高大平房倉早秈稻不同熏蒸階段磷化氫濃度的變化

曹文杰 周毅勛 黃榮輝 郭超

[摘要]在500Pa正壓半衰期為146s的高大平房倉，采用糧面投藥的方式，研究了不同磷化鋁施藥劑量下糧堆內(nèi)磷化氫濃度的變化，分析了磷化氫在糧堆內(nèi)均勻性規(guī)律。結(jié)果表明，不同磷化鋁施藥劑量下，高大平房倉糧堆內(nèi)部磷化氫濃度首次施藥熏蒸階段和補(bǔ)藥熏蒸階段濃度和時間符合指數(shù)模型。補(bǔ)藥熏蒸期間，磷化氫衰減的速率小于首次熏蒸期間的衰減速率。

[關(guān)鍵詞]高大平房倉;早秈稻;磷化氫;熏蒸

中圖分類號：S379.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.201910

磷化氫自19世紀(jì)中期以來是殺滅儲糧害蟲最受歡迎的熏蒸劑。在我國自20世紀(jì)60年代初期應(yīng)用以來，其一直是儲糧害蟲化學(xué)防治中最主要的熏蒸[1]。谷物在長期儲存過程中會受到害蟲的侵?jǐn)_，通常需要使用諸如磷化氫等熏蒸劑對儲糧進(jìn)行適度熏蒸，從而殺死害蟲，因此熏蒸被廣泛地用于儲糧系統(tǒng)的害蟲防治[2]。過量長期不合理使用磷化氫熏蒸劑，一方面會使得害蟲產(chǎn)生耐藥性，另一方面可能導(dǎo)致熏蒸劑在糧食中的殘留。特別是由于絕大多數(shù)谷物被加工成食品，谷物在熏蒸后的殘留受到嚴(yán)格限制，科學(xué)合理地使用磷化氫熏蒸是糧食倉儲企業(yè)面臨的一個關(guān)鍵問題。

目前，對于密封性能不太好的倉房，國內(nèi)糧食倉儲企業(yè)熏蒸多采用糧面施藥，利用磷化鋁自然潮解熏蒸，待磷化氫濃度降低到一定濃度時補(bǔ)藥熏蒸，以期殺滅儲糧害蟲。李佳麗等[3]采用磷化氫和二氧化碳倉外，分2次施藥熏蒸，環(huán)流并保持磷化氫濃度在760～370mL/m3的濃度變化水平，可在15d的時間內(nèi)完全致死強(qiáng)抗性銹赤扁谷盜。劉合存等[4]在500Pa正壓半衰期為30s的拱板倉中，首次施入磷化鋁片劑44kg后，倉內(nèi)磷化氫濃度下降很快，以后分別分3次補(bǔ)充施藥6kg、12kg、12kg，倉內(nèi)磷化氫濃度保持在200mL/m3以上的時間維持45d，有效地防治了抗性為488倍的嗜卷書虱。程蘭萍等[5]在拱板倉內(nèi)首次施藥10kg，后補(bǔ)藥熏蒸3kg，熏蒸后害蟲死亡率為100%。

文章采用糧面投藥的方式，研究了高大平房倉首次施藥熏蒸和補(bǔ)藥熏蒸期間糧堆內(nèi)磷化氫濃度的變化規(guī)律，探討了磷化氫在糧堆內(nèi)均勻性規(guī)律，為高大平房合理使用磷化氫熏蒸作業(yè)提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗倉房及儲糧情況

珠海市斗門區(qū)糧食收儲公司六鄉(xiāng)糧庫4P3-3號高大平房倉，長26m，寬21m，裝糧線高度7m，倉內(nèi)體積2 065m3，設(shè)計倉容2 670t，墻體為490mm厚燒結(jié)頁巖實心磚，倉頂為自呼吸通風(fēng)雙層板式屋蓋，倉架為鋼筋混凝土門式鋼架。4P3-3號倉具體儲糧情況見表1。

1.2 試驗器材和設(shè)備

56%磷化鋁片劑（豐收牌）：沈陽農(nóng)藥有限公司;磷化氫檢測儀（型號：HL-210-PH3），（0-2000）×10-6： 北京佳糧科貿(mào)有限公司;磷化氫報警儀（型號：HL-200-PH3），（0-20-200）×10-6：北京佳糧科貿(mào)有限公司;CQMY型倉房氣密性測定裝置：河南未來機(jī)電工程有限公司;DP2000型智能數(shù)字微壓計：上海永智儀表設(shè)備有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 倉房氣密性測定

