綠色儲糧新技術(shù)在糧食儲藏中的應(yīng)用研究

民以食為天，21世紀(jì)以來我國人民的生活質(zhì)量逐漸提升，也更加注重糧食安全問題。糧食儲藏對于國家糧食安全和國民生活水平至關(guān)重要，要秉持綠色可持續(xù)發(fā)展理念，以高存儲量、低能耗、低污染為前提實現(xiàn)對生態(tài)體系的保護。本文針對現(xiàn)階段糧食存儲過程中出現(xiàn)的問題加以分析，立足于低溫、低能耗的原則，有效利用客觀條件嚴控材料使用情況，推行綠色、安全、無污染、節(jié)能的儲糧技術(shù)，從而有效提升社會經(jīng)濟效益。

一、我國糧食存儲面臨的問題

我國雖然擁有相對完善的糧食儲備體系，但技術(shù)應(yīng)用落實情況仍有待提升。影響糧食儲藏的因素有很多，就目前來看，倉儲設(shè)施是影響我國糧食質(zhì)量的主要原因，部分糧倉在建設(shè)方面缺乏科學(xué)性，隔冷隔熱效果不佳，在一定程度上加大了病蟲害問題。為了緩解這一問題，大部分儲糧單位會采用化學(xué)熏蒸的方式，雖然能夠有效抑制蟲害問題，但一些藥劑也會在熏蒸過程中浸入到糧食中，嚴重危害糧食安全，與綠色環(huán)保理念背道而馳。從長遠發(fā)展來看，糧食儲藏應(yīng)當(dāng)注重生態(tài)保護，采用低能耗、低污染的存儲方式，但目前大部分物理技術(shù)都具有高耗能的特點，成本相對較高，這在一定程度上阻礙了綠色儲藏技術(shù)的推廣與應(yīng)用。

二、綠色儲糧新技術(shù)的實際應(yīng)用

1.膜下內(nèi)環(huán)流控溫儲藏技術(shù)。膜下內(nèi)環(huán)流控溫儲藏技術(shù)是一項符合綠色生產(chǎn)條件的現(xiàn)代化技術(shù)，其原理在于利用糧堆自身外部熱、內(nèi)部冷的特點，形成相互補充的膜下環(huán)流系統(tǒng)，在季節(jié)性明顯的夏季和秋季實施倉內(nèi)通風(fēng)計劃，確保糧倉上下層溫度的均勻，從而達到儲藏標(biāo)準(zhǔn)，有效規(guī)避病蟲害和藥劑使用帶來的危害。不過，膜下內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)相對復(fù)雜，并且受氣候影響較大。

以無錫市新安貯藏庫為例，在利用該項技術(shù)前選擇4倉和15倉為實驗倉，采用高科無線糧情控制系統(tǒng)進行實時監(jiān)測。在低溫季節(jié)可以將自然冷空氣視為主要冷源，通過混流風(fēng)機將糧倉平均溫度降至5℃以下;在2月底3月初的開春之際，需要在密閉糧倉前對墻角、四周墻體進行防護處理，比較常用的是八角油，糧堆表面往下30cm也要拌和防護劑（按照1：2500藥量），切忌超出規(guī)定范圍。糧倉整體長度30m寬度24m，共有3個通風(fēng)口，并配備42根電纜以及168個測溫點，為膜下內(nèi)環(huán)流技術(shù)應(yīng)用提供可靠的數(shù)據(jù)。做完以上準(zhǔn)備工作后開始正式密閉壓蓋，材料方面選擇聚氯乙烯薄膜，不僅要覆蓋在糧堆表面，倉窗和通風(fēng)孔也要實施密閉隔熱操作，以免出現(xiàn)漏風(fēng)、誤操作等而影響最終結(jié)果。5月份下旬需要對整個糧倉進行氣調(diào)或熏蒸殺蟲，基于綠色儲糧的條件可以運用氮氣殺蟲法，但為了最終結(jié)果的多樣性，應(yīng)當(dāng)在兩個倉分別使用氮氣氣調(diào)和磷化鋁熏蒸。糧堆表面的熱量主要來自于倉頂、墻以及門窗等，其中倉頂熱量占據(jù)總熱量的70%，經(jīng)調(diào)查顯示，實驗倉在夏季最高溫度可達到40℃左右，由于白天與夜間溫度的差異，極易在晚上出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，因此需要進行人為控溫與調(diào)節(jié)，時間一般會選擇在6月下旬。氣調(diào)散氣后，利用空調(diào)、軸流排風(fēng)扇等設(shè)備將氣溫降至25℃以下，這里需要強調(diào)設(shè)備功率，出于工作持續(xù)性的考慮，需要選擇功率較大的設(shè)備。直至8月份我國溫度逐漸升高，糧倉表面溫度大概為29℃-32℃，需要在膜下內(nèi)環(huán)流通風(fēng)約192h，完成此過程后表層糧溫會下降3.5℃左右、中層浮動3.1℃、地層溫度約上浮2.9℃，而糧堆中心溫度的變化幅度不大。由此可見，膜下內(nèi)環(huán)流能夠有效均勻通風(fēng)溫度，改善表面與內(nèi)部差值過大的問題。在此過程中，膜下內(nèi)環(huán)流控溫技術(shù)始終處于封閉環(huán)境，并未真正與外界濕熱交換，空氣和氧氣含量很少，能夠起到保存糧食水分的作用，還能使糧食均勻吸附高濕熱氣體，有效實現(xiàn)低溫儲糧。

