绿色储粮新技术在粮食储藏中的应用研究

民以食为天，21世纪以来我国人民的生活质量逐渐提升，也更加注重粮食安全问题。粮食储藏对于国家粮食安全和国民生活水平至关重要，要秉持绿色可持续发展理念，以高存储量、低能耗、低污染为前提实现对生态体系的保护。本文针对现阶段粮食存储过程中出现的问题加以分析，立足于低温、低能耗的原则，有效利用客观条件严控材料使用情况，推行绿色、安全、无污染、节能的储粮技术，从而有效提升社会经济效益。

一、我国粮食存储面临的问题

我国虽然拥有相对完善的粮食储备体系，但技术应用落实情况仍有待提升。影响粮食储藏的因素有很多，就目前来看，仓储设施是影响我国粮食质量的主要原因，部分粮仓在建设方面缺乏科学性，隔冷隔热效果不佳，在一定程度上加大了病虫害问题。为了缓解这一问题，大部分储粮单位会采用化学熏蒸的方式，虽然能够有效抑制虫害问题，但一些药剂也会在熏蒸过程中浸入到粮食中，严重危害粮食安全，与绿色环保理念背道而驰。从长远发展来看，粮食储藏应当注重生态保护，采用低能耗、低污染的存储方式，但目前大部分物理技术都具有高耗能的特点，成本相对较高，这在一定程度上阻碍了绿色储藏技术的推广与应用。

二、绿色储粮新技术的实际应用

1.膜下内环流控温储藏技术。膜下内环流控温储藏技术是一项符合绿色生产条件的现代化技术，其原理在于利用粮堆自身外部热、内部冷的特点，形成相互补充的膜下环流系统，在季节性明显的夏季和秋季实施仓内通风计划，确保粮仓上下层温度的均匀，从而达到储藏标准，有效规避病虫害和药剂使用带来的危害。不过，膜下内环流控温系统相对复杂，并且受气候影响较大。

以无锡市新安贮藏库为例，在利用该项技术前选择4仓和15仓为实验仓，采用高科无线粮情控制系统进行实时监测。在低温季节可以将自然冷空气视为主要冷源，通过混流风机将粮仓平均温度降至5℃以下;在2月底3月初的开春之际，需要在密闭粮仓前对墙角、四周墙体进行防护处理，比较常用的是八角油，粮堆表面往下30cm也要拌和防护剂（按照1：2500药量），切忌超出规定范围。粮仓整体长度30m宽度24m，共有3个通风口，并配备42根电缆以及168个测温点，为膜下内环流技术应用提供可靠的数据。做完以上准备工作后开始正式密闭压盖，材料方面选择聚氯乙烯薄膜，不仅要覆盖在粮堆表面，仓窗和通风孔也要实施密闭隔热操作，以免出现漏风、误操作等而影响最终结果。5月份下旬需要对整个粮仓进行气调或熏蒸杀虫，基于绿色储粮的条件可以运用氮气杀虫法，但为了最终结果的多样性，应当在两个仓分别使用氮气气调和磷化铝熏蒸。粮堆表面的热量主要来自于仓顶、墙以及门窗等，其中仓顶热量占据总热量的70%，经调查显示，实验仓在夏季最高温度可达到40℃左右，由于白天与夜间温度的差异，极易在晚上出现结露现象，因此需要进行人为控温与调节，时间一般会选择在6月下旬。气调散气后，利用空调、轴流排风扇等设备将气温降至25℃以下，这里需要强调设备功率，出于工作持续性的考虑，需要选择功率较大的设备。直至8月份我国温度逐渐升高，粮仓表面温度大概为29℃-32℃，需要在膜下内环流通风约192h，完成此过程后表层粮温会下降3.5℃左右、中层浮动3.1℃、地层温度约上浮2.9℃，而粮堆中心温度的变化幅度不大。由此可见，膜下内环流能够有效均匀通风温度，改善表面与内部差值过大的问题。在此过程中，膜下内环流控温技术始终处于封闭环境，并未真正与外界湿热交换，空气和氧气含量很少，能够起到保存粮食水分的作用，还能使粮食均匀吸附高湿热气体，有效实现低温储粮。

此技术在运用过程中务必注意以下四点：第一，膜下内环流控温技术受季节性气温影响较大，夏季需要在温度较低的夜间或凌晨进行操作。第二，环流期间要关注粮仓内部结构，记录同一时间不同粮食层的数值以及不同时间下粮层的温度变化，严格遵循标准数据信息，防止相邻层之间的粮温差距过大甚至超过露点，有效预防结露现象。第三，关注粮堆的四角部分，这部分属于环流通风的死角，极易发生虫霉、结露或温度过高等问题，影响整个粮仓的安全，管理人员需要在四处分别安置通风管道、竹气笼等装置，門边也需要进行局部降温。第四，在膜下内环流控温技术应用过程中，每天都要测量粮温，按照时间轴记录数据并进行合理分析，必要时也可扦插2m的流动测温杆提高测量的科学性。

2.氮气气调技术。氮气气调作为新型绿色储粮技术，紧密结合生态理念，改变传统用药方式，不仅解决了耐药性问题，还能提升粮食产品的质量，具体分为入库彻底杀虫、春季封闭压膜、夏季实施防虫以及秋冬揭膜通风这四个主要环节。

