高大平房倉(cāng)早秈稻不同熏蒸階段磷化氫濃度的變化

曹文杰 周毅勛 黃榮輝 郭超

[摘要]在500Pa正壓半衰期為146s的高大平房倉(cāng)，采用糧面投藥的方式，研究了不同磷化鋁施藥劑量下糧堆內(nèi)磷化氫濃度的變化，分析了磷化氫在糧堆內(nèi)均勻性規(guī)律。結(jié)果表明，不同磷化鋁施藥劑量下，高大平房倉(cāng)糧堆內(nèi)部磷化氫濃度首次施藥熏蒸階段和補(bǔ)藥熏蒸階段濃度和時(shí)間符合指數(shù)模型。補(bǔ)藥熏蒸期間，磷化氫衰減的速率小于首次熏蒸期間的衰減速率。

[關(guān)鍵詞]高大平房倉(cāng);早秈稻;磷化氫;熏蒸

中圖分類(lèi)號(hào)：S379.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.201910

磷化氫自19世紀(jì)中期以來(lái)是殺滅儲(chǔ)糧害蟲(chóng)最受歡迎的熏蒸劑。在我國(guó)自20世紀(jì)60年代初期應(yīng)用以來(lái)，其一直是儲(chǔ)糧害蟲(chóng)化學(xué)防治中最主要的熏蒸[1]。谷物在長(zhǎng)期儲(chǔ)存過(guò)程中會(huì)受到害蟲(chóng)的侵?jǐn)_，通常需要使用諸如磷化氫等熏蒸劑對(duì)儲(chǔ)糧進(jìn)行適度熏蒸，從而殺死害蟲(chóng)，因此熏蒸被廣泛地用于儲(chǔ)糧系統(tǒng)的害蟲(chóng)防治[2]。過(guò)量長(zhǎng)期不合理使用磷化氫熏蒸劑，一方面會(huì)使得害蟲(chóng)產(chǎn)生耐藥性，另一方面可能導(dǎo)致熏蒸劑在糧食中的殘留。特別是由于絕大多數(shù)谷物被加工成食品，谷物在熏蒸后的殘留受到嚴(yán)格限制，科學(xué)合理地使用磷化氫熏蒸是糧食倉(cāng)儲(chǔ)企業(yè)面臨的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。

目前，對(duì)于密封性能不太好的倉(cāng)房，國(guó)內(nèi)糧食倉(cāng)儲(chǔ)企業(yè)熏蒸多采用糧面施藥，利用磷化鋁自然潮解熏蒸，待磷化氫濃度降低到一定濃度時(shí)補(bǔ)藥熏蒸，以期殺滅儲(chǔ)糧害蟲(chóng)。李佳麗等[3]采用磷化氫和二氧化碳倉(cāng)外，分2次施藥熏蒸，環(huán)流并保持磷化氫濃度在760～370mL/m3的濃度變化水平，可在15d的時(shí)間內(nèi)完全致死強(qiáng)抗性銹赤扁谷盜。劉合存等[4]在500Pa正壓半衰期為30s的拱板倉(cāng)中，首次施入磷化鋁片劑44kg后，倉(cāng)內(nèi)磷化氫濃度下降很快，以后分別分3次補(bǔ)充施藥6kg、12kg、12kg，倉(cāng)內(nèi)磷化氫濃度保持在200mL/m3以上的時(shí)間維持45d，有效地防治了抗性為488倍的嗜卷書(shū)虱。程蘭萍等[5]在拱板倉(cāng)內(nèi)首次施藥10kg，后補(bǔ)藥熏蒸3kg，熏蒸后害蟲(chóng)死亡率為100%。

文章采用糧面投藥的方式，研究了高大平房倉(cāng)首次施藥熏蒸和補(bǔ)藥熏蒸期間糧堆內(nèi)磷化氫濃度的變化規(guī)律，探討了磷化氫在糧堆內(nèi)均勻性規(guī)律，為高大平房合理使用磷化氫熏蒸作業(yè)提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)倉(cāng)房及儲(chǔ)糧情況

珠海市斗門(mén)區(qū)糧食收儲(chǔ)公司六鄉(xiāng)糧庫(kù)4P3-3號(hào)高大平房倉(cāng)，長(zhǎng)26m，寬21m，裝糧線高度7m，倉(cāng)內(nèi)體積2 065m3，設(shè)計(jì)倉(cāng)容2 670t，墻體為490mm厚燒結(jié)頁(yè)巖實(shí)心磚，倉(cāng)頂為自呼吸通風(fēng)雙層板式屋蓋，倉(cāng)架為鋼筋混凝土門(mén)式鋼架。4P3-3號(hào)倉(cāng)具體儲(chǔ)糧情況見(jiàn)表1。

