中國稻谷儲藏技術(shù)及裝備的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

王若蘭 宋永令 付鵬程

（1河南工業(yè)大學(xué)糧油食品學(xué)院，鄭州450001；2中國儲備糧管理集團(tuán)有限公司成都儲藏研究院有限公司，成都610000；第一作者：wangruol@163.com）

我國水稻種植歷史悠久，遺傳資源也很豐富。據(jù)記載，中國水稻的栽培歷史已經(jīng)超過1.4 萬年，是已知的世界栽培稻起源地[1]。稻谷是沒有經(jīng)過脫殼的子實，稻谷脫殼后加工成的大米，是中國老百姓最主要的主食之一。我國勞動人民對稻谷的儲藏歷來十分重視，也有著豐富的經(jīng)驗。南北朝時期賈思勰所著的《齊民要術(shù)》和清嘉慶時期吳邦慶所著的《澤農(nóng)要錄》中，都有關(guān)于稻谷儲藏經(jīng)驗的記載。新中國成立以來，特別是改革開放后，我國經(jīng)濟(jì)得到快速發(fā)展，相繼開發(fā)出一系列先進(jìn)、適用的糧食儲藏技術(shù)和專用設(shè)備，我國稻谷儲藏水平大幅提升。

1 水稻的生產(chǎn)

我國水稻播種面積和總產(chǎn)量都很大，主要產(chǎn)區(qū)是在長江和珠江流域，但黃河流域、東北、內(nèi)蒙、新疆等地也有栽培，分布較廣[2]。其中，南方以秈稻為主，北方以粳稻為主。我國水稻消費能力也很強(qiáng)。2011 年以來至今，我國水稻種植面積一直保持在3 000 萬hm2以上，每年總產(chǎn)量基本維持在2 億t 左右，占世界稻谷總產(chǎn)量的30%[3]。最近幾年，國家大力鼓勵支持南方地區(qū)恢復(fù)雙季稻生產(chǎn)，水稻面積實現(xiàn)恢復(fù)增長，稻谷總產(chǎn)略增[4]。2020 年，我國稻谷總產(chǎn)量達(dá) 21 186.0 萬 t。比 2019 年增產(chǎn) 225.0 萬 t。

2 稻谷的儲藏

稻谷收獲以后，一部分用于當(dāng)年的加工或直接供給消費者，一部分儲藏、輪換，保障稻谷的持續(xù)供應(yīng)。稻谷的儲藏時間取決于儲藏環(huán)境條件和品種，有些可存儲幾年，也有的僅可儲藏幾個月。稻谷在儲存過程中容易出現(xiàn)品質(zhì)劣變[5]。我國稻谷的儲藏包括兩種方式，一種是農(nóng)村儲糧，一種是國家儲備庫儲糧。

2.1 稻谷儲藏技術(shù)裝備的發(fā)展

長久以來稻谷干燥一直采用人工翻倒晾曬，1949—1965 年在部分地區(qū)塔式烘干機(jī)逐步代替人工晾曬這種干燥方式。1965—1985 年，稻谷的干燥研究越來越受到重視，一些供風(fēng)裝置和新的烘干機(jī)型相繼出現(xiàn)，如雙墊式滾筒稻谷烘干機(jī)、稻殼煤氣爐、流化斜槽噴動床等。1985—1998 年國外的一些新機(jī)型開始在我國推廣使用，如新型混流式糧食烘干機(jī)。1998 年以后，開始開展稻谷的就倉干燥，經(jīng)過20 多年的努力，就倉干燥體系逐步得到完善。

