淺圓倉在我國七儲糧生態(tài)區(qū)的應(yīng)用

中國第七經(jīng)濟(jì)生態(tài)區(qū)長在夏季沒有冬季，年平均溫度為2026，按干旱季節(jié)劃分。降水多,相對濕度80%左右。本區(qū)包括廣東、廣西、海南、云南部分地區(qū),是我國最“濕、熱”的地區(qū),蟲害問題嚴(yán)重,儲糧難度最大。淺圓倉是指倉壁高度與倉內(nèi)直徑之比小于1.5的圓筒式地上糧倉。淺圓倉占地面積小,結(jié)構(gòu)受力合理,抗震能力強(qiáng),密閉性能好,容易實現(xiàn)機(jī)械化,有利于實施糧食“四散”(散裝、散卸、散運(yùn)、散儲)技術(shù)。隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,城市化進(jìn)程的推進(jìn),土地資源的利用日趨緊張,淺圓倉既有利于土地的充分利用,又利于環(huán)境保護(hù),建設(shè)成本相對平房倉較低,在沿海人口密集及經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)地區(qū)愈來愈被廣泛采用。2015年隨著國家“糧安工程”的實施,地方糧食儲備規(guī)模增加,增儲擴(kuò)容工作的推進(jìn),處于第七儲糧生態(tài)區(qū)的廣東,淺圓倉被各地做為此次擴(kuò)容的主要建設(shè)倉型。廣東是全國早秈稻種植面積最大的四省之一,早秈稻產(chǎn)量約520萬噸,占稻谷年產(chǎn)量的一半。隨著淺圓倉的廣泛建設(shè)使用,淺圓倉存儲早秈稻也成為必然。由于淺圓倉直徑大、糧堆高、倉容量大,在早秈稻的儲存過程中也會給儲糧技術(shù)的應(yīng)用和管理帶來新的問題,因此,探索解決第七儲糧生態(tài)區(qū)淺圓倉安全儲存早秈稻以及儲糧新技術(shù)的應(yīng)用迫在眉睫。廣東省儲備糧管理總公司東莞直屬庫于2010年開始進(jìn)行淺圓倉早秈稻儲存試驗,其中2016年存儲了8萬多噸省級儲備早秈稻。經(jīng)過多年的儲存探索,機(jī)械通風(fēng)、環(huán)流熏蒸、富氮?dú)庹{(diào)等多種儲藏技術(shù)在淺圓倉的綜合運(yùn)用取得了良好效果,達(dá)到了儲存安全,品質(zhì)良好的目的。下面以東莞直屬庫2016年入庫的Q9、Q18倉儲存實例介紹第七儲糧生態(tài)區(qū)淺圓倉早秈稻安全儲存試驗。1材料和方法1.1材料表面1.1.1環(huán)形地槽風(fēng)道Q9、Q18倉于2008年建成投入使用,直徑25m,設(shè)計裝糧高度30.4m,倉內(nèi)配有中心減壓管降破碎裝置,倉底配置內(nèi)、中、外三圈環(huán)形地槽風(fēng)道,14個出糧口,配有23根測溫電纜,內(nèi)、中、外三圈分別為1、8、14根,每兩個測溫點(diǎn)垂直距離為2m,共378個測溫點(diǎn)。如圖1所示。對出入糧口、風(fēng)機(jī)口、通風(fēng)口、測溫電纜口等進(jìn)行密封處理后,采用壓力衰減試驗法(500Pa→250Pa)進(jìn)行氣密性檢測,測得Q9倉實倉半衰期為603s,Q18倉實倉半衰期為1020s。1.1.2水稻的品質(zhì)該批稻谷為2015年江西產(chǎn)的早秈稻,品質(zhì)情況見表1。1.1.3設(shè)備移動式制氮機(jī)組:產(chǎn)氣量100Nm1.2方法1.2.1常規(guī)儲藏階段Q18倉于2016年4月3日開始入庫,至5月2日入庫完畢進(jìn)入常規(guī)儲藏階段;Q9倉于2016年8月2日開始入庫,至9月19日入庫完畢進(jìn)入常規(guī)儲藏階段。1.2.2s18存儲方法1.2.2.銹赤劉谷盜2頭/固對于第5月根據(jù)Q18倉日常害蟲檢查情況采取環(huán)流熏蒸處理。