1.2 試驗(yàn)器材和設(shè)備

56%磷化鋁片劑（豐收牌）：沈陽(yáng)農(nóng)藥有限公司;磷化氫檢測(cè)儀（型號(hào)：HL-210-PH3），（0-2000）×10-6： 北京佳糧科貿(mào)有限公司;磷化氫報(bào)警儀（型號(hào)：HL-200-PH3），（0-20-200）×10-6：北京佳糧科貿(mào)有限公司;CQMY型倉(cāng)房氣密性測(cè)定裝置：河南未來(lái)機(jī)電工程有限公司;DP2000型智能數(shù)字微壓計(jì)：上海永智儀表設(shè)備有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 倉(cāng)房氣密性測(cè)定

參照《糧油儲(chǔ)藏 平房倉(cāng)氣密性要求》（GB/T 25229-2010）[6]。

1.3.2 磷化氫濃度檢測(cè)點(diǎn)的設(shè)置

磷化氫濃度檢測(cè)點(diǎn)設(shè)置參照《糧油儲(chǔ)藏技術(shù)規(guī)范》（GB/T 29890-2013）[7]。濃度檢測(cè)從熏蒸次日開(kāi)始，每天定時(shí)檢測(cè)1次。

1.3.3 熏蒸方式及環(huán)流工藝

采用糧面投藥方式，共計(jì)用藥51kg，第1次施藥單位用藥量按照6g/m3計(jì)，投藥后環(huán)流16h，濃度低于100mL/m3開(kāi)始補(bǔ)藥熏蒸，單位用藥量按照4g/m3計(jì)，環(huán)流6h。

1.3.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)差異顯著性分析，采用SPSS 17.0。

均勻性指數(shù)N1? ? ? ? ?（1）

濃度比指數(shù)N2? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（2）

式中：C為磷化氫濃度，mL/m3;MinC為磷化氫最低濃度，mL/m3;MaxC為磷化氫最高濃度，mL/m3。

2 結(jié)果與分析

2.1 4P3-3號(hào)倉(cāng)氣密性分析

采用正壓式離心風(fēng)機(jī)向倉(cāng)內(nèi)正壓打壓，用膜盒壓力表測(cè)試倉(cāng)內(nèi)壓力從500Pa降低至250Pa所需時(shí)間，結(jié)果見(jiàn)表2。由表2可知，4P3-3號(hào)倉(cāng)壓力半衰期為148s，根據(jù)《糧油儲(chǔ)藏 平房倉(cāng)氣密性要求》（GB/T 25229-2010），4P3-3號(hào)倉(cāng)達(dá)到熏蒸倉(cāng)二級(jí)要求。

2.2 糧堆內(nèi)磷化氫濃度變化情況分析

4P3-3號(hào)倉(cāng)糧堆內(nèi)磷化氫濃度變化情況見(jiàn)圖1、圖2。由圖1、圖2可知，首次施藥熏蒸期間和補(bǔ)藥期間，整倉(cāng)磷化氫濃度變化隨熏蒸時(shí)間先增加后降低。首次施藥熏蒸期間，磷化氫濃度在第2d達(dá)到最高濃度993.3mL/m3，然后開(kāi)始衰減，在第16d磷化氫濃度降低至75mL/m3。首次施藥熏蒸衰減期間，糧堆內(nèi)磷化氫濃度符合衰減階段模型II[8]：

C=1 631.1e-0.189t，（R2=0.989 9）? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （3）

模型中C為磷化氫濃度，mL/m3;t為熏蒸時(shí)間，d;e為自然指數(shù)。

補(bǔ)藥期間，磷化氫濃度在第3d達(dá)到最高濃度680.0mL/m3，然后開(kāi)始衰減，在第13d磷化氫濃度降低至200mL/m3。衰減期間，糧堆內(nèi)磷化氫濃度符合衰減階段模型II[8]：

C=940.36e-0.135t，（R2=0.985）? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （4）

