粮食储备“四合一”新技术研究开发与集成创新

粮食储备“四合一”新技术研究开发与集成创新
——访中国粮食科技院党委书记吴子丹
文/吴应军
“民以食为天”，粮食是人类社会生存与发展的基本生活资料，是稳定市场、保证国计民生的重要物资。

因此，粮食储备关系到粮食安全问题。

为解决粮食储存及粮食安全难题，国家粮食局科学研究院、河南工业大学、中国储备粮管理总公司、国家粮食储备局成都粮食储藏科学研究所，国贸工程设计院等单位联合启动了“粮食储备‘四合一’新技术研究开发与集成创新”的科研项目，在项目总负责人吴子丹的带领下取得了突破性成果，获得了中国粮油学会特等奖、一等奖等多项荣誉。

启动项目的背景
为了增强国家粮食宏观调控能力，从上世纪90年代初开始，国务院决定建立国家专项粮食储备制度，逐步增加粮食储备。

由于当时仓容不足、仓储设施陈旧、技术和设备落后，粮食储藏期间品质劣变快，结露、发热、虫害、霉变时有发生，中央储备粮中的陈化粮曾达到15%，储粮损失损耗较大。

1998年以来，国家分批建设上千个大型国家储备粮库。

新建储备粮库采用了大仓容，高粮堆方案，单仓容量是过去粮仓的2～10倍，并要求每批粮食有较长储存期。

高大仓型虽然节约土地，但是给粮食的安全长期储存带来很大的风险：高大粮堆的温度、水分分布难以均匀，会产生严重的湿热转移，导致粮食发热变质、结露霉变或生虫；对高大粮堆进行常规熏蒸杀虫处理时，熏蒸杀虫药剂不能充分渗透，存在熏蒸死角，杀虫不彻底；大仓容粮堆积热难散，易导致粮食品质快速劣变，新建储备粮库的仓容大，单仓就可装满千余辆普通卡车，一旦粮食出问题，倒仓处理时间长、损失损耗更严重。

吴子丹告诉《中国科技财富》，面对这些新的情况，传统的储粮技术和经验已经不适用。

发达国家的粮食周转率高，储藏周期短，一般3～6个月。

与我国储备粮储藏时间相对较长的特殊国情区别较大，很少有现成的技术和装备可供我国借鉴应用。

如果我们不能突破现代粮食储备技术的瓶颈，国家的粮食安全就难以实现。

以吴子丹为首的研究组，从“七五”末期到“十五”期间，开展了20余项国家和省部级相关课题研究，经过系统研究储粮基础参数、规律、方法和理论，实施关键技术攻关和集成创新，突破了粮食储备技术的“瓶颈”，最终为国家储备粮的安全储存提供了有力的技术支撑。

以创新为本
针对传统方法和单一技术不能解决高大粮仓储粮中温度、水分、微生物和害虫等多因素影响储备粮品质的问题，吴子丹提出了“四合一”储粮新技术。

这是他最为突出的创新技术，是将智能控制储粮机械通风技术、低剂量磷化氢环流熏蒸技术、智能粮情检测分析技术和高效谷物冷却技术相结合，并将四项技术进行了集成创新和标准化设计，破解了高大粮仓的储粮难题。

智能控制储粮机械通风技术，运用自主研发的粮食通风数学模型和计算机智能分析技术，可以精确预测粮堆的平衡湿度和露点变化，跟踪大气和粮堆的温差、湿差变化以控制通风，防止了粮食结露霉变，并大幅降低了能耗；低剂量磷化氢环流熏蒸技术，开发了均布气流、低线速防爆的环流系统，二氧化碳阻燃、精确定量的仓外气体发生器、以及快速检测、适时补药等技术和设备，突破了抗性治理的难题，用药量只有常规熏蒸的几分之一；智能粮情检测分析技术，针对以往粮情检测技术不能准确区分粮堆正常变化和异常变化，造成漏报警影响储粮安全，或误报警浪费大量处置物力人力等问题，本系统运用自动学习和推理分析技术，建立智能分析模型，进行粮温变化曲线的推理拟合，准确分析和预测粮情变化；高效
谷物冷却技术，项目组通过反复攻关，取得重大突破，开发了智能变频调节、分级制冷、余热控湿等自主技术，冷却效率达到国外名牌产品的1.6倍；“四合一”集成创新，是在四项技术分别突破的基础上，项目组进一步进行了四项技术的集成创新。