20 世紀(jì)50 年代至60 年代，平房倉中稻谷出入倉的設(shè)備主要是移動式皮帶機(jī)，20 世紀(jì)70 年代以后逐步出現(xiàn)了扒谷機(jī)、堆垛機(jī)及打包機(jī)等一些比較實用高效的設(shè)備。20 世紀(jì)80 年代，移動式吸糧機(jī)開始用于散糧的出倉。20 世紀(jì)70 年代末配備有專用的進(jìn)出倉、倒倉、清理、稱重等機(jī)械化技術(shù)設(shè)備完善的立筒倉開始在我國建造和應(yīng)用。20 世紀(jì)80 年代末與立筒倉機(jī)械化程度相當(dāng)?shù)臏\圓倉也成為我國一種新的儲備倉型。此外，隨著糧倉朝著高大方向的發(fā)展，糧層越來越高，糧食的深層扦樣面臨著挑戰(zhàn)，20 世紀(jì)70 年代末出現(xiàn)了負(fù)壓式糧食扦樣器，它可以完成20 m 深度的糧食扦樣，從而解決了糧食深層扦樣的難題[6]。20 世紀(jì)80 年代末至今，在國家儲備庫配備了先進(jìn)的“四合一”技術(shù)裝備，并逐步完善和提升，這大幅度減輕了糧食保管員的工作強(qiáng)度[7]。至20 世紀(jì)90 年代末，我國大部分糧庫基本上都實現(xiàn)了機(jī)械化作業(yè)。

2.2 稻谷儲藏技術(shù)的發(fā)展

2.2.1 農(nóng)村稻谷儲藏

農(nóng)村儲糧一方面儲藏設(shè)施簡陋，多采用木制倉、鐵皮倉、磚砌倉儲糧，或者直接采用化肥袋、麻袋、布袋、瓦缸儲糧，甚至隨便堆在房間或露天的地上，蟲、霉、鼠嚴(yán)重發(fā)生；另一方面儲藏技術(shù)落后陳舊，農(nóng)民沒有糧食測溫、查蟲設(shè)備，檢查糧食全憑眼看、鼻聞、牙咬、手摸等感官方法[8]。由于這兩方面的原因，導(dǎo)致稻谷的損失率較高，陳化明顯。據(jù)統(tǒng)計，我國大約60%以上的糧食屬于農(nóng)村存儲，產(chǎn)后儲糧損失一般在8%～10%[9]。2004年以來，由成都糧食儲藏科研所、河南工業(yè)大學(xué)等5 個科研單位針對東北平原玉米、華北平原小麥和長江中下游平原稻谷的農(nóng)戶儲糧開展了裝具、技術(shù)、方法、藥劑、培訓(xùn)和服務(wù)體系“六位一體”的課題研究，研究成果提高了農(nóng)民的安全儲糧意識，提升了農(nóng)民的儲糧技術(shù)，開發(fā)了新的儲糧裝具和配套儲藏技術(shù)工藝，推廣了農(nóng)戶糧倉1 000 多萬套，使農(nóng)民儲糧損失大大降低。目前，我國農(nóng)村稻谷儲藏的主要方式有利用樓梯空間的梯下倉, 利用專門房間裝糧的房間倉、鐵皮倉和PVC氣密倉等[10]。

2.2.2 國家儲備庫稻谷儲藏

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國國家儲備庫稻谷儲藏技術(shù)正在發(fā)生深刻變革，逐步走上“綠色儲糧”“生態(tài)儲糧”之路[11]。目前用于稻谷的儲藏方式主要有常規(guī)儲藏、控溫儲藏、氣調(diào)儲藏和（準(zhǔn)）低溫儲藏。雖然目前稻谷儲藏仍然以常規(guī)儲藏和控溫儲藏為主，但氣調(diào)儲藏和準(zhǔn)低溫儲藏已經(jīng)得到長足發(fā)展，并且得到高度關(guān)注[12]。在《國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃戰(zhàn)略研究—農(nóng)業(yè)拓展戰(zhàn)略研究》中提出了“糧食綠色一條龍”戰(zhàn)略和“農(nóng)產(chǎn)品綠色儲運戰(zhàn)略”[13]。

在20 世紀(jì)70 年代之前，稻谷儲藏主要應(yīng)用常規(guī)儲藏和化學(xué)殺蟲技術(shù)。當(dāng)夏季來臨，隨著氣溫升高，稻谷和大米逐漸出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象，一般采取單管通風(fēng)處理發(fā)熱稻谷，大米發(fā)熱則采取拆垛降高、倒垛站包等措施降低糧溫。發(fā)生蟲害時，多采用化學(xué)藥劑熏蒸治理，由于當(dāng)時倉房氣密性較差和反復(fù)進(jìn)行化學(xué)藥劑熏蒸所引起害蟲抗藥性的增加，殺蟲效果越來越不理想。20 世紀(jì)80 年代之后稻谷和大米儲藏逐漸采取低溫儲藏、氣調(diào)儲藏、儲糧害蟲綜合治理等技術(shù)，真正實現(xiàn)了科學(xué)儲糧。

