本发明涉及粮食虫害检测技术领域，特别是涉及一种利用核磁共振技术检测粮食虫害情况的方法。
背景技术：
粮食是人类赖以生存的物质基础和不可缺少的工业原料，在国民经济中处于重要的基础地位。但在粮食的长期储备中，储粮不可避免受到环境因素的影响，从而引起害虫、霉菌大量繁殖生长以及发生代谢产毒活动，导致粮食品质劣变，危害食品安全和人类健康。据世界联合粮农组织对收获后粮食损失调查的初步估计，储粮害虫造成的损失约占储粮损失的50％。储粮害虫中又以蛀食性害虫对粮食储备的危害最大。蛀食性储粮害虫是指害虫将卵产于粮粒上，幼虫在粮粒内部生长发育的一类害虫。典型的蛀食性害虫有玉米象、米象、谷蠹、谷象、豆象类、麦蛾等。由于蛀蚀性害虫将卵产于粮粒内部，卵在粮粒内部孵化并生长发育，人们很难发现这类害虫的幼虫。当发现成虫从粮粒表面钻出后，粮粒往往已被蛀空。目前，害虫的检测技术包括人工取样、人工陷阱漂浮法、伯利斯漏斗法等，此等方法易检测出害虫成虫，但对幼虫和隐蔽性害虫却不实用。现在检测蛀食性害虫的幼虫还缺乏有效的技术手段。目前这类隐蔽性虫卵或幼虫的检测，文献报道可有生物光子检测、声学法检测和聚集信息素检测。其中，生物光子发是通过对生物体的自发光子进行检测，由于隐蔽性虫卵或幼虫生物组织结构不同，所以自发光子数也不同，因而理论上可采用对生物光子数进行检测，但该法需要高精密的生物光子数探测设备，且环境干扰难以去除，因为不易实现，实用性差，目前还处于理论研究阶段。声学法是通过害虫啃食粮粒的声音来检测和识别害虫，由于这类声音极其微弱，所以需要高精度的微声传感器，而真实的粮仓环境中背景噪声及其复杂，因为这类检测成本高，时间长而且检测效果差，目前也处于理论研究阶段，不具有实用性。聚集信息素检测是通过对特定储粮害虫的特征性挥发物质进行研究，由于不同种属害虫所释放出来的聚集信息素不同，但目前标准气体样本较少以及粮食本身的挥发性物质影响较大，目前还处于探索阶段。
基于上述原因，有必要提供一种快速简单、精确度高、重复性好的粮食虫害情况检测方法。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题是提供一种粮食虫害情况的检测方法，其利用核磁共振技术，具有快速简单、精确度高、重复性好的优点。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：一种利用核磁共振技术检测粮食虫害情况的方法，包括以下步骤：
S1：收集相同储存环境下未受害虫侵染的储备粮食颗粒作为标准品，取标准品1～2g放于核磁测试管中，标准品在核磁测试管中的高度控制在2.2～2.5cm，对标准品进行低频核磁共振检测，利用CPMG脉冲序列测定标准品的自旋-自旋弛豫时间T2；
S2：收集相同储存环境下待检测的储备粮食颗粒为待测样品，取待测样品1～2g放于核磁测试管中，待测样品在核磁测试管中的高度控制在2.2～2.5cm，对待测样品进行低频核磁共振检测，利用CPMG脉冲序列测定待测样品的自旋-自旋弛豫时间T2；
S3：对步骤S1和步骤S2分别测得的标准品的自旋-自旋弛豫时间T2和待测样品的自旋-自旋弛豫时间T2进行数据分析，当数据有显著性差异时，可以确实待检测的储备粮食样品粒内含有害虫虫卵、幼虫或者蛹，即待检测的储备粮食中有粮食虫害情况。
优选地，低频核磁共振检测的测试条件为：序列参数设置：采样点数TD＝249612，主频SW＝200KHZ，累加次数NS＝4，回波时间Echo Count＝5000，参与反演点数200，驰豫时间点数100，迭代次数1000000。
可选地，所述储备粮食为麦类(如小麦、大麦等)、稻谷类(粳稻、籼稻，糯稻等)、粗粮类(如玉米、高粱等)或油料类作物(如豆类、花生等)的种子。
优选地，所述储备粮食为小麦、稻谷、玉米或大豆。
所述粮食虫害主要为蛀食性储粮害虫造成的虫害。
其中所述蛀食性储粮害虫为玉米象、米象、谷象、谷蠹、豆象类或麦蛾。这类储粮害虫在粮粒内蛀食，这些内部隐蔽性害虫的卵、幼虫和蛹均在粮粒内生长发育，蛀空受危害的粮食颗粒，这类隐蔽性害虫既不容易检测，也不容易除掉，危害很大。
