高大平房仓整仓富氮低氧气调防治储粮害虫研究

·８·檱檱殗

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粮　食　储　藏　）２０１３（２

储粮有害生物及防治技术

／ＬＳＴ１２１１－２００８在进行富氮低氧处理时应遵循以　下要求：平均粮温在２０℃以上，氧气浓度控制在２％以下，处理３０ｄ以上。遵循以上标准可有效杀死储粮害虫，并且具有较快的致死作用，可用于害

４～６］

。虫危害严重的粮仓或粮堆［

檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱殗展，甚至杀死害虫的目的

［３］

高大平房仓整仓

富氮低氧气调防治储粮害虫研究

杜　斌１　李国良２　季雪根２　张飞豪２　陈英明１

（）１　浙江省储备粮管理有限公司　３１００００（）２　浙江衢州省级粮食储备库　３２４０００

＊

摘　要　富氮低氧气调储粮是一项无公害、无污染、“零排放”的绿色储粮新技术，是近年来绿色生态储粮技术的主要手段和发展方向。良好的仓房气密性是气调储粮技术得以成功运用的关键，本次研究实验仓房粮面没有采用薄膜压盖密闭处理，直接进行整仓气调作业，并使氮气浓度达到９８％以上，维持一定时间，通过对所得实验数据的分析，结果表明整仓富氮低氧气调具有较好的实用性，对锈赤扁谷盗和谷蠹均有明显杀灭效果，而且整仓气调可以解决膜下富氮低氧气调工艺存在的空间防治问题，并减少劳动强度。

关键词　富氮低氧　气调　谷蠹　锈赤扁谷盗

　　气调储粮技术是一项被较多使用的绿色生态低

碳储粮技术。气调储粮技术解决了常规储粮对熏蒸药剂磷化氢的单一依赖、害虫抗性增强以及由此导致的用药量增加、害虫防治难度加大的问题，为储

１］

。在澳大利亚、美粮害虫抗性治理提供了新方法［

和大气环境下的活动情况，分析富氮低氧条件下防治储粮害虫的经济成本，总结高大平房仓整仓富氮低氧气调防治储粮害虫的经验。

１　材料与方法

１．１　材料设备

，１．１．１　试验仓及对比仓仓房情况　试验仓（Ｐ１）为高大平房仓，仓房规格４８ｍ×２１ｍ，设计堆高，砖混结构，仓房小麦）４６ｍ，设计仓容（４７５ｔ外侧山墙上设粮情检查门。仓房门窗四周安装有双槽管。试验仓配有数字式粮情测控系统；单侧固定式环流熏蒸系统，环流风机功率为０．７５ｋＷ；富氮低氧气调储粮智能控制管理系统；一机两道地槽机）

。如图１械通风系统，共６个通风口，１２条风道（

国、俄罗斯等发达国家，二氧化碳和氮气等气调储

２］

。粮技术已经成为替代化学熏蒸剂的首选［

害虫的呼吸是维持其正常生命活动的基本条件，即害虫必须与环境中的空气进行气体交换。环境中任何一种气体成分的改变，对害虫本身都有直接的影响。气调防治就是人为控制和改变害虫生活环境中的大气组成，从而达到抑制害虫的产生和发

。为将粮仓或粮堆中的

储粮害虫较快地杀死，根据粮油储藏技术规范

浙江衢州省级粮食储备库于２０１２年８～９月进行整仓富氮低氧气调防治储粮害虫试验研究，通过维持仓内９８％以上的氮气浓度，观察储粮害虫的杀灭情况与时间的关系，对比储粮害虫在富氮低氧

９１号＊通讯地址：杭州市下城区延安路５

图１　通风道示意图

试验仓存粮为２０１１年浙江衢州产早籼稻，共，３０７７．７５ｔ２０１２年７月入仓。粮质情况如下：水分１１．６％，杂质１．０％，出糙率７６．９％，脂肪酸值

第４２卷　

高大平房仓整仓富氮低氧气调防治储粮害虫研究

·９·

／干基）／（／，粮温最高２３．５（ＫＯＨｍ１００ｇｇ）３７．４℃，最低２１．６℃，整仓平均粮温２７．８℃，仓温３５℃。粮食入库期间温度较高，且调运过程中已发现有虫害感染。在气调处理前，抽取粮堆上、中、下层样品，检测仓内主要储粮害虫的种类和数量，／，其中：谷蠹主要害虫虫口密度为１８头ｋｇ