模型中C為磷化氫濃度，mL/m3;t為熏蒸時(shí)間，d;e為自然指數(shù)。

2.3 糧堆內(nèi)磷化氫濃度均勻性分析

4P3-3號(hào)倉(cāng)糧堆內(nèi)各檢測(cè)點(diǎn)濃度變化情況及磷化氫平均濃度、最低濃度和最高濃度的變化分析，如表3所示。從時(shí)間上講，糧堆內(nèi)部磷化氫濃度存在較大幅度的變化，從空間上講存在分布的不均勻。在首次施藥熏蒸期間，糧堆內(nèi)磷化氫濃度升高至最高濃度993.3mL/m3后濃度開(kāi)始降低，濃度比指數(shù)在0.86～0.50;補(bǔ)藥熏蒸期間，糧堆內(nèi)磷化氫濃度比指數(shù)在0.85～0.59。《磷化氫環(huán)流熏蒸技術(shù)規(guī)程》（LS/T 1201-2002）指出，個(gè)氣體取樣點(diǎn)最低濃度與最高濃度比指數(shù)在0.6以上時(shí)視為基本均勻[9]。由圖3可知，磷化氫濃度除在12～16d濃度比指數(shù)低于0.6，且濃度低于200mL/m3，其余時(shí)間均高于0.6。同時(shí)，均勻性指數(shù)N1和濃度比指數(shù)N2變化趨勢(shì)基本一致，根據(jù)SPSS 17.0雙變量顯著性分析，在95%的置信區(qū)間，均勻性指數(shù)N1和濃度比指數(shù)N2之間相伴概率為0.00，存在顯著的相關(guān)性。

3 討論與結(jié)論

采用糧面投藥的方式，研究了不同磷化鋁施藥劑量下，高大平房倉(cāng)糧堆內(nèi)磷化氫濃度的變化，分析了磷化氫在糧堆內(nèi)均勻性規(guī)律，結(jié)果表明，從時(shí)間上講，高大平房倉(cāng)糧堆內(nèi)部磷化氫濃度存在較大幅度的變化，從空間上講磷化氫濃度存在分布的不均勻。糧堆內(nèi)磷化氫濃度衰減階段的濃度和時(shí)間符合指數(shù)模型C=ae-bt（a>0;b>0）（其中C為磷化氫濃度，mL/m3;t為熏蒸時(shí)間，d;e為自然指數(shù)）[8]，其中首次施藥熏蒸衰減期間，糧堆內(nèi)磷化氫濃度符合衰減階段模型II：C =1 631.1e-0.189t，（R2 = 0.989 9），補(bǔ)藥熏蒸衰減期間，糧堆內(nèi)磷化氫濃度符合衰減階段模型II：C =940.36e-0.135t，（R2 = 0.985）。首次熏蒸和補(bǔ)藥熏蒸期間，糧堆內(nèi)磷化氫的衰減速度常數(shù)b分別為0.189，0.135，即補(bǔ)藥熏蒸磷化氫衰減的速率小于首次熏蒸期間。

同時(shí)，糧堆內(nèi)磷化氫濃度從第12d濃度為156.7mL/m3至第16d濃度為75.0mL/m3，糧堆內(nèi)磷化氫均低于200mL/m3，而最低濃度與最高濃度比指數(shù)均低于0.6，這表明糧堆內(nèi)磷化氫濃度的均與性可能與糧堆的濃度高低存在關(guān)聯(lián)。實(shí)際上，大多數(shù)糧庫(kù)存在磷化氫低濃度長(zhǎng)期密閉熏蒸，有些時(shí)候糧堆內(nèi)磷化氫濃度低于200mL/m3，熏蒸過(guò)程長(zhǎng)時(shí)間維持較低濃度可能導(dǎo)致糧堆內(nèi)磷化氫不均勻分布，導(dǎo)致糧堆內(nèi)害蟲(chóng)未被徹底殺死。此外，文章中均勻性指數(shù)和濃度比指數(shù)變化趨勢(shì)一致，存在顯著的相關(guān)性。選取一個(gè)指標(biāo)作為糧堆內(nèi)磷化氫均勻性判定的指標(biāo)，值得進(jìn)一步研究探討。

根據(jù)《糧油儲(chǔ)藏技術(shù)規(guī)范》（GB/T 29890-2013）E.1，當(dāng)溫度為25℃以上時(shí)，不同蟲(chóng)種不同密閉時(shí)間的磷化氫熏蒸最低有效濃度設(shè)定要求，磷化氫保持最低有效濃度為200mL/m3的密閉時(shí)間保持時(shí)間超過(guò)14d以上，150mL/m3時(shí)應(yīng)超過(guò)21d，100mL/m3時(shí)應(yīng)超過(guò)28d[7]。4P3-3號(hào)倉(cāng)倉(cāng)平均糧溫為29℃。由表3可知，磷化氫保持最低有效濃度分別為200mL/m3、 150mL/m3、100mL/m3時(shí)，糧堆密閉的時(shí)間分別為25d、26d、30d。從理論上講，這表明該糧堆中扁谷盜類(lèi)（屬）、蛾類(lèi)、谷蠹、米象、書(shū)虱、螨類(lèi)、赤擬谷盜、米扁蟲(chóng)及其他抗性蟲(chóng)種均應(yīng)被完全殺滅。

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