罩棚仓临时堆包粮充氮杀虫试验

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*

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储粮有害生物及防治技术

1

1.1

广泛推广富氮低氧气调储粮技术应用，几年来，在建设质量较高，气密性较好的仓房进行单面密闭压膜，开展气囊式充氮杀虫，大都获得理想的效果，但在简易仓、罩棚仓等气密性较差的仓房开展五面膜压盖充氮杀虫试验，其试验效果则鲜有报道。

随着国家粮食宏观调控形势的需要，粮食收储企业先购后销、边购边销等多种经营轮换方式的出现，由于仓容有限，在过渡性的简易仓、罩棚仓临时存放待转性质粮食的情况不可避免。如果堆放在简易仓或罩棚仓的粮食发生害虫，对其进行化学熏蒸，移入标准仓后再进行充氮储粮，那么“绿色充氮储粮”的意义将大打折扣。因此，探索罩棚仓或者简易仓临时存放粮实施充氮杀虫的有效方法，其影响和意义是显而易见的。

另外，与标准仓相比，简易仓能直观地透过薄膜观测害虫在充氮过程的死亡情况，比较容易检测到实仓条件下不同害虫致死的低氧浓度区间和时间，其试验结果将对标准仓制定充氮杀虫目标浓度

檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱殗

摘

要

害虫。

关键词

罩棚仓

罩棚仓临时堆包粮充氮杀虫试验

韦允哲

陈全新

焦林海

(中央储备粮梧州直属库543002)

对罩棚仓内的包装粮堆进行五面薄膜密闭充氮杀虫，吨粮能耗为0.53kW·h。

在33℃～24℃粮温范围内，对不同低氧浓度下的膜内害虫成虫进行观测，氧浓度保持在5%以下25d(其中，氧浓度从5%降至3%时间为6d，2%以下维持时间为19d)，害虫成虫全部死亡。继续密闭30d，不进行补气充氮，氧浓度保持5%以下，揭膜散气后扦样，未发现

包装粮堆

充氮杀虫

提供较强的实践参考意义。

中央储备粮梧州直属库利用承担《国家科技支撑计划储备粮减损新技术研究与示范》项目任务机会，于2011年8月至10月，利用现有的制氮设备和送氮管网，对经过地台提升加固改造的罩棚仓临时堆放粮食，开展五面薄膜压盖密闭充氮杀虫试验，试验获得成功。1.2

试验目的

探索对罩棚仓临时存放包装粮堆实施充氮杀虫的方式。计算罩棚仓充氮杀虫能耗。观察实仓条件下，处于不同低氧浓度的储粮害虫的死亡时间。1.3

试验原理

5%以下的低氧浓度对害虫呼吸具有明显抑制作用，可使储粮害虫窒息死亡时间后，杀虫效果可达100%

［1］

前言

试验意义

2008年以来，中储粮广西分公司在辖区直属库

。我国室内试验和

多年的生产试验证明，含氧量2%以下，密闭一定

［2］

。采用抽空充气的

方法，往薄膜密闭的粮堆中充入高纯度氮气，当充入的氮气使粮堆薄膜鼓胀起来后，停止充气，用风机将薄膜内的粮堆气体抽出，粮堆中的氧气被稀释并置换出来，反复进行，直至氧含量降到2%以下的目标浓度，从而达到完全杀灭害虫的目的。

*

———“富氮低氧保质抑霉储粮关键技术和设备基金项目:国家科技支撑计划《储备粮减损新技术研究与示范》中课题

研发与示范”(课题编号:2009BADAOB01)通讯地址:广西梧州市三龙大道98号

地台垂直面、塑条与塑条之间用充氮专用密封胶封

2

2.1

材料与方法

试验仓及其粮食的基本情况试验仓房的基本情况

供试仓房为本库2号

实，不允许有漏气缝隙。2.3.2

充气口和抽气口的布置和安装

在薄

膜密闭的试验粮堆设置充气口和抽气口。充气口充入氮气，抽气口抽出粮堆气囊内气体。充气口与抽气口分别安放在地台平面上对角远端。充气口和抽气口用直径为63mm的PVC管制成。充气管和抽气管分别安装在两个特制的压膜密闭箱体上。充气管与一条PVC抗压

