加强应用基础研究努力提高粮食储藏科技自主创新能力

1、加强应用基础研究努力提高粮食储藏科技自主创新能力赵小津国家粮食局科学研究院）1 粮食储藏科技国内外发展态势1.1 国内粮食储藏科技需求 粮食是国计民生的重要战略资源和国家安全的重要保障， 是全面建设小康社会的 重要物质基础。 国家粮食安全， 事关经济平稳发展和社会稳定的大局。 “十五”期间， 我国粮食储藏科技受到重视， 科技投入明显增加， 科研队伍基本稳定， 科研基础条件、 科研体系和政策日臻完善， 应用基础研究得到发展， 先进实用技术得到广泛推广； 积 极支持国家粮库重点项目建设， 粮食储藏科技取得了显著的进步。 但是，随着我国经 济社会的快速发展， 粮食生产和加工业发展迅速， 我国粮食储藏

2、科技发展不能满足粮 食工业的绿色、安全和可持续发展的新需求，主要问题如下： 一是粮食收获后处理技术还较落后。 粮食清理除杂效率低； 粮食保质干燥关键技 术尚未解决， 干燥后玉米破碎和品质下降严重， 稻谷低温干燥技术还依赖国外； 国家 粮库就仓干燥均匀性差、效率低的问题还依然存在。二是我国国家储备粮库建设还存在着对工艺设计重视不够；仓型选择依据不足， 适应性较差；进出粮工艺设备不配套， 进出粮效率低； 仓房气密保温隔热综合技术缺 位；仓储管理和作业信息化落后等问题。三是粮食安全储藏工艺技术较为粗放。 降温通风能耗高， 水分损失高； 谷物冷却 技术和气调储粮技术因能耗高， 工艺不合理， 推广应用受

3、到制约； 绿色低温和准低温 储粮技术推广面较窄。四是储粮虫霉防治技术水平还有待提高。目前常用的杀虫药剂抗药性问题严重， 磷化氢和防虫磷的继续应用受到影响；一些影响环境的杀虫药剂淘汰问题不容乐观， 强毒性杀虫剂的残留污染和操作安全风险较高； 缺少储粮防霉实用技术， 局部霉变发 热问题依然突出，真菌毒素和有害菌污染储粮的风险仍然较高。五是储粮品质检测和控制技术不能满足粮食收购和储藏的新需求。 快速检测方法 和仪器缺乏；国库中粮食储藏品质变化快，特别是高温高湿地区，还很严重，缺少品 质在线监测技术。解决这些问题的关键是科技。 我国粮食储藏科技应用基础研究工作薄弱， 创新能 力不强，科技水平不高，是这

4、些问题长期得不到解决的原因之一。1.2 国外粮食储藏科技发展趋势 美国、加拿大、澳大利亚、欧盟、俄罗斯等发达国家粮食生产的特点是生产规模例如欧洲、日 夏季高温季节， 地处热带的澳大 提出维持均温通化、技术精准化、管理科学化、经营产业化、信息网络化。与我国粮食生产有显著不 同，主要是粮食品种较为统一，耕种、收获、整晒和储运技术先进，机械化程度高， 生产全过程质量控制严格 ，标准体系健全，粮食生产和流通一体化，追求环境和谐， 国际市场竞争力强等。每年粮食总产量远远超过消费量，澳、加、美、法等国出口贸 易所占比例较高。 为保证在竞争激烈的国际市场占有一席之地， 政府和企业十分重视 粮食质量，共同加强

5、对产前、产中和产后的全过程控制，尤其重视粮食产后处理，粮 食储藏科技水平较高。国外一些储粮技术的特点及发展趋势如下： 一是先进的清理和干燥技术， 高效自动化处理。 各国的粮食贸易商严格按客户要 求（消费需求），保证清理和干燥处理后的粮食品质满足需求，采用先进的工艺和技 术，开发高效分离分级筛；制定严格的干燥工艺标准，根据用途分种用、食用、工业 用和饲料用四个级别， 分别设定干燥设备的运行工艺和参数， 粮食整理和干燥设备自 动化控制和生产水平高。二是结合实际情况， 开发适合本国特色的节能绿色环保储粮技术。 本和加拿大，地处温带， 冬季自然低温冷源充分， 多以低温储粮为主， 以谷物冷却降低粮温，

