摘要：采用食品级惰性粉气溶胶技术分别在高大平房仓和砖圆仓进行防治储粮害虫实验，评价惰性粉气溶胶技术在不同仓型中的杀虫应用效果。结果表明：气密性较好的砖圆仓气溶胶分布较为均匀，并能在惰性粉浓度较低的情况下有效遏制虫害的发生，延迟害虫的发生时间；高大平房仓由于气密性略差，表观风速较小，导致惰性粉分布不均匀。实验仓相较于对照仓已达到了防虫治虫的效果，仓内粮食品质未发生明显变化。
关键词：惰性粉；储粮害虫；气溶胶；高大平房仓；砖圆仓
随着人们物质水平、营养健康意识的不断提高，食品质量安全得到人们更多的关注，随之产生绿色食品的概念。粮食作为日常消费最多的农产品，储藏绿色化被提出并广泛关注。目前我国大部分储粮单位在防治储粮害虫时使用的杀虫剂仍以化学药剂为主，其对环境和人们身体的危害不容小觑，这与国家提倡的节能减排、绿色储粮理念相违背。食品级惰性粉杀虫剂作为一种绿色无毒的物理杀虫剂，具有广阔的应用前景[1].
食品级惰性粉主要原料是高纯度的非晶体二氧化硅粒子，其杀虫原理是通过惰性粉粉粒磨损害虫节间膜快速吸附体液，导致害虫死亡。目前研究表明对锈赤扁谷盗、土耳其扁谷盗、锯谷盗、玉米象（成虫）、谷蠹、赤拟谷盗和杂拟谷盗等害虫均有较好杀害效果[2-5].而食品级惰性粉气溶胶技术则是利用惰性粉颗粒小、比重低的物理特性，在具备通风系统的仓房内，通过负压通风或正压通风将喷粉机喷施在空气中的惰性粉形成气固两相流进入粮堆，达到惰性粉在粮堆内部的均匀分布发挥防虫杀虫的作用。本文采用此项技术，结合竖向通风技术对高大平房仓和砖圆仓进行气溶胶技术实验，并通过对照试验比较惰性粉的实际效用，为惰性粉在福建地区的使用提供理论支持。
1材料与方法
1.1试验仓房
选用福建省储备粮管理有限公司漳州直属库P4、P9和Z6号仓为试验仓房，P4、P9仓房均为高大平房仓，其中，P4仓规格为48m×24m,粮堆高度6.0m,设计仓容为5400t,仓房气密性压力半衰期为65s;P9仓规格为42m×24m,粮堆高度6.0m,设计仓容为4700t,仓房气密性压力半衰期为52s.两座高大平房仓南北各有轴流风机2台，窗户5面。仓房底部共有通风管口4个，通风管道8条，使用地上笼通风设置。Z6号仓为砖圆仓，设计仓容1400t,直径15m,堆粮高度10.8m,单向地上笼通风系统，两个通风口，仓房气密性压力半衰期为96s,三座仓房均安装有电子测温测湿设备。
P4仓所储小麦为2014年产江苏红麦，共5365t,2014年11月入仓；P9仓所储小麦为2013年产澳洲白麦，共4567t,2013年6月入仓；Z6仓所储小麦为2013年产澳洲白麦，共1368t,2013年6月入仓。
1.2试验材料和仪器
药剂：食品级惰性粉，国家粮食科学研究院提供。
试验仪器：4-72c6-4离心风机4台，功率7.5kW,台州市闽鑫仓储有限公司生产；3WF-700型喷粉机，单位喷施量8~20kg/h,临沂市龙跃动力机械有限公司生产；LXLJ-IV型粮情监测系统，郑州贝博电子有限公司生产；CCZ20型粉尘采样器2台，风速仪1台。
1.3不同仓型气溶胶技术杀虫效果测定
（1）惰性粉的施用。施粉前密闭仓房，检验门窗。将P9号仓单侧4个通风口连接风机后开启30min,待风机稳定后，用风速仪检测表观风速，佩戴防护器具的操作人员入仓将喷粉管固定在仓内，启动喷粉机向仓内喷粉共40kg,形成气固两相气溶胶。在下行气流的驱动下，食品级惰性粉以气固两相流的形式向下进入粮堆。喷粉结束后继续通风2h,关停风机，关闭入仓检查门。在Z6号仓两侧两个通风口连接风机，以同样方法喷粉10kg后，继续负压通风1h,结束通风后在通风口正压通风，同时将喷粉机连接在风机上进行二次喷粉，喷粉质量5kg,喷粉结束后继续通风2h,关停风机，关闭仓门。
（2）施粉过程中气溶胶浓度检测。气溶胶浓度根据滤膜放置前后质量差计算，准备滤膜，置于万分之一天平上称量，记录初始质量，然后将滤膜装入带有编号的自封袋中，确保滤膜无褶皱或裂隙。根据需要采集多少样本，准备相应数量的滤膜。风机启动前在风机的软连接处接入一根气体粉尘取样管，延伸到出风口近粮堆处，连接粉尘采样器，采集20min样本，作为粉尘本底对照。同时分别在出风口、粮堆上部空2m处、距粮面30cm、1m、2m、5m的平面上各设两点采样管，Z6在距粮面7m和9m的平面上增设两层进行采样。喷粉开始后10min,从上往下开始采集，每个采集点采集20min.将采集的样本称重，计算气溶胶浓度。
式中，C:惰性粉气溶胶浓度，mg/L;M:采集惰性粉重量（mg），M=采集后滤膜重量-采集前滤膜重量；V:采集时间内的空气体积（L），V=采集时间（min）×采样器流量（L/min）。本此实验所用采样器流量为15L/min.