2号仓罩棚仓临时存放

软管连接，一头与罩棚内的制氮机送气管道的球形阀门相接，另一头接入膜内粮堆。抽气管同样与一条PVC抗压软管连接，一头固定在膜内堆角包边，另一头接到0.55kW风机的进气端，抽气管与风机进气端之间安装有球形开关阀。风机出气口用于排放气，不做任何处理。以上各连接处都要严格做好密闭处理。2.3.3

测气管的布置

共设4个氧浓度检测点，第

1点设在充气口附近的膜内包边，不埋入粮堆;第2、第3点均埋设到粮堆中部，第2点靠进气端，第3点靠抽气端;第4点设在抽气口附近的膜内包边，不埋入粮堆。测气管通过特制的可压膜密闭箱从粮堆引出膜外。2.3.42.42.4.1

粮堆的密闭方法试验过程和方法检测粮堆气密性

压膜密闭后，利用五面薄膜(即除粮堆底

部外无薄膜)密闭，胶管压膜入双槽塑条密封。

2.1.1

罩棚仓，是本库第3栋标准仓和第4栋标准仓之间的罩棚。罩棚防雨，罩棚地面为钢筋混凝土升高地台，地台高0.3m，具有排涝、泄水、防潮功能。地台长105m，宽13m。2.1.2

粮食的基本情况

2010年产河南小麦4886t，编织袋包装堆放。2011年8月15日满仓。小麦水分12.8%，容重776g/L，杂质1.0%，不完善粒7.5%，虫蚀粒1.2%，面筋吸水量173%。粮堆尺寸为104m×12.6m×5.3m，粮堆体积约为6945m3，与一个标准仓装满仓时的体积相当。入库码堆时，用筑包的方法，设置一条长90m，高0.5m，宽11m的“非”字形通风道。粮堆底部铺设一层防潮彩条编织塑料布。2.2

设备和设施

制氮机组1套，制氮(99.5%纯度)量为100m3/h，用于制氮送氮。送气管道铺设到罩棚仓内，管道装有开关阀门，控制送气和截气。配备压缩空气呼吸器、报警仪等防护设备，用作劳动防护工具。氧气浓度测定仪1台，用于测定氧气浓度。电子测温系统1套，用于检测粮温，测温电缆在粮堆分布为22列3行4层。小型风机1台，功率0.55kW，转速2850r/min，用作粮堆负压抽气排气，又用于气密性测试。U型压力计和秒表各1个，与抽气风机配套，做气密性测试。焊接复合薄膜1张，厚度为0.12mm，长117m，宽25m，用于密闭粮堆。双槽塑条一批，安装在地台边上，用于密闭。胶管一批，用于把薄膜压入双槽塑条的槽内，已达到充氮密闭的要求。直径为63mm的PVC抗压软管2条，长1.5m，分别连接到罩棚仓内的送气管口和抽气风机的进风口;直径为63mm的PVC硬管2条，长度35cm，用于固定在特制的压膜箱体上，作为贯通粮堆薄膜内外的连接部件。测气管若干米，引入粮堆测定氧气浓度。球形开关阀2个，用于控制送气和抽气。2.32.3.1

罩棚仓的充氮设施密闭改造

在升高地台安装充氮密闭双槽管

削平、

0.55kW抽气风机进行负压测试。测得粮堆气密性，从－250Pa升至－125Pa的半衰期为356s。2.4.2

害虫检测方法

压膜前进行扦筛检虫，充

氮期间，目测膜内害虫活动和死亡情况，揭膜散气后，再次扦筛检虫。2.4.3

粮食质量的扦样检测方法

试验前后，对

试验粮堆进行随机扦样，检测样品质量指标:水分、容重、不完善粒、品尝评分值、面筋吸水率。2.4.4

充氮降氧杀虫方法

采取抽空充气，先排

后充的方法，根据氧气浓度和害虫死亡情况，反复多次充氮降氧。即充气前，关闭氮气进气阀门，开启抽气风机，向粮堆外排掉膜内空气，膜内粮堆形成负压，薄膜向内收，适度贴紧粮堆包装时，停止抽气，关闭球阀。然后，开启氮气充气口阀门，开启制氮机，往粮堆中送入99.5%纯度的氮气，当粮堆薄膜完全向外鼓起适度紧张时，关停制氮机，关闭充氮进气阀门，静置粮堆，让粮堆内气体自然均

水泥填补升高地台垂直侧面，使垂直面平整，沿地台垂直面四周安装充氮密闭专用双槽塑条，塑条与

3.1.1

试验期间的温度情况

匀分布。反复以上操作，当氧气含量达到2%的目标浓度时，根据害虫死亡情况，调整充氮次数，维持2%以下的低氧含量，直到害虫死亡，保持粮堆密闭状态30d，密闭期间检测氧气浓度。2.4.52.4.6