6、即保持了储粮品质， 也有效抑制了虫霉发生； 利亚和美国的南部区域， 以小麦储藏为主， 开发高效节能通风技术， 风技术，增强储粮安全性，减少水分减量；以色列、南非等高温区域的国家，以密闭 储藏（准气调）为主，有效控制害虫危害。三是绿色环保杀虫技术研究开发成为重点。 随着人类对环境和食品安全的高度关 注，严格限制粮食储藏期间应用的杀虫药剂， 2005 年底，绝大多数发达国家都全面 淘汰了破坏臭氧层的溴甲烷熏蒸剂和一些高抗性、 高毒性和致癌的杀虫剂， 如防虫磷、 氯化苦。 目前常用的粮食防护剂主要是生物类药剂。 如烯虫酯和仿生保幼激素， 新开 发的杀虫剂有多杀菌素（微生物源杀虫剂）、甲基溴替代药剂硫

7、酰氟（Profume）。目 前更加注重物理防治和生物防治技术研究开发，如高温、低温、气调、真空或加压、 天敌利用、转基因等技术研究。四是高度重视粮油食品安全， 真菌毒素等有害物质污染研究队伍强大。 长期持续 研究储粮真菌毒素和储粮有害细菌的鉴定方法、 提出相关贸易标准， 如粮食总黄曲霉 毒素、大肠杆菌、芽孢杆菌等卫生指标。五是储粮品质第一， 以最终用途作为储粮的最终品质标准。 粮食仓储企业按合同 要求积极为加工企业和客户服务， 例如，澳大利亚、 加拿大对外宣称他们的出口粮食 实现“零虫害”。通过开展粮食分级、清理和加工产品品质测定分析，采用绿色环保 的储藏技术，保证原料卫生安全，为加工企业提供

8、最适合的原料粮食。1.3 我国粮食储藏科技与发达国家的差别 综上所述，我国粮食储藏科技与美国、加拿大、澳大利亚、欧盟、俄罗斯等发达 国家的主要差别如下： 一是国外粮食产后技术先进， 损失少；国内技术水平发展不均 衡，国库较为先进，农村和小型仓储企业技术落后，储粮损失和品质下降问题突出。 二是发达国家科技投入较多和科研水平较高， 重视基础研究； 我国粮食储藏科技应用 基础研究工作薄弱， 科技水平不高。 三是发达国家提出较多的新概念和新技术， 设施 设备和配套技术系统完整；我国粮食储藏技术以传统为主，较为粗放，系统性较差。 总之，我国粮食储藏科技水平与粮食生产和加工业发展不协调， 不能满足粮食工业

9、的 绿色、安全和可持续发展的新需求。因此，我国粮食储藏科技界同仁需要重视基础理论和应用基础研究， 加大粮食储 藏科技投入，建设我国粮食储藏科技创新平台，进一步完善我国绿色储粮技术体系， 提升国家粮库绿色储粮和质量测控科技水平， 明显增强我国粮食仓库建设、 安全绿色 储藏和储粮品质控制的科技自主创新能力，为保障国家粮食储藏安全提供科技支撑， 使我国粮食储藏科技整体实力达到同期国际先进水平。2 我院简况及开展的相关应用基础研究工作2.1 国家粮食局科学研究院简况1999 年，我院被国家科技部列为社会公益类科研机构改革试点单位。 2002 年 10 月科技部、财政部、中编办关于农业部等九个部门所属科

10、研机构改革方案的批复 （国科发政字 2002356 号）批准我院进入国家启动的第二批公益类院所改革行列。1、战略定位粮科院是国家粮食局所属研究机构， 是粮食行业唯一一家国家级社会公益类科研 机构，是我国粮食科学研究和高层次人才培养基地。 所从事的研究面向我国粮食行业 现代化进程中急需解决的与粮食流通、 粮食安全、粮食合理利用等有关的科学技术问 题，同时抓住国际粮食科学前沿领域和未来发展的科学技术问题， 开展基础性和前瞻 性研究。2、发展战略目标通过 5-10 年的努力，把粮科院建设成为具有国际先进水平的国家粮食科技创新 中心。3、研究领域粮油储藏与品质保鲜科技研究、 粮油食品质量安全研究、 粮

