（自然通風(fēng)降水），解決新收獲玉米穗水分高、易霉變、易受鼠害等方面的問題，經(jīng)農(nóng)戶裝倉儲糧試驗表明，該倉通風(fēng)效果良好，不易發(fā)生霉變，可防鼠雀和家禽，所儲玉米穗基本無損失（損失率約為0），保障了糧食的數(shù)量安全和質(zhì)量安全。

220型玉米穗儲糧倉（6.0 m×1.6 m×2.3 m）如圖1所示，完成于2010年，設(shè)計倉容為22 m3，可儲濕玉米穗13 t（折合干玉米粒9 t），滿足0.7 hm2土地所產(chǎn)玉米的需要，被列為國家農(nóng)戶科學(xué)儲糧專項工程推廣倉型，5 a來已在吉林省推廣45.6萬套，累計儲糧592.8 t玉米穗，保障了吉林省玉米數(shù)量和質(zhì)量安全，產(chǎn)生了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

圖1 220型農(nóng)戶科學(xué)儲糧倉圖

一是增加了糧食有效供給，全省45.6萬套儲糧倉共減少玉米損失損耗約41萬t，相當(dāng)于增加糧食有效供給41萬t。二是相當(dāng)于再造“無形糧田”，按1 hm2玉米產(chǎn)量12.5 t計算，相當(dāng)于增加3.28萬hm2土地。三是節(jié)約了淡水資源。按玉米生育期1 hm2土地用水0.3萬t計算，可節(jié)約用水近1億t。四是減少了化肥投入。按1 hm2施肥1.2標(biāo)噸計算，可節(jié)約3.94萬標(biāo)噸化肥。五是節(jié)能降耗。45.6萬套儲糧倉所儲存濕玉米穗經(jīng)自然通風(fēng)降水后，折合干玉米粒約410萬t，自然降水不需要企業(yè)烘干。按照1 t濕糧烘干耗煤40 kg，可節(jié)約用煤16.4萬t；每噸濕糧烘干用電按10度計，可節(jié)約用電0.41億度。

3 中部空心結(jié)構(gòu)的玉米穗儲糧倉

為節(jié)約土地使用面積，提高單位面積玉米穗儲量，設(shè)計玉米穗儲糧倉時，將空氣對流傳熱的“煙囪效應(yīng)”與傳統(tǒng)自然通風(fēng)相結(jié)合，創(chuàng)新設(shè)計了中部空心結(jié)構(gòu)的120 m3（如圖2所示）和150 m3儲糧倉（如圖3所示），儲濕玉米穗分別達(dá)到68 t和85 t。這些糧倉均設(shè)計為1.5 m糧層厚度，自然風(fēng)單側(cè)穿過玉米穗糧層后，在糧倉中部的空間內(nèi)完成氣體交換，可實(shí)現(xiàn)玉米穗自然通風(fēng)降水的效果，經(jīng)過為期7個月玉米穗儲糧試驗，玉米水分降至安全水分以下，所儲玉米穗質(zhì)量安全，沒有霉變事故的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)了儲糧安全。

圖2 1200型農(nóng)戶科學(xué)儲糧倉及配套設(shè)備圖

圖3 1500型農(nóng)戶科學(xué)儲糧倉及配套設(shè)備圖

4 關(guān)于玉米穗儲糧倉設(shè)計的探討

（1）由于玉米穗在金屬網(wǎng)表面的摩擦力計算缺少科學(xué)算法和計算公式，目前僅能通過裝倉試驗驗證糧倉結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；由于缺少各儲糧地區(qū)自然風(fēng)模型數(shù)據(jù)，吉林省儲糧倉設(shè)計寬度目前選取保守的1.6 m，而通過在九臺、雙陽等地試制1.8 m寬度儲糧倉并進(jìn)行裝糧試驗，玉米穗儲藏依然安全。

（2）農(nóng)戶玉米穗儲糧倉在設(shè)計時，既要考慮儲糧安全性，又要考慮加工成本和農(nóng)戶使用環(huán)境，隨著儲糧倉裝糧高度的增加，糧倉側(cè)壁和底部材料強(qiáng)度需相應(yīng)提升，倉底地面需混凝土硬化，并需配套玉米穗進(jìn)出倉設(shè)備。因此，農(nóng)戶玉米穗儲糧倉單倉高度和容量不宜過大，當(dāng)需要增加倉容時，可以采取多單元組合式儲糧，降低加工成本，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)安全和儲糧安全。

（3）農(nóng)戶儲糧倉設(shè)計時應(yīng)因地制宜，并與玉米穗進(jìn)出倉工藝配套，如帶式輸送機(jī)作業(yè)時，應(yīng)設(shè)計小尺寸倉門，防止玉米穗流出過多過快，堵塞玉米穗輸送機(jī)；小型鏟車作業(yè)時，應(yīng)設(shè)計大尺寸倉門，否則糧食不易流出，降低作業(yè)效率。