2016年5月30日檢測到最嚴(yán)重部位:銹赤扁谷盜1頭/kg;6月6日:銹赤扁谷盜2頭/kg;6月13日:銹赤扁谷盜4頭/kg;6月20日:銹赤扁谷盜、谷蠹共7頭/kg,達(dá)到一般蟲糧標(biāo)準(zhǔn);6月27日銹赤扁谷盜、谷蠹共11頭/kg。6月29日對倉房密閉處理,進(jìn)行磷化鋁環(huán)流熏蒸殺蟲,采用糧面投藥方式,用藥量:4.5g/m1.2.2.2.冬季通風(fēng)Q18倉于2016年11月28日采用2臺4-72No4.0A、功率5.5kW離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行正壓通風(fēng)降溫,單位通風(fēng)量為1.4m1.2.2.氣調(diào)充氮Q18倉2017年采用充氮?dú)庹{(diào)進(jìn)行防蟲、殺蟲。2017年1月9日常規(guī)檢測:銹赤扁谷盜1頭/kg;1月16日:銹赤扁谷盜4頭/kg;1月23日:銹赤扁谷盜7頭/kg。1月24日進(jìn)行氣調(diào)充氮處理,直至12月13日揭封散氣,檢測無蟲。充氮采用下充上排的充氣方式,氮?dú)庥芍频獧C(jī)制取,經(jīng)過氮?dú)夤苓M(jìn)入移動式冷干機(jī)進(jìn)行降溫,然后經(jīng)過倉外環(huán)流管道、通風(fēng)地槽進(jìn)入糧堆。倉內(nèi)鋪設(shè)8個濃度檢測點(diǎn)。1.2.3q9存儲方法1.2.3.第一階段害蟲檢查Q9倉進(jìn)倉完畢后,于2016年9月19日進(jìn)行害蟲檢查,倉內(nèi)最嚴(yán)重部位:銹赤扁谷盜4頭/kg;9月26日:銹赤扁谷盜7頭/kg,達(dá)到一般蟲糧標(biāo)準(zhǔn)。9月30日采用氣調(diào)充氮方式進(jìn)行第一階段殺蟲,于12月9日揭封散氣,檢測無蟲。2017年4月17日蟲害檢查發(fā)現(xiàn)少許麥蛾,谷蠹2頭/kg;4月20日進(jìn)行第二階段密閉充氮?dú)庹{(diào)至12月18日揭封散氣,檢測無蟲。1.2.3.2.冬季通風(fēng)Q9倉于2016年12月10日采用2臺4-72No5.5A、功率22kW離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行正壓通風(fēng)降溫,單位通風(fēng)量為4.4m1.2.4樣品處理和檢驗在淺圓倉內(nèi)中心1m處(記為內(nèi)圈)、半徑中點(diǎn)位置(記為中圈)和距倉壁1m處(記為外圈),設(shè)3個取樣點(diǎn)。在每個取樣點(diǎn),分別在距糧面深度為0.2m、5m和10m的3個層面取樣,共9份樣品。Q18、Q9倉在儲藏期間分別進(jìn)行了7次和6次取樣,及時檢驗樣品水分和脂肪酸值。參照《中央儲備糧油質(zhì)量抽查扦樣檢驗管理辦法(試行)》,某層面平均水分或脂肪酸值=(內(nèi)圈水分或脂肪酸值+4×中圈水分或脂肪酸值+8×外圈水分或脂肪酸值)/13,某取樣點(diǎn)平均水分或脂肪酸值等于該取樣點(diǎn)各層面水分或脂肪酸值的算術(shù)平均值。結(jié)果見表2。同時在出庫期間采取隨機(jī)上、中、下層抽樣,上層樣品0m～5m,中層樣品5m～20m,下層樣品20m～25m,具體水分檢測結(jié)果見表3。1.2.5循環(huán)導(dǎo)入Q18倉于2018年1月13日開始銷售出庫,出庫數(shù)量為7958t;Q9倉于2018年2月6日開始銷售出庫,出庫數(shù)量為7941t。2結(jié)果與分析2.13.加熱變化2.1.1稻蝦基礎(chǔ)糧溫根據(jù)圖2顯示,Q18倉從2016年5月2日至2018年1月2日600d儲藏期間,倉溫隨著氣溫的變化而同步變化,維持35℃以內(nèi);糧溫在17.4℃～24.6℃;2016年最高糧溫在10月3日為33.8℃,2017年最高糧溫在5月8日為30.3℃;2016年4月稻谷入庫期間氣溫沒有超過30℃,入庫后Q18倉稻谷基礎(chǔ)糧溫相對較低,平均糧溫沒有超過25℃。