一种灭活进境粮谷中检疫性杂草种子的方法

摘要

一种灭活进境粮谷中检疫性杂草种子的方法，将必须灭活的杂草种子通过微波照射，调整微波发射频率为2450MHz，波长为12.5cm，温度为45℃－85℃，使杂草种子在微波照射下加热至少6分钟，采用本发明灭活进境粮谷中携带的检疫性杂草种子，不仅实用性强，而且使进口粮谷产生的下脚料实现废物再利用，同时又能节省大量人工费、运送费及保存库场，减少焚烧带来的环境污染。

说明书

技术领域

本发明涉及植物种子灭活技术领域，特别涉及一种灭活进境粮谷中检疫性杂草种子的方法。

背景技术

进境粮谷的批次中，检疫性杂草种子的截获率近100％，根据《中华人民共和国进出境动植物检疫法》的有关规定，为防止有害杂草入侵，在检验检疫机构的严密监管下，各进口粮加工厂对生产加工进口粮产生的下脚料都要进行焚烧处理，有些企业的做法是把这些下脚料投入锅炉中，由于下脚料做燃料产生的热值低，不能满足生产要求，要隔一定的时间才能按一定比例往锅炉中投料，打乱了锅炉自动控制添煤程序，既要耗费大量的人力，又不利于环保；同时浪费了可再利用的下脚料资源，有些企业采用的做法是把含有检疫性杂草种子的下脚料堆积起来，积攒到一定量后定期送至垃圾处理厂焚烧，要耗费大量的人工、车辆运输及焚烧费用。

发明内容

本发明主要目的是为了解决上述问题，提供一种采用微波处理技术灭活进境粮谷中携带的杂草种子的方法，不仅实用性强，而且使进口粮谷产生的下脚料实现废物再利用，同时又能节省大量人工费、运送费及保存库场，减少焚烧带来的环境污染。

为了达到上述目的，本发明提供的技术方案是：一种灭活进境粮谷中检疫性杂草种子的方法，是将含有必须灭活的检疫性杂草种子的粮谷下脚料通过隧道式工业用微波炉，用工业微波(发射频率为2450MHz，波长为12.5CM的微波)照射，调整照射的环境温度为45℃-85℃，照射灭活时间至少6分钟；

考虑的工作效率问题，含有必须灭活的杂草种子的粮谷在微波照射灭活设备中照射时间为6-12分钟为宜；

在不考虑杂草种类的情况下，含有必须灭活的检疫性杂草种子的粮谷下脚料在微波照射灭活设备中照射的环境温度为85℃，照射灭活时间为6分钟的条件，为最佳的灭活条件；

含有必须灭活的检疫性杂草种子的粮谷下脚料在通过微波照射灭活设备之前，需先去除其中的金属杂质；

含有必须灭活的检疫性杂草种子的粮谷下脚料的重量与微波照射灭活设备的功率比为10～15千克每千瓦。

本发明的工作原理是：使用工业微波配合不同的环境温度进行进境粮谷中含有的检疫性杂草种子进行照射，由于具有生活力的杂草种子在接受一定剂量的微波能后，产生热效应和非热效应(生物效应)，热效应是指由于微波具有高频特性，它以每秒数十亿次的惊人速度进行周期变化，物料中的极性分子(典型的如水分子、蛋白质、核酸、脂肪、碳水化合物等)吸收了微波能以后，他们在微波的作用下呈方向性排列的趋势，改变了其原有的分子结构。当电场方向发生变化时，亦以同样的速度做电场极性运动，就会引起分子的转动，致使分子间频繁碰撞而产生了大量的摩擦热，以热的形式在物料内表现出来，从而导致物料在短时间内温度迅速升高、加热或熟化。与此同时，在微波的作用下，物料中的有害生物受到无极性热运动和极性转动两方面的作用而改变其排列组合状态及运动规律，即使得生物体因蛋白质的变性而失活，并使细胞中核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)的若干氢键松弛、断裂或重组，干扰或破坏其正常的新陈代谢、遗传和增殖——这是生物效应。由于这两种效应的共同作用，使杂草种子的生理结构受到破坏，从而失去生活力，达到除害处理目的。

由于生产加工(工业化)的要求和粮谷自身的特性，环境温度相对较低，到达全部灭活照射的时间相对较长；而环境温度相对越高，到达全部灭活照射的时间相对较短，但是由于温度过高，会使粮谷下脚料产生焦糊，虽然达到灭活目的，但是破环了粮谷自身使用价值。

由于进口粮下脚料中经常含有少量金属材料杂质，而金属接受微波照射后会产生火花，容易引起处理物料着火，所以在杂草种子进入微波照射灭活设备前要除去其中的金属杂质。

因此，本发明的一种灭活进境粮谷中检疫性杂草种子的方法，是在进境粮谷生产加工过程中同时进行的一个环节，不仅实用性强，而且使进口粮谷产生的下脚料实现废物再利用，同时又能节省大量人工费、运送费及保存库场，减少焚烧带来的环境污染。

