国外绿色储粮技术研究进展

国外绿色储粮技术研究进展

陶 诚? 汪海鹏 方 茜

（国家粮食局成都粮食储藏科学研究所 610031）

摘 要 简要介绍了近10年来国外在低温、密闭与气调、智能通风等储粮技术研究，物理与生物方法防治储粮害虫技术研究，天然植物源农药在储粮害虫防治中的开发应用研究，环境友好的熏蒸剂研究与开发的研究进展。提出了我国今后一段时期绿色储粮技术的发展方向。

关键词 国外 绿色 储粮 害虫 防治 技术 进展

《国家中长期科学和技术发展纲要》在第19个专题 “农产品精深加工与现代储运”中提出，要重点研究开发“粮油产后减损及绿色储运技术与设施”[1]。在“国家农业领域拓展战略研究”中提出：未来二十年，我国将以可持续发展战略作为粮食储藏指导方针，重视发展绿色储藏技术，在农产品储运保鲜方面实施“农产品绿色储运战略”和“最佳效益食物安全战略”[2]。在《十一五粮食流通科技发展战略研究专题报告》的“粮食储藏科技发展问题研究专题报告”中靳祖训教授又提出“……实现保质减损、绿色安全、节能增效、和谐发展”的战略目标[3]。由此可见，研究开发绿色储粮技术，既符合国家中长期科技发展需要，又符合行业发展要求，更符合全面建设小康社会对绿色食品的需求,这是今后相当长一段时期内粮食储藏技术的发展重点。近些年来，国际社会对食物安全的重视提高到了空前的程度，在绿色储粮技术研究方面取得了重要进展。主要体现在低温、密闭与气调储粮、智能通风、物理方法和生物方法防治储粮害虫、天然植物源农药在储粮害虫防治中的开发应用研究、环境友好的熏蒸剂研究与开发等方面。 1 低温储粮技术

由于人类面临着生存与环境的严峻挑战，低温储粮技术将得到越来越多国家的重视。低温储粮作为一种先进、科学、可优先考虑的绿色储藏方式，得到了越来越多有识之士的普遍认同。世界各国专家普遍认为低温储粮将成为21世纪主要的粮食储藏方式之一[4～13，19，30]。

低温储粮是指粮食在一定的低温条件下，虫霉不能正常发育、粮食呼吸缓慢、保鲜粮食品质和避免虫霉危害的一种储藏方式。低温储藏可借助自然低温空气或机械制冷冷却空气，与粮食温度进行热交换，降低储粮温度，使粮食保持在低温条件下。也可完全借助于机械制冷，利用制冷机产生的冷量对自然空气进行冷却降温、除湿，经风机及粮仓内的通风管道使冷却后的空气穿过粮堆，使粮食自身温度降到15℃以下

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陶诚，国家粮食储备局成都粮食储藏科学研究所，高级工程师，成都市花牌坊街95号，610031

粮油储藏科技信息、粮油仓储标准研究等，e-mail: lscctc@126com。

（有专家认为应降到12℃以下），以此实现粮食低温储藏。低温储粮具有以下的优点：

① 能有效抑制霉菌的发生发展，使储粮害虫活动大为减弱，繁殖基本停止，有效防止虫霉危害。

② 由于避免使用化学药物杀虫，既减少了保粮人员的工作量，保障保粮人员的身体健康，节省药剂开支，又避免了对粮食和生态环境的污染。

③ 可降低粮食80%～90%的呼吸量，使粮食生物体处于极其微弱的代谢过程。 ④ 有效抑制高水分粮食品质的陈化，延长储存期。

⑤ 可储存水分相对较高的粮食，与烘干机配合使用时，可减少烘干机脱水量，从而提高烘干机处理能力，节省能源消耗。

⑥ 可减少或避免储藏过程中粮食的倒仓，节省费用。

由于低温储粮的诸多特点，对于保持粮食质量，延缓粮食陈化，防止虫霉危害所造成储粮数量损失，保障粮食安全将起到重要而极其有益的作用。

世界上已有50多个国家应用了低温储粮技术，大大降低了储粮化学药剂的用量和使用范围。特别是欧、美、日等国家和地区，低温储粮技术发展具有代表性。20世纪初，德国首次提出机械制冷低温储粮的概念，于1958年成功开发了机械制冷低温储粮专用设备——谷物冷却机，并投入工业化生产和推广应用。而今，机械制冷低温储粮技术被德国粮食仓储业普遍采用，完全替代了化学药剂的使用。在英、法、西班牙等西欧国家，该技术也在广泛地应用。

