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作物含水率檢測(cè)

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發(fā)布時(shí)間：2025-08-23 12:59:06 更新時(shí)間：2025-08-22 12:59:07

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

作物含水率檢測(cè)：保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與儲(chǔ)藏安全的關(guān)鍵技術(shù)

作物含水率是衡量農(nóng)作物品質(zhì)、決定其儲(chǔ)存穩(wěn)定性與加工適應(yīng)性的重要指標(biāo)。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、糧食倉(cāng)儲(chǔ)、飼料加工及農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易等環(huán)節(jié)中，準(zhǔn)確測(cè)定作物含水率直接關(guān)系到作物的保質(zhì)期、損耗率以及經(jīng)濟(jì)效益。過(guò)高或過(guò)低的含水率均可能引發(fā)霉變、發(fā)芽、蟲(chóng)害或干裂等問(wèn)題，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。因此，建立科學(xué)、高效、精準(zhǔn)的作物含水率檢測(cè)體系，已成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技發(fā)展的重要方向。目前，隨著檢測(cè)技術(shù)的不斷進(jìn)步，從傳統(tǒng)的烘箱法到現(xiàn)代的近紅外光譜分析、電容式傳感器檢測(cè)、微波法等，檢測(cè)手段日益多樣化、自動(dòng)化和智能化。這些技術(shù)不僅提升了檢測(cè)效率，還實(shí)現(xiàn)了無(wú)損、快速、在線監(jiān)測(cè)，為農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的數(shù)字化和精準(zhǔn)化管理提供了有力支撐。本文將系統(tǒng)介紹作物含水率的檢測(cè)項(xiàng)目、主流檢測(cè)儀器、檢測(cè)方法及其對(duì)應(yīng)的國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為相關(guān)科研、生產(chǎn)及監(jiān)管工作提供參考依據(jù)。

主要檢測(cè)項(xiàng)目

作物含水率檢測(cè)的核心項(xiàng)目是測(cè)定作物樣品中所含水分的百分比，通常以“質(zhì)量含水率”（moisture content on a dry basis, db）或“濕基含水率”（wet basis, wb）表示。不同作物（如小麥、玉米、水稻、大豆、棉花等）對(duì)含水率的要求存在差異。例如，玉米在收獲后含水率應(yīng)控制在14%以下，以防止霉變；而大豆在儲(chǔ)存前應(yīng)降至12%~13%，以保證長(zhǎng)期儲(chǔ)存安全。此外，部分檢測(cè)還涵蓋其他相關(guān)參數(shù)，如水分活度（aw）、自由水與結(jié)合水比例、水分分布均勻性等，以更全面評(píng)估作物的儲(chǔ)藏性能與加工適應(yīng)性。

常用檢測(cè)儀器

當(dāng)前市場(chǎng)上用于作物含水率檢測(cè)的儀器種類繁多，主要可分為以下幾類：

烘箱法檢測(cè)儀：傳統(tǒng)經(jīng)典方法，通過(guò)恒溫烘干樣品至恒重，計(jì)算水分損失率。設(shè)備包括電熱鼓風(fēng)干燥箱、精密天平等，適用于實(shí)驗(yàn)室精確測(cè)定，但耗時(shí)長(zhǎng)（通常需6~24小時(shí)），不適用于現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)。
近紅外光譜儀（NIR）：基于作物中水分對(duì)近紅外光的吸收特性進(jìn)行無(wú)損快速檢測(cè)。該儀器操作簡(jiǎn)便、響應(yīng)快（數(shù)秒內(nèi)完成），廣泛應(yīng)用于糧食收購(gòu)、倉(cāng)儲(chǔ)、加工現(xiàn)場(chǎng)，如手持式NIR水分儀、在線式NIR檢測(cè)系統(tǒng)。
電容式含水率儀：利用物料含水率改變其介電常數(shù)的原理，通過(guò)電容傳感器測(cè)量。設(shè)備小巧便攜，適合田間或運(yùn)輸途中快速篩查，但受溫度、密度和物料類型影響較大，需校準(zhǔn)。
微波法含水率儀：利用微波穿透物料時(shí)的衰減與相位變化來(lái)推算含水率，具有穿透性強(qiáng)、檢測(cè)速度快、不受物料顏色和密度影響等優(yōu)點(diǎn)，適用于大宗糧食快速檢測(cè)。
智能在線檢測(cè)系統(tǒng)：集成傳感器、數(shù)據(jù)采集與無(wú)線傳輸功能，可實(shí)現(xiàn)在輸送帶、糧倉(cāng)、烘干塔等生產(chǎn)環(huán)節(jié)的連續(xù)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，是智慧農(nóng)業(yè)和數(shù)字糧倉(cāng)的重要組成部分。

主流檢測(cè)方法

作物含水率檢測(cè)方法分為破壞性檢測(cè)與非破壞性檢測(cè)兩大類：

烘箱法（破壞性）：按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法，取代表性樣品，精確稱重后在105℃±2℃下烘干至恒重，計(jì)算水分損失百分比。該方法為仲裁方法，結(jié)果準(zhǔn)確，但耗時(shí)長(zhǎng)，僅適用于實(shí)驗(yàn)室。
近紅外光譜法（非破壞性）：通過(guò)采集樣品的近紅外反射光譜，結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)模型（如PLS回歸、偏最小二乘法）反演含水率。需建立標(biāo)準(zhǔn)樣品庫(kù)進(jìn)行校準(zhǔn)，適用于多種作物，檢測(cè)效率高。
電容法/介電法（非破壞性）：通過(guò)測(cè)量物料的介電常數(shù)變化間接推算含水率，適用于快速篩查，但需考慮環(huán)境溫濕度、物料密度等干擾因素。
微波法（非破壞性）：利用微波在物料中傳播時(shí)的衰減和相位變化，通過(guò)數(shù)學(xué)模型計(jì)算含水率，適用于含水率較高的作物，如青貯飼料、新鮮果蔬等。

檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)

為確保檢測(cè)結(jié)果的科學(xué)性和可比性，我國(guó)及國(guó)際上制定了一系列相關(guān)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，主要包括：

GB/T 5497-2023《糧油檢驗(yàn) 糧食含水率測(cè)定》：規(guī)定了糧食含水率測(cè)定的通用方法，包括烘箱法、快速水分儀法、電容法等，是當(dāng)前糧食行業(yè)最權(quán)威的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
GB/T 1354-2018《大米》：對(duì)大米含水率有明確限制，要求成品米含水率≤14.5%。
GB/T 5494-2018《糧油檢驗(yàn) 雜質(zhì)測(cè)定》：雖主要針對(duì)雜質(zhì)，但其樣品處理流程與含水率測(cè)定密切相關(guān)。
ISO 712-1:2020《Grains and processed cereal products — Determination of moisture content — Part 1: Oven-drying method》：國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織發(fā)布的糧食含水率測(cè)定方法，與我國(guó)GB/T 5497標(biāo)準(zhǔn)基本一致，用于國(guó)際貿(mào)易與技術(shù)交流。
JJG 569-2018《數(shù)字式糧食水分測(cè)定儀檢定規(guī)程》：對(duì)含水率檢測(cè)儀器的計(jì)量性能、檢定方法和周期提出要求，確保儀器測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性與可靠性。

綜上所述，作物含水率檢測(cè)是一項(xiàng)集科學(xué)性、技術(shù)性與實(shí)用性于一體的農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)。隨著智能傳感、人工智能與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)檢測(cè)將向“無(wú)損、快速、在線、智能化”方向持續(xù)演進(jìn)，為農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展和糧食安全戰(zhàn)略提供堅(jiān)實(shí)支撐。