參照《糧油儲藏 平房倉氣密性要求》（GB/T 25229-2010）[6]。

1.3.2 磷化氫濃度檢測點的設(shè)置

磷化氫濃度檢測點設(shè)置參照《糧油儲藏技術(shù)規(guī)范》（GB/T 29890-2013）[7]。濃度檢測從熏蒸次日開始，每天定時檢測1次。

1.3.3 熏蒸方式及環(huán)流工藝

采用糧面投藥方式，共計用藥51kg，第1次施藥單位用藥量按照6g/m3計，投藥后環(huán)流16h，濃度低于100mL/m3開始補(bǔ)藥熏蒸，單位用藥量按照4g/m3計，環(huán)流6h。

1.3.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)差異顯著性分析，采用SPSS 17.0。

均勻性指數(shù)N1? ? ? ? ?（1）

濃度比指數(shù)N2? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（2）

式中：C為磷化氫濃度，mL/m3;MinC為磷化氫最低濃度，mL/m3;MaxC為磷化氫最高濃度，mL/m3。

2 結(jié)果與分析

2.1 4P3-3號倉氣密性分析

采用正壓式離心風(fēng)機(jī)向倉內(nèi)正壓打壓，用膜盒壓力表測試倉內(nèi)壓力從500Pa降低至250Pa所需時間，結(jié)果見表2。由表2可知，4P3-3號倉壓力半衰期為148s，根據(jù)《糧油儲藏 平房倉氣密性要求》（GB/T 25229-2010），4P3-3號倉達(dá)到熏蒸倉二級要求。

2.2 糧堆內(nèi)磷化氫濃度變化情況分析

4P3-3號倉糧堆內(nèi)磷化氫濃度變化情況見圖1、圖2。由圖1、圖2可知，首次施藥熏蒸期間和補(bǔ)藥期間，整倉磷化氫濃度變化隨熏蒸時間先增加后降低。首次施藥熏蒸期間，磷化氫濃度在第2d達(dá)到最高濃度993.3mL/m3，然后開始衰減，在第16d磷化氫濃度降低至75mL/m3。首次施藥熏蒸衰減期間，糧堆內(nèi)磷化氫濃度符合衰減階段模型II[8]：

C=1 631.1e-0.189t，（R2=0.989 9）? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （3）

模型中C為磷化氫濃度，mL/m3;t為熏蒸時間，d;e為自然指數(shù)。

補(bǔ)藥期間，磷化氫濃度在第3d達(dá)到最高濃度680.0mL/m3，然后開始衰減，在第13d磷化氫濃度降低至200mL/m3。衰減期間，糧堆內(nèi)磷化氫濃度符合衰減階段模型II[8]：

C=940.36e-0.135t，（R2=0.985）? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （4）

模型中C為磷化氫濃度，mL/m3;t為熏蒸時間，d;e為自然指數(shù)。

2.3 糧堆內(nèi)磷化氫濃度均勻性分析

4P3-3號倉糧堆內(nèi)各檢測點濃度變化情況及磷化氫平均濃度、最低濃度和最高濃度的變化分析，如表3所示。從時間上講，糧堆內(nèi)部磷化氫濃度存在較大幅度的變化，從空間上講存在分布的不均勻。在首次施藥熏蒸期間，糧堆內(nèi)磷化氫濃度升高至最高濃度993.3mL/m3后濃度開始降低，濃度比指數(shù)在0.86～0.50;補(bǔ)藥熏蒸期間，糧堆內(nèi)磷化氫濃度比指數(shù)在0.85～0.59?！读谆瘹洵h(huán)流熏蒸技術(shù)規(guī)程》（LS/T 1201-2002）指出，個氣體取樣點最低濃度與最高濃度比指數(shù)在0.6以上時視為基本均勻[9]。由圖3可知，磷化氫濃度除在12～16d濃度比指數(shù)低于0.6，且濃度低于200mL/m3，其余時間均高于0.6。同時，均勻性指數(shù)N1和濃度比指數(shù)N2變化趨勢基本一致，根據(jù)SPSS 17.0雙變量顯著性分析，在95%的置信區(qū)間，均勻性指數(shù)N1和濃度比指數(shù)N2之間相伴概率為0.00，存在顯著的相關(guān)性。