储粮理论和方法创新是吴子丹在科研上的贡献之一。

这些理论与方法主要有：储粮通风控制“窗口”理论，针对粮堆湿热转移造成发热劣变的机理研究，建立了不同粮食品种的平衡水分与吸附/解吸绝对平衡湿度、以及温度之间变化规律的数学模型，首次在国际上提出了储粮通风控制“窗口”理论；中国储粮生态系统理论体系，针对我国地域广阔、储粮生态环境复杂的情况，首次提出中国储粮生态系统理论体系；储粮害虫抗药性治理，该项目单位在“储粮害虫磷化氢抗性研究”和“中国、澳大利亚、越南粮食储藏增强磷化氢熏蒸效果研究”两个国际合作项目的研究中，首次建立了PH3抗性害虫的击倒时间与抗性关系的数学模型和快速检测方法，建立了PH3抗性害虫的交互抗性和抗性遗传模型，提出了有效防治抗性害虫的关键对策和参数；低温和准低温储粮新指标体系，根据我国主要大城市的温、湿度变化、年降水量和地理等参数，提出不同区域储粮温、湿度变化对储粮品质和粮食陈化影响规律的数学表达，提出了低温储粮新工艺和经济优化模式，建立了低温和准低温储粮新指标体系。

多年研究终结正果
在吴子丹的带领及全体成员的努力下，“粮食储备‘四合一’新技术研究开发与集成创新”取得了许多成果。

该项目制定了国家标准4项、行业标准7项；获发明专利6项、实用新型专利21项；获中国粮油学会特等奖、一等奖各1项，二等奖2项，省部级奖励7项；出版专著12部、教材3部，国内外发表论文170余篇；有20多个课题项目通过国家及省部级验收鉴定和评审，在我国形成以“四合一”储粮新技术为核心的储粮安全技术保障新体系。

由国家粮食局组织的有两院院士参加的专家组对该项目进行评审，专家认为：“集成创新了粮情检测、机械通风、环流熏蒸和谷物冷却‘四合一’储粮新技术体系，系统解决了我国粮食储备特有的仓型大、粮堆高、储期长的技术难题，使我国储备粮库的技术装备水平实现了向现代化的整体跨越”。

“该项技术具自主知识产权，其集成创新成果的全面转化应用，使得中央储备粮的质量总体达到历史的最好水平，社会和生态效益巨大，显著提升了我国在粮食产后技术领域的国际地位，对确保国家粮食安全意义重大。

该项技术总体达到国际先进水平，部分技术处于国际领先地位。

”
该成果应用面已覆盖全国31个省市区的上千个中央储备粮库和地方储备粮库，推广了采用该技术及标准、拥有我国自主知识产权的新型储粮设备一万多台套。

根据国家粮食局和农科院经济研究所统计，该成果从2003年全面应用以来，中央储备粮中的陈化粮当年就大幅下降、两年之内降到了零，减少了大量的粮食损失损耗，改善了出库粮食的品质，降低了能耗和储粮费用，创造了290多亿元计的经济效益。

该项目先后培训了粮食企业技术骨干和创新型人才一万多人，对我国的粮食储藏科技进步产生了深远的影响。

在国际交流中得到了世界著名粮食专家的高度关注与肯定，显著提升了我国在粮食产后技术领域的国际地位。

大幅降低了化学药剂的使用量，减少了对环境和生态的影响，加快了无公害和绿色储粮技术的普及，提高了食品卫生的基础安全水平，使全国粮食消费者受益。

该项目的研究成功，使储备粮新鲜程度的宜存率指标从70%提升到99%，对确保国家粮食安全意义重大。