中国稻谷储藏技术及装备的现状及发展趋势

王若兰 宋永令 付鹏程

（1河南工业大学粮油食品学院，郑州450001；2中国储备粮管理集团有限公司成都储藏研究院有限公司，成都610000；第一作者：wangruol@163.com）

我国水稻种植历史悠久，遗传资源也很丰富。据记载，中国水稻的栽培历史已经超过1.4 万年，是已知的世界栽培稻起源地[1]。稻谷是没有经过脱壳的子实，稻谷脱壳后加工成的大米，是中国老百姓最主要的主食之一。我国劳动人民对稻谷的储藏历来十分重视，也有着丰富的经验。南北朝时期贾思勰所著的《齐民要术》和清嘉庆时期吴邦庆所著的《泽农要录》中，都有关于稻谷储藏经验的记载。新中国成立以来，特别是改革开放后，我国经济得到快速发展，相继开发出一系列先进、适用的粮食储藏技术和专用设备，我国稻谷储藏水平大幅提升。

1 水稻的生产

我国水稻播种面积和总产量都很大，主要产区是在长江和珠江流域，但黄河流域、东北、内蒙、新疆等地也有栽培，分布较广[2]。其中，南方以籼稻为主，北方以粳稻为主。我国水稻消费能力也很强。2011 年以来至今，我国水稻种植面积一直保持在3 000 万hm2以上，每年总产量基本维持在2 亿t 左右，占世界稻谷总产量的30%[3]。最近几年，国家大力鼓励支持南方地区恢复双季稻生产，水稻面积实现恢复增长，稻谷总产略增[4]。2020 年，我国稻谷总产量达 21 186.0 万 t。比 2019 年增产 225.0 万 t。

2 稻谷的储藏

稻谷收获以后，一部分用于当年的加工或直接供给消费者，一部分储藏、轮换，保障稻谷的持续供应。稻谷的储藏时间取决于储藏环境条件和品种，有些可存储几年，也有的仅可储藏几个月。稻谷在储存过程中容易出现品质劣变[5]。我国稻谷的储藏包括两种方式，一种是农村储粮，一种是国家储备库储粮。

2.1 稻谷储藏技术装备的发展

长久以来稻谷干燥一直采用人工翻倒晾晒，1949—1965 年在部分地区塔式烘干机逐步代替人工晾晒这种干燥方式。1965—1985 年，稻谷的干燥研究越来越受到重视，一些供风装置和新的烘干机型相继出现，如双垫式滚筒稻谷烘干机、稻壳煤气炉、流化斜槽喷动床等。1985—1998 年国外的一些新机型开始在我国推广使用，如新型混流式粮食烘干机。1998 年以后，开始开展稻谷的就仓干燥，经过20 多年的努力，就仓干燥体系逐步得到完善。

20 世纪50 年代至60 年代，平房仓中稻谷出入仓的设备主要是移动式皮带机，20 世纪70 年代以后逐步出现了扒谷机、堆垛机及打包机等一些比较实用高效的设备。20 世纪80 年代，移动式吸粮机开始用于散粮的出仓。20 世纪70 年代末配备有专用的进出仓、倒仓、清理、称重等机械化技术设备完善的立筒仓开始在我国建造和应用。20 世纪80 年代末与立筒仓机械化程度相当的浅圆仓也成为我国一种新的储备仓型。此外，随着粮仓朝着高大方向的发展，粮层越来越高，粮食的深层扦样面临着挑战，20 世纪70 年代末出现了负压式粮食扦样器，它可以完成20 m 深度的粮食扦样，从而解决了粮食深层扦样的难题[6]。20 世纪80 年代末至今，在国家储备库配备了先进的“四合一”技术装备，并逐步完善和提升，这大幅度减轻了粮食保管员的工作强度[7]。至20 世纪90 年代末，我国大部分粮库基本上都实现了机械化作业。

2.2 稻谷储藏技术的发展

2.2.1 农村稻谷储藏

农村储粮一方面储藏设施简陋，多采用木制仓、铁皮仓、砖砌仓储粮，或者直接采用化肥袋、麻袋、布袋、瓦缸储粮，甚至随便堆在房间或露天的地上，虫、霉、鼠严重发生；另一方面储藏技术落后陈旧，农民没有粮食测温、查虫设备，检查粮食全凭眼看、鼻闻、牙咬、手摸等感官方法[8]。由于这两方面的原因，导致稻谷的损失率较高，陈化明显。据统计，我国大约60%以上的粮食属于农村存储，产后储粮损失一般在8%～10%[9]。2004年以来，由成都粮食储藏科研所、河南工业大学等5 个科研单位针对东北平原玉米、华北平原小麦和长江中下游平原稻谷的农户储粮开展了装具、技术、方法、药剂、培训和服务体系“六位一体”的课题研究，研究成果提高了农民的安全储粮意识，提升了农民的储粮技术，开发了新的储粮装具和配套储藏技术工艺，推广了农户粮仓1 000 多万套，使农民储粮损失大大降低。目前，我国农村稻谷储藏的主要方式有利用楼梯空间的梯下仓, 利用专门房间装粮的房间仓、铁皮仓和PVC气密仓等[10]。

