王正建 张子羽 朱海军
(中央储备粮济宁直属库有限公司 272112)
储粮害虫体躯微小，日常查虫耗费保管员大量精力、体力与时间，且在密闭熏蒸的环境中，无法实现安全、有效地对阶段性杀虫效果实时监测，熏蒸杀虫效果评估缺少影像资料相关数据支撑。为此，开发了“粮食杀虫过程监控与杀虫效果评估系统”，该系统集害虫杀灭信息采集、杀虫效果评估于一体，为储粮害虫监控、杀虫作业提供有效设备和技术支撑。同时，有效降低保管员工作强度，提高储粮害虫综合治理水平。
1.1 试验背景
根据“十三五”国家重点研发计划项目“食品腐败变质以及霉变环境影响因素的智能化实时监测预警技术研究”课题“粮食虫害及控制的智能化实时监测预警技术研究(2017YFC1600804)”要求，河南工业大学与我库联合开展粮食杀虫过程监控与熏蒸杀虫效果评估系统的验证应用。
1.2 系统配置
该系统包括储粮害虫远程监视检测终端及相应的数据系统软件，监视终端由1个信息终端和若干个集成诱捕装置组成(见图1)。信息终端设备采用4/5G WIFI无线传输模式，使用终端需安装APP监控软件，可实现即时害虫在线监测。无线害虫集成诱捕器见图2，图3。
图1 设备配置
图2 集成诱捕器内置结构图
注：1-摄像通讯电源控件室；
2-插卡开关充电窗口；
3-SD卡插孔；
4-充分插孔；
5-复位开关；
6-电源开关；
7-插卡开关充电窗口密封硅塑胶；
8-诱虫通道孔；
9-放射分布的诱捕孔道；
10-集虫杯；
11-观测平台；
12-光源；
13-摄像头；
14-电源。
1.3 型号规格
监测终端型号GR-13002，尺寸：长宽高(单个)：300mm×190mm×160mm；
集成诱捕器尺寸：高(单个)：210mm直径：150mm。终端主要技术参数见表1。
表1 监测终端技术参数
1.4 方法
监测终端置于仓内入口平台处，其4G/5G天线置于仓外。集成诱捕器的位置可根据实际需要在仓内任意布置。接通电源、插上天线即进入自检状态，同时打开集成诱捕器开关，5min内自动完成与信息监测终端的链接。安装APP检测软件后进行集成诱捕器添加，需依次单个进行添加，不可多台同时添加。打开集成诱捕器上的密封胶塞，拨动设备电源开关，从害虫引诱通道中看到白灯点亮，按住复位键5s后放开，即可进行网路配置。在集成诱捕器终端视频观测平台内，放置试虫样本后，置入熏蒸或气调密闭环境内，可通过手机APP和终端装置远程监视杀虫过程中的害虫存活状态，进而直观可见地监测杀虫效果。
集成诱捕器采用低功耗电池无线供电模式，内置2只18650电池，充电一次可使用3～4个月，预留有充电接口，支持手机唤醒设备。终端是基于害虫诱捕技术、视频与图象采集、远程信息监测、移动网络等于一体的储粮害虫在线监测装置，自带无线收发单元，内置1路GPRS通信接口和物联卡。具备随时随地实时动态查看、录像、拍照等功能。手机APP轻松实现远程实时动态监测，录像、拍照任意保存，可满足同时多点位查看或拍照，全高清分辨率。
1.5 使用范围
集成诱捕器孔道采用放射状分布的通道设计，能有效避免杂质对投影效果的影响,适用于小麦、玉米、大豆等颗粒状储粮的害虫监控。摄像头、充电电池与影像传输、接收等相关模组位于方形密闭盒，采用像胶圈压盖密封，具有一定防水、防潮、防气体腐蚀等功能，可适用于通风作业，环流熏蒸等各种储粮环境。
2.1 试验场地
本库区35号平房仓为试验仓，仓内储存当年新入小麦。仓长：32.48m，宽：23.36m，粮堆高度5.62m，墙体为砖混结构，厚度490mm；
