天下糧倉
——專訪國家糧食局科學研究院常務副院長吳子丹

本刊記者 喬占衛

天下糧倉
——專訪國家糧食局科學研究院常務副院長吳子丹

本刊記者 喬占衛

民以食為天，糧食是人類賴以生存的物質基礎。在我國幾千年的歷史長河中，因饑荒引發動亂的例子不勝枚舉。時至今日，隨著以家庭聯產承包責任制為代表的農業政策的實施，以及以袁隆平“雜交水稻”育種技術為代表的農科技術的不斷進步，糧食產量得到大幅提升，中國人民也似乎離饑餓越來越遠了。

然而，中國糧食安全真的高枕無憂了嗎？對于這個問題，國家糧食局科學研究院常務副院長吳子丹的回答顯得冷靜且謹慎，“中國人口眾多，糧食安全始終是一個巨大壓力……如果不能突破現代糧食儲備技術的瓶頸，國家的糧食安全就難以實現！”

國之大計：打造天下糧倉

糧食安全到底有多重要？最近的一次糧食危機足以說明一切。2008年初，糧食危機震撼全球，世界糧食庫存一度跌破歷史新低，并帶來連鎖反應，米價大幅上漲、多國出現糧荒進而引發社會動亂。“手中無糧，心中發慌”，糧食安全事關國家的安全和社會的穩定。

從新中國成立以來，糧食問題便一直困擾著我國社會和經濟的發展。在那個糧食極度匱乏的年代，忍饑挨餓成了廣大人民群眾的“家常便飯”。直到上世紀70年代后期以來，“饑餓”才逐漸遠去。家庭聯產承包責任制試點成功，借著改革的春風，在全國推廣；與此同時，由袁隆平等培育出來的“雜交水稻”也開始大面積推廣種植。生產力和生產關系的革新，讓我國糧食生產的潛力得到了空前釋放。1984年，我國糧食總產量突破8000億斤大關，當時所保持的人均800斤的記錄，至今還未曾被打破。

就在糧食產量不斷提高的同時，糧食倉儲方面存在的諸多問題也開始不斷暴露出來。倉容不足、倉儲設施陳舊、技術和設備落后等眾多問題，導致糧食儲藏期間品質劣變快，結露、發熱、蟲害、霉變時有發生，中央儲備糧中的陳化糧比例甚至曾一度高達15%！

此外，說到我國的糧食安全問題，就不能不提中國的特殊國情。中國是世界第一人口大國，假設13億國民每人每天消耗1斤糧食，全國一天就要消耗掉13億斤糧食。因此一旦遇到欠收、自然災害等問題，我國糧食需求的壓力將瞬間劇增，如果沒有足夠的儲備糧食，整個國家乃至世界的安全穩定，都將面臨巨大威脅。這便決定了我國糧倉必須具有儲量大、儲期長等特點。

為了增強國家糧食宏觀調控能力，從上世紀90年代初開始，國務院決定建立國家專項糧食儲備制度，逐步增加糧食儲備。1998年以來，國家分批建設上千個大型國家儲備糧庫。新建儲備糧庫采用了大倉容，高糧堆方案，單倉容量是過去糧倉的2至10倍，并要求每批糧食有較長儲存期。高大倉型雖然節約土地，但是這種高大的倉型也給糧食的安全長期儲存帶來很大的風險。

在吳子丹看來，糧食同樣是有生命的，需要細心地呵護。“糧食是高能量的有機體，會呼吸、能發熱。高大糧堆的溫度、水分分布難以均勻，會產生嚴重的濕熱轉移，導致糧食發熱變質、結露霉變或生蟲；對高大糧堆進行常規熏蒸殺蟲處理時，熏蒸殺蟲藥劑不能充分滲透，存在熏蒸死角，殺蟲不徹底。而加大用藥劑量，不僅會導致害蟲抗性增強，而且藥劑殘留也會增加，對食品安全十分不利；大倉容糧堆積熱難散，易導致糧食品質快速劣變，新建儲備糧庫的倉容大，單倉就可裝滿千余輛普通卡車，一旦糧食出問題，倒倉處理時間長、損失損耗更嚴重……”