11、油流通技术研究、 粮 油标准与检测技术研究、 粮油深加工与合理利用技术研究和粮油科技信息与科技发展 战略研究等 6 大方面。4、科研条件 “十五”以来，在国家粮食局的大力支持下，我院仪器设备条件建设成效显著， 国家共投入二千三百多万元专项经费用于我院科研仪器设备的更新换代。总投资约 1.3 亿元的我院科研大楼的建设已基本完成， 其中，功能齐全、 设备先 进的科研实验室有三千平方米。我院在北京市昌平区小汤山附近还建有国内设备先 进、功能较全的粮食科研中试基地。2.2 相关应用基础研究工作面对我国粮食储藏领域强烈的的科技需求， 粮食科技应用基础研究不能满足科技 创新的需要， 急需加强。最近几年我院

12、结合我国粮食储藏实践， 着重开展了如下一些 基础性研究工作。1、粮食储藏品质劣变机理研究稻谷和玉米的耐储性较差， 小麦储存稳定性较好， 但是储存时间过长或储存条件 恶劣，其品质也会发生劣变。 利用先进技术手段研究粮食储存中品质的变化， 探讨粮 食品质劣变的机理， 对于制定更加科学合理的粮食储存品质判定规则， 实现储藏小麦 的科学轮换， 保障国家储备粮的良好品质和国家粮食安全， 减少国家和仓储企业的经 济损失具有重要的意义。目前，研究小组已经完成小麦储存品质判定规则国家标 准的制定工作，正在报批过程中；利用“国家重大基础研究前期研究专项”资金，研 究稻谷在一定储存条件下品质指标的变化，包括RVA

13、占度、脂肪酸值和籽粒显微结构 以及淀粉结构的变化等， 研究这些指标的变化与食用品质变化关系； 承担国家自然科 学基金项目“小麦储存过程中蛋白质、 淀粉组成和结构的变化及其对加工品质劣变的 影响”研究，进一步探讨不同品质的小麦在储存过程中的变化， 以期利用先进的实验 条件对小麦储存过程中品质劣变的机理进行探索。2、粮油储藏标准体系研究 为了解决当前粮油储藏标准技术水平落后，原有标准标龄长，标准少、不配套，不能满足国家储备粮油技术管理需要的问题， 考虑我国粮油储藏， 特别是粮油仓储的 基础设施、配置设备、技术应用和仓储管理状况，以提高粮油储藏质量，保证粮油安 全，与有关单位共同开展粮油储藏标准体系

14、的基础研究， 研究粮油储藏标准体系框架， 规划未来 5-10 年内国内粮油储藏需要的标准。3、油脂安全储藏机理研究 “油脂储藏安全保障技术研究与开发”课题系“十五”科技攻关项目“粮油储藏安全保障关键技术研究开发与示范” 中的内容。课题的主要研究内容为： 通过对油脂 储存质量参数的整合， 筛选出关键质量参数来描述油脂储存过程中质量变化， 通过与 油脂质量检测技术和规范结合， 提出完整的油脂储存安全保障体系方案； 通过对安全 保障体系中关键质量参数的跟踪和分析， 建立起关键质量参数的关系范式模型， 来指 导油脂储备工作。 在模型基础上， 通过对关键数据的分析， 研究设计符合国家规范的 数据库模型和

15、相应的安全保障系统， 结合先进的互联网技术， 建立完整的油脂储备安 全保障信息传递平台。4、粮油储藏标准物质研究 国家粮食局科学研究院已经研制成功的标准物质包括小麦粉、 大米粉成分分析标准物质；粗蛋白质、粗脂肪、粗纤维素标准物质；残留溶剂成分分析标准物质和大豆 油、菜籽油、花生油、葵花籽油、玉米油、芝麻油脂肪酸成分分析标准物质共计 12 项粮油标准物质。 使用这些标准物质可以提高粮食质量安全项目检测的准确度， 增强 实验室间的可比性， 在全国范围内进行相关的量值传递， 保证全国量值的统一。 我国 粮食、农业、进出口商检、质量监督等涉及粮食及制品检验、科研和生产等行业和单 位对粮油标准物质有着迫

16、切的需求。5、储粮中有害微生物污染防控研究我国是世界第一大小麦生产国， 同时也是小麦消费大国。 小麦粉是小麦的主要加 工品，全球每年生产的小麦中有 95以上加工成小麦粉直接作为口粮或作为制作面 食品的原料。 小麦粉及其制成品的卫生安全问题直接关系到人民健康、 社会稳定和国 民经济的持续健康发展。 针对我国近来发现的小麦粉及其制成品中有害微生物污染的 问题，我院承担了国家科研院所社会公益研究专项 “小麦粉有害微生物污染的防控研 究”课题，开展小麦粉有害微生物污染状况调查分析和防控技术研究。 通过研究将提 出小麦粉有害微生物污染防控技术和措施，并在若干生产企业示范应用。6、新型储粮杀虫剂多杀菌素的