制氮作业记录氧气浓度检度

对制氮时间、用电度数、压膜后充氮前，检测并记

充氮量进行记录。

录4个点的氧含量。每次充氮后，适当静止粮堆一段时间，使粮堆内氮气自然平衡，再抽气。抽气之前，再次检测粮堆氧含量。2.4.7

对试验粮堆的日常管理

采取每日巡查，防

风、防鼠、防雀，检查薄膜、压膜胶管有无脱落、破损，如有应立即修补。每周检测粮温并记录。

试验期间粮堆最高

温为33℃，最低温为24℃，平均温度在26℃～28℃之间，是害虫繁殖生长的最适温区。3.1.2

试验粮堆虫害严重，但还没有虫热现象

8

月21日，密闭粮堆前，扦筛粮堆检测害虫，害虫密度见表1的8月21日，判定为严重虫粮。8月21日的粮温与9天前的8月12日相比，没有异常上升，判定没有害虫引起的发热。3.1.3

粮堆自然呼吸引起的氧浓度降低现象明显8月21日，测得压膜密闭前的平均氧浓度为19.8%，密闭2d后，氧平均浓度为14.8%，期间没有对粮堆进行充氮，表明粮堆自然降氧明显。本试验充氮后，氧气浓度能够降到1%的水平，粮堆保持低氧气浓度5%以下时间较长，与粮堆中的自然降氧现象有很大关系。3.1.4

粮堆内部存在氧气浓度不均匀现象，但随

着充气、抽气次数的增加，浓度趋向平衡。从表2看出，埋在粮堆内的第2点、第3点的氧气浓度明显高于放在包边上的第1点、第4点的浓度;离充气口近的第2点浓度低于离充气口远的第3点浓度。由于采取抽空充气的方式，极大地消除了氮气充入包装粮堆的“短路”现象，随着充气、抽气次数的增加，氮气均匀分布于粮堆中，各点的氧浓度趋向一致。3.1.5

粮堆密闭后，氧浓度下降，害虫向粮堆外

观测发现，在密闭粮堆降氧

聚集逃生的现象明显

3

3.1

结果与分析

氧气浓度、粮堆温度及害虫情况氧气浓度、粮堆温度及害虫情况见表1。

表1

氧气浓度、粮堆温度及害虫情况表

害虫密度(头/kg)

平均粮温(℃)

日期

1点2点3点4点浓度(月·日)

(%)最高最低平均8·12

32

2525

玉米象:19，拟谷盗:14:锈赤扁谷盗:26

35，书虱:很多，数不清27

密闭前扦筛，玉米象:25，拟谷盗:18，锈赤扁谷盗:43，书虱:很多，数不清害虫外爬，聚集在膜内槽边地台害虫外爬，聚集在膜内槽边地台害虫外爬，聚集在膜内槽边地台害虫在膜内槽边聚集，爬行速度加快，个别书虱、玉米象死亡

书虱、玉米象死亡25%，未见其它害虫死亡

拟谷盗、锈赤扁谷盗爬行速度活动加快书虱、玉米象死亡50%，其它少量死亡

8·2120.319.219.220.419.8338·2215.416.414.316.515.78·2312.915.314.017.114.88·243.35.210.5

8

6.8

33

8·254.64.67.15.25.48·263.53.64.04.23.88·292.22.22.82.52.48·312.72.82.62.92.88·311.71.62.21.91.99·19·29·29·59·59·69·79·9

1.81.62.01.91.92.22.22.42.32.31.41.42.01.51.62.01.92.01.81.91.31.31.81.51.51.61.61.81.51.61.31.21.51.31.31.31.31.31.31.3

2628

过程中，粮堆周边包面上爬行的害虫数量明显增多，害虫大量聚集在地台膜内压槽管边上，无法数清，各种害虫在致死浓度环境下，爬行速度加快，随着密闭时间的增加和氧浓度的进一步降低，害虫爬行速度变慢，活动能力减弱，直至死亡。3.1.6

