农户玉米穗储粮仓的设计研究

◎ 刘 冰，胡韬纲

（吉林省粮油科学研究设计院，吉林 长春 130061）

吉林省是我国玉米主产区，玉米产量和商品量一直位居全国前列，2015年吉林省玉米总产量3 647万t，占全国玉米总产量的16%（引自国家统计局2015年粮食产量公告）。吉林省农户储粮数量较多，农户储粮条件简陋，储粮技术落后，粮食数量质量损失严重，每年鼠害、霉变等导致的玉米损失率约为11.77%。为减少农户储粮损失，保障国家粮食安全，在国家科研基金的支持下，吉林省粮科院开始了针对吉林省气候特点的农户科学储粮装具研发工作。

1 吉林省农户玉米储藏特点

吉林省农户新收获玉米以穗状形式储存，新收获玉米水分含量较高，近3 a平均水分含量均在28%以上，而玉米收获季节气温高、空气湿度大，玉米生霉变质现象时有发生。省内各地区农户储粮意识和习惯并不相同，西部的白城和松原地区盐碱地较多，土地贫瘠粮食产量低，农户习惯在玉米收获后立即出售，玉米以自然堆放形式为主（即地趴粮），仅少量养殖农户储存玉米穗；中部的长春、吉林和四平等地土地平坦肥沃，农户习惯粮食收获后装仓（栈）择机销售；东部的白山、通化和延边等地处长白山区，粮食机械化作业率低，粮食产量少，农户习惯将玉米穗装仓储存。

2 单侧通风的玉米穗储粮仓

为满足农户玉米穗状储存和快速通风降水的特点，2009年玉米穗储粮仓的研制工作开始，经过组织调研和科学论证，玉米穗储粮仓设计为钢骨架金属网结构（自然通风降水），解决新收获玉米穗水分高、易霉变、易受鼠害等方面的问题，经农户装仓储粮试验表明，该仓通风效果良好，不易发生霉变，可防鼠雀和家禽，所储玉米穗基本无损失（损失率约为0），保障了粮食的数量安全和质量安全。

220型玉米穗储粮仓（6.0 m×1.6 m×2.3 m）如图1所示，完成于2010年，设计仓容为22 m3，可储湿玉米穗13 t（折合干玉米粒9 t），满足0.7 hm2土地所产玉米的需要，被列为国家农户科学储粮专项工程推广仓型，5 a来已在吉林省推广45.6万套，累计储粮592.8 t玉米穗，保障了吉林省玉米数量和质量安全，产生了可观的经济效益和社会效益。

图1 220型农户科学储粮仓图

一是增加了粮食有效供给，全省45.6万套储粮仓共减少玉米损失损耗约41万t，相当于增加粮食有效供给41万t。二是相当于再造“无形粮田”，按1 hm2玉米产量12.5 t计算，相当于增加3.28万hm2土地。三是节约了淡水资源。按玉米生育期1 hm2土地用水0.3万t计算，可节约用水近1亿t。四是减少了化肥投入。按1 hm2施肥1.2标吨计算，可节约3.94万标吨化肥。五是节能降耗。45.6万套储粮仓所储存湿玉米穗经自然通风降水后，折合干玉米粒约410万t，自然降水不需要企业烘干。按照1 t湿粮烘干耗煤40 kg，可节约用煤16.4万t；每吨湿粮烘干用电按10度计，可节约用电0.41亿度。

3 中部空心结构的玉米穗储粮仓

为节约土地使用面积，提高单位面积玉米穗储量，设计玉米穗储粮仓时，将空气对流传热的“烟囱效应”与传统自然通风相结合，创新设计了中部空心结构的120 m3（如图2所示）和150 m3储粮仓（如图3所示），储湿玉米穗分别达到68 t和85 t。这些粮仓均设计为1.5 m粮层厚度，自然风单侧穿过玉米穗粮层后，在粮仓中部的空间内完成气体交换，可实现玉米穗自然通风降水的效果，经过为期7个月玉米穗储粮试验，玉米水分降至安全水分以下，所储玉米穗质量安全，没有霉变事故的发生，实现了储粮安全。

图2 1200型农户科学储粮仓及配套设备图

图3 1500型农户科学储粮仓及配套设备图

4 关于玉米穗储粮仓设计的探讨

（1）由于玉米穗在金属网表面的摩擦力计算缺少科学算法和计算公式，目前仅能通过装仓试验验证粮仓结构稳定性；由于缺少各储粮地区自然风模型数据，吉林省储粮仓设计宽度目前选取保守的1.6 m，而通过在九台、双阳等地试制1.8 m宽度储粮仓并进行装粮试验，玉米穗储藏依然安全。

（2）农户玉米穗储粮仓在设计时，既要考虑储粮安全性，又要考虑加工成本和农户使用环境，随着储粮仓装粮高度的增加，粮仓侧壁和底部材料强度需相应提升，仓底地面需混凝土硬化，并需配套玉米穗进出仓设备。因此，农户玉米穗储粮仓单仓高度和容量不宜过大，当需要增加仓容时，可以采取多单元组合式储粮，降低加工成本，实现结构安全和储粮安全。

（3）农户储粮仓设计时应因地制宜，并与玉米穗进出仓工艺配套，如带式输送机作业时，应设计小尺寸仓门，防止玉米穗流出过多过快，堵塞玉米穗输送机；小型铲车作业时，应设计大尺寸仓门，否则粮食不易流出，降低作业效率。