／、玉米象３头／、锈赤扁谷盗２／ｋ，１５头ｋｋ０头ｇｇｇ为严重虫粮等级。

Ｐ２仓为对照仓，仓房基本情况为：仓型、建筑结构、设备配置，风道设置等均与试验仓相同。，为２Ｐ２仓存粮数量为３１２４ｔ０１１年浙江衢州产早籼稻。粮食水分含量为１１．７％，杂质含量１．０％，／干基）／出糙率７７．１％，脂肪酸值２１．７（ＫＯＨ（／）。粮温最高３ｍ１００７．３℃，最低１９．３℃，粮ｇｇ食平均温度２７．５℃，仓温３１℃。粮食出库期间温度较高，且调运过程中已发现有虫害感染。熏蒸前抽取粮堆上、中、下层样品，检测仓内主要储粮害，虫的种类和数量，主要害虫虫口密度为１６头／ｋｇ、玉米象３头／、锈赤扁谷盗其中谷蠹１５头／ｋｋｇｇ，为严重虫粮等级。１８头／ｋｇ

１．１．２　试验害虫处理　谷蠹（Ｒｈｉｚｏｅｒｔｈａｄｏｍｉ　－ｐ

险进仓，通过查粮门和通风口上专门制作好的取虫套接口（环己酮处理薄膜后粘合制成）迅速取出实验组虫笼，在气调处理浓度达到９８％以后的第６、８ｄ、１、１、１、１、２、２、３０ｄ２ｄ４ｄ９ｄ４ｄ９ｄ４ｄ

ｄ时各取一组试虫带回实验室检验，取出后检查试验成虫的死亡情况。当检查虫笼没有发现害虫活体时，将检查后的虫笼放置于实验室培养箱中持续培养观察。

同样有９组试虫虫笼放置于仓外空气中，小布袋内装有干净无虫稻谷，用于对比观察。

１．１．３　仓房气密性情况　仓房气密性对储粮安全

［７］

有重要影响。通过对密封双槽管、仓房大门、仓

房窗户、地槽通风口、测温电缆入仓孔洞等容易漏气的部位用玻璃胶粘合或者发泡剂填充；门、窗等处四周采用胶管将薄膜压入双槽管的方式密封，薄膜选用隔氧性能良好的ＰＥ五层尼龙共挤薄膜，氧

２　

／气透过率要求小于６０ＣＣｍ２４ｈ，透湿量小于２　

／７ｇｍ２４ｈ，抗张强度大于５０ＭＰａ８。气密性测

）测定，测得定采用压力衰减法（３００Ｐａ５０Ｐａ～１

［］

。１号仓气密性为３９４ｓ

１．１．４　制氮设备情况　制氮设备为广州生产的

３

／；配套空如图３）２２０ｍｈＰＳＡ变压吸附式机组（　

ｎｉｃａ）是我国的一种主要储粮害虫，其产卵量高，发育快，大量地危害粮食后能够产生一种刺激性气味；锈赤扁谷盗（Ｃｒｔｏｌｅｓｔｅｓｅｒｒｕｉｎｅｕｓ）则是　ｆｇｙｐ目前粮油仓储工作者普遍反映的一种对磷化铝抗性较强，难以彻底杀灭的害虫，所以研究富氮低氧储粮技术对这两种害虫的防治作用具有重要意义。

