天下糧倉
——專訪國家糧食局科學(xué)研究院常務(wù)副院長吳子丹

本刊記者 喬占衛(wèi)

天下糧倉
——專訪國家糧食局科學(xué)研究院常務(wù)副院長吳子丹

本刊記者 喬占衛(wèi)

民以食為天，糧食是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)。在我國幾千年的歷史長河中，因饑荒引發(fā)動亂的例子不勝枚舉。時至今日，隨著以家庭聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制為代表的農(nóng)業(yè)政策的實(shí)施，以及以袁隆平“雜交水稻”育種技術(shù)為代表的農(nóng)科技術(shù)的不斷進(jìn)步，糧食產(chǎn)量得到大幅提升，中國人民也似乎離饑餓越來越遠(yuǎn)了。

然而，中國糧食安全真的高枕無憂了嗎？對于這個問題，國家糧食局科學(xué)研究院常務(wù)副院長吳子丹的回答顯得冷靜且謹(jǐn)慎，“中國人口眾多，糧食安全始終是一個巨大壓力……如果不能突破現(xiàn)代糧食儲備技術(shù)的瓶頸，國家的糧食安全就難以實(shí)現(xiàn)！”

國之大計(jì)：打造天下糧倉

糧食安全到底有多重要？最近的一次糧食危機(jī)足以說明一切。2008年初，糧食危機(jī)震撼全球，世界糧食庫存一度跌破歷史新低，并帶來連鎖反應(yīng)，米價大幅上漲、多國出現(xiàn)糧荒進(jìn)而引發(fā)社會動亂?！笆种袩o糧，心中發(fā)慌”，糧食安全事關(guān)國家的安全和社會的穩(wěn)定。

從新中國成立以來，糧食問題便一直困擾著我國社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。在那個糧食極度匱乏的年代，忍饑挨餓成了廣大人民群眾的“家常便飯”。直到上世紀(jì)70年代后期以來，“饑餓”才逐漸遠(yuǎn)去。家庭聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制試點(diǎn)成功，借著改革的春風(fēng)，在全國推廣；與此同時，由袁隆平等培育出來的“雜交水稻”也開始大面積推廣種植。生產(chǎn)力和生產(chǎn)關(guān)系的革新，讓我國糧食生產(chǎn)的潛力得到了空前釋放。1984年，我國糧食總產(chǎn)量突破8000億斤大關(guān)，當(dāng)時所保持的人均800斤的記錄，至今還未曾被打破。

就在糧食產(chǎn)量不斷提高的同時，糧食倉儲方面存在的諸多問題也開始不斷暴露出來。倉容不足、倉儲設(shè)施陳舊、技術(shù)和設(shè)備落后等眾多問題，導(dǎo)致糧食儲藏期間品質(zhì)劣變快，結(jié)露、發(fā)熱、蟲害、霉變時有發(fā)生，中央儲備糧中的陳化糧比例甚至曾一度高達(dá)15%！

此外，說到我國的糧食安全問題，就不能不提中國的特殊國情。中國是世界第一人口大國，假設(shè)13億國民每人每天消耗1斤糧食，全國一天就要消耗掉13億斤糧食。因此一旦遇到欠收、自然災(zāi)害等問題，我國糧食需求的壓力將瞬間劇增，如果沒有足夠的儲備糧食，整個國家乃至世界的安全穩(wěn)定，都將面臨巨大威脅。這便決定了我國糧倉必須具有儲量大、儲期長等特點(diǎn)。

為了增強(qiáng)國家糧食宏觀調(diào)控能力，從上世紀(jì)90年代初開始，國務(wù)院決定建立國家專項(xiàng)糧食儲備制度，逐步增加糧食儲備。1998年以來，國家分批建設(shè)上千個大型國家儲備糧庫。新建儲備糧庫采用了大倉容，高糧堆方案，單倉容量是過去糧倉的2至10倍，并要求每批糧食有較長儲存期。高大倉型雖然節(jié)約土地，但是這種高大的倉型也給糧食的安全長期儲存帶來很大的風(fēng)險。