2.2.2 国家储备库稻谷储藏

随着科学技术的发展，我国国家储备库稻谷储藏技术正在发生深刻变革，逐步走上“绿色储粮”“生态储粮”之路[11]。目前用于稻谷的储藏方式主要有常规储藏、控温储藏、气调储藏和（准）低温储藏。虽然目前稻谷储藏仍然以常规储藏和控温储藏为主，但气调储藏和准低温储藏已经得到长足发展，并且得到高度关注[12]。在《国家中长期科技发展规划战略研究—农业拓展战略研究》中提出了“粮食绿色一条龙”战略和“农产品绿色储运战略”[13]。

在20 世纪70 年代之前，稻谷储藏主要应用常规储藏和化学杀虫技术。当夏季来临，随着气温升高，稻谷和大米逐渐出现发热现象，一般采取单管通风处理发热稻谷，大米发热则采取拆垛降高、倒垛站包等措施降低粮温。发生虫害时，多采用化学药剂熏蒸治理，由于当时仓房气密性较差和反复进行化学药剂熏蒸所引起害虫抗药性的增加，杀虫效果越来越不理想。20 世纪80 年代之后稻谷和大米储藏逐渐采取低温储藏、气调储藏、储粮害虫综合治理等技术，真正实现了科学储粮。

2.2.2.1 稻谷的低温储藏技术 稻谷陈化快、品质变化明显、耐储性差，储藏的难度较大。低温储藏技术是稻谷、大米等耐藏性差粮种最适宜的储藏技术。所谓低温储藏是借助一定的制冷设备或者直接利用自然低温的物质降低和控制粮食温度的一种储粮技术，同时对低温储粮的仓房要求具备较好的隔热性能、防潮性能，保证粮食在低温储藏期间温度一直维持在低温（15℃）或准低温（20℃）状态。20 世纪50 年代末，我国开始了对低温储粮进行基础的理论研究，此时主要借助于机械通风和自然通风降低粮温，之后密闭储藏；70 年代末，基于机械制冷的低温储藏技术逐渐发展起来，并在上海、广州、杭州、长沙、郑州等大中城市建造了第一批机械制冷低温粮仓，主要用于解决大米度夏品质劣变问题[14]。应用表明，低温储藏对保证大米品质的效果非常理想。但是，由于费用过高并未大面积推广使用。20世纪90 年代以后，我国开始普遍使用空调机控温，实现大米和稻谷储藏安全过夏，尤其在高温高湿的南方地区，如浙江、江苏、广东等地[15]，许多地方开始大规模使用空调低温储粮技术。1998 年以后，我国一些新建的国家储备库开始配置谷物冷却机，仓房结构也进行了配套隔热改造，稻谷保管基本达到准低温储藏，低温储粮进入了全新的时代。粮食仓储企业综合考虑空调和谷冷机的特点，扬长避短，交替采用谷物冷和空调控温储粮技术，实现偏高水分稻谷的安全储藏及大米的保质保鲜。21 世纪之后，根据高大平房仓、浅圆仓在高温季节粮堆的“冷心热皮”现象，在三北地区开展了内环流控温技术的应用，采用“冬季机械通风蓄冷”和“夏季内环流控制热皮温度”，有效控制了稻谷品质的变化，节能环保[16]。近几年各地粮食仓储企业还充分利用光伏发电技术、浅层地能等新能源和光伏发电补贴、阶梯电价等政策，实现了节能降耗，符合绿色储粮发展思路[17-18]。

几十年的稻谷储藏经验证明，低温储藏是稻谷保质保鲜的最有效技术。目前，稻谷的低温储藏已形成了完善的技术体系，包括春季压盖、隔热保冷，夏季通风排积热、内环流及制冷设备补冷，秋季均温通风防结露，冬季利用自然低温环境，自然通风和机械通风降温降湿。于此同时，科技项目研发的仓房隔热、气密技术和新材料，使仓房的隔热、气密性显著提高[19]。