2.2.2.1 稻谷的低溫儲藏技術(shù) 稻谷陳化快、品質(zhì)變化明顯、耐儲性差，儲藏的難度較大。低溫儲藏技術(shù)是稻谷、大米等耐藏性差糧種最適宜的儲藏技術(shù)。所謂低溫儲藏是借助一定的制冷設(shè)備或者直接利用自然低溫的物質(zhì)降低和控制糧食溫度的一種儲糧技術(shù)，同時對低溫儲糧的倉房要求具備較好的隔熱性能、防潮性能，保證糧食在低溫儲藏期間溫度一直維持在低溫（15℃）或準(zhǔn)低溫（20℃）狀態(tài)。20 世紀(jì)50 年代末，我國開始了對低溫儲糧進(jìn)行基礎(chǔ)的理論研究，此時主要借助于機(jī)械通風(fēng)和自然通風(fēng)降低糧溫，之后密閉儲藏；70 年代末，基于機(jī)械制冷的低溫儲藏技術(shù)逐漸發(fā)展起來，并在上海、廣州、杭州、長沙、鄭州等大中城市建造了第一批機(jī)械制冷低溫糧倉，主要用于解決大米度夏品質(zhì)劣變問題[14]。應(yīng)用表明，低溫儲藏對保證大米品質(zhì)的效果非常理想。但是，由于費用過高并未大面積推廣使用。20世紀(jì)90 年代以后，我國開始普遍使用空調(diào)機(jī)控溫，實現(xiàn)大米和稻谷儲藏安全過夏，尤其在高溫高濕的南方地區(qū)，如浙江、江蘇、廣東等地[15]，許多地方開始大規(guī)模使用空調(diào)低溫儲糧技術(shù)。1998 年以后，我國一些新建的國家儲備庫開始配置谷物冷卻機(jī)，倉房結(jié)構(gòu)也進(jìn)行了配套隔熱改造，稻谷保管基本達(dá)到準(zhǔn)低溫儲藏，低溫儲糧進(jìn)入了全新的時代。糧食倉儲企業(yè)綜合考慮空調(diào)和谷冷機(jī)的特點，揚長避短，交替采用谷物冷和空調(diào)控溫儲糧技術(shù)，實現(xiàn)偏高水分稻谷的安全儲藏及大米的保質(zhì)保鮮。21 世紀(jì)之后，根據(jù)高大平房倉、淺圓倉在高溫季節(jié)糧堆的“冷心熱皮”現(xiàn)象，在三北地區(qū)開展了內(nèi)環(huán)流控溫技術(shù)的應(yīng)用，采用“冬季機(jī)械通風(fēng)蓄冷”和“夏季內(nèi)環(huán)流控制熱皮溫度”，有效控制了稻谷品質(zhì)的變化，節(jié)能環(huán)保[16]。近幾年各地糧食倉儲企業(yè)還充分利用光伏發(fā)電技術(shù)、淺層地能等新能源和光伏發(fā)電補(bǔ)貼、階梯電價等政策，實現(xiàn)了節(jié)能降耗，符合綠色儲糧發(fā)展思路[17-18]。

幾十年的稻谷儲藏經(jīng)驗證明，低溫儲藏是稻谷保質(zhì)保鮮的最有效技術(shù)。目前，稻谷的低溫儲藏已形成了完善的技術(shù)體系，包括春季壓蓋、隔熱保冷，夏季通風(fēng)排積熱、內(nèi)環(huán)流及制冷設(shè)備補(bǔ)冷，秋季均溫通風(fēng)防結(jié)露，冬季利用自然低溫環(huán)境，自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)降溫降濕。于此同時，科技項目研發(fā)的倉房隔熱、氣密技術(shù)和新材料，使倉房的隔熱、氣密性顯著提高[19]。