在吳子丹看來，糧食同樣是有生命的，需要細(xì)心地呵護(hù)?！凹Z食是高能量的有機(jī)體，會呼吸、能發(fā)熱。高大糧堆的溫度、水分分布難以均勻，會產(chǎn)生嚴(yán)重的濕熱轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致糧食發(fā)熱變質(zhì)、結(jié)露霉變或生蟲；對高大糧堆進(jìn)行常規(guī)熏蒸殺蟲處理時，熏蒸殺蟲藥劑不能充分滲透，存在熏蒸死角，殺蟲不徹底。而加大用藥劑量，不僅會導(dǎo)致害蟲抗性增強(qiáng)，而且藥劑殘留也會增加，對食品安全十分不利；大倉容糧堆積熱難散，易導(dǎo)致糧食品質(zhì)快速劣變，新建儲備糧庫的倉容大，單倉就可裝滿千余輛普通卡車，一旦糧食出問題，倒倉處理時間長、損失損耗更嚴(yán)重……”

新型糧倉即將建立起來，與之配套的新型糧食倉儲技術(shù)卻尚未形成，而傳統(tǒng)的儲糧技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)早已無法適應(yīng)新糧倉的需求。發(fā)達(dá)國家的糧食周轉(zhuǎn)率高，儲藏周期短，一般只需3到6個月，與我國儲備糧儲藏時間相對較長的特殊國情相比，所需的倉儲技術(shù)亦有天壤之別?？偠灾?，很少有現(xiàn)成的技術(shù)和裝備可供我國借鑒應(yīng)用。

為了保障國家糧食安全，突破這一技術(shù)難題，吳子丹所在的項(xiàng)目單位從“七五”末期到“十五”期間，持續(xù)開展了20余項(xiàng)國家和省部級相關(guān)課題研究，經(jīng)過系統(tǒng)研究儲糧基礎(chǔ)參數(shù)、規(guī)律、方法和理論，實(shí)施關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和集成創(chuàng)新，突破了糧食儲備技術(shù)這一“瓶頸”，最終為國家儲備糧的安全儲存提供了有力的技術(shù)支撐。

為糧食安全穿上“防彈衣”

生產(chǎn)是糧食安全的基礎(chǔ)，儲備是糧食安全的保證。如果說袁隆平的雜交水稻技術(shù)是從生產(chǎn)領(lǐng)域著手，為糧食安全奠定了重要基礎(chǔ)，那么，吳子丹、卞科、徐永安等組成的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，則是以糧食儲備技術(shù)為突破口，研究開發(fā)出新型的儲糧技術(shù)，恰似替糧食安全穿上了一件“防彈衣”。

針對防治有害生物、保持儲糧品質(zhì)、降低損耗等糧食儲備的基本問題，和我國倉容大、糧堆高、儲期長的特有情況，以及綠色、節(jié)能、環(huán)保等新要求，吳子丹所在的項(xiàng)目單位經(jīng)過綜合調(diào)研和多方論證，提出了“綜合治理，實(shí)施以糧食儲備‘四合一’新技術(shù)為核心的集成創(chuàng)新”的總體思路?？傮w思路確定以后，項(xiàng)目單位采取分兵出擊、各個擊破的戰(zhàn)略，分別在糧食儲備技術(shù)、糧食儲備理論和方法、儲備糧物流配套技術(shù)、無公害儲糧技術(shù)拓展等幾大領(lǐng)域展開了一系列創(chuàng)新行動。

“四合一”糧儲技術(shù)：突破瓶頸

在糧食儲備技術(shù)方面，傳統(tǒng)方法和單一技術(shù)無法解決高大糧倉儲糧中溫度、水分、微生物和害蟲等多因素影響儲備糧品質(zhì)的問題。為此，項(xiàng)目單位先后研發(fā)了智能控制儲糧機(jī)械通風(fēng)技術(shù)、低劑量磷化氫環(huán)流熏蒸技術(shù)、智能糧情檢測分析技術(shù)和高效谷物冷卻技術(shù)，并將四項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行了集成創(chuàng)新和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，一舉破解了高大糧倉的儲糧難題。

