自制催芽機(jī)快速催芽與清水浸種催芽的對(duì)比試驗(yàn)分析

孫璐 ，馮永祥 ，李豫婷 ，卞景陽(yáng)

自制催芽機(jī)快速催芽與清水浸種催芽的對(duì)比試驗(yàn)分析

孫璐1，馮永祥1，李豫婷1，卞景陽(yáng)2

（1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)農(nóng)學(xué)院，大慶163319；2.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院大慶分院）

針對(duì)傳統(tǒng)浸種催芽技術(shù)耗時(shí)長(zhǎng)，不能即催即播的情況，適應(yīng)水稻栽培需要研發(fā)快速催芽技術(shù)。將溫度、水分、空氣三者合理把控，使用自制催芽機(jī)新型水稻催芽技術(shù)。研究結(jié)果表明：快速催芽技術(shù)：用55℃的溫水浸泡干稻種30 min，然后用催芽機(jī)在22～25℃條件下催芽，24 h出芽52%，34 h出芽100%，達(dá)到播種要求。使用催芽機(jī)進(jìn)行快速催芽不但發(fā)芽速度快，發(fā)芽率高，而且發(fā)芽整齊度高，出苗齊，可保證水稻產(chǎn)量和質(zhì)量。

水稻催芽；快速催芽；發(fā)芽率；發(fā)芽快

世界上二分之一的人口以水稻作為主要糧食來(lái)源，其中百分之九十的水稻產(chǎn)于亞洲。我國(guó)是世界第二大水稻種植大國(guó)[1-2]，播種面積占全國(guó)糧食作物的四分之一，而產(chǎn)量則占一半以上。水稻生產(chǎn)對(duì)保障全球糧食安全發(fā)揮著重要作用，同時(shí)水稻產(chǎn)量也牽動(dòng)著國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，隨著人口的增加，水稻產(chǎn)量的提高迫在眉睫。

催芽是水稻生產(chǎn)過(guò)程中尤為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，是培育壯苗的基礎(chǔ)。提高水稻出芽率、出芽勢(shì)和整齊度，是水稻高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)的保證。

目前我國(guó)水稻催芽生產(chǎn)有水稻自動(dòng)化催芽，但是催芽過(guò)程還處于不連續(xù)的半自動(dòng)化狀態(tài)，會(huì)導(dǎo)致浸種不均勻、勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低等許多問(wèn)題。也有傳統(tǒng)粗放型浸種催芽生產(chǎn)[3]，如溫室浸種催芽法、淘種浸種催芽法、煤炭浸種催芽法、蒸汽浸種催芽法、復(fù)合菌肥浸種催芽法、保濕浸種催芽法、溫水浸種電熱毯浸種催芽法、屯坑溫床浸種催芽法和入屯浸種催芽法等，由于無(wú)法精確的控制溫度，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)出芽率低、出芽不整齊和芽弱等問(wèn)題，嚴(yán)重影響水稻生產(chǎn)[4-9]。不管是機(jī)械智能化的集中水稻催芽還是農(nóng)戶的分散催芽，普遍采用低溫浸泡高溫催芽的方法。認(rèn)為浸種是使種子吸足水分，種子膨脹軟化，促進(jìn)生理活動(dòng)[10]，增強(qiáng)呼吸作用，在酶的作用下把胚乳貯藏物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可溶物質(zhì)，將可溶物質(zhì)供給幼芽和幼根生長(zhǎng)。并將水稻種子發(fā)芽前的吸水過(guò)程，分為急劇吸水的物理學(xué)吸脹過(guò)程和緩慢吸水的生物化學(xué)過(guò)程兩個(gè)階段。種子吸水快慢與溫度呈正相關(guān)，浸種需積溫80～100℃。浸種溫度不宜過(guò)高，在較低溫度下浸種，吸水均勻、消耗物質(zhì)少、萌動(dòng)慢、發(fā)芽齊，利于培育壯秧。種子吸水達(dá)本身重量的25%時(shí)即可發(fā)芽，達(dá)30%時(shí)即呈飽和狀態(tài)。具體方法是：把選好的種子浸泡，水溫保持11～12℃，浸種消毒6～7 d。推廣袋裝浸種法，即將選好的種子裝入編織袋的2/3左右，不能裝滿，以便于翻動(dòng)袋內(nèi)種子，使稻種通氣均勻。將種子裝袋放入缸內(nèi)后，缸頂用塑料布封好，加蓋草簾，以便保溫。浸種時(shí)每天要調(diào)換上下稻種袋子的位置，瀝水通氣。浸好種子的標(biāo)志是：稻殼顏色變深，稻谷呈半透明狀態(tài)，透過(guò)穎殼可以看到腹白和種胚，米粒易捏斷，手碾呈粉狀、沒(méi)有生心。這是經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)成功的水稻浸種方法。但也存在不足之處，一是浸種時(shí)間長(zhǎng)，使種子長(zhǎng)時(shí)間處于厭氧狀態(tài)，抑制其呼吸作用，進(jìn)而影響其生理活動(dòng)，即使每天翻動(dòng)一次也很難滿足種子對(duì)氧氣的需求。二是長(zhǎng)時(shí)間浸泡不可避免會(huì)使種子內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)外滲流失，即使低溫條件下也無(wú)法控制。三是長(zhǎng)時(shí)間厭氧呼吸會(huì)產(chǎn)生毒害物質(zhì)造成種子自我中毒。四是時(shí)間長(zhǎng)管理風(fēng)險(xiǎn)高、工作量大，難免會(huì)出現(xiàn)紕漏失誤造成浸種催芽失敗。五是浸種時(shí)使用殺菌劑，產(chǎn)生大量有毒廢水，直接排放影響環(huán)境。綜上所述，有必要對(duì)水稻浸種催芽方法進(jìn)行再研究，解決原有方法存在的問(wèn)題。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

