高大平房仓早籼稻不同熏蒸阶段磷化氢浓度的变化

曹文杰 周毅勋 黄荣辉 郭超

[摘要]在500Pa正压半衰期为146s的高大平房仓，采用粮面投药的方式，研究了不同磷化铝施药剂量下粮堆内磷化氢浓度的变化，分析了磷化氢在粮堆内均匀性规律。结果表明，不同磷化铝施药剂量下，高大平房仓粮堆内部磷化氢浓度首次施药熏蒸阶段和补药熏蒸阶段浓度和时间符合指数模型。补药熏蒸期间，磷化氢衰减的速率小于首次熏蒸期间的衰减速率。

[关键词]高大平房仓;早籼稻;磷化氢;熏蒸

中图分类号：S379.5 文献标识码：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.201910

磷化氢自19世纪中期以来是杀灭储粮害虫最受欢迎的熏蒸剂。在我国自20世纪60年代初期应用以来，其一直是储粮害虫化学防治中最主要的熏蒸[1]。谷物在长期储存过程中会受到害虫的侵扰，通常需要使用诸如磷化氢等熏蒸剂对储粮进行适度熏蒸，从而杀死害虫，因此熏蒸被广泛地用于储粮系统的害虫防治[2]。过量长期不合理使用磷化氢熏蒸剂，一方面会使得害虫产生耐药性，另一方面可能导致熏蒸剂在粮食中的残留。特别是由于绝大多数谷物被加工成食品，谷物在熏蒸后的残留受到严格限制，科学合理地使用磷化氢熏蒸是粮食仓储企业面临的一个关键问题。

目前，对于密封性能不太好的仓房，国内粮食仓储企业熏蒸多采用粮面施药，利用磷化铝自然潮解熏蒸，待磷化氢浓度降低到一定浓度时补药熏蒸，以期杀灭储粮害虫。李佳丽等[3]采用磷化氢和二氧化碳仓外，分2次施药熏蒸，环流并保持磷化氢浓度在760～370mL/m3的浓度变化水平，可在15d的时间内完全致死强抗性锈赤扁谷盗。刘合存等[4]在500Pa正压半衰期为30s的拱板仓中，首次施入磷化铝片剂44kg后，仓内磷化氢浓度下降很快，以后分别分3次补充施药6kg、12kg、12kg，仓内磷化氢浓度保持在200mL/m3以上的时间维持45d，有效地防治了抗性为488倍的嗜卷书虱。程兰萍等[5]在拱板仓内首次施药10kg，后补药熏蒸3kg，熏蒸后害虫死亡率为100%。

文章采用粮面投药的方式，研究了高大平房仓首次施药熏蒸和补药熏蒸期间粮堆内磷化氢浓度的变化规律，探讨了磷化氢在粮堆内均匀性规律，为高大平房合理使用磷化氢熏蒸作业提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验仓房及储粮情况

珠海市斗门区粮食收储公司六乡粮库4P3-3号高大平房仓，长26m，宽21m，装粮线高度7m，仓内体积2 065m3，设计仓容2 670t，墙体为490mm厚烧结页岩实心砖，仓顶为自呼吸通风双层板式屋盖，仓架为钢筋混凝土门式钢架。4P3-3号仓具体储粮情况见表1。

1.2 试验器材和设备

56%磷化铝片剂（丰收牌）：沈阳农药有限公司;磷化氢检测仪（型号：HL-210-PH3），（0-2000）×10-6： 北京佳粮科贸有限公司;磷化氢报警仪（型号：HL-200-PH3），（0-20-200）×10-6：北京佳粮科贸有限公司;CQMY型仓房气密性测定装置：河南未来机电工程有限公司;DP2000型智能數字微压计：上海永智仪表设备有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 仓房气密性测定

参照《粮油储藏 平房仓气密性要求》（GB/T 25229-2010）[6]。

1.3.2 磷化氢浓度检测点的设置

磷化氢浓度检测点设置参照《粮油储藏技术规范》（GB/T 29890-2013）[7]。浓度检测从熏蒸次日开始，每天定时检测1次。

1.3.3 熏蒸方式及环流工艺

采用粮面投药方式，共计用药51kg，第1次施药单位用药量按照6g/m3计，投药后环流16h，浓度低于100mL/m3开始补药熏蒸，单位用药量按照4g/m3计，环流6h。

1.3.4 数据处理

数据差异显著性分析，采用SPSS 17.0。

均匀性指数N1         （1）

浓度比指数N2                   （2）

式中：C为磷化氢浓度，mL/m3;MinC为磷化氢最低浓度，mL/m3;MaxC为磷化氢最高浓度，mL/m3。

2 结果与分析

2.1 4P3-3号仓气密性分析

采用正压式离心风机向仓内正压打压，用膜盒压力表测试仓内压力从500Pa降低至250Pa所需时间，结果见表2。由表2可知，4P3-3号仓压力半衰期为148s，根据《粮油储藏 平房仓气密性要求》（GB/T 25229-2010），4P3-3号仓达到熏蒸仓二级要求。

2.2 粮堆内磷化氢浓度变化情况分析

4P3-3号仓粮堆内磷化氢浓度变化情况见图1、图2。由图1、图2可知，首次施药熏蒸期间和补药期间，整仓磷化氢浓度变化随熏蒸时间先增加后降低。首次施药熏蒸期间，磷化氢浓度在第2d达到最高浓度993.3mL/m3，然后开始衰减，在第16d磷化氢浓度降低至75mL/m3。首次施药熏蒸衰减期间，粮堆内磷化氢浓度符合衰减阶段模型II[8]：