充氮后害虫全部死亡

氧气浓度在5.4%～

1.0%范围维持了25d(8月25日至9月19日)，害虫全部死亡。25d中，氧浓度在5.4%～2.8%范

332628

书虱、玉米象全部死亡，其它虫死亡33%锈赤扁谷盗、拟谷盗死亡50%

32

27

28

锈赤扁谷盗、拟谷盗死亡75%

33

27

28

发现尚有个别拟谷盗活虫，其它害虫全部死亡

围的天数为6d(8月25日至8月31日);氧浓度在2%以下的天数为17d(9月2日至9月19日);氧浓度在1.3%以下的天数为12d(9月7日至9月19日)。3.1.7

不同的低氧浓度下，不同害虫成虫的死亡

由于第1点、第3点检测的是薄膜内粮堆

时间情况

9·101.00.91.21.01.09·151.01.11.21.11.19·191.21.41.31.31.310·194.54.85.04.94.8

30

24

害虫全部死亡

26揭膜扦筛，没有发现害虫活体

包边与薄膜之间的空间氧气，可以代表观测到的害虫完全死亡时的氧气浓度。根据表2的9月5日和9月19日的观测结果得知，氧浓度下降到5%以下，书

注:9月2日和9月5日均采取当天先测浓度，后抽气、充氮，再测一次浓度的做法，所以这两天有两组氧气浓度记录。

虱、玉米象部分死亡，氧浓度降到1.5%，可导致害虫完全死亡。在11d中，氧气浓度维持在5%～2%范围的占5d，氧气浓度维持在2%～1.5%范围的占6d。氧浓度下降到2%以下，锈赤扁谷盗和赤拟谷盗部分死亡，下降到1%时，可导致害虫完全死亡，历时20d。在锈赤扁谷盗和赤拟谷盗成虫完全死亡的20d中，氧浓度维持在1.5%～2%范围的占6d，氧浓度在1.5%以下的占14d。3.1.8

揭膜散气后扦样检查，没有发现害虫、粮

情正常10月份后，气温下降较快，为防止膜内结露，我们于10月19日揭膜散气通风后，用特制的包装电动扦样器对各粮层进行扦样筛虫，没有发现害虫，粮温在24℃～30℃之间，确认害虫全部死亡，粮情正常。

由于时间和条件所限，本试验没能对害虫虫卵、蛹和幼虫在富氮低氧条件下的死亡情况进行试验观测。但根据严晓平等人的实验成果，在96%～98%的氮气浓度下，玉米象、赤拟谷盗的卵、蛹和幼虫的致死时间分别为15d和16d(98%～100%氮气浓度下，玉米象卵、蛹和幼虫的致死时间为19d)

［3］

为2605.1kW·h，按4886t供试小麦计，吨粮能耗为0.53kW·h。按当地0.8元/kW·h电费计，吨粮费用为0.42元。3.2.2

充氮吨粮费用与熏蒸的费用比较

充氮熏

蒸杀虫按杀灭高抗药性的锈赤扁谷盗施药剂量5g/m3计算，6945m3的粮堆体积共需施药量约35kg，每公斤磷化铝费用25元，共计药费875元。按磷化铝熏蒸、散气的健康补贴每次0.13元/t计算，4886t粮需补贴费1303元，熏蒸药费加上补贴共计2178元，吨粮费用为0.44元。由于充氮管槽为固定设施，也可用于熏蒸密闭，试验所使用的薄膜与平时熏蒸所需要的复合薄膜材料一样，充氮所使用的1台风机计入固定资产折旧，风机成本可以忽略不计，充氮作业管理成本与熏蒸的相同，充氮作业没有补贴。由此可知，充氮费用比熏蒸费用稍低0.2元。3.2.3

充氮杀虫密闭时间与磷化铝熏蒸杀虫密闭

我库对锈赤扁谷盗等高抗性害虫进行

时间的比较

熏蒸，密闭时间一般在30d左右，由此可知。充氮杀虫与熏蒸杀虫所需密闭时间相近。3.3

粮食质量情况

充氮杀虫试验前后粮食质量情况见表3。

表3项

充氮杀虫试验前后粮食质量情况

容重

(g/L)776776

杂质(%)1.01.0

不完善粒(%)7.57.5

品尝评分值7272

面筋吸水量(%)173173

。本试验中，维持氧浓度2%以下的时间为

19d，可以认为，粮堆中的害虫卵、蛹和幼虫已经完全死亡，这也是揭膜扦筛后，没有检测到害虫的主要原因。3.2

充氮作业及吨粮能耗费用情况充氮作业及吨粮能耗情况见表2。

表2

充氮作业及吨粮能耗记录表

抽气时间(h)2.02.52.51.52.02.02.02.017.5

充

耗电量吨粮能耗

氮量

(kW·h)(kW·h/t)(m3)6008008005006007006007002004005900

264.0353.1353.4221.4264.9309.1265.1309.189.1176.02605.2

0.050.070.070.050.050.060.050.060.020.040.53

充氮

次日期

时间

数(月·日)