稻谷低溫儲藏技術(shù)體系中的冷源主要有3 個來源。一是利用外界環(huán)境中的自然低溫，這主要取決于所處區(qū)域和季節(jié)。二是采用淺層地能，淺層地能通常是指地下的低溫水，可以使稻谷的溫度常年保持18℃左右，低溫水可以循環(huán)利用，屬于可再生資源，利用這種冷源儲藏稻谷可以實現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)。作為一種新型綠色生態(tài)儲糧技術(shù)，淺層地能已經(jīng)在我國多個糧庫中推廣使用[20]。三是采用機(jī)械制冷，主要借助于空調(diào)或者谷冷機(jī)等制冷設(shè)備對糧食進(jìn)行降溫，實現(xiàn)糧食的安全儲藏[21]。目前，應(yīng)用最普遍的是空調(diào)制冷方式，特別是南方地區(qū)，空調(diào)制冷和谷冷機(jī)制冷低溫技術(shù)普遍用于稻谷的儲藏。

2.2.2.2 稻谷的氣調(diào)儲藏技術(shù) 氣調(diào)儲藏是在氣密儲藏的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。氣密儲藏糧食歷史悠久，而現(xiàn)代的氣調(diào)儲藏技術(shù)是在20 世紀(jì)60 年代末和70 年代初才有了較大的發(fā)展[22]。在20 世紀(jì)70 年代，證實了“自然缺氧”和低藥劑相結(jié)合是一種有效的殺蟲方法；20 世紀(jì)80 年代以來，進(jìn)一步證實了氣調(diào)對磷化氫殺蟲的增效作用，應(yīng)用技術(shù)得到提升，相繼出現(xiàn)二氧化碳?xì)庹{(diào)和氮氣氣調(diào)。

在“六五”和“七五”國家科技攻關(guān)課題中對氣調(diào)儲糧技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的實驗研究和實倉應(yīng)用。此時的氣調(diào)儲糧均采用“密糧不密倉”的膜下氣調(diào)方式，氣調(diào)的主要途徑有：自然密閉降氧、微生物降氧、充氮充二氧化碳、分子篩富氮、脫氧劑等。由于氣調(diào)儲藏存在對糧食品質(zhì)保鮮作用欠佳，特別是高水分糧品質(zhì)變化更明顯、密封糧堆工作量大、氣密性難以保證等問題，所以之后稻谷儲藏應(yīng)用氣調(diào)技術(shù)越來越少。直至“十五”期間先后在四川綿陽、上海、江蘇南京、安徽六安、江西九江等地建造了我國第一批大型二氧化碳?xì)庹{(diào)儲糧倉，整倉充二氧化碳，總倉容量達(dá)到21.5 萬t，使我國二氧化碳?xì)庹{(diào)儲糧技術(shù)達(dá)到了國際水平。同時也發(fā)現(xiàn)這種氣調(diào)模式存在倉房氣密性改造成本昂貴、二氧化碳?xì)庠床荒鼙ＷC等缺陷，難以大量推廣應(yīng)用。因此，從2006年開始，對氮氣氣調(diào)儲糧技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)研究和應(yīng)用示范，特別是2008 年后逐步進(jìn)行規(guī)?；茝V，初步形成了以氮氣氣調(diào)為主的氣調(diào)儲糧技術(shù)體系，極大促進(jìn)了我國綠色儲糧水平的提高。目前，我國的氣調(diào)儲糧技術(shù)在國際上，特別是亞太地區(qū)屬技術(shù)領(lǐng)先。稻谷在儲藏期間由于自身的生理特性，特別容易發(fā)霉生蟲，尤其在南方地區(qū)，高溫高濕的環(huán)境條件還容易使稻谷發(fā)芽生蟲。氣調(diào)儲藏技術(shù)可以最大限度減少化學(xué)殺蟲劑對倉儲保管人員的危害，使環(huán)境和糧食本身免受化學(xué)藥劑的污染，同時具有較好的殺蟲抑霉效果和延緩稻谷陳化速度作用[23]。氣調(diào)儲糧必將成為今后稻谷殺蟲抑霉的一種主要綠色技術(shù)。