具体实施方式：

实施例1：

本实施例的微波照射灭活设备采用8千瓦5米长隧道式工业用微波炉，传输带的宽度为60CM，材料为美国、巴西、阿根廷、澳大利亚四国进境的大豆、大麦，我们在船舶靠码头卸货时，在船仓内人工挑选检疫性杂草种子，共挑出进境粮谷中经常截获的7种检疫性杂草豚草(Ambrosiaartemisifolia L.)；三裂叶豚草(Ambrosia trifida L.)；法国野燕麦(Avena ludoviciana Dur.)；刺蒺藜草(Cenchrus echinatus L.)；锯齿大戟(Euphorbia dentata Michx.)；假高粱(Sorghum halepensePers.)；苍耳属(Xanthium Spp.)以及进境粮谷中截获的一般性杂草种子，其中假高粱分别来自美国和阿根廷大豆船；刺蒺藜草、锯齿大戟来自巴西大豆船；法国野燕麦来自澳大利亚大麦船；豚草、三裂叶豚草、苍耳属均来自美国大豆船；大豆、大麦下脚料。

将1000Kg粮谷下脚料中混入检疫性杂草种子通过隧道式微波炉，使用微波发射频率为2450MHz，波长为12.5CM，温度为45℃，不同时间对其中的材料进行微波照射，然后挑出材料中检疫性杂草种子TTC验证，验证结果表明：6分钟时测得苍耳属种子的生活力为0；8分钟时测得锯齿大戟的生活力为0；10分钟时测得豚草和三裂叶豚草的生活力为0；11分钟时测得刺蒺藜草的生活力为0；12分钟时测得法国野燕麦和假高粱的生活力为8％。

检测时采用种子生活力四唑染色测定法(TTC测定)。以无色的氯化三苯基四氮唑盐溶液作化学指示剂，它在植物种子组织里参与活细胞的还原过程，从脱氢酶接受氢离子，使氯化三苯基四氮唑，经过氢化物作用，在活细胞里产生红色稳定不扩散的三苯基甲臜，其反应的化学式和结构式如下：

DPNH2   + TTC→DPN  +TTCH + HCL

(辅酶IH2) 四唑(辅酶I) 甲臜 氯化氢

这样就可以根据四唑液染成种子的颜色和部位，区分种子红色的有生活力部分和无色的死亡部分，从而判定截获检疫性杂草种子的生活力。TTC测定法原理可靠，不受种子休眠限制，方法简便快捷，适用范围广(新采收种子，休眠种子，储存多年种子)，结果准确

实施例2：

本实施例与上述实施例的不同点为：采用1000Kg混入检疫性杂草种子的粮谷的下脚料，调整加热温度为65℃，不同时间对材料进行TTC验证，验证结果表明：6分钟时测得苍耳属种子和锯齿大戟的生活力为0；8分钟时测得豚草和三裂豚草的生活力为0；9分钟时测得刺蒺藜草的生活力为0；12分钟时测得法国野燕麦和假高粱的生活力为0。

实施例3：

本实施例与上述实施例的不同点为：采用1000Kg混入检疫性杂草种子的粮谷下脚料，调整加热温度为75℃，不同时间对材料进行TTC验证，验证结果表明：6分钟时测得苍耳属种子、锯齿大戟、豚草和三裂叶豚草的生活力为0；8分钟时测得刺蒺藜草的生活力为0；11分钟时测得法国野燕麦和假高粱的生活力为0。

实施例4：

本实施例与上述实施例的不同点为：采用1000Kg混入检疫性杂草种子的下脚料，调整加热温度为80℃，不同时间对材料进行TTC验证，验证结果表明：6分钟时测得苍耳属种子、锯齿大戟、豚草、三裂叶豚草和刺蒺藜草的生活力为0；8分钟时测得的生活力为0；10分钟时测得法国野燕麦和假高粱的生活力为0。

实施例5：

本实施例与上述实施例的不同点为：采用1000Kg混入检疫性杂草种子的下脚料，调整加热温度为85℃，不同时间对材料进行TTC验证，验证结果表明：加热6分钟后测得所有杂草种子的生活力均为0。

实施例6：

本实施例与上述实施例的不同点为：以温度为变量，设定了5个温度T度，将混入检疫性杂草种子的混入检疫性杂草种子的下脚料分为5个组，并分别对5个组别加热6分钟，分别做5个温度T度的TTC验证，验证结果表明：45℃时加热6分钟，材料中的苍耳属的生活力为0；65℃时加热6分钟，材料中的苍耳属和锯齿大戟的生活力均为0；75℃时加热6分钟，材料中的苍耳属、锯齿大戟、豚草和三裂豚草的生活力均为0；80℃时加热6分钟，材料中的苍耳属、锯齿大戟、豚草、三裂豚草和刺蒺藜草的生活力均为0；85℃时加热6分钟，材料中的所有杂草种子的生活力均为0。

结果表明：处理时间6分钟，处理温度设定在85℃即可保证7种检疫性杂草种子失去生活力，同时保证被处理的下脚料具有使用价值，为企业节能降耗，创造财富。

由于进口粮下脚料中经常含有金属材料杂质，而金属接受微波照射后会产生火花，容易引起处理物料着火，所以在杂草种子进入微波照射灭活设备前要出去其中的金属杂质。

微波照射灭活设备应安装在粮谷生产加工除杂车间，与粮谷并肩杂及以下体积的杂草种子会在生产加工过程中得到灭活，比加工粮谷体积大的杂草种子会随地脚一起流失，所以微波处理下脚料即可达到除害目的。

综上，本发明的一种灭活进境粮谷中检疫性杂草种子的方法，在一般的情况下，在不知道杂草种类的情况下，温度80度，照射6分钟，杂草种子基本灭活，再把温度提高到85度，照射6分钟，保证杂草种子全部灭活，有不使粮谷焦糊；不仅实用性强，而且使进口粮谷产生的下脚料实现废物再利用，同时又能节省大量人工费、运送费及保存库场，减少焚烧带来的环境污染。