新型糧倉即將建立起來，與之配套的新型糧食倉儲技術卻尚未形成，而傳統的儲糧技術和經驗早已無法適應新糧倉的需求。發達國家的糧食周轉率高，儲藏周期短，一般只需3到6個月，與我國儲備糧儲藏時間相對較長的特殊國情相比，所需的倉儲技術亦有天壤之別。總而言之，很少有現成的技術和裝備可供我國借鑒應用。

為了保障國家糧食安全，突破這一技術難題，吳子丹所在的項目單位從“七五”末期到“十五”期間，持續開展了20余項國家和省部級相關課題研究，經過系統研究儲糧基礎參數、規律、方法和理論，實施關鍵技術攻關和集成創新，突破了糧食儲備技術這一“瓶頸”，最終為國家儲備糧的安全儲存提供了有力的技術支撐。

為糧食安全穿上“防彈衣”

生產是糧食安全的基礎，儲備是糧食安全的保證。如果說袁隆平的雜交水稻技術是從生產領域著手，為糧食安全奠定了重要基礎，那么，吳子丹、卞科、徐永安等組成的項目團隊，則是以糧食儲備技術為突破口，研究開發出新型的儲糧技術，恰似替糧食安全穿上了一件“防彈衣”。

針對防治有害生物、保持儲糧品質、降低損耗等糧食儲備的基本問題，和我國倉容大、糧堆高、儲期長的特有情況，以及綠色、節能、環保等新要求，吳子丹所在的項目單位經過綜合調研和多方論證，提出了“綜合治理，實施以糧食儲備‘四合一’新技術為核心的集成創新”的總體思路。總體思路確定以后，項目單位采取分兵出擊、各個擊破的戰略，分別在糧食儲備技術、糧食儲備理論和方法、儲備糧物流配套技術、無公害儲糧技術拓展等幾大領域展開了一系列創新行動。

“四合一”糧儲技術：突破瓶頸

在糧食儲備技術方面，傳統方法和單一技術無法解決高大糧倉儲糧中溫度、水分、微生物和害蟲等多因素影響儲備糧品質的問題。為此，項目單位先后研發了智能控制儲糧機械通風技術、低劑量磷化氫環流熏蒸技術、智能糧情檢測分析技術和高效谷物冷卻技術，并將四項技術進行了集成創新和標準化設計，一舉破解了高大糧倉的儲糧難題。

他們研究出來的智能控制儲糧機械通風技術，運用自主研發的糧食通風數學模型和計算機智能分析技術，可以精確預測糧堆的平衡濕度和露點變化，跟蹤大氣和糧堆的溫差、濕差變化以控制通風，防止了糧食結露霉變，并大幅降低了能耗。

在低劑量磷化氫環流熏蒸技術中，他們開發出了均布氣流、低線速防爆的環流系統。其中，二氧化碳阻燃、精確定量的倉外氣體發生器、以及快速檢測、適時補藥等技術和設備，更是突破了抗性治理的難題，用藥量只有常規熏蒸的幾分之一。在這一技術基礎上，他們項目單位還制訂了糧食倉庫磷化氫環流熏蒸裝備的國家標準。

智能糧情檢測分析技術的創新則好比為倉庫安裝了“大腦”。針對以往糧情檢測技術不能準確區分糧堆正常變化和異常變化，造成漏報警影響儲糧安全，或誤報警浪費大量處置物力人力等問題，項目單位運用自動學習和推理分析技術，建立智能分析模型，進行糧溫變化曲線的推理擬合，可準確分析和預測糧情變化。該技術創新解決了基層儲備糧庫缺乏高級專業分析人員、大量糧情數據不能及時分析的難題。該技術克服了以往檢測系統不耐熏蒸腐蝕、不抗雷擊、可靠性差、損壞率高等技術難題，為儲糧安全提供了利器，并成為制訂《糧情測控系統》行業標準的依據。