(h)12345678910合计

8.248.258.268.298.319.29.59.79.99.10

688567672459

水分目

(%)

12.812.7

试验前试验后

从表4得知，试验前后，除水分指标减少0.1%，其它粮食质量指标、储存品质指标没有发生变化。说明试验期内的充氮低氧杀虫对粮食质量指标、储存品质指标影响不大。

4

4.14.24.3

结论

采用五面膜密闭方法对罩棚仓包装堆充氮降罩棚仓包装粮堆充氮杀虫的吨粮能耗约为充氮杀虫所需时间约25d，充氮密闭的时间

氧杀虫方法简单、可操作性强。

0.53kW·h，吨粮费用比磷化铝熏蒸的低。与磷化铝熏蒸杀虫所需的时间大致相同，但充氮杀虫更绿色安全，没有毒气泄漏污染和残留等问题。4.4

对罩棚仓包装粮堆充氮杀虫，对粮食质量、品质影响极小。

3.2.1充氮耗时及吨粮能耗从表2得知，本次试

验共开机充氮10次，充气时间59h，抽气时间17.5h，共耗时76.5h。充氮量为5900m3，耗电量

tality．In:Navaro，S．，Donahaye，E．

(Eds．)，Pro-

5

5.1

存在问题

鼠雀损坏薄膜

由于罩棚防鼠雀设施不完善，因此对罩棚粮堆

234567

ceedingsoftheInternaitonalConferenceonControlledAt-mosphereandFumigationinGrainStorages，Winnipeg，Canada，1992，pp．71～83

赵思孟，王佩祥编著．粮食储藏．北京．中国商业出版社出版．1988第1版．P138

周佳，李光涛，李燕羽等．低氧条件下赤拟谷盗成虫呼吸速率研究．粮食储藏，2008(2)，3～5

严晓平，宋永成，王强等．一定条件下96%以上氮气控制主要储粮害虫试验．粮食储藏，2010(1):3～5马中萍，马洪林，何其乐等．低氧绿色储粮技术应用实践．粮食储藏，2010(3):9～12

张建军，曲贵强，李燕羽等．高纯度氮气对储粮害虫致死效果研究．粮食储藏，2007(5):11～14

高素芬．氮气气调储粮技术应用进展．粮食储藏，2009(4)，25～28

(收稿日期:2012

02

21)

进行充氮时，密闭薄膜曾多次被的鼠雀叮咬破损，因及时发现补救，试验得以顺利进行。5.2

气密性测试

由于时间和条件所限，测试气密性所使用的风机为0.55kW，功率较小，负压值没能达到－300Pa要求，仅达到－250Pa多一些，测得的半衰期结果356s，可能不能代表真实的气密性结果，仅作为实仓作业的参考。5.3

浓度检测点偏少，不利于测试而判定粮堆氧

参

1

考

文

献

气浓度的均匀性，应在今后试验中加以改进。

Annis，P．C．，Dowsett，H．A．，1993．Lowoxygendis-infestationofgrain:exposureperiodsneededforhighmor-

INSECTSCONTROLOFGRAINBULKS

STACKEDTEMPORARILYINWEATHERBOARDGRANARY

WeiYunzhe

ChenQuanxin

JiaoLinhai

(WuzhouDepot，StateGrainReserves543002)

Bysealinggrainbulkswithpentahedralhermeticalthin－filmsinweatherboardgranary，pestscontrolbyfillingnitrogentechnologyneeded0．53kW爛hofenergyconsumeforpertonofgrain．Attherangeof33～24℃graintem-perature，adultinsectswerekilledcompletelybyobservationinsectsinfilmatdifferentlowconcentrationofoxygenwhentheoxygenconcentrationkeptlessthan5%for25days，inwhichittook6daysdecreasing5%oxygenconcen-trationto3%，keepinglessthan2%for19days．Aftersealingfor30days，nonitrogenadditionandkeepingoxygenconcentrationlessthan5%，nolivepestswerefoundbycheckpestsoutoffilms．Keywords:weatherboardgranary，packedgrainbulks，pestscontrolbyfillingnitrogen