他們研究出來的智能控制儲糧機(jī)械通風(fēng)技術(shù)，運(yùn)用自主研發(fā)的糧食通風(fēng)數(shù)學(xué)模型和計(jì)算機(jī)智能分析技術(shù)，可以精確預(yù)測糧堆的平衡濕度和露點(diǎn)變化，跟蹤大氣和糧堆的溫差、濕差變化以控制通風(fēng)，防止了糧食結(jié)露霉變，并大幅降低了能耗。

在低劑量磷化氫環(huán)流熏蒸技術(shù)中，他們開發(fā)出了均布?xì)饬?、低線速防爆的環(huán)流系統(tǒng)。其中，二氧化碳阻燃、精確定量的倉外氣體發(fā)生器、以及快速檢測、適時補(bǔ)藥等技術(shù)和設(shè)備，更是突破了抗性治理的難題，用藥量只有常規(guī)熏蒸的幾分之一。在這一技術(shù)基礎(chǔ)上，他們項(xiàng)目單位還制訂了糧食倉庫磷化氫環(huán)流熏蒸裝備的國家標(biāo)準(zhǔn)。

智能糧情檢測分析技術(shù)的創(chuàng)新則好比為倉庫安裝了“大腦”。針對以往糧情檢測技術(shù)不能準(zhǔn)確區(qū)分糧堆正常變化和異常變化，造成漏報警影響儲糧安全，或誤報警浪費(fèi)大量處置物力人力等問題，項(xiàng)目單位運(yùn)用自動學(xué)習(xí)和推理分析技術(shù)，建立智能分析模型，進(jìn)行糧溫變化曲線的推理擬合，可準(zhǔn)確分析和預(yù)測糧情變化。該技術(shù)創(chuàng)新解決了基層儲備糧庫缺乏高級專業(yè)分析人員、大量糧情數(shù)據(jù)不能及時分析的難題。該技術(shù)克服了以往檢測系統(tǒng)不耐熏蒸腐蝕、不抗雷擊、可靠性差、損壞率高等技術(shù)難題，為儲糧安全提供了利器，并成為制訂《糧情測控系統(tǒng)》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)。

機(jī)械制冷低溫儲糧需要精確地在線控制冷風(fēng)溫度和濕度，不穩(wěn)定的溫濕度易造成儲糧在降溫中吸潮、結(jié)露、變質(zhì)等。長期以來，只有少數(shù)境外企業(yè)掌握著這種技術(shù)，因此，進(jìn)口谷物冷卻機(jī)價格高、能耗較大，難以推廣。為了不在這一技術(shù)上受制于人，項(xiàng)目單位通過反復(fù)攻關(guān)，開發(fā)出了智能變頻調(diào)節(jié)、分級制冷、余熱控濕等自主技術(shù)，冷卻效率達(dá)到國外名牌產(chǎn)品的1.6倍，價格卻只需國外進(jìn)口機(jī)型的一半。由于物美價廉，谷物冷卻低溫儲糧技術(shù)被大批儲備糧庫采用。相關(guān)技術(shù)指標(biāo)已納入了國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在以上四項(xiàng)技術(shù)分別取得重大突破的基礎(chǔ)上，項(xiàng)目單位又進(jìn)一步開展了四項(xiàng)技術(shù)的集成創(chuàng)新。新形成的“四合一”新技術(shù)、新工藝，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)與環(huán)流熏蒸系統(tǒng)的網(wǎng)路共用，糧情測控分析系統(tǒng)與機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享、設(shè)備聯(lián)動，谷物冷卻系統(tǒng)與機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)的冷量匹配、作用互補(bǔ)。系統(tǒng)集成實(shí)現(xiàn)功能優(yōu)化和標(biāo)準(zhǔn)化，提高了技術(shù)和設(shè)備的整體效能，基于這一集成技術(shù)創(chuàng)新，項(xiàng)目單位還制定和修訂了7項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，極大地規(guī)范了工藝流程，提高了成套設(shè)備的性價比。