设计仓容3417t，气密性40s。
2.2 试验准备
35号仓轴流风机运行正常，开启地笼通风口，布设通风作业警戒线。将集成诱捕器监控设施充电后布设于该仓内四角及中间粮面部位。投放试虫样品至集成诱捕器内。确定周围无信号屏蔽后，将信号终端发射器布设于仓内，连接仓内电源。安装手机或电脑终端APP监控软件，依照说明书步骤开启设备。
2.3 试验过程
启动轴流风机进行均温通风作业，运行手机或电脑终端APP监控软件，按软件提示进入监控画面，此时试验仓内目测集成诱捕器监控摄像头灯光照明开启。检测仓内通风环境，仓温30.2℃，仓湿87%。
2.4 试验结果
试虫观察杯中的虫害活动画面清晰，虫害类型及数量清晰可辨，远程监视检测设备运行稳定。
3.1 试验准备
将试虫观察杯上部约三分之二位置环状均匀涂抹聚四氟乙烯，无尘环境倒置静置1h(防止虫害爬出试虫观察杯)。选取50头成虫，其中玉米象25头、锈赤扁谷盗25头。分别按1:1比例均匀投放至5个试虫观察杯内，并投放8～10粒水分含量13.0%(±0.5%)的小麦籽粒，作为培养口粮置于试虫观察杯底部。拧开集成诱捕器将试虫观察杯垂直平稳放入装置底部。将集成诱捕器旋转安装后，使用5个纱网抽绳袋进行包裹，放置于试验仓四角及中间熏蒸气体浓度取样点附近，进行粮面垂直布设，使得诱虫通道孔平于粮面。信号终端发射器布设于仓内，连接仓内电源，电源进行了专业防熏蒸气体腐蚀处理。
3.2 试验过程
布设警戒线，按熏蒸操作流程对35号仓进行28d密闭环流熏蒸作业，期间开启手机终端APP监控软件，为确保集成诱捕器运行电量，采取间断性观测并录制视频留存。
3.3 试验结果
熏蒸杀虫过程中监控系统在检测仓内空间磷化氢浓度高峰值为1200mL/m3的环境中正常运行，虫害击倒视频画面清晰，信号传输稳定。
放置试虫观察杯时要保持监测装置平稳垂直，避免虫杯中试虫掉落。每次使用前旋转集成诱捕器中端螺旋开关，对所捕害虫进行灭杀、清理，防止虫害交叉感染。进行粮面垂直布设时，将诱虫通道孔平于粮面，否则容易导致粮堆内微小杂质经孔道混入。信号终端发射器整体需提前做好熏蒸气体耐腐蚀处理，在高浓度磷化氢的密闭环境中，密切关注设备的运行情况。
综合两项试验结果，储粮害虫远程监视仪器可于高温、高湿、机械通风、熏蒸密闭等储粮环境中正常运行，性能稳定，视频清晰，信号传输稳定。在有效降低保管员劳动强度的同时，满足日常及熏蒸期间虫害实时动态的监测要求。将记录的不同阶段磷化氢浓度，与虫害活动实时动态、击倒的视频影像信息及相关数据进行分析，为熏蒸杀虫实时效果与杀虫效果评估提供了真实有效的数据支撑。
该系统具有智能化技术含量，对于安全生产、绿色储粮和保障粮食安全等具有重要意义，将该设备所提供的监测数据与现有储粮技术相结合，可根据仓房的气密性、害虫种类的抗药性、熏蒸环境的温湿度、粮食质检信息、磷化氢浓度检测信息等，继续分阶段进行害虫的灭杀节点试验，不仅有利于保证杀虫效果，更可在此基础上进行化学药剂使用次数与熏蒸用量的科学减少试验，降低害虫的抗药性发展。
在粮食熏蒸杀虫过程中实施的监测作业，可收集科学使用熏蒸药剂量有效杀虫的分析大数据，并录制视频进行影像资料支撑，对提高粮食害虫的综合治理水平，具有较好的应用研究价值，值得推广应用。
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