種子：選用發(fā)芽率高的生產(chǎn)用稻種，試驗(yàn)中使用的是墾粳2號(hào)，芽率達(dá)90%以上。

1.2 試驗(yàn)設(shè)備

設(shè)備：自制催芽機(jī)。催芽機(jī)由催芽箱，儲(chǔ)水箱，循環(huán)水泵，時(shí)間控制器，溫度控制器等組成。具體參數(shù)保密。

1.3 試驗(yàn)方法

將試驗(yàn)用稻種在日光下曬種，用密度為1.13 kg·L-1的鹽水選種。用清水洗掉種子上的鹽分后，進(jìn)行溫湯消毒，方法是用種子質(zhì)量二倍以上55℃的溫水浸泡種子30 min，消毒時(shí)不斷攪動(dòng)種子使其受熱均勻，提高消毒效果。然后將種子連同消毒用的溫水倒入催芽機(jī)內(nèi)，啟動(dòng)催芽機(jī)，進(jìn)行催芽。催芽機(jī)內(nèi)水溫控制在25℃左右，30 h左右完成水稻催芽。

將一部分消毒后稻種浸泡在25℃左右的水中與催芽機(jī)催芽的稻種做對(duì)照。

1.4 觀察內(nèi)容

3.具體制度。具體制度是指經(jīng)濟(jì)體制、政治體制、文化體制、社會(huì)體制等各項(xiàng)具體制度，各項(xiàng)具體制度是根本政治制度和基本制度發(fā)揮作用的有效途徑，是中國(guó)特色社會(huì)主義制度的重要組成部分，各具體制度全面協(xié)調(diào)、整體推進(jìn)，著力推進(jìn)建立和完善社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)又好又快發(fā)展；發(fā)展民主政治，建設(shè)社會(huì)主義政治文明；發(fā)展先進(jìn)文化，推動(dòng)文化大發(fā)展大繁榮；保障和改善民生，建設(shè)社會(huì)主義和諧社會(huì)。

觀察比較兩種催芽方法水稻種子的吸漲變化、出芽速度、吸水速率、發(fā)芽速率、芽長(zhǎng)的變化。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

利用Excel 2013對(duì)測(cè)定的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理以及圖表繪制，利用SPSS 21.0對(duì)測(cè)定的指標(biāo)進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同方法稻種吸漲變化比較

催芽機(jī)內(nèi)水稻種子吸漲變化與浸泡稻種的吸漲變化差別（如圖1所示）：可以看出兩種方法催芽的種子吸漲變化都是隨著時(shí)間的增加而顯示遞增趨勢(shì)，并且無(wú)論是催芽機(jī)催芽或是清水浸種催芽都呈現(xiàn)前期吸水快，后期吸水慢的規(guī)律，在24 h后，稻種吸漲變化微小，幾乎呈現(xiàn)吸水飽和狀態(tài)。但是，使用催芽機(jī)催芽的稻種吸水量增加大于清水浸種吸水量的增加。催芽機(jī)催芽的稻種吸漲情況在24、28、32 h三處吸漲變化相對(duì)不顯著，其他時(shí)間點(diǎn)吸漲變化都表現(xiàn)顯著差異。