由于害虫的蛀蚀会在储备粮颗粒表面留下蛀洞，以及害虫在籽粒内部的生长发育，都会影响籽粒内部成分的组成，进而影响籽粒内部水分的组成。因此可以根据粮食颗粒内水分组成的变化来判断粮食颗粒内是否有虫害情况发生。
本发明提供的粮食虫害情况的检测方法，利用低频核磁共振技术，分别检测标准品和待测样品的脉冲CPMG(carr-purcell-meiboom-gill)序列信号，分别测定出标准品和待测样品的自旋-自旋弛豫时间，即横向弛豫时间T2。之后利用T2_FitFrm软件调用CPMG序列拟合得到T2反演谱图。从而获得粮食中水的不同组态、弛豫时间信息。测试粮食样品颗粒内水分组成的不同使T2弛豫谱呈现出多组分特征，不同的T2弛豫时间代表不同相态的水分，T21表示结合水驰豫时间，T22表示中间状态水驰豫时间，T23表示自由水驰豫时间，利用不同T2弛豫时间的差异可以有效检测粮食样品颗粒内不同相态水分的含量和分布，从而判断粮食颗粒内是否有虫害情况发生。
本发明采用的低频核磁具有操作简便、数据分析简单准确、检测准确率高等优点，本发明利用低频核磁检测储备粮粒内虫害的方法可快速准确地检测出储备粮食内是否受到害虫危害，便于及时发现虫害灾情，为储备粮食虫害防治工作提供有力的测报，避免因灾情扩大造成重大经济损失，以保证储备粮食安全和质量品质等具有重要实践意义和良好的市场应用前景。
本发明提供的方法具有快速简单，精确测量，重复性高等优点，可在虫害初期快速检测出粮粒内部是否含有害虫，对于保证粮食安全和质量品质、减少经济损失具有重要的实践意义，具有良好的市场应用前景。
附图说明
图1是本发明实施例1的标准品T2反演谱图；
图2是本发明实施例1的待测样品T2反演谱图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
利用核磁共振技术检测某小麦储粮粮库内虫害情况的方法，步骤如下：
S1：随机收集该粮库中未受害虫侵染的小麦颗粒作为标准品，取标准品约1g放于核磁测试管中，标准品在核磁测试管中的高度控制在2.2～2.5cm，对标准品进行低频核磁共振检测，利用CPMG脉冲序列测定标准品的自旋-自旋弛豫时间T2，低频核磁共振检测的测试条件为：序列参数设置：采样点数TD＝249612，主频SW＝200KHZ，累加次数NS＝4，回波时间Echo Count＝5000，参与反演点数200，驰豫时间点数100，迭代次数1000000；
S2：随机取该粮库中的小麦颗粒作为待测样品(剔除表面有人眼可见蛀洞的小麦籽粒)，取待测样品约1g放于核磁测试管中，待测样品在核磁测试管中的高度控制在2.2～2.5cm，对待测样品进行低频核磁共振检测，利用CPMG脉冲序列测定待测样品的自旋-自旋弛豫时间T2，低频核磁共振检测的测试条件为：序列参数设置：采样点数TD＝249612，主频SW＝200KHZ，累加次数NS＝4，回波时间Echo Count＝5000，参与反演点数200，驰豫时间点数100，迭代次数1000000；
S3：之后利用T2_FitFrm软件调用CPMG序列拟合，分别得到标准品T2反演谱图(见图1)和待测样品T2反演谱图(见图2)。然后通过计算机软件反演分析，得到检测结果如下：
由以上结果可知，待测样品小麦籽粒中水分的驰豫时间T21、T22、T23与未侵染的标准品相比，均出现显著性差异。为了提高可靠性，采用剖粒法和染色法相结合进行验证，结果表明，待测样品的小麦籽粒内部存在卵期害虫以及幼虫期害虫。
实施例2
参照实施例1的方法，选择不同地区的另一小麦储粮粮库进行了试验，得到了以下检测结果：
同样，由以上结果可知，待测样品小麦籽粒中水分的驰豫时间T21、T22、T23与未侵染的标准品相比，均出现显著性差异。为了提高可靠性，采用剖粒法和染色法相结合进行验证，结果表明，待测样品的小麦籽粒内部存在卵期害虫以及幼虫期害虫。
通过以上实施例证明，采用本发明提供的粮食虫害情况的检测方法，利用核磁共振技术，可以准确判断待测粮食样品籽粒内是否被害虫浸染，从而判断出待检测的储备粮食中是否有粮食虫害情况发生。具有检测过程简便，工作效率高等优点。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围。