于2016年11月28日開始進(jìn)行正壓通風(fēng)降溫至2017年1月23日結(jié)束,通風(fēng)前最高糧溫為33.5℃,平均糧溫為23.6℃,通風(fēng)結(jié)束后最高糧溫為24.5℃,平均糧溫為18.6℃,平均溫度降幅為5℃,達(dá)到降溫目的。2017年糧溫平穩(wěn)緩慢上升,考慮到該倉進(jìn)入儲藏第二年,糧情穩(wěn)定,冬季未采用機(jī)械通風(fēng),只進(jìn)行倉內(nèi)自然通風(fēng)換氣,全年最高糧溫僅為30.3℃,平均糧溫最高為24.5℃。2.1.2q9倉氣藏通風(fēng)過程根據(jù)圖3顯示,Q9倉從2016年9月19日至2018年1月19日524d儲藏期間,倉溫沒有超過35℃;糧溫在17.6℃～29.2℃;2016年最高糧溫在9月19日達(dá)35.3℃,2017年最高糧溫在4月24日為30.0℃。因Q9倉入庫期間處于高溫期,入庫后基礎(chǔ)糧溫相對較高,平均糧溫達(dá)29.2℃,于2016年12月10日采用2臺4-72No5.5A、功率22kW離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行正壓通風(fēng)快速降溫,至12月31日結(jié)束,累計通風(fēng)時間285.5h,總電耗12562kW.h;通風(fēng)前最高糧溫為32.0℃,平均糧溫為27.3℃,通風(fēng)結(jié)束后最高糧溫為22.1℃,平均糧溫17.7℃,平均溫度降幅為9.6℃,因采用的風(fēng)機(jī)功率較大,糧溫下降幅度較大?？紤]到2017年該倉進(jìn)入儲藏期第二年,糧情穩(wěn)定,冬季未采用機(jī)械通風(fēng),只進(jìn)行倉內(nèi)自然通風(fēng),全年最高糧溫僅為30.0℃,平均糧溫最高為23.5℃。2.2預(yù)防與治療2.2.1p18倉儲液的熏蒸和氣調(diào)節(jié)治療2.2.1.1.熏蒸效果Q18倉在2016年進(jìn)行了兩次磷化鋁環(huán)流熏蒸殺蟲處理。6月29日采用糧面投藥方式,用藥量為4.5g/m2.2.1.采集情況及濃度變化2017年1月9日檢查發(fā)現(xiàn)銹赤扁谷盜1頭/kg,根據(jù)2016年該倉蟲害孳生情況,主要發(fā)生的害蟲是銹赤扁谷盜,考慮到銹赤扁谷盜成蟲羽化后交尾時間短,增殖速率高,害蟲繁殖力極強(qiáng),一旦感染就會在倉內(nèi)大量繁殖,徹底殺滅遺卵難度大。于2017年1月24日對Q18倉采用充氮?dú)庹{(diào)進(jìn)行殺蟲、防蟲,從1月24日至12月13日揭封散氣,設(shè)定濃度為98%,首次達(dá)到設(shè)定濃度充氣時間268h,補(bǔ)氣次數(shù)4次,累計充氣時間1027.5h,總電耗為14056kW·h,濃度變化如圖5所示。在第一次充氣階段,于2月4日達(dá)到最高值98.6%,98%以上氮?dú)鉂舛染S持13d,95%氮?dú)鉂舛瘸掷m(xù)時間為60d;期間在倉下門口、倉頂進(jìn)人口通過密封薄膜透光檢查發(fā)現(xiàn)少許書虱和銹赤扁谷盜活動,5月5日、6月13進(jìn)行第二、三次充氣,98%以上氮?dú)鉂舛染S持47d,95%氮?dú)鉂舛瘸掷m(xù)時間為94d;期間通過倉門、進(jìn)人口透光和佩戴正壓呼吸器進(jìn)倉檢查未發(fā)現(xiàn)書虱和害蟲活動,8月30日進(jìn)行第四次充氣,98%以上氮?dú)鉂舛染S持4d,95%氮?dú)鉂舛瘸掷m(xù)時間為57d;從圖5可看出,從1月30日至11月20日94%氮?dú)鉂舛瘸掷m(xù)時間為290d,表明在整個氣調(diào)期間氮?dú)獾臐舛缺３至己?殺蟲、防蟲效果明顯。2.2.2單次氣力調(diào)封散氣情況Q9倉入庫期間正處于南方高溫時節(jié),加上進(jìn)倉時間過長,害蟲孳生交叉感染嚴(yán)重,基礎(chǔ)平均糧溫高達(dá)29.2℃。