圖1 水稻種子在不同條件下的吸漲比較Fig.1 Comparison of the absorption and expansion of rice seeds under different conditions

2.2 不同方法浸種發(fā)芽速度比較

催芽機(jī)內(nèi)水稻種子發(fā)芽速度與浸泡稻種的發(fā)芽速度差別如圖2所示：使用催芽機(jī)催芽的稻種在16～20 h期間開始萌芽，24 h時(shí)候的發(fā)芽速度最快，達(dá)到峰值，隨后發(fā)芽速度下降，直至全部出芽。而清水浸種的稻種36 h內(nèi)并未發(fā)芽，故發(fā)芽速度為0。

圖2 水稻種子在不同條件下的發(fā)芽速度比較Fig.2 Comparison of germination rate of rice seeds under different conditions

2.3 吸水速率

圖3 水稻種子在不同條件下的吸水速率比較Fig.3 Comparison of water uptake rate of rice seeds under different conditions

2.4 發(fā)芽速率

催芽機(jī)內(nèi)水稻種子發(fā)芽速率與清水浸泡稻種的發(fā)芽速率差別（如圖4所示）：使用催芽機(jī)催芽的稻種在16 h之后開始發(fā)芽，發(fā)芽速率緩慢上升，在24 h的時(shí)候發(fā)芽速率最快，達(dá)到峰值，隨后緩慢下降直至稻種全部出芽。而清水浸種的稻種并未發(fā)芽，故發(fā)芽速率為0。

2.5 不同方法浸種催芽芽長(zhǎng)比較

催芽機(jī)內(nèi)水稻種子發(fā)芽速率與清水浸泡稻種的芽長(zhǎng)差別（如圖5所示）：根據(jù)調(diào)查從20 h稻種開始發(fā)芽到34 h稻種全部發(fā)芽，測(cè)量顯示催芽機(jī)種子芽長(zhǎng)一直呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，且在24 h處芽長(zhǎng)增長(zhǎng)最多，經(jīng)過(guò)觀察，出芽整齊一致。而清水浸種的稻種未發(fā)芽，并未能測(cè)量出芽長(zhǎng)。

圖4 水稻種子在不同條件下的發(fā)芽速率比較Fig.4 Comparison of germination rate of rice seeds under different conditions

圖5 水稻種子在不同條件下的芽長(zhǎng)比較Fig.5 Comparison of bud length of rice seeds under different conditions

3 討論

（1）兩種方法催芽的種子吸漲變化隨著時(shí)間的增加而增加，而且呈現(xiàn)前期吸水快，后期吸水慢的規(guī)律，在24 h后，稻種吸漲變化變小，幾乎呈現(xiàn)吸水飽和狀態(tài)。但是，使用催芽機(jī)催芽的稻種吸水量增加大于清水浸種吸水量的增加。催芽機(jī)催芽的稻種吸漲情況在24、28、32 h三處吸漲變化相對(duì)不顯著，其他時(shí)間點(diǎn)吸漲變化都表現(xiàn)顯著差異。

（2）催芽機(jī)催芽的稻種在16～20 h期間開始萌芽，24 h時(shí)候的發(fā)芽速度達(dá)到最快，隨后發(fā)芽速度下降，直至全部出芽。而清水浸種的稻種36 h內(nèi)并未發(fā)芽，故發(fā)發(fā)芽速度為0。

（3）催芽機(jī)催芽的稻種吸水速率較比清水浸種的吸水速率相對(duì)偏高，并且在24 h的時(shí)候吸水速率增加幅度較大，之后急速下降，最后兩者整體緩慢下降，達(dá)到停滯水平。

（4）催芽機(jī)催芽的稻種在16 h之后開始發(fā)芽，發(fā)芽速率緩慢上升，在24 h的時(shí)候發(fā)芽速率最快，隨后緩慢下降直至稻種全部出芽。而清水浸種的稻種并未發(fā)芽，故發(fā)芽速率為0。