理論與配套技術(shù)：多點(diǎn)開花

技術(shù)創(chuàng)新和理論創(chuàng)新總是相輔相成、密不可分的，在研究“四合一”新技術(shù)的同時，項(xiàng)目單位也不斷取得儲糧理論和方法的突破。他們通過糧堆濕熱轉(zhuǎn)移造成發(fā)熱劣變的機(jī)理研究，建立了不同糧食品種的平衡水分與吸附/解吸絕對平衡濕度、以及溫度之間變化規(guī)律的數(shù)學(xué)模型，首次在國際上提出了儲糧通風(fēng)控制“窗口”理論，論證了糧堆和大氣的溫濕度“窗口”條件在通風(fēng)過程中的漂移規(guī)律，對預(yù)防結(jié)露和提高通風(fēng)效率起到關(guān)鍵作用。

他們還首次提出了中國儲糧生態(tài)系統(tǒng)理論體系，論證了我國不同的地理、氣候、糧食品種和儲藏特點(diǎn)、害蟲分布、以及各種生態(tài)因子相互影響的規(guī)律，提出我國七個儲糧生態(tài)區(qū)域，及其安全儲糧技術(shù)對策，倉型和儲糧裝備的合理選擇與配置原則、以及評價指標(biāo)體系。

在儲糧害蟲抗藥性治理方法方面，他們首次建立了PH3抗性害蟲的擊倒時間與抗性關(guān)系的數(shù)學(xué)模型和快速檢測方法，建立了PH3抗性害蟲的交互抗性和抗性遺傳模型，提出了有效防治抗性害蟲的關(guān)鍵對策和參數(shù)。制訂了《磷化氫環(huán)流熏蒸技術(shù)規(guī)程》和《儲糧化學(xué)藥劑管理和使用規(guī)范》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)我國主要大城市的溫、濕度變化、年降水量和地理等參數(shù)，項(xiàng)目單位提出了不同區(qū)域儲糧溫、濕度變化對儲糧品質(zhì)和糧食陳化影響規(guī)律的數(shù)學(xué)表達(dá)；提出了低溫儲糧新工藝和經(jīng)濟(jì)優(yōu)化模式；建立了低溫和準(zhǔn)低溫儲糧新指標(biāo)體系。

為了解決糧食在物流運(yùn)輸方面缺乏相關(guān)配套技術(shù)的問題，吳子丹所在的項(xiàng)目單位研發(fā)出了“多用途散糧汽車”，首創(chuàng)的具有專用性與通用性相結(jié)合的車廂，卸車效率比傳統(tǒng)包裝提高1倍以上，將散糧汽車經(jīng)濟(jì)運(yùn)行半徑提高1.5倍，有效解決了散糧長途運(yùn)輸返空效益差的難題。

針對我國東北超高水分玉米一次性烘干有損玉米質(zhì)量，二次烘干能耗高、破碎多的難題，項(xiàng)目單位研究出“多段變溫干燥-緩蘇新工藝”，實(shí)現(xiàn)大型烘干機(jī)在保質(zhì)前提下一次烘干、大幅降水到安全標(biāo)準(zhǔn)，降低了能耗和破碎率。

為減少糧食中化學(xué)藥劑使用，項(xiàng)目單位建立了CO2與蟲霉控制和儲糧品質(zhì)控制的關(guān)系模型，開發(fā)了CO2氣調(diào)新工藝，研發(fā)了整倉氣密新技術(shù)。他們首創(chuàng)了CO2氣調(diào)儲糧濃度自動監(jiān)控與供配氣技術(shù)和糧倉CO2濃度快速檢測裝置，首次建造了我國單倉容量5000噸的現(xiàn)代化CO2氣調(diào)糧倉。該技術(shù)已在在五個省21萬噸糧庫成功示范推廣，第一次大面積實(shí)現(xiàn)了不使用化學(xué)藥劑的無公害儲糧。

天下糧倉，福祉昌延

項(xiàng)目的實(shí)施過程得到了國家糧食局的高度重視。國家糧食局專門組織了30多位專家對這項(xiàng)技術(shù)的成果進(jìn)行了為期一年的60多項(xiàng)生產(chǎn)性驗(yàn)證?，F(xiàn)在，這項(xiàng)成果已經(jīng)廣泛推廣應(yīng)用。一萬多臺套采用該技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)、擁有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的新型儲糧設(shè)備已經(jīng)應(yīng)用到全國31個省市區(qū)6000多萬噸倉容的中央儲備糧庫和地方儲備糧庫。在“四合一”技術(shù)的應(yīng)用分布圖上，1000多個采用了這種新型儲糧設(shè)備的糧庫變成一個個小紅點(diǎn)，密密麻麻地分布在中國的版圖上。