此技術(shù)在運用過程中務(wù)必注意以下四點：第一，膜下內(nèi)環(huán)流控溫技術(shù)受季節(jié)性氣溫影響較大，夏季需要在溫度較低的夜間或凌晨進行操作。第二，環(huán)流期間要關(guān)注糧倉內(nèi)部結(jié)構(gòu)，記錄同一時間不同糧食層的數(shù)值以及不同時間下糧層的溫度變化，嚴格遵循標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)信息，防止相鄰層之間的糧溫差距過大甚至超過露點，有效預(yù)防結(jié)露現(xiàn)象。第三，關(guān)注糧堆的四角部分，這部分屬于環(huán)流通風(fēng)的死角，極易發(fā)生蟲霉、結(jié)露或溫度過高等問題，影響整個糧倉的安全，管理人員需要在四處分別安置通風(fēng)管道、竹氣籠等裝置，門邊也需要進行局部降溫。第四，在膜下內(nèi)環(huán)流控溫技術(shù)應(yīng)用過程中，每天都要測量糧溫，按照時間軸記錄數(shù)據(jù)并進行合理分析，必要時也可扦插2m的流動測溫桿提高測量的科學(xué)性。

2.氮氣氣調(diào)技術(shù)。氮氣氣調(diào)作為新型綠色儲糧技術(shù)，緊密結(jié)合生態(tài)理念，改變傳統(tǒng)用藥方式，不僅解決了耐藥性問題，還能提升糧食產(chǎn)品的質(zhì)量，具體分為入庫徹底殺蟲、春季封閉壓膜、夏季實施防蟲以及秋冬揭膜通風(fēng)這四個主要環(huán)節(jié)。

在開展氮氣氣調(diào)防蟲時，主要利用防蟲網(wǎng)、氣調(diào)降壓設(shè)備、誘捕燈、惰性粉等用品來防止病蟲繁衍。氮氣氣調(diào)防治的基本過程是降低基礎(chǔ)溫濕，通過局部加溫晾曬、通風(fēng)、搬運等方式確保同一糧倉內(nèi)部溫濕均勻，糧食入庫前需要在倉門、排風(fēng)通風(fēng)口和窗戶處布設(shè)10-20cm的防蟲線，這是預(yù)防病蟲害的第一步;其次是對糧面壓膜保持密閉狀態(tài)，為了避免出現(xiàn)膜下結(jié)露的現(xiàn)象，需要根據(jù)室外溫度實時控制內(nèi)部溫度;最后是通過氮氣氣調(diào)來預(yù)防蟲害威脅，根據(jù)實際等級，明確氮氣氣調(diào)的濃度以及對應(yīng)的充氮工藝。

為了確保糧食儲藏的安全性，要根據(jù)蟲量和規(guī)模采用不同濃度的氮氣殺蟲，濃度98%需要保證在30d以上;若檢測結(jié)果顯示基本無蟲量，需要利用95%-97%的濃度進行防蟲處理;確認無蟲糧，則讓氮氣濃度保持在90%-95%即可。在這一過程中還要進行實時監(jiān)測，一旦糧堆的氮氣濃度偏離正常范圍時需要及時補氮，從而徹底消除病蟲害問題。

在儲藏過程中還要注意季節(jié)和溫度變化。春季蟲害多發(fā)，應(yīng)當(dāng)采用壓膜封閉法防蟲，在溫度未達到升溫標(biāo)準(zhǔn)值之前對糧堆實行薄膜覆蓋防止蟲害復(fù)蘇;夏季的糧堆溫度以20℃為基準(zhǔn)線，一旦超過則需要適時充氮，對一些水分含量較高的糧食采取98%濃度的氮氣，用于殺蟲抑菌;經(jīng)過一個夏天的過渡，秋季應(yīng)當(dāng)在溫度下降至25℃時將薄膜揭開通風(fēng)，防止糧面出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，同時結(jié)束最開始入倉時的氮氣氣調(diào)儲藏，當(dāng)氣溫下降到20℃以下時要利用相關(guān)技術(shù)進行通風(fēng)降溫。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，糧倉溫度主要來源于門、窗以及通風(fēng)口，為了降低環(huán)境對倉內(nèi)的影響，需要采用雙層結(jié)構(gòu)設(shè)置隔熱層，在倉門中設(shè)計空氣氣囊用于隔熱。