（5）從20 h稻種開始發(fā)芽到34 h稻種全部發(fā)芽，催芽機(jī)內(nèi)稻種芽長(zhǎng)一直呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，在24 h處芽長(zhǎng)增長(zhǎng)最多，且出芽整齊。而清水浸種的稻種未發(fā)芽，并未能測(cè)量出芽長(zhǎng)。

研究結(jié)果表明：使用催芽機(jī)進(jìn)行快速催芽不但發(fā)芽速度快，做到34 h快速催芽，發(fā)芽率高，而且發(fā)芽整齊度高，出苗齊，可保證水稻產(chǎn)量和質(zhì)量。目前，這種水稻快速催芽技術(shù)只可滿足少量稻種的催芽，若想適用工廠化、大規(guī)模催芽，還需針對(duì)催芽箱的設(shè)計(jì)，儲(chǔ)水箱的擴(kuò)大，循環(huán)水泵的裝置三方面進(jìn)一步研發(fā)，以滿足自動(dòng)化大批量稻種催芽。因此，催芽機(jī)的應(yīng)用具有廣闊的發(fā)展前景。

［1］ 高世偉，何云霞，劉晴，等.黑龍江省香粳型水稻遺傳背景分析［J］.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)學(xué)報(bào)，2015，26（1）：6-9.

［2］ 朱德峰，程式華，張玉屏，等.全球水稻生產(chǎn)現(xiàn)狀與制約因素分析［J］.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，43（3）：474-479.

［3］ 侯瑞鋒，王成，高權(quán)，等.智能程控水稻芽種生產(chǎn)線系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)［J］.農(nóng)業(yè)工程，2011（1）：42-45.

［4］ 朱萍，張長(zhǎng)利，董守田.ZigBee技術(shù)在水稻催芽監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.農(nóng)機(jī)化研究，2013，35（1）：105-108.

［5］ 侯瑞鋒，王成，高權(quán)，等.智能程控水稻芽種生產(chǎn)線系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)［J］.農(nóng)業(yè)工程，2011（1）：42-45.

［6］ 肖儉銀，曾祥鋅，楊炳炎，等.淺談早稻種子溫室浸種催芽技術(shù)的應(yīng)用與推廣［J］.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，16（1）：59-60.

［7］ 王寶芹，郭艷玲，范長(zhǎng)勝.水稻浸種催芽溫室保溫與加熱系統(tǒng)的研究［J］.農(nóng)業(yè)化研究，2009（9）：66-68.

［8］ 劉建華，姜宇，包旭霞，等.TiO2摻雜及其光催化活性的研究進(jìn)展［J］.內(nèi)蒙古民族大學(xué)學(xué)報(bào)，2015（5）：391-394.

［9］ 李曉兵，鄒德春.幾種控溫浸種催芽一體化日光溫室［J］.現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)，2010（1）：39-40.

［10］ 陶桂香，衣淑娟，李佐同，等.水浸控溫式水稻種子浸種催芽設(shè)備溫度場(chǎng)分析［J］.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2011，42（10）：91-93.

Comparative Experimental Analysis of Self-made Germination Machine Fast Germinating Seed Soaking Sprouting and Water

Sun Lu1，F(xiàn)eng Yongxiang1，Li Yuting1，Bian Jingyang2
（1.College of Agronomy，Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing 163319；2.Daqing Branch，Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences）

The traditional soaking seed and pregermination technique had the disadvantages of time-consuming and was not able to sow while germinating，so developing rapid germination techniqueswere needed for rice cropping.Three indexes，the temperature，moisture and air，werereasonably controlled，new self-made rice germination machine technique was used.The results showed that the rapid germination technique： soaking the dry rice with 55 ℃ water for 30 min，then germinating with germination machine under the condition of 22 to 25 ℃，budding 52%at 24 h，budding 100%at 34 h.Using germination machine could germinate rapidly，get high germination rate and high germination evenness degree，assure good rice yield and quality.

rice germination；rapid germination；germination rate；germination

S344.3

A

1002-2090（2017）05-0005-03

10.3969/j.issn.1002-2090.2017.05.002

2016-12-23

國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目（973計(jì)劃）（No.2012CB955904）；中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程。

孫璐（1990-），女，黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)農(nóng)學(xué)院2014級(jí)碩士研究生。

馮永祥，男，副教授，碩士研究生導(dǎo)師，E-mail：312652275@qq.com。