3 稻谷儲藏流通過程中面臨的主要問題

3.1 稻谷儲藏過程中主要害蟲治理難度依然較大

因化學(xué)防治成本低、效果好，而且應(yīng)用方便靈活，所以儲藏稻谷的害蟲防治對磷化氫的依賴性依然很強(qiáng)。但是，隨著儲糧害蟲對磷化氫耐藥抗藥性的增強(qiáng)，要不斷提高磷化氫的濃度才能夠?qū)崿F(xiàn)有效熏蒸[24]。目前雖然也有一些新的化學(xué)藥劑用于儲糧害蟲防治，如甲基嘧啶磷、惰性粉、烯蟲酯等，但是均無法達(dá)到理想的殺蟲效果[25]。另外，在潮濕地區(qū)稻谷中書虱的防治難度也相當(dāng)高[26]。所以，稻谷儲藏中害蟲的治理及抗藥性問題是急需破解的難題。

3.2 稻谷水分含量出現(xiàn)“高進(jìn)低出”的現(xiàn)象

近年來，我國勞動力向城市轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致農(nóng)村勞動力成本增加，同時規(guī)模化農(nóng)戶開始不斷涌現(xiàn)，糧食的采收也基本實現(xiàn)了機(jī)械化收割。受這些因素的影響，農(nóng)民收購糧食以后直接進(jìn)行售賣，省略了曬干和清理環(huán)節(jié)，導(dǎo)致在收儲環(huán)節(jié)稻谷水分和雜質(zhì)含量都很高，這種狀況在南方稻區(qū)尤其明顯。高水分稻谷在入倉和儲藏初期階段，對儲藏技術(shù)的要求很高，管理費用也比較高。同時在稻谷的長期儲藏過程中，如果倉內(nèi)空氣的相對濕度過低或通風(fēng)技術(shù)操作管理不合理，會導(dǎo)致糧食的含水量損失，不僅造成倉儲企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失，同時也會影響稻谷的加工品質(zhì)，如稻谷的水分含量低于加工的合理水分，將會顯著增加加工大米的爆腰率和破碎率，降低稻谷的整精米率，影響稻谷質(zhì)量，同時還會影響大米口感和食用品質(zhì)。

3.3 稻谷品質(zhì)變化快、新陳價差大

雖然采用不同的技術(shù)組合，延緩了儲藏稻谷品質(zhì)變化，但消費者對米飯色、香、味要求越來越高，新稻谷和儲藏3 年的輪換稻谷，根據(jù)品質(zhì)降低程度不同，價差達(dá)到200~400 元/t，特別是優(yōu)質(zhì)稻種植越來越多，收儲優(yōu)質(zhì)稻是必然趨勢，但優(yōu)質(zhì)稻對儲藏技術(shù)要求更高，優(yōu)質(zhì)稻保質(zhì)儲藏技術(shù)需求更為迫切。

3.4 稻谷綠色儲糧技術(shù)推進(jìn)緩慢

先進(jìn)的綠色儲糧技術(shù)的實施需要配備良好的倉儲設(shè)施，才能達(dá)到安全儲糧的效果。比如氣調(diào)儲藏對倉房的氣密性要求很高，而我國絕大部分倉房的氣密性都很差，根本達(dá)不到氣調(diào)儲糧的要求，而低溫儲藏也要求倉房具有很好的隔熱性和氣密性。因此，如果采用氣調(diào)儲藏和低溫儲藏，就必需改造倉房或密閉糧堆，達(dá)到氣密性、隔熱性的要求，造成綠色儲糧技術(shù)成本增加，而目前的糧食市場還未進(jìn)入優(yōu)質(zhì)優(yōu)價的良性循環(huán)狀態(tài)，這在一定程度上制約了綠色儲糧技術(shù)的發(fā)展。

3.5 稻谷儲藏亟待精細(xì)化管理

目前，常規(guī)儲藏仍然是稻谷的主要儲藏方式，管理也是常規(guī)化管理，一些設(shè)施和設(shè)備還無法實現(xiàn)自動化，更達(dá)不到智能化和數(shù)字化要求，稻谷儲藏管理離精細(xì)化和智能化還有很大距離。