17、研究 我们已开展了多杀菌素对主要害虫的毒力实验研究， 试验表明该微生物源杀虫剂 对嗜虫 书虱 、米 象和 锯谷盗 等主 要储 粮害 虫的触 杀毒 力极 强， LC50 分别 小于 0.0059mg/m。该药剂具有不污染环境；对天敌的毒力极小；对鸟类和哺乳动物的毒 性小，无代谢毒性；对水生动物也只有轻微的毒性等高效、低毒、无残留特征，既有 传统化学药剂的效果， 又具有生物药剂的安全性， 因此它在储粮害虫防治方面的应用 有很大的潜力。目前我们正在开展多杀菌素的研制及其进一步的应用研究工作。7、储粮害虫耐冷性研究 我们通过对主要储粮害虫不同地理种群的不同虫态及其发育阶段的过冷却点以 及低温生存能力比

18、较研究， 旨在明确主要储粮害虫的抗寒能力， 揭示储粮害虫的抗寒 机理，完善低温储藏及低温杀虫理论， 为低温在仓储害虫治理中的应用提供理论基础。 主要开展的研究内容包括： 主要储粮害虫不同虫态的过冷却点及其低温生存能力的评 价；不同地理种群储粮害虫的抗寒能力分析；主要储粮害虫的抗寒机理分析。8、新型惰性粉杀虫剂杀虫机理与应用研究 针对常用化学储粮杀虫剂影响“绿色”粮油食品工业发展的瓶颈问题，实现“十一五”期间中央储备粮“绿色”储粮技术应用率达到 30，化学药剂使用量减少 20% 的发展目标， 亟需开发绿色环保安全的储粮杀虫技术。 但目前使用的硅藻土杀虫剂由 于用药量大、 成本高等影响其推广使用，

19、 因此有必要对新型惰性粉杀虫剂杀虫机理进 行深入的研究， 探索影响杀虫效果的因素， 为最终开发出性价比高、 安全的纳米级惰 性粉杀虫剂提供理论支撑。9、粮食的抗虫特性研究我国种质资源丰富， 充分利用粮食自身的抗虫性是最经济有效的害虫综合治理方 法之一，同时也是目前我国粮食储藏设施落后地区减少粮食产后损失的一个重要途 径。该研究逐步建立了粮食对害虫抗性的快速筛选方法， 并就我国主要粮食品种产后 对主要害虫的抗性进行筛选， 明确我国主要粮食作物储藏期的抗虫性水平， 深入研究 不同粮食及同种粮食的不同品种对仓储害虫生长发育的影响与粮食物化性质之间的 关系，揭示粮食在储藏期对仓储害虫抗性的主要机制，

20、探索粮食储藏期抗虫特性合理 的利用途径，为粮食在储藏期间的抗虫性在仓储害虫综合治理中的利用提供基础。10、辐照防治储粮害虫的标准研究 辐照杀虫是利用电离辐射与害虫的相互作用所产生的物理、 化学和生物效应， 导 致害虫不育或死亡的一种物理防虫技术，与其他防虫技术相比，具有方便、快捷、高 效、节约能源、卫生安全性高等特点。辐照杀虫是溴甲烷的重要替代技术，是解决害 虫抗药性问题的重要补充手段。 开展辐照防治储粮害虫的相关研究， 形成粮食辐照杀 虫相关技术规程体系，是保证粮食辐照杀虫效果和推广粮食辐照杀虫技术的重要基 础，同时为加强对粮食辐照的管理提供必要手段。11、储粮害虫耐低氧机理研究为在储粮害虫防治中实现对现有化学药剂的替代， 满足“绿色储粮” 发展战略需 要，解决目前粮库中日益增强的害虫抗药性问题， 我们开展了低氧防治储粮害虫机理 研究。将不同低氧条件对储粮害虫的影响作为主要研究内容， 探索造成害虫死亡或生 长发育迟缓的主要原因。 提出利用低氧技术防治储粮害虫的应用方案， 以期为低氧防 治技术在我国的