从仓内挑选健壮的锈赤扁谷盗和谷蠹成虫，采用透气性良好的小布袋制作虫笼，一共设置２４组试验虫笼，每组内均有锈赤扁谷盗和谷蠹成虫各１０头

。

。制氮设备Ａ、Ｂ吸附塔切换气压缩机（ＧＡ５５＋）

３

），原料压缩空气流量＞１／时间为６０ｓ（±３ｓ０ｍ

，压力≥０空压机功率不大于５ｍｉｎ（５ｋＷ）．７５，可连续生产纯度≥９ＭＰａ９．５％的氮气，产量≥

３

／，连续可调）２２０ｍｈ，氮气输出压力≦０．６ＭＰａ（

生产氮气纯度≥９９．５％时空氮比＜２．７，噪音≤８０ｄＢ。空气净化系统处理能力≥制氮系统耗气量１．２５倍，质量达到ＰＳＡ系统要求

。

图２　虫笼布置示意图

其中６组试虫虫笼按图２位置（仓内位置和深度）用扦样器进行放置，４个角的４点各距离墙壁２ｍ。封仓前放入试虫，散气后取出成虫的死亡情况；另外９组实验用试虫虫笼放在检查出入口或通风口附近，以便在气调处理过程中工作人员不必冒

图３　变压吸附制氮机组

［］

１．１．５　其它材料　１９０１型奥氏气体分析仪９，检

测双实验允许误差为０．２％；霍尼韦尔５４－４５－

·１０·

９０ＴｏｘｉＰｉｏ氧气单一气体检测仪。１．２　试验方法

粮　食　储　藏　）２０１３（２

左右，一个在粮面正中，另外一个靠仓内山墙１０ｃｍ左右。利用传感器测定氮气浓度时，抽取仓内气体不定期用奥氏气体分析仪和斯博瑞安氧气检测报警仪检测，对传感器进行参数校正

。

１．２．１　充氮方法　充氮过程中采用负压充氮模式，利用环流风机抽出仓内空气至－４０Ｐａ时，环流风机停止抽气，制氮机组开始工作，进行充氮作业。当仓内气压为０时，环流风机开始工作，抽出仓内气体，制氮机组继续充氮，边充边排，后期采用正压充氮模式，直至达到设定浓度。仓内压力传感器可以测量、读取充氮储粮过程中系统需要的各种压力变化数据，系统根据仓内压力变化发出充氮、环流、排气等命令。氮气在制氮气房经充气管网进入目标仓房的路径如图４

。

图６　粮堆浓度检测点预埋位置图

２　数据处理与分析

２．１　害虫活动记录

２．１．１　空间害虫活动记录　气调作业开始后，定

期透过查粮门处薄膜观察空间害虫的活动情况。实验仓于２０１２年８月２１号开始充氮；８月２２号仓

图４　充气管网示意图

１．２．２　智能控制管理系统　智能控制管理系统采用单仓单面集中控制模式和无线控制方式来实现，由前端仓房应用设备、网络信号控制系统和远程数据控制系统三个部分组成。该智能控制管理系统可以实现在中央控制室对制氮机房和仓房阀门箱组的智能控制，设定好膜下氮气目标浓度、维持浓度等参数后，系统会根据仓内氮气浓度、仓内压力值自动对制氮机组、风机、阀门箱组进行控制，直到完成充氮任务，智能化程度较高。气调智能控制系统操作界面如图５

。

内氮浓度为８４％时观察到粮情检查门四周锈赤扁谷盗活动频繁，谷蠹活动正常，部分谷蠹还可以正常飞行；８月２４号当仓内氮浓度为９２％时发现粮情检查门四周的锈赤扁谷盗活动变慢，谷蠹活动依然正常，检查门四周墙壁上仍有上爬谷蠹，但该浓度下谷蠹的飞行距离和高度受到明显影响；８月２５号氮浓度达到９８％后没有发现谷蠹飞行，检查门四周墙壁上爬谷蠹已经很少，部分锈赤扁谷盗还在活动；８月２６号检查门下方有少量谷蠹、锈扁在活动，检查门周围墙壁上已没有谷蠹；８月３０号发现检查门下方有１头谷蠹在活动，氮浓度为９８．２％。此后，粮情检查门四周没有发现害虫。仓内氮气浓度变化情况见图７。