在开展氮气气调防虫时，主要利用防虫网、气调降压设备、诱捕灯、惰性粉等用品来防止病虫繁衍。氮气气调防治的基本过程是降低基础温湿，通过局部加温晾晒、通风、搬运等方式确保同一粮仓内部温湿均匀，粮食入库前需要在仓门、排风通风口和窗户处布设10-20cm的防虫线，这是预防病虫害的第一步;其次是对粮面压膜保持密闭状态，为了避免出现膜下结露的现象，需要根据室外温度实时控制内部温度;最后是通过氮气气调来预防虫害威胁，根据实际等级，明确氮气气调的浓度以及对应的充氮工艺。

为了确保粮食储藏的安全性，要根据虫量和规模采用不同浓度的氮气杀虫，浓度98%需要保证在30d以上;若检测结果显示基本无虫量，需要利用95%-97%的浓度进行防虫处理;确认无虫粮，则让氮气浓度保持在90%-95%即可。在这一过程中还要进行实时监测，一旦粮堆的氮气浓度偏离正常范围时需要及时补氮，从而彻底消除病虫害问题。

在储藏过程中还要注意季节和温度变化。春季虫害多发，应当采用压膜封闭法防虫，在温度未达到升温标准值之前对粮堆实行薄膜覆盖防止虫害复苏;夏季的粮堆温度以20℃为基准线，一旦超过则需要适时充氮，对一些水分含量较高的粮食采取98%浓度的氮气，用于杀虫抑菌;经过一个夏天的过渡，秋季应当在温度下降至25℃时将薄膜揭开通风，防止粮面出现结露现象，同时结束最开始入仓时的氮气气调储藏，当气温下降到20℃以下时要利用相关技术进行通风降温。经调查发现，粮仓温度主要来源于门、窗以及通风口，为了降低环境对仓内的影响，需要采用双层结构设置隔热层，在仓门中设计空气气囊用于隔热。

3.低能耗温度控制技术。低能耗技术主要用于密闭粮堆自然缺氧的情况，粮堆相当于一个由多种生物群组成的新生态体系，在保持正常生物呼吸运动的情况下会逐渐消耗氧气含量，同时生成二氧化碳，导致密闭空间处于低氧状态，病虫、霉菌会由于缺氧而大批死亡，从而有效抑制其生长繁殖，减小病虫害威胁。这项技术对厂房有一定的要求，外观仓体建设、环境温度以及仓顶面积等均会对低能耗技术产生较大影响，太阳能会透过门窗、墙体、仓顶等传输热能，极易造成“外热内冷”，内部温度条件梯度明显，从而导致病虫害问题威胁储粮安全。

为有效缓解温度对粮食的影响，需要合理利用自然条件，通过凌晨通风，开启低能耗轴流排风扇进行通风，降低空间内部的积温。根据粮情数据显示，当夜晚的温度低于当天仓温的2-3℃时，可以打开仓顶窗户和排风实现冷热交换。通风的主要目的在于最大限度地缓解仓内积热问题，在此过程中需要确保仓窗位置与轴流风机保持在斜向状态，不要正对开和同侧开，避免通风路径短路。还要选择最佳的通风窗口，运用功率较小的轴流风机缓解内部积温现象，减少储粮的损耗。

经调查显示，粮仓极易发生虫害现象的温度在18℃-32℃，而低于15℃和高于35℃都能起到抑制作用，因此在储藏过程中普遍会采取低温法，并根据不同地区的气候条件选择不同功率和效能的轴流风机，结合季节变化设计降温方案。经过长期的探索，相关单位将正常状态下的通风温度定位在10℃以下，当仓温能够在自然条件下保持10℃以下时则无需进行通风，高溫季节时温度控制在18℃左右，有效降低能耗。在经过机械降温后应当重新恢复密闭储藏，表面覆盖保温层，在0℃-2℃时覆盖厚度控制在25mm左右。针对季节的变化，粮仓储藏温度标准也要随之改变，秋冬季节尽量控制在0℃左右，这一阶段的粮食呼吸强度不高，生物活性反应滞缓，实现保鲜;进入初春三月，粮温正式进入回升阶段，上层温度变化相对明显，可达到15℃，这时需要对粮仓进行密封以防止病虫威胁，同时采用隔热材料减缓粮仓升温速度，在这一过程中需要精确把握温度变化，不要使用化学药剂。

仓顶是太阳辐射的主要部分，完善仓顶设施对于低温储粮效果具有关键影响，由于经济和技术的限制，屋顶种植、蓄水这种带有绿化性质的方式不适合大范围推广，可以材料选择角度为切入点。采用菱镁板材料，在粮仓顶部搭建架空隔热层，通过轻钢龙骨形成260mm的整体架空层，一方面能够利用菱镁板的遮光性阻挡太阳辐射，另一方面，屋顶与菱镁板中间能够在热压的作用下带走热量，从而有效降低室外温度对粮仓的影响，达到隔热效果。在设计时要注意通风口朝向，利用压差提高空气流通速度，由于粮仓的顶部面积跨度较大，架空菱镁板的最高点在屋脊处开孔，在中部形成通气口以有效增加空气对流效益。材料表面颜色的变化能够控制太阳辐射量，一般颜色越浅反射能力越强，例如白色材料反射率是0.8，黑色则是0.1。此外，聚乙烯材料能够缩短50%的空调能耗，将其利用在我国西部或南部酷暑地区能够减少10%-15%的能源消耗，因此在仓顶设计时可以采用白色的太阳辐射反射材料，有效减少热量的渗透率，深度践行低能耗绿色理念，确保粮食储藏安全。

作者简介：马洪宗（1968-），男，山东枣庄人，高级工程师，研究方向为食品研究。