3.低能耗溫度控制技術(shù)。低能耗技術(shù)主要用于密閉糧堆自然缺氧的情況，糧堆相當(dāng)于一個由多種生物群組成的新生態(tài)體系，在保持正常生物呼吸運動的情況下會逐漸消耗氧氣含量，同時生成二氧化碳，導(dǎo)致密閉空間處于低氧狀態(tài)，病蟲、霉菌會由于缺氧而大批死亡，從而有效抑制其生長繁殖，減小病蟲害威脅。這項技術(shù)對廠房有一定的要求，外觀倉體建設(shè)、環(huán)境溫度以及倉頂面積等均會對低能耗技術(shù)產(chǎn)生較大影響，太陽能會透過門窗、墻體、倉頂?shù)葌鬏敓崮?，極易造成“外熱內(nèi)冷”，內(nèi)部溫度條件梯度明顯，從而導(dǎo)致病蟲害問題威脅儲糧安全。

為有效緩解溫度對糧食的影響，需要合理利用自然條件，通過凌晨通風(fēng)，開啟低能耗軸流排風(fēng)扇進行通風(fēng)，降低空間內(nèi)部的積溫。根據(jù)糧情數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)夜晚的溫度低于當(dāng)天倉溫的2-3℃時，可以打開倉頂窗戶和排風(fēng)實現(xiàn)冷熱交換。通風(fēng)的主要目的在于最大限度地緩解倉內(nèi)積熱問題，在此過程中需要確保倉窗位置與軸流風(fēng)機保持在斜向狀態(tài)，不要正對開和同側(cè)開，避免通風(fēng)路徑短路。還要選擇最佳的通風(fēng)窗口，運用功率較小的軸流風(fēng)機緩解內(nèi)部積溫現(xiàn)象，減少儲糧的損耗。

經(jīng)調(diào)查顯示，糧倉極易發(fā)生蟲害現(xiàn)象的溫度在18℃-32℃，而低于15℃和高于35℃都能起到抑制作用，因此在儲藏過程中普遍會采取低溫法，并根據(jù)不同地區(qū)的氣候條件選擇不同功率和效能的軸流風(fēng)機，結(jié)合季節(jié)變化設(shè)計降溫方案。經(jīng)過長期的探索，相關(guān)單位將正常狀態(tài)下的通風(fēng)溫度定位在10℃以下，當(dāng)倉溫能夠在自然條件下保持10℃以下時則無需進行通風(fēng)，高溫季節(jié)時溫度控制在18℃左右，有效降低能耗。在經(jīng)過機械降溫后應(yīng)當(dāng)重新恢復(fù)密閉儲藏，表面覆蓋保溫層，在0℃-2℃時覆蓋厚度控制在25mm左右。針對季節(jié)的變化，糧倉儲藏溫度標(biāo)準(zhǔn)也要隨之改變，秋冬季節(jié)盡量控制在0℃左右，這一階段的糧食呼吸強度不高，生物活性反應(yīng)滯緩，實現(xiàn)保鮮;進入初春三月，糧溫正式進入回升階段，上層溫度變化相對明顯，可達到15℃，這時需要對糧倉進行密封以防止病蟲威脅，同時采用隔熱材料減緩糧倉升溫速度，在這一過程中需要精確把握溫度變化，不要使用化學(xué)藥劑。

倉頂是太陽輻射的主要部分，完善倉頂設(shè)施對于低溫儲糧效果具有關(guān)鍵影響，由于經(jīng)濟和技術(shù)的限制，屋頂種植、蓄水這種帶有綠化性質(zhì)的方式不適合大范圍推廣，可以材料選擇角度為切入點。采用菱鎂板材料，在糧倉頂部搭建架空隔熱層，通過輕鋼龍骨形成260mm的整體架空層，一方面能夠利用菱鎂板的遮光性阻擋太陽輻射，另一方面，屋頂與菱鎂板中間能夠在熱壓的作用下帶走熱量，從而有效降低室外溫度對糧倉的影響，達到隔熱效果。在設(shè)計時要注意通風(fēng)口朝向，利用壓差提高空氣流通速度，由于糧倉的頂部面積跨度較大，架空菱鎂板的最高點在屋脊處開孔，在中部形成通氣口以有效增加空氣對流效益。材料表面顏色的變化能夠控制太陽輻射量，一般顏色越淺反射能力越強，例如白色材料反射率是0.8，黑色則是0.1。此外，聚乙烯材料能夠縮短50%的空調(diào)能耗，將其利用在我國西部或南部酷暑地區(qū)能夠減少10%-15%的能源消耗，因此在倉頂設(shè)計時可以采用白色的太陽輻射反射材料，有效減少熱量的滲透率，深度踐行低能耗綠色理念，確保糧食儲藏安全。

作者簡介：馬洪宗（1968-），男，山東棗莊人，高級工程師，研究方向為食品研究。