仓内氮气浓度于８月２５号达到９８％以上，８月３０号补气一次后到９月４号共持续１１ｄ维持在９８％以上，９月２４号开仓放气时仓内氮气浓度仍然在９５％以上。

２．１．２　虫笼内害虫观察记录　通过检查放置于粮情检查出入口或通风口附近的虫笼内害虫的存活情况，分别得出谷蠹在高浓度氮气环境条件下和在空

图５　气调智能控制系统操作界面

１．２．３　氮气浓度检测　仓内氮气浓度检测采用预具体预埋在粮堆内的两个数字式氧气浓度传感器（）测定，两个传感器在粮面下３埋位置见图６０ｃｍ

）。气中的活动情况（见图８

当仓内氮气浓度达到９８％后开始定期观察虫笼内害虫的存活情况，并记录活体数量。图８显示出谷蠹在高浓度氮气环境条件下，害虫活体数量呈

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高大平房仓整仓富氮低氧气调防治储粮害虫研究

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成虫，通过对检查后又放置在培养箱中的虫笼进行观察，均未再次发现害虫活体。空气中虫笼经过３４ｄ的观察仍然有锈赤扁谷盗成虫活体存在，趋势性不明显。

试验仓散气体后，取出预埋在粮堆里的虫笼，均未发现活体成虫；将粮堆虫笼和仓内空间死亡害虫放置在实验室培养箱作进一步培养观察，３０ｄ后均未发现成虫活体。

２．１．３　气调储粮和磷化铝熏蒸费用对比分析　考虑到对比仓（Ｐ２仓）的仓型、粮情、虫情与实验仓基本一致，对Ｐ２号仓用磷化铝进行整仓常规熏蒸。具体费用对比见表１。

表１　气调储粮杀虫与磷化铝熏蒸杀虫经济效益对比

仓　号）粮食数量（ｔ

人工费（元）熏蒸药剂（元）制氮电耗（元）合　计（元））吨粮成本（元／ｔ

试验仓）Ｐ１（３０７７．７５　１５３９　０　４１２６　５５６５　１．８　

Ｐ２３１２４３１２４２３４６０５４７０１．７５

下降趋势，死亡率越来越高，在充氮作业开始后第１４ｄ时虫笼中就没有发现谷蠹活体成虫。后续２０ｄ的观察也没有发现谷蠹活体成虫，通过对检查后又放置在培养箱中的虫笼进行观察，均未再次发现害虫活体。空气中虫笼经过３４ｄ的观察仍然有谷蠹成虫活体存在，且后期生长趋势变化起伏不定，趋势不明显。

通过对虫笼内害虫的观察，分别得出锈赤扁谷盗在高浓度氮气环境条件下和在空气中的活动情况（）

。见图９

，．８元／ｔ　　整仓富氮低氧气调储粮作业成本为１

，整仓富氮低氧气调储熏蒸作业成本为１．７５元／ｔ粮防治储粮害虫的费用和磷化铝熏蒸费用相当。

３　结果与讨论

／根据粮油储藏技术规范ＬＳＴ１２１１－２００８，为　使粮堆中的储粮害虫较为快速地被杀死，通常在富氮低氧处理时应遵循以下要求：平均粮温在２０℃以上；氧浓度控制在２％以下，处理３０ｄ以上。但本次试验中，谷蠹在９８％的条件下１０ｄ即被全部杀死。经初步分析，认为气调储粮除了与氮气浓度和害虫暴露时间有关外，还受到其他一些因素的影响，譬如仓房的气密性、害虫的种类及虫期、环境的温湿度等。一般情况下，在５℃～１０℃以上，储粮害虫的致死时间会随着温度的升高而缩短，因为温度越高，害虫活动能力越强，害虫的呼吸作用也越旺盛，低氧环境对害虫的影响作用也越明显。本次试验中的粮食水分为１１．７％，平均粮温２７．８℃，仓温３５℃，温度较高水分偏低可能是杀虫时间缩短的主要原因。

置于空气中的谷蠹活体数量也有下降趋势，经初步分析，一是虫笼内粮食的水分含量较低，对害虫的生长趋势有一定的影响；二是害虫生存环境变化也会导致部分害虫自然死亡；三是虫笼内害虫个