4 稻谷儲藏流通未來的發(fā)展趨勢

4.1 推行農(nóng)戶儲糧新模式，減少農(nóng)戶儲糧損失

首先采取多種教育形式使農(nóng)戶具備安全儲糧的意識；其次通過開展低成本的實用儲糧技術(shù)咨詢服務(wù)，使農(nóng)戶掌握科學(xué)儲糧知識，發(fā)展科學(xué)儲糧示范戶，以點帶面逐步提升農(nóng)戶的儲糧技術(shù)水平；最后，開發(fā)適宜于各地農(nóng)戶儲糧的新裝備和技術(shù)。同時鼓勵農(nóng)民把糧交到國家手中，實施“代農(nóng)儲糧”“助農(nóng)儲糧”政策，推行農(nóng)戶儲糧新模式，減少農(nóng)戶儲糧損失。

4.2 儲藏設(shè)施高標(biāo)準(zhǔn)，適應(yīng)稻谷綠色儲藏技術(shù)

目前，我國的儲藏設(shè)施仍然是以房式倉為主，房式倉的氣密性及隔熱防潮性能均較差，限制了一些綠色儲糧技術(shù)的實施。因此對未來的倉房結(jié)構(gòu)應(yīng)提出更高的性能標(biāo)準(zhǔn)，把氣密性、隔熱性、防潮性作為重要指標(biāo)，納入倉房設(shè)計方案中，統(tǒng)籌安排，避免二次改造造成的浪費。

通過對傳統(tǒng)儲糧技術(shù)的升級，逐步實現(xiàn)以氣調(diào)和低溫儲藏為主線的生物、物理儲糧害蟲綜合治理技術(shù)，減少藥劑使用，低溫保質(zhì)保鮮，實施節(jié)能降耗的稻谷儲藏“綠色一條龍”戰(zhàn)略[27]。

4.3 稻谷儲藏技術(shù)區(qū)域化實施

在我國，水稻種植呈現(xiàn)一定的區(qū)域化，不同的地區(qū)，地理條件和氣候條件差異較大，稻谷的儲藏要根據(jù)各儲糧區(qū)的地理位置、氣候條件、稻谷收獲時間及狀況等條件，因地制宜、因糧制宜、因倉制宜，建立不同儲糧最佳經(jīng)濟(jì)運行模式，使得稻谷儲藏更科學(xué)，各種儲糧技術(shù)的應(yīng)用更高效低耗[28]。

4.4 入倉偏高水分稻谷成為常態(tài)

收獲時稻谷高水分將成為常態(tài)，這就要求一些大中型的糧庫或者區(qū)域性稻谷收購處理中心，配備必要的清理、稱重、烘干等設(shè)備。也可采取烘干和就倉干燥聯(lián)合作業(yè)，節(jié)能減耗，使稻谷水分分段降至安全水分以下，實現(xiàn)濕稻谷收獲“不落地”入倉的“兩步干燥”技術(shù)體系。同時配備谷冷機(jī)和空調(diào)等制冷降溫設(shè)備，開展防霉抑霉新技術(shù)、新工藝，確保高水分、超高水分稻谷的安全儲藏。

5 結(jié)束語

在全球化的今天，糧食不僅僅是食物，更是戰(zhàn)略武器。糧食安全、能源安全與金融安全并稱為當(dāng)今世界三大經(jīng)濟(jì)安全。任何時候“吃飯”永遠(yuǎn)是一個國家的頭等大事。糧食對于國家而言，是絕對的戰(zhàn)略資源，是保障國計民生、關(guān)系社會穩(wěn)定的基石。特別是對于我國有著14 億多人口的大國來說，糧食安全顯得更為重要。對于個人來說，糧食是剛需程度最大的商品，如同水對于生命一樣不可或缺。稻谷作為三大主糧之一，關(guān)系著我國的糧食安全，稻谷的儲藏也面臨著新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。保證稻谷安全、保質(zhì)儲藏是一項長期的工作，是實現(xiàn)黨中央提出的“構(gòu)建新形勢下國家糧食安全戰(zhàn)略的理論”“確保國家糧食安全，把中國人的飯碗牢牢端在自己手中”、守住管好“天下糧倉”等重要決策的要求，也是切實做好“藏糧于技”的具體行動。