稻谷低温储藏技术体系中的冷源主要有3 个来源。一是利用外界环境中的自然低温，这主要取决于所处区域和季节。二是采用浅层地能，浅层地能通常是指地下的低温水，可以使稻谷的温度常年保持18℃左右，低温水可以循环利用，属于可再生资源，利用这种冷源储藏稻谷可以实现节能减排目标。作为一种新型绿色生态储粮技术，浅层地能已经在我国多个粮库中推广使用[20]。三是采用机械制冷，主要借助于空调或者谷冷机等制冷设备对粮食进行降温，实现粮食的安全储藏[21]。目前，应用最普遍的是空调制冷方式，特别是南方地区，空调制冷和谷冷机制冷低温技术普遍用于稻谷的储藏。

2.2.2.2 稻谷的气调储藏技术 气调储藏是在气密储藏的基础上发展起来的。气密储藏粮食历史悠久，而现代的气调储藏技术是在20 世纪60 年代末和70 年代初才有了较大的发展[22]。在20 世纪70 年代，证实了“自然缺氧”和低药剂相结合是一种有效的杀虫方法；20 世纪80 年代以来，进一步证实了气调对磷化氢杀虫的增效作用，应用技术得到提升，相继出现二氧化碳气调和氮气气调。

在“六五”和“七五”国家科技攻关课题中对气调储粮技术进行了系统的实验研究和实仓应用。此时的气调储粮均采用“密粮不密仓”的膜下气调方式，气调的主要途径有：自然密闭降氧、微生物降氧、充氮充二氧化碳、分子筛富氮、脱氧剂等。由于气调储藏存在对粮食品质保鲜作用欠佳，特别是高水分粮品质变化更明显、密封粮堆工作量大、气密性难以保证等问题，所以之后稻谷储藏应用气调技术越来越少。直至“十五”期间先后在四川绵阳、上海、江苏南京、安徽六安、江西九江等地建造了我国第一批大型二氧化碳气调储粮仓，整仓充二氧化碳，总仓容量达到21.5 万t，使我国二氧化碳气调储粮技术达到了国际水平。同时也发现这种气调模式存在仓房气密性改造成本昂贵、二氧化碳气源不能保证等缺陷，难以大量推广应用。因此，从2006年开始，对氮气气调储粮技术进行了系统研究和应用示范，特别是2008 年后逐步进行规模化推广，初步形成了以氮气气调为主的气调储粮技术体系，极大促进了我国绿色储粮水平的提高。目前，我国的气调储粮技术在国际上，特别是亚太地区属技术领先。稻谷在储藏期间由于自身的生理特性，特别容易发霉生虫，尤其在南方地区，高温高湿的环境条件还容易使稻谷发芽生虫。气调储藏技术可以最大限度减少化学杀虫剂对仓储保管人员的危害，使环境和粮食本身免受化学药剂的污染，同时具有较好的杀虫抑霉效果和延缓稻谷陈化速度作用[23]。气调储粮必将成为今后稻谷杀虫抑霉的一种主要绿色技术。

3 稻谷储藏流通过程中面临的主要问题

3.1 稻谷储藏过程中主要害虫治理难度依然较大

因化学防治成本低、效果好，而且应用方便灵活，所以储藏稻谷的害虫防治对磷化氢的依赖性依然很强。但是，随着储粮害虫对磷化氢耐药抗药性的增强，要不断提高磷化氢的浓度才能够实现有效熏蒸[24]。目前虽然也有一些新的化学药剂用于储粮害虫防治，如甲基嘧啶磷、惰性粉、烯虫酯等，但是均无法达到理想的杀虫效果[25]。另外，在潮湿地区稻谷中书虱的防治难度也相当高[26]。所以，稻谷储藏中害虫的治理及抗药性问题是急需破解的难题。

3.2 稻谷水分含量出现“高进低出”的现象

近年来，我国劳动力向城市转移，导致农村劳动力成本增加，同时规模化农户开始不断涌现，粮食的采收也基本实现了机械化收割。受这些因素的影响，农民收购粮食以后直接进行售卖，省略了晒干和清理环节，导致在收储环节稻谷水分和杂质含量都很高，这种状况在南方稻区尤其明显。高水分稻谷在入仓和储藏初期阶段，对储藏技术的要求很高，管理费用也比较高。同时在稻谷的长期储藏过程中，如果仓内空气的相对湿度过低或通风技术操作管理不合理，会导致粮食的含水量损失，不仅造成仓储企业的经济损失，同时也会影响稻谷的加工品质，如稻谷的水分含量低于加工的合理水分，将会显著增加加工大米的爆腰率和破碎率，降低稻谷的整精米率，影响稻谷质量，同时还会影响大米口感和食用品质。