图９　不同条件下锈赤扁谷盗的生长情况当仓内氮气浓度达到９８％后开始定期观察虫笼内害虫的存活情况，并记录活体数量。图９显示出锈赤扁谷盗在高浓度氮气环境条件下，害虫活体数量呈下降趋势，死亡率越来越高。在充氮作业开始后第８ｄ时虫笼中就没有发现锈赤扁谷盗活体成虫。后续２６ｄ的观察也没有发现锈赤扁谷盗活体

·１２·

粮　食　储　藏　）２０１３（２

体数量较少，选择虫体的过程中可能也有一定的影响。但是，空气中的谷蠹在观察时间段内并未发现成批死亡情况，起到了较好的对照作用。

研究表明，高大平房仓采用整仓富氮低氧气调工艺，维持９８％以上氮气浓度一段时间，粮堆和空间中的谷蠹、锈赤扁谷盗等抗性害虫均能被全部杀死；温度较高的情况下，气调储粮杀虫时间可以明显缩短。同时，高大平房仓整仓富氮低氧储粮工艺具有明显的经济效益、社会效益和环境效益，有利于进一步降低能耗，节约储粮成本；有利于实现智能化储粮，推动仓储科技的发展；有利于进一步降低磷化氢熏蒸比例，减少二次污染，实现绿色储粮，对粮食储存安全甚至是对整个食品产业链的安全起到进一步的促进作用。

参　考　文　献

１　郑理芳．在中央直属库应用充氮气调储粮新技术的探

］）：５讨［Ｊ．粮油仓储科技通讯，２００９（１３～５６２　吴子丹．绿色生态低碳储粮新技术［Ｍ］．北京：中

国科学技术出版社，２０１１

３　白旭光．储藏物害虫与防治［Ｍ］．北京：科学出版

社，２００２

，Ｌ，ＺａｏＹａｎｉＧｕａｎｔａｏｈｏｕＪｉａｅｔｃ．ＴｈｅＩｎｈｉｂｉｔｉｏｎ４　Ｃ　　　　　ｇｇ

ｏｆｌｏｗ　ＯｘｅｎｏｎＦｏｕｒＳｅｃｉｅｓｏｆＳｔｏｒｅｄＧｒａｉｎＥｆｆｅｃｔ　　　　　　　　ｙｇｐＩｎｓｅｃｔＰｅｓｔｓ．８ｔｈＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＣｏｎ　　　　　－ｔｒｏｌｌｅｄＡｔｍｏｓｈｅｒｅａｎｄＦｕｍｉａｔｉｏｎｉｎＳｔｏｒｅｄＰｒｏｄｕｃｔ　　　　　　ｐｇ（）ＣＡＦ２００８

，，Ｌ５　ＣａｏＹａｎＺｈｏｕＪｉａｉＧｕａｎｔａｏｅｔｃ．Ｒｅｓｉｒａｔｉｏｎｏｆ　　　　　ｇｇｐ

）Ｔｒｉｂｏｌｉｕｍ　ｃａｓｔａｎｅｕｍ（Ｈｅｒｂｓｔａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｏｘｅｎｃｏｎ　　　－ｙｇｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄＡｔ　　　　－）ｍｏｓｈｅｒｅａｎｄＦｕｍｉａｔｉｏｎｉｎＳｔｏｒｅｄＰｒｏｄｕｃｔ（ＣＡＦ２００８　　　　　ｐｇ，Ｚ，ｌ，Ｍ，６Ｇｕ　Ｗｅｎｉｏｕ　Ｗｅｉｉｕｏｎａｎｏａｉｌｉａｎ　Ｈ　Ｄｙｇｙｇ

，Ｎ，ＣＣｈｅｎＪｉｂｉｎｉｕａｏＹａｎ．ＥｆｆｅｃｔｏｆＳｅａｌｉｎｕａｎ　　　　　ｇｇｑＴｒｅａｔｍｅｎｔｆｏｒＷａｒｅｈｏｕｓｅａｎｄＧｒａｉｎＳｕｒｆａｃｅｉｎＨｉｈ　　　　　　　ｇＷａｒｅｈｏｕｓｅｏｎＮａｔｕｒａｌＯｘｅｎＲｅｄｕｃｉｎ．８ｔｈＩｎＦｌａｔ　　　　　　－ｙｇｇｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄＡｔｍｏｓｈｅｒｅａｎｄ　　　　　ｐ）ＦｕｍｉａｔｉｏｎｉｎＳｔｏｒｅｄＰｒｏｄｕｃｔ（ＣＡＦ２００８　　　ｇ