美国从1989年开始针对粮食主产区气候等条件，对机械制冷低温储粮技术进行了大量试验和计算机模拟。分析研究表明，无论从经济上还是在技术上，机械制冷低温储粮技术都是一种行之有效的方法。美国国会在1989年一份研究报告中，明确指出了低温储藏作为防止粮食发生霉变和虫害的主要方法。美国农业部1994年出版的“溴甲烷的替代：研究发展规划”中提出，机械制冷低温储粮是淘汰溴甲烷的四种替代技术之一。

日本是进行低温储藏研究最早的国家，上世纪50年代，日本人均GDP首次突破1000美元后的4年内（到1959年），就正式建造了低温储粮仓库，在采用聚苯乙烯泡沫塑料作隔热材料后，低温仓得以迅速发展，到70年代，日本有200余万吨低温仓容，70%的糙米采用低温储藏，包括5℃以下、15℃以下的低温仓和20℃以下的准低温仓，能调温调湿，糙米用纸袋包装，每袋30～60 kg。日本还研究了利用海底低温水下储藏粮食的技术，20年后成功地用于实仓储粮，到目前为止也是唯一拥有这项技术的国家。1969年8月，日本开始研究地下储粮技术并进行了实仓试验，证明水中储藏和地下储藏稻米的品质变化极为缓慢，效果与低温储藏差不多。

到1990年代，世界上采用了机械低温制冷储粮技术的粮食仓储量已达2千多万吨。到目前为止，实现低温的主要途径仍然是谷冷机等机械制冷、通风、地下低温、水下低温和太阳能吸附制冷等几种。

低温储粮作为一种技术先进、经济实用的储粮保鲜方法，从我国粮食仓储发展趋势看，随着我国经济建设持续、稳定健康发展和综合国力的提高，可以肯定，在本世纪上半叶，低温储粮必将成为一种重点普及推广的绿色粮食储藏技术。其技术创新的关键是有效利用自然低温、地下低温和太阳能制冷等绿色低温能源。 2 密闭与气调储粮技术

气调储粮技术的主要目的是通过改变空气中的O2、N2和CO2的浓度来杀死害虫。主要技术途径是往密闭的粮堆中充入CO2和N2或通过粮食以及粮堆中昆虫和微生物的呼吸作用，消耗粮堆中的O2，提高CO2浓度，达到杀虫抑菌的目的。往粮堆充入CO2和N2进行气调储粮的方法使用成本虽比一般熏蒸技术高，但能有效保持粮食品质，对储粮没有任何污染，是一种公认的绿色储粮方法[14

～43]

。早在上个世纪的70年

代末就引起国际上的广泛兴趣，而且有过很多研究报告；一些发达国家还制订了相应的技术规范。利用气调技术防治储粮害虫不使用化学杀虫剂，对人的健康也没有影响。多年来，我国的许多专家也都做了大量的研究工作，许多应用基础性的问题都已基本解决，符合人们对食品卫生日益提高的要求。因此，可以预计，在今后应用条件逐步改善和处理成本逐步降低的过程中，该技术可用于储藏期较长、有特定要求的粮食和食品（如中央储备粮和优质、绿色粮油等）。

气调储粮技术最早在英国进行试验，但在澳大利亚应用比较广泛。澳大利亚的粮食储藏科学家研究认为，气调对粮食生理、生物学、品质保持以及控虫防霉都比常规储藏效果好。澳大利亚粮食储藏研究所(SGRL)开发的CO2气调储粮技术已成功应用在西澳散粮公司KWINANA港口库的密封平房仓。

相关研究证明：在20℃条件下,CO2浓度在60％以上至少保持10天或CO2浓度在35％以上至少保持14天就可以杀死粮堆中所有的储粮害虫。为了达到以上要求，必须建造专用的CO2气调仓。

除了上述CO2气调储粮技术，还有以下一些研究成果： ① 高压CO2法

高压CO2法是一种适用于食品工业中的农产品原料(如谷物、坚果、干果)在储藏前进行快速杀虫的新的害虫防治法。H.Nakatita等鉴于采用气调法防治储粮害虫所需时间比熏蒸处理的时间长，在已有报道基础上开发了高压CO2(3 MPa，15 min)处理与突然降压相结合的办法，使昆虫内部组织遭到破坏而死亡。试验证明，该法对常见害虫的各个发育阶段都有效，包括玉米象和谷蠹的卵，但在防治谷斑皮蠹时，则应与施用小剂量的熏蒸剂相结合。为提高该方法的效率，采用了回转阀，以便可连续处理大量粮食。所设计的这种商品化的回转阀杀虫装置，每小时可处理6t粮食(最多每小时可处理40 t)。作者认为，该法可在检疫处理中替代溴甲烷[31]。

Sabine Prozell和Ch.Pechnuth以印度谷螟、药材甲、赤拟谷盗、谷象、粉斑螟、锈赤扁谷盗、土耳其扁谷盗、谷斑皮蠹，以及寄生昆虫米象小蜂为试虫，置于虫笼中，