3.3 稻谷品质变化快、新陈价差大

虽然采用不同的技术组合，延缓了储藏稻谷品质变化，但消费者对米饭色、香、味要求越来越高，新稻谷和储藏3 年的轮换稻谷，根据品质降低程度不同，价差达到200~400 元/t，特别是优质稻种植越来越多，收储优质稻是必然趋势，但优质稻对储藏技术要求更高，优质稻保质储藏技术需求更为迫切。

3.4 稻谷绿色储粮技术推进缓慢

先进的绿色储粮技术的实施需要配备良好的仓储设施，才能达到安全储粮的效果。比如气调储藏对仓房的气密性要求很高，而我国绝大部分仓房的气密性都很差，根本达不到气调储粮的要求，而低温储藏也要求仓房具有很好的隔热性和气密性。因此，如果采用气调储藏和低温储藏，就必需改造仓房或密闭粮堆，达到气密性、隔热性的要求，造成绿色储粮技术成本增加，而目前的粮食市场还未进入优质优价的良性循环状态，这在一定程度上制约了绿色储粮技术的发展。

3.5 稻谷储藏亟待精细化管理

目前，常规储藏仍然是稻谷的主要储藏方式，管理也是常规化管理，一些设施和设备还无法实现自动化，更达不到智能化和数字化要求，稻谷储藏管理离精细化和智能化还有很大距离。

4 稻谷储藏流通未来的发展趋势

4.1 推行农户储粮新模式，减少农户储粮损失

首先采取多种教育形式使农户具备安全储粮的意识；其次通过开展低成本的实用储粮技术咨询服务，使农户掌握科学储粮知识，发展科学储粮示范户，以点带面逐步提升农户的储粮技术水平；最后，开发适宜于各地农户储粮的新装备和技术。同时鼓励农民把粮交到国家手中，实施“代农储粮”“助农储粮”政策，推行农户储粮新模式，减少农户储粮损失。

4.2 储藏设施高标准，适应稻谷绿色储藏技术

目前，我国的储藏设施仍然是以房式仓为主，房式仓的气密性及隔热防潮性能均较差，限制了一些绿色储粮技术的实施。因此对未来的仓房结构应提出更高的性能标准，把气密性、隔热性、防潮性作为重要指标，纳入仓房设计方案中，统筹安排，避免二次改造造成的浪费。

通过对传统储粮技术的升级，逐步实现以气调和低温储藏为主线的生物、物理储粮害虫综合治理技术，减少药剂使用，低温保质保鲜，实施节能降耗的稻谷储藏“绿色一条龙”战略[27]。

4.3 稻谷储藏技术区域化实施

在我国，水稻种植呈现一定的区域化，不同的地区，地理条件和气候条件差异较大，稻谷的储藏要根据各储粮区的地理位置、气候条件、稻谷收获时间及状况等条件，因地制宜、因粮制宜、因仓制宜，建立不同储粮最佳经济运行模式，使得稻谷储藏更科学，各种储粮技术的应用更高效低耗[28]。

4.4 入仓偏高水分稻谷成为常态

收获时稻谷高水分将成为常态，这就要求一些大中型的粮库或者区域性稻谷收购处理中心，配备必要的清理、称重、烘干等设备。也可采取烘干和就仓干燥联合作业，节能减耗，使稻谷水分分段降至安全水分以下，实现湿稻谷收获“不落地”入仓的“两步干燥”技术体系。同时配备谷冷机和空调等制冷降温设备，开展防霉抑霉新技术、新工艺，确保高水分、超高水分稻谷的安全储藏。

5 结束语

在全球化的今天，粮食不仅仅是食物，更是战略武器。粮食安全、能源安全与金融安全并称为当今世界三大经济安全。任何时候“吃饭”永远是一个国家的头等大事。粮食对于国家而言，是绝对的战略资源，是保障国计民生、关系社会稳定的基石。特别是对于我国有着14 亿多人口的大国来说，粮食安全显得更为重要。对于个人来说，粮食是刚需程度最大的商品，如同水对于生命一样不可或缺。稻谷作为三大主粮之一，关系着我国的粮食安全，稻谷的储藏也面临着新的机遇和挑战。保证稻谷安全、保质储藏是一项长期的工作，是实现党中央提出的“构建新形势下国家粮食安全战略的理论”“确保国家粮食安全，把中国人的饭碗牢牢端在自己手中”、守住管好“天下粮仓”等重要决策的要求，也是切实做好“藏粮于技”的具体行动。