3 討論與結(jié)論

采用糧面投藥的方式，研究了不同磷化鋁施藥劑量下，高大平房倉糧堆內(nèi)磷化氫濃度的變化，分析了磷化氫在糧堆內(nèi)均勻性規(guī)律，結(jié)果表明，從時間上講，高大平房倉糧堆內(nèi)部磷化氫濃度存在較大幅度的變化，從空間上講磷化氫濃度存在分布的不均勻。糧堆內(nèi)磷化氫濃度衰減階段的濃度和時間符合指數(shù)模型C=ae-bt（a>0;b>0）（其中C為磷化氫濃度，mL/m3;t為熏蒸時間，d;e為自然指數(shù)）[8]，其中首次施藥熏蒸衰減期間，糧堆內(nèi)磷化氫濃度符合衰減階段模型II：C =1 631.1e-0.189t，（R2 = 0.989 9），補(bǔ)藥熏蒸衰減期間，糧堆內(nèi)磷化氫濃度符合衰減階段模型II：C =940.36e-0.135t，（R2 = 0.985）。首次熏蒸和補(bǔ)藥熏蒸期間，糧堆內(nèi)磷化氫的衰減速度常數(shù)b分別為0.189，0.135，即補(bǔ)藥熏蒸磷化氫衰減的速率小于首次熏蒸期間。

同時，糧堆內(nèi)磷化氫濃度從第12d濃度為156.7mL/m3至第16d濃度為75.0mL/m3，糧堆內(nèi)磷化氫均低于200mL/m3，而最低濃度與最高濃度比指數(shù)均低于0.6，這表明糧堆內(nèi)磷化氫濃度的均與性可能與糧堆的濃度高低存在關(guān)聯(lián)。實際上，大多數(shù)糧庫存在磷化氫低濃度長期密閉熏蒸，有些時候糧堆內(nèi)磷化氫濃度低于200mL/m3，熏蒸過程長時間維持較低濃度可能導(dǎo)致糧堆內(nèi)磷化氫不均勻分布，導(dǎo)致糧堆內(nèi)害蟲未被徹底殺死。此外，文章中均勻性指數(shù)和濃度比指數(shù)變化趨勢一致，存在顯著的相關(guān)性。選取一個指標(biāo)作為糧堆內(nèi)磷化氫均勻性判定的指標(biāo)，值得進(jìn)一步研究探討。

根據(jù)《糧油儲藏技術(shù)規(guī)范》（GB/T 29890-2013）E.1，當(dāng)溫度為25℃以上時，不同蟲種不同密閉時間的磷化氫熏蒸最低有效濃度設(shè)定要求，磷化氫保持最低有效濃度為200mL/m3的密閉時間保持時間超過14d以上，150mL/m3時應(yīng)超過21d，100mL/m3時應(yīng)超過28d[7]。4P3-3號倉倉平均糧溫為29℃。由表3可知，磷化氫保持最低有效濃度分別為200mL/m3、 150mL/m3、100mL/m3時，糧堆密閉的時間分別為25d、26d、30d。從理論上講，這表明該糧堆中扁谷盜類（屬）、蛾類、谷蠹、米象、書虱、螨類、赤擬谷盜、米扁蟲及其他抗性蟲種均應(yīng)被完全殺滅。

參考文獻(xiàn)

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[3] 李佳麗，王殿軒，崔運(yùn)祥，等.實倉與模擬熏蒸完全致死磷化氫抗性銹赤扁谷盜試驗研究[J].糧食與飼料工業(yè)，2016（5）：12-15.

[4] 劉合存，王殿軒，王法林，等.補(bǔ)充施藥保持磷化氫濃度熏蒸抗性書虱實倉試驗[J].糧食儲藏，2011（1）：13-15.

[5] 程蘭萍，李秀昌.普通房式倉磷化氫倉內(nèi)環(huán)流熏蒸殺蟲試驗報告[J].鄭州工程學(xué)院學(xué)報，2002，23（2）：55-58.

[6] GB/T 25229-2010.糧油儲藏 平房倉氣密性要求[S].

[7] GB/T 29890-2013.糧油儲藏技術(shù)規(guī)范[S].

[8] 郭超，王殿軒，勞傳忠，等.熏蒸過程糧堆磷化氫濃度變化模型及驗證研究[J].中國糧油學(xué)報，2018，33（1）：143-149.

[9] LS/T 1201-2002.磷化氫環(huán)流熏蒸技術(shù)規(guī)程[S].