同期6月Q18倉采用磷化鋁熏蒸后,由于稻谷吸附作用和糧溫偏高等因素影響,PH12月9日揭封散氣時氮?dú)鉂舛葹?2.7%,檢測無蟲,在第一次充氣階段,98%以上氮?dú)鉂舛染S持8d,95%氮?dú)鉂舛瘸掷m(xù)時間為30d;2017年4月20日至12月18日進(jìn)行第二階段密閉充氮?dú)庹{(diào),設(shè)定濃度為98%,首次達(dá)到設(shè)定濃度充氣時間323h,補(bǔ)氣次數(shù)4次,5月5日、6月13日進(jìn)行第二、第三次充氣,98%以上氮?dú)鉂舛染S持79d,95%氮?dú)鉂舛瘸掷m(xù)時間為150d;94%氮?dú)鉂舛瘸掷m(xù)至11月10日,時間為197d,整個氣調(diào)期間氮?dú)鉂舛染３至己?殺蟲、防蟲效果顯著。2.3淺圓倉早渝稻品質(zhì)指標(biāo)變化從表2可看出,Q18、Q9倉入庫早秈稻谷脂肪酸值[單位:(KOH/干基)/(mg/100g),下同]分別為18.6和18.7,隨著儲存時間延長而緩慢升高,至銷售出庫時脂肪酸值分別為24.4和21.0,分別上升了5.7和2.4。淺圓倉除糧堆外圈和表層外,內(nèi)部形成一個溫度相對較低的“冷芯”,糧面3m以下已經(jīng)基本到達(dá)“冷芯”的范圍,對內(nèi)部糧食保持較低溫度很有利,因此整倉的早秈稻品質(zhì)變化幅度較小。但通過進(jìn)一步扦樣檢測發(fā)現(xiàn),靠近糧面和外圈受倉溫影響明顯的區(qū)域脂肪酸值升高明顯,糧堆中圈脂肪酸值的升幅最小,內(nèi)圈則保持較好,糧層越深,因外界氣溫對稻谷品種影響逐漸減小,脂肪酸值上升幅度越小。2.4出庫數(shù)量、損耗率Q18倉于2016年4月3日開始入庫至2016年5月2日入庫完畢,共計8000t,于2018年1月15日開始出庫銷售,出庫數(shù)量為7958.680t,出庫損耗41.32t,損耗率5.16‰;Q9倉于2016年8月2日至9月19日進(jìn)行入庫工作,共計8000t,2018年2月6日開始出庫銷售,出庫數(shù)量為7941.360t,出庫損耗58.64t,損耗率7.33‰。3氣調(diào)儲藏效果3.1淺圓倉儲糧具有機(jī)械自動化程度高,單倉容量大,進(jìn)出糧速度快,建設(shè)成本低,占地少等優(yōu)點(diǎn)。早秈稻米粒腹白較大,角質(zhì)粒較少,脂肪含量相對較少,品質(zhì)劣變速度較慢,較耐儲藏。經(jīng)過東莞直屬庫多年淺圓倉存儲早秈稻的實踐經(jīng)驗表明,通過環(huán)流熏蒸、機(jī)械通風(fēng)、充氮?dú)庹{(diào)等多種儲糧技術(shù)的綜合運(yùn)用,在第七儲糧生態(tài)區(qū)淺圓倉存儲早秈稻是可行的,可保證儲糧安全,質(zhì)量良好。而晚秈稻和粳稻米粒腹白較小,角質(zhì)粒較多,從而耐儲性較差,在淺圓倉儲存還需進(jìn)一步試驗探索。3.2在淺圓倉存儲稻谷過程中采用充氮?dú)庹{(diào)比常規(guī)熏蒸能達(dá)到更好的防治害蟲的作用,特別是對銹赤扁谷盜的防治效果顯著。Q18倉在儲藏期間于2016年共熏蒸殺蟲2次,無蟲期保持較短,特別是銹赤扁谷盜孳生較快,第二年采用充氮?dú)庹{(diào),可保持全年無蟲,效果明顯;采用充氮?dú)庹{(diào)的Q9倉在儲藏期間沒有蟲害發(fā)生,未使用熏蒸藥劑,表明氣調(diào)儲藏能更有效達(dá)到防治害蟲的作用,可以減少和避免稻谷受化學(xué)藥劑污染、儲糧害蟲抗藥性的產(chǎn)生。采用兩種不同防治方式的Q18倉,環(huán)流熏蒸兩次,共使用磷化鋁藥劑141kg,按40元/kg計算,費(fèi)用為5640元,兩次熏蒸補(bǔ)貼為2880元,總費(fèi)用為8520元,單位成本為1.07元/t;采用充氮?dú)庹{(diào)費(fèi)用主要為電耗,共耗電14056kW·h,按照單價0.8元/kW·h計算,總費(fèi)用為11244.80元,單位用電成本為1.41元/t。