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

模型中C为磷化氢浓度，mL/m3;t为熏蒸时间，d;e为自然指数。

补药期间，磷化氢浓度在第3d达到最高浓度680.0mL/m3，然后开始衰减，在第13d磷化氢浓度降低至200mL/m3。衰减期间，粮堆内磷化氢浓度符合衰减阶段模型II[8]：

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

模型中C为磷化氢浓度，mL/m3;t为熏蒸时间，d;e为自然指数。

2.3 粮堆内磷化氢浓度均匀性分析

4P3-3号仓粮堆内各检测点浓度变化情况及磷化氢平均浓度、最低浓度和最高浓度的变化分析，如表3所示。从时间上讲，粮堆内部磷化氢浓度存在较大幅度的变化，从空间上讲存在分布的不均匀。在首次施药熏蒸期间，粮堆内磷化氢浓度升高至最高浓度993.3mL/m3后浓度开始降低，浓度比指数在0.86～0.50;补药熏蒸期间，粮堆内磷化氢浓度比指数在0.85～0.59。《磷化氢环流熏蒸技术规程》（LS/T 1201-2002）指出，个气体取样点最低浓度与最高浓度比指数在0.6以上时视为基本均匀[9]。由图3可知，磷化氢浓度除在12～16d浓度比指数低于0.6，且浓度低于200mL/m3，其余时间均高于0.6。同时，均匀性指数N1和浓度比指数N2变化趋势基本一致，根据SPSS 17.0双变量显著性分析，在95%的置信区间，均匀性指数N1和浓度比指数N2之间相伴概率为0.00，存在显著的相关性。

3 讨论与结论

采用粮面投药的方式，研究了不同磷化铝施药剂量下，高大平房仓粮堆内磷化氢浓度的变化，分析了磷化氢在粮堆内均匀性规律，结果表明，从时间上讲，高大平房仓粮堆内部磷化氢浓度存在较大幅度的变化，从空间上讲磷化氢浓度存在分布的不均匀。粮堆内磷化氢浓度衰减阶段的浓度和时间符合指数模型C=ae-bt（a>0;b>0）（其中C为磷化氢浓度，mL/m3;t为熏蒸时间，d;e为自然指数）[8]，其中首次施药熏蒸衰减期间，粮堆内磷化氢浓度符合衰减阶段模型II：C =1 631.1e-0.189t，（R2 = 0.989 9），补药熏蒸衰减期间，粮堆内磷化氢浓度符合衰减阶段模型II：C =940.36e-0.135t，（R2 = 0.985）。首次熏蒸和补药熏蒸期间，粮堆内磷化氢的衰减速度常数b分别为0.189，0.135，即补药熏蒸磷化氢衰减的速率小于首次熏蒸期间。

同时，粮堆内磷化氢浓度从第12d浓度为156.7mL/m3至第16d浓度为75.0mL/m3，粮堆内磷化氢均低于200mL/m3，而最低浓度与最高浓度比指数均低于0.6，这表明粮堆内磷化氢浓度的均与性可能与粮堆的浓度高低存在关联。实际上，大多数粮库存在磷化氢低濃度长期密闭熏蒸，有些时候粮堆内磷化氢浓度低于200mL/m3，熏蒸过程长时间维持较低浓度可能导致粮堆内磷化氢不均匀分布，导致粮堆内害虫未被彻底杀死。此外，文章中均匀性指数和浓度比指数变化趋势一致，存在显著的相关性。选取一个指标作为粮堆内磷化氢均匀性判定的指标，值得进一步研究探讨。

根据《粮油储藏技术规范》（GB/T 29890-2013）E.1，当温度为25℃以上时，不同虫种不同密闭时间的磷化氢熏蒸最低有效浓度设定要求，磷化氢保持最低有效浓度为200mL/m3的密闭时间保持时间超过14d以上，150mL/m3时应超过21d，100mL/m3时应超过28d[7]。4P3-3号仓仓平均粮温为29℃。由表3可知，磷化氢保持最低有效浓度分别为200mL/m3、 150mL/m3、100mL/m3时，粮堆密闭的时间分别为25d、26d、30d。从理论上讲，这表明该粮堆中扁谷盗类（属）、蛾类、谷蠹、米象、书虱、螨类、赤拟谷盗、米扁虫及其他抗性虫种均应被完全杀灭。

参考文献

[1] 韩志强，陈亮，郭超，等.浅圆仓磷化氢双向内环流熏蒸效果研究[J].粮油食品科技，2018，26（4）：63-67.

[2] 王远成，Thorpe G R，赵会义，等.储粮熏蒸过程中磷化氢浓度的分布模型及验证研究[J].中国粮油学报，2015，30（7）：81-84.

[3] 李佳丽，王殿轩，崔运祥，等.实仓与模拟熏蒸完全致死磷化氢抗性锈赤扁谷盗试验研究[J].粮食与饲料工业，2016（5）：12-15.

[4] 刘合存，王殿轩，王法林，等.补充施药保持磷化氢浓度熏蒸抗性书虱实仓试验[J].粮食储藏，2011（1）：13-15.

[5] 程兰萍，李秀昌.普通房式仓磷化氢仓内环流熏蒸杀虫试验报告[J].郑州工程学院学报，2002，23（2）：55-58.

[6] GB/T 25229-2010.粮油储藏 平房仓气密性要求[S].

[7] GB/T 29890-2013.粮油储藏技术规范[S].

[8] 郭超，王殿轩，劳传忠，等.熏蒸过程粮堆磷化氢浓度变化模型及验证研究[J].中国粮油学报，2018，33（1）：143-149.

[9] LS/T 1201-2002.磷化氢环流熏蒸技术规程[S].