機械制冷低溫儲糧需要精確地在線控制冷風溫度和濕度，不穩定的溫濕度易造成儲糧在降溫中吸潮、結露、變質等。長期以來，只有少數境外企業掌握著這種技術，因此，進口谷物冷卻機價格高、能耗較大，難以推廣。為了不在這一技術上受制于人，項目單位通過反復攻關，開發出了智能變頻調節、分級制冷、余熱控濕等自主技術，冷卻效率達到國外名牌產品的1.6倍，價格卻只需國外進口機型的一半。由于物美價廉，谷物冷卻低溫儲糧技術被大批儲備糧庫采用。相關技術指標已納入了國家標準和行業標準。在以上四項技術分別取得重大突破的基礎上，項目單位又進一步開展了四項技術的集成創新。新形成的“四合一”新技術、新工藝，實現了機械通風系統與環流熏蒸系統的網路共用，糧情測控分析系統與機械通風系統的數據共享、設備聯動，谷物冷卻系統與機械通風系統的冷量匹配、作用互補。系統集成實現功能優化和標準化，提高了技術和設備的整體效能，基于這一集成技術創新，項目單位還制定和修訂了7項國家標準和行業標準，極大地規范了工藝流程，提高了成套設備的性價比。

理論與配套技術：多點開花

技術創新和理論創新總是相輔相成、密不可分的，在研究“四合一”新技術的同時，項目單位也不斷取得儲糧理論和方法的突破。他們通過糧堆濕熱轉移造成發熱劣變的機理研究，建立了不同糧食品種的平衡水分與吸附/解吸絕對平衡濕度、以及溫度之間變化規律的數學模型，首次在國際上提出了儲糧通風控制“窗口”理論，論證了糧堆和大氣的溫濕度“窗口”條件在通風過程中的漂移規律，對預防結露和提高通風效率起到關鍵作用。

他們還首次提出了中國儲糧生態系統理論體系，論證了我國不同的地理、氣候、糧食品種和儲藏特點、害蟲分布、以及各種生態因子相互影響的規律，提出我國七個儲糧生態區域，及其安全儲糧技術對策，倉型和儲糧裝備的合理選擇與配置原則、以及評價指標體系。

在儲糧害蟲抗藥性治理方法方面，他們首次建立了PH3抗性害蟲的擊倒時間與抗性關系的數學模型和快速檢測方法，建立了PH3抗性害蟲的交互抗性和抗性遺傳模型，提出了有效防治抗性害蟲的關鍵對策和參數。制訂了《磷化氫環流熏蒸技術規程》和《儲糧化學藥劑管理和使用規范》行業標準。

根據我國主要大城市的溫、濕度變化、年降水量和地理等參數，項目單位提出了不同區域儲糧溫、濕度變化對儲糧品質和糧食陳化影響規律的數學表達；提出了低溫儲糧新工藝和經濟優化模式；建立了低溫和準低溫儲糧新指標體系。

為了解決糧食在物流運輸方面缺乏相關配套技術的問題，吳子丹所在的項目單位研發出了“多用途散糧汽車”，首創的具有專用性與通用性相結合的車廂，卸車效率比傳統包裝提高1倍以上，將散糧汽車經濟運行半徑提高1.5倍，有效解決了散糧長途運輸返空效益差的難題。

針對我國東北超高水分玉米一次性烘干有損玉米質量，二次烘干能耗高、破碎多的難題，項目單位研究出“多段變溫干燥-緩蘇新工藝”，實現大型烘干機在保質前提下一次烘干、大幅降水到安全標準，降低了能耗和破碎率。