以Q18倉為例,通過對比,該倉實際應(yīng)用移動式產(chǎn)氣量100Nm3.3從2016年Q18倉和Q9倉的通風(fēng)效果來看,采用兩種類型的風(fēng)機(jī)都能達(dá)到冬季通風(fēng)降溫的目的。Q18倉基礎(chǔ)糧溫較低,可采用低功率風(fēng)機(jī)通風(fēng),耗電量較少,降溫成本較低;而Q9倉基礎(chǔ)糧溫較高,則采用較大功率風(fēng)機(jī)通風(fēng)快速降低糧溫,耗電量大,降溫成本較高。2017年冬季均未采用機(jī)械通風(fēng),Q18倉全年最高糧溫僅為30.3℃,平均糧溫最高為24.5℃;Q9倉全年最高糧溫僅為30.0℃,平均糧溫最高為23.5℃;說明淺圓倉儲糧擁有較好的密閉隔熱性和“冷芯”效應(yīng),使淺圓倉在控溫效果上比其他倉型要好。同時,淺圓倉儲存稻谷入庫盡量避免高溫期,且入庫期不能太長,做到集中快速入庫,避免高溫積熱和害蟲危害對品質(zhì)的影響。3.4淺圓倉儲藏早秈稻對于品質(zhì)保鮮亦有其他倉型無法比擬的優(yōu)勢。Q18和Q9倉經(jīng)過一年的儲存期之后,總體平均脂肪酸值僅升高了2.4(KOH/干基)/(mg/100g),按此計算,可以使稻谷在宜存狀態(tài)下儲存3年以上。根據(jù)品質(zhì)變化情況表明,內(nèi)圈、中圈附近早秈稻品質(zhì)劣變較慢,外圈劣變稍快,糧面品質(zhì)劣變最明顯,糧面5m以下范圍品質(zhì)比較穩(wěn)定。3.5Q9和Q18倉早秈稻儲藏期間,采用離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行壓入式通風(fēng)降溫,各檢測點(diǎn)水分梯度在減小,水分散失也帶來一定的損耗。從檢測結(jié)果看,下層水分下降幅度較大,表層次之,中間部位較小。采用5.5kW離心風(fēng)機(jī)通風(fēng)降溫的倉房平均水分基本保持不變,而采用22kW大功率離心風(fēng)機(jī)快速通風(fēng)降溫的Q9倉平均水分下降0.5%,水分減量較為明顯,主要是考慮到入庫期間基礎(chǔ)糧溫較高、糧層厚及第七區(qū)適宜通風(fēng)時間短,因此采用大功率離心風(fēng)機(jī)快速通風(fēng)降溫,而在以后的實踐應(yīng)用中應(yīng)盡可能避免使用大功率風(fēng)機(jī)。4淺圓倉監(jiān)控措施4.1第七儲糧區(qū)的氣候特點(diǎn)決定了適合通風(fēng)降溫的低溫時機(jī)不多,對于高糧層、大糧堆淺圓倉基礎(chǔ)糧溫較高的常規(guī)快速降溫措施方法有限,難度較大,只能采取大功率的風(fēng)機(jī)通風(fēng)降溫,勢必造成能耗高和水分散失嚴(yán)重。東莞直屬庫在淺圓倉多年儲存早秈稻的實踐中,冬季均采用離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng)降溫,雖可達(dá)到降溫的目的,但不同程度帶來水分的散失和一定的能耗費(fèi)用。為此,可采用谷物冷卻機(jī)在入庫過程和儲藏期間進(jìn)行排積熱和緩慢降溫的方式,并根據(jù)氣溫變化控制溫濕度達(dá)到保水降溫的目的。4.2Q18和Q9倉在儲藏期間,倉溫基本隨著氣溫的變化而同步變化,上層糧溫也隨著倉溫的變化緩慢上升,中、下層糧溫基本保持平穩(wěn),如果在入庫期間和第一年存儲期采用谷物冷卻機(jī)逐步降至25℃以下,進(jìn)入儲存期的第二年以后利用專用空調(diào)進(jìn)行淺圓倉倉內(nèi)控溫,將倉溫控制在25℃以下,可以減少整倉通風(fēng)的能耗和水分散失。因此,探索在第七儲糧區(qū)淺圓倉安裝專用控溫空調(diào)控制倉溫,減少機(jī)械通風(fēng)次數(shù)和水分損失,降低能耗是下一步淺圓倉儲存稻谷研究的重點(diǎn)。4.3目前已建成的淺圓倉倉頂只有一個入糧