吳子丹等人取得的這一項(xiàng)目成果，目前已創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)國家糧食局和農(nóng)科院經(jīng)濟(jì)研究所統(tǒng)計(jì)，該成果從2003年全面應(yīng)用以來，中央儲備糧中的陳化糧比例當(dāng)年就出現(xiàn)大幅下降，兩年之內(nèi)降基本消滅了陳化糧，大大地減少了糧食損耗，改善了出庫糧食的品質(zhì)，降低了能耗和儲糧費(fèi)用，創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益高達(dá)290多億元。

除了經(jīng)濟(jì)效益之外，該成果所取得的社會和生態(tài)效益同樣令人欣喜。吳子丹項(xiàng)目單位研發(fā)的這一系列技術(shù)成果，使化學(xué)藥劑的使用量大幅降低，減少了對環(huán)境和生態(tài)的影響，加快了無公害和綠色儲糧技術(shù)的普及，提高了食品衛(wèi)生的基礎(chǔ)安全水平，使全國的糧食消費(fèi)者從中受益。

2009年國務(wù)院組織的全國糧食清倉查庫結(jié)果表明：體現(xiàn)儲備糧新鮮程度的宜存率指標(biāo)從70%提升到99%。再次證明采用本技術(shù)成果后，中央儲備糧的總體質(zhì)量達(dá)到歷史的最好水平，對確保國家糧食安全意義重大。

為了使這些技術(shù)得到更好的應(yīng)用，項(xiàng)目單位先后培訓(xùn)了糧食企業(yè)技術(shù)骨干和創(chuàng)新型人才一萬多人，對我國的糧食儲藏科技進(jìn)步產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。在國際交流中得到了世界著名糧食專家的高度關(guān)注與肯定，顯著提升了我國在糧食產(chǎn)后技術(shù)領(lǐng)域的國際地位。

國家糧食局組織的有兩院院士參加的專家組對本項(xiàng)目評審意見認(rèn)為：“（該項(xiàng)目）集成創(chuàng)新了糧情檢測、機(jī)械通風(fēng)、環(huán)流熏蒸和谷物冷卻‘四合一’儲糧新技術(shù)體系，系統(tǒng)解決了我國糧食儲備特有的倉型大、糧堆高、儲期長的技術(shù)難題，使我國儲備糧庫的技術(shù)裝備水平實(shí)現(xiàn)了向現(xiàn)代化的整體跨越”；“該項(xiàng)技術(shù)具自主知識產(chǎn)權(quán)，其集成創(chuàng)新成果的全面轉(zhuǎn)化應(yīng)用，使得中央儲備糧的質(zhì)量總體達(dá)到歷史的最好水平，社會和生態(tài)效益巨大，顯著提升了我國在糧食產(chǎn)后技術(shù)領(lǐng)域的國際地位，對確保國家糧食安全意義重大。綜上所述，該項(xiàng)技術(shù)總體達(dá)到國際先進(jìn)水平，部分技術(shù)處于國際領(lǐng)先地位?！边@項(xiàng)成果最終獲得2010年國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎一等獎。

這些光輝成果，是項(xiàng)目單位集體汗水和智慧的結(jié)晶?！皩幜髑У魏?，不壞一粒糧”，這是整個團(tuán)隊(duì)成員埋頭奮斗的動力和目標(biāo)。身為項(xiàng)目總負(fù)責(zé)人的吳子丹，主持了整個項(xiàng)目的策劃和組織實(shí)施，也見證并參與了國家在短短幾年間建成現(xiàn)代化糧庫的恢弘進(jìn)程。

“鞋合適了，腳就沒感覺”，糧食安全的最大目標(biāo)，就是要盡可能地讓國民避免糧食問題帶來的不適感和危機(jī)感?！艾F(xiàn)在我們還有很多工作要做，包括節(jié)能減排、低碳等。未來幾年，希望有更多的新技術(shù)提供給老百姓，”談及已取得的成果，吳子丹輕描淡寫、一語帶過，而對未來，卻始終滿懷憧憬。