］７　舒在习．论仓房气密性对储粮安全的影响［Ｊ．粮食

）：３流通技术，２００１（５３～３４

８　吴子丹．绿色生态低碳储粮新技术［Ｍ］．北京：中

国科学技术出版社，２０１１

Ｍ］．北京：中国财政经济出版９　沈宗海．粮食储藏［

社，１９９８

（）收稿日期：２０１３　０２　２１

ＳＴＵＤＹＯＮＧＲＡＩＮＩＮＳＥＣＴＳＣＯＮＴＲＯＬ　ＷＩＴＨ　ＨＩＧＨＮＩＴＲＯＧＥＮ　　　　　

ＬＯＷ　ＯＸＧＥＮＳＴＯＲＡＧＥＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＬＡＲＧＥＨＯＲＩＺＯＮＴＡＬ　ＷＡＲＥＨＯＵＳＥＡＮＤ　　　　　　

１２２２１

ＤｕＢｉｎｉＧｕｏｌｉａｎＪｉＸｕｅｅｎｈａｎＦｅｉｈａｏｈｅｎＹｉｎｍｉｎ　　Ｌ　　　Ｚ　Ｃ　ｇ　ｇｇｇｇ　

（，）１　ＺｈｅｉａｎＧｒａｉｎＲｅｓｅｒｖｅＭａｎａｅｍｅｎｔＣｏ．Ｌｔｄ．３１０００６　　　ｊｇｇ　

，）（２　ＺｈｅｉａｎＧｒａｉｎＲｅｓｅｒｖｅＱｕｚｈｏｕＤｅｏｔ３２４０００　　　ｊｇｐ　

，Ｈｉｈｎｉｔｒｏｅｎａｎｄｌｏｗｏｘｅｎｔｅｃｈｎｏｌｏｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｒｅｅｎｓｔｏｒａｅｔｅｃｈｎｏｌｏｉｓａｌｓｏｍａｉｎｗａｏｆ　　　　　　　　　　　　　　ｇｇｙｇｇｙｇｇｙｙｇ　　，，ｏｒｅｅｎｒａｉｎａｓｔｉｈｔｎｅｓｓａｎｄｅｃｏｌｏｉｃａｌｓｔｏｒａｅａｎｄｔｈｅｄｅｖｅｌｏｍｅｎｔｄｉｒｅｃｔｉｏｎ．Ｉｎｔｈｅｅｘｅｒｉｍｅｎｔｓｉｓｆ　　　　　　　　　　　ｇｇｇｇｐｐｇｇｓｏｅｘｃｅｌｌｅｎｔｔｈａｔｔｈｅｈｅｅｄｎｏｔｂｅｃｏｖｅｒｅｄｂｆｉｌｍ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈｅｎｉｔｒｏｅｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｒｅａｃｈｔｏ　　　　　　　　　　　　　　　ｙｇ　，９８％ａｎｄｋｅｅｆｏｒａｃｅｒｔａｉｎｅｒｉｏｄｏｆｔｉｍｅＩｔｗａｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｈｉｈｎｉｔｒｏｅｎａｎｄｌｏｗｏｘｅｎｓｔｏｒａｅｔｅｃｈ　　　　　　　　　　　　　　　　－ｐｐｇｇｙｇｇ　，ｈｎｏｌｏｈａｓａｓｏｂｖｉｏｕｓｌｂｅｔｔｅｒｅｆｆｅｃｔｉｎｋｉｌｌｉｎｓＴｈｅＣｒｔｏｌｅｓｔｅｓｅｒｒｕｉｎｅｕｓａｎｄｏｏｄｒａｃｔｉｃａｂｉｌｉｔ　　　　　　　　　ｇｙｙｇｐｙｙｐｆｇ　　

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