為減少糧食中化學藥劑使用，項目單位建立了CO2與蟲霉控制和儲糧品質控制的關系模型，開發了CO2氣調新工藝，研發了整倉氣密新技術。他們首創了CO2氣調儲糧濃度自動監控與供配氣技術和糧倉CO2濃度快速檢測裝置，首次建造了我國單倉容量5000噸的現代化CO2氣調糧倉。該技術已在在五個省21萬噸糧庫成功示范推廣，第一次大面積實現了不使用化學藥劑的無公害儲糧。

天下糧倉，福祉昌延

項目的實施過程得到了國家糧食局的高度重視。國家糧食局專門組織了30多位專家對這項技術的成果進行了為期一年的60多項生產性驗證。現在，這項成果已經廣泛推廣應用。一萬多臺套采用該技術及標準、擁有我國自主知識產權的新型儲糧設備已經應用到全國31個省市區6000多萬噸倉容的中央儲備糧庫和地方儲備糧庫。在“四合一”技術的應用分布圖上，1000多個采用了這種新型儲糧設備的糧庫變成一個個小紅點，密密麻麻地分布在中國的版圖上。

吳子丹等人取得的這一項目成果，目前已創造了巨大的經濟效益。根據國家糧食局和農科院經濟研究所統計，該成果從2003年全面應用以來，中央儲備糧中的陳化糧比例當年就出現大幅下降，兩年之內降基本消滅了陳化糧，大大地減少了糧食損耗，改善了出庫糧食的品質，降低了能耗和儲糧費用，創造的經濟效益高達290多億元。

除了經濟效益之外，該成果所取得的社會和生態效益同樣令人欣喜。吳子丹項目單位研發的這一系列技術成果，使化學藥劑的使用量大幅降低，減少了對環境和生態的影響，加快了無公害和綠色儲糧技術的普及，提高了食品衛生的基礎安全水平，使全國的糧食消費者從中受益。

2009年國務院組織的全國糧食清倉查庫結果表明：體現儲備糧新鮮程度的宜存率指標從70%提升到99%。再次證明采用本技術成果后，中央儲備糧的總體質量達到歷史的最好水平，對確保國家糧食安全意義重大。

為了使這些技術得到更好的應用，項目單位先后培訓了糧食企業技術骨干和創新型人才一萬多人，對我國的糧食儲藏科技進步產生了深遠的影響。在國際交流中得到了世界著名糧食專家的高度關注與肯定，顯著提升了我國在糧食產后技術領域的國際地位。

國家糧食局組織的有兩院院士參加的專家組對本項目評審意見認為：“（該項目）集成創新了糧情檢測、機械通風、環流熏蒸和谷物冷卻‘四合一’儲糧新技術體系，系統解決了我國糧食儲備特有的倉型大、糧堆高、儲期長的技術難題，使我國儲備糧庫的技術裝備水平實現了向現代化的整體跨越”；“該項技術具自主知識產權，其集成創新成果的全面轉化應用，使得中央儲備糧的質量總體達到歷史的最好水平，社會和生態效益巨大，顯著提升了我國在糧食產后技術領域的國際地位，對確保國家糧食安全意義重大。綜上所述，該項技術總體達到國際先進水平，部分技術處于國際領先地位。”這項成果最終獲得2010年國家科學技術進步獎一等獎。

這些光輝成果，是項目單位集體汗水和智慧的結晶。“寧流千滴汗，不壞一粒糧”，這是整個團隊成員埋頭奮斗的動力和目標。身為項目總負責人的吳子丹，主持了整個項目的策劃和組織實施，也見證并參與了國家在短短幾年間建成現代化糧庫的恢弘進程。

“鞋合適了，腳就沒感覺”，糧食安全的最大目標，就是要盡可能地讓國民避免糧食問題帶來的不適感和危機感。“現在我們還有很多工作要做，包括節能減排、低碳等。未來幾年，希望有更多的新技術提供給老百姓，”談及已取得的成果，吳子丹輕描淡寫、一語帶過，而對未來，卻始終滿懷憧憬。