（3）仓房储粮害虫的监测。根据《粮油储藏技术规范》，在P4、P9仓仓房分表层、中层和下层3个采样层，在仓房四角、仓门内、人员进口处、排风扇口、通风通口各设1点，在粮面中部区域设立3点，共计13点。Z6仓分上层、中上层、中下层和底层四个采样层，在人员进口处、排风扇口、仓中心各设1点，距仓墙2.5m处设立4点，共计7点。喷粉前记录1次，喷粉后每7d筛虫1次，记录数据。
2结果与分析
2.1食品级惰性粉气溶胶在仓内浓度分布
P9仓喷施惰性粉前，测得该仓表观风速为0.0054m/s.P9仓在入仓检查门处喷粉时采用负压式通风结合的方式。由表1可知，该仓空间惰性粉浓度最高，达到0.0223mg/L.
粮堆内部浓度随着粮堆深度增加而减小，在距粮面2m处得到最低值0.0010mg/L,而在距粮面5m处浓度有所增加，可能是该层取样点通风短路，也可能是距粮面2m处取样点为通风死角。通风道浓度为0.0017mg/L,略高于浓度最低点。
Z6仓通风期间平均表观风速为0.0134m/s.由表2可知，该仓喷粉后，空间惰性粉气溶胶浓度为最大值0.0067mg/L,在距粮面1m处达到最小值0.0013mg/L.通风道浓度为0.0020mg/L,略高于距粮面9m处所测得浓度。粮堆内部惰性粉浓度均衡性较好，主要是由于Z6仓粮面表面积较小，粮层阻力小于平房仓，表观风速较大，使惰性粉较快的在粮堆内部达到均衡。
2.2害虫检测情况
由表3可知，惰性粉的施用在P9仓和Z6仓均取得了较为理想的效果。对照仓在5月份温度上升期发现虫情，并逐渐发展，直至8月份成为一般虫粮进行熏蒸，距上次熏蒸时间为7个月；P9仓在2014年9月熏蒸结束，12月在施用惰性粉之前出现虫害，施粉后虫害消失，并保持无活虫共7个月，2015年7月在仓房东南角中下层发现玉米象1头、锈赤扁谷盗2头，8月发展为一般虫粮，进行熏蒸，距离上次熏蒸时间为11个月；Z6仓施用惰性粉后一直处于无活虫的良好状态，直至8月份出库前才发现锈赤扁谷盗1~3头，这得益于Z6仓的惰性粉浓度较为均匀。
2.3使用惰性粉技术前后粮食品质变化
如表4所示，对照仓在储藏过程中未显着发生品质变化，P9仓和Z6仓在惰性粉使用前后水分及容重等主要指标并未发生显着变化。
3讨论
食品级惰性粉是一种颗粒小、比重低的二氧化硅晶体，与空气可形成气固两相流，即气溶胶，可通过粮粒的间隙进行扩散并主动杀虫，达到防治害虫目的。本实验应用惰性粉气溶胶技术在高大平房仓P9仓和砖圆仓Z6仓进行实验，结果表明形成气溶胶后的惰性粉确实能取得较好的防虫效果。其中P9仓气溶胶浓度较为不均衡，实验过程中，中下层气溶胶浓度较低，主要与粮堆内杂质分布有关，其次是粮层阻力较大，通风过程中粮面的表观风速较小，导致气溶胶上下分布不均匀。Z6仓全仓气溶胶浓度较为均衡，惰性粉施用数量也较少，防虫效率高，这主要是因为砖圆仓的气密性较好，截面积较小，离心机功率大小适合，表观风速较大，使惰性粉在粮堆内部均匀分布。因此，在不同的仓房应采用相适应功率的离心风机，使其达到一定的表观风速，穿透粮层，均匀通风，从而更好地使惰性粉均匀分布[6,7].
漳州直属库地处高温高湿区，2015年5月份最高日平均温度为29℃，虫害较易发生。本实验中，对照仓在熏蒸结束5个月后即2015年5月份发现虫害，在采取灯光诱杀后并未遏制虫害发展趋势，无活虫保持时期为5个月；P9仓在施粉前即发现虫情，施粉后无活虫保持时期为7个月，虫害发生在惰性粉浓度最小的中下层，表明此处为杂质集聚点，影响惰性粉的分布的同时为虫害发生埋下了隐患；Z6仓惰性粉浓度较小，但自施粉至7月份，除少量书虱外，未出现其他虫害，出仓前夕发现1~3头锈赤扁谷盗，防虫效果较好，说明惰性粉布施的均匀性是保持仓房基本无虫的先决条件，也侧面说明了浓度较低的惰性粉可有效防虫，是绿色安全经济的防虫手段。
惰性粉施用期间，3个仓房所储存的小麦品质均未出现明显变化，这表明惰性粉并不会影响储藏粮食的品质，这与张永富等人的研究一致[8].
4结论
在高大平房仓和砖圆仓内分别进行惰性粉气溶胶技术防虫实验，评价不同仓型对惰性粉气溶胶技术对防治储粮害虫效果的影响。结果表明：与对照仓相比，惰性粉的施用可有效延迟虫害发生的时间、降低虫害的密度，且在气密性较好的砖圆仓内，惰性粉施用达到的气溶胶浓度更为均衡，防虫效果更好，施用效率更高；同时惰性粉的施用对粮食品质无显着影响，是绿色、环保、经济的新型防虫手段。
参考文献：
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