苜蓿種子包衣技術(shù)與工藝（一）

文/陳 谷　劉宗現(xiàn)　黃 丹

〔百綠國際草業(yè)（北京）有限公司〕

為了能比較準確地理解種子包衣的目的，在闡述苜蓿種子包衣技術(shù)之前，首先需要理解苜蓿種子從“萌動-發(fā)芽-出苗-發(fā)育-生長”這一階段是如何發(fā)生的。目前，在全世界范圍內(nèi)，種子包衣已經(jīng)成為一項種業(yè)革命，其技術(shù)的不斷創(chuàng)新使得80%的農(nóng)作物種子，90%的蔬菜種子，30%的牧草種子都進行了包衣處理，而與之同步進行的種子引發(fā)、種子延遲發(fā)芽、人工種子和包衣介質(zhì)等一系列的種子處理技術(shù)也都在日新月異的發(fā)展。

1　苜蓿生活的“兩個世界”

與所有作物一樣，苜蓿不例外地生活和生長在地上和地下“兩個世界”。在這“一陰一陽”相互交匯的“兩個世界”里，苜蓿種子完成了“萌動-發(fā)芽-出苗-發(fā)育-生長-開花-結(jié)莢-產(chǎn)籽”的完整生命周期（圖1）。

圖1　苜蓿幼苗的生長

從圖1可以清楚看出，苜蓿生長到三葉期之前，都是由在“地下世界”的生活能力所決定的。也就是說，在這之前苜蓿能否發(fā)育正常、健康生長，不僅僅要靠本身種子的抗逆遺傳性，更大程度地取決于地下根部周邊環(huán)境的好與壞。在三葉期之前，苜蓿的光合作用是極微弱的。95%以上的能量或者生存的能力，都要靠種子本身對地下環(huán)境的適應(yīng)能力，而這一時間為30～40天。

苜蓿種植者經(jīng)常談及苜蓿的長勢等地上部分的植物形狀，過多地關(guān)注苜蓿的地上部分，而往往忽略地下世界的變化，而事實上，苜蓿生長的關(guān)鍵在于根，苜蓿根系的健康問題決定著地上的產(chǎn)量。

2　“買得起種子買不起苗”，75%是無效播種

種地的農(nóng)民都知道一句話“買得起種子買不起苗”，這句話用在苜蓿種植上再適合不過。圖2是美國威斯康星大學(xué)Sund等學(xué)者關(guān)于不同播種深度、土壤類型對出苗率影響的研究。從圖2可以看出，苜蓿屬小籽粒作物，播種深度影響著出苗的好壞。而播種深度又隨著土壤類型而改變。對于大多數(shù)種植戶，控制播種深度雖然極其重要，但在風沙大、沙黏不均、地勢不平的鹽堿地和沙荒地，控制播種深度本身就是一個巨大的挑戰(zhàn)。沒有人能保證每一粒種子都能播種在合適的深度上。能夠保持在0.5～3.0cm處，即算不錯的播種。一般來說，所播的種子能夠達到60%的出苗率即是比較好的技術(shù)。通常在沙土中，能夠出苗的種子為50%～70%，平均在60%左右。

圖2　不同播種深度、土壤類型對出苗率的影響

圖3　頭12個月內(nèi)的植從密度（播種量為3.5kg/hm2）

而發(fā)了芽的幼苗也不一定能夠長成有效的植株，因為實際播種中土壤和環(huán)境條件的變化幅度較大。例如，長期低溫、潮濕的天氣能增加幼苗的死亡率；播種期間干熱的天氣則會降低出苗率和影響幼苗的生長。美國維斯康星大學(xué)的研究資料顯示，在正常的條件下，播種的種子中僅有60%左右能發(fā)芽，而幼苗在第一年內(nèi)的死亡率達60%～80%，即存活的幼苗植株僅為出苗植株的20%～40%。換句話說，如果所播下100粒純活種子（PLS）中，能夠給當?shù)貛硎找娴恼Ｖ仓陜H僅為12～25株，而其它的75～88株都成為未發(fā)種子或死苗（圖3）。這就是老農(nóng)民所說的“悶苗、閃苗、吊苗、僵苗以及產(chǎn)量搶劫種子”現(xiàn)象。

3　苜蓿具有“自疏作用”，增加播種量無濟于事

表1是株齡和有效密度對紫花苜蓿產(chǎn)量的影響指標。從表1可以看到，當苜蓿的有效植株達到一定數(shù)量時，會穩(wěn)定在一個水平。這時植株的數(shù)量對苜蓿的產(chǎn)量不起作用。而隨著年份的增加，也就是株齡的增加，植株密度會逐年減少。例如，當年植株的密度大于160株/m2時，就已經(jīng)達到了苜蓿產(chǎn)量的最高潛力。而當苜蓿在第三年（苜蓿最高產(chǎn)量年份）的密度會降低到65株/m2，但仍然能夠達到產(chǎn)量的最高潛力。

苜蓿密度越長越少，但產(chǎn)量還不變，甚至增長。原因是什么呢？從苜蓿的分枝條來看，只要每平方米的枝條數(shù)能夠達到550～600株，其產(chǎn)量就能達到最高。而選擇高播種量的同時，種植戶也選擇了苜蓿的持久性和越冬方式，“魚與熊掌”不能兼得。而且到了第一個越冬年后，苜蓿會保持一個穩(wěn)定植株密度。這就是苜蓿的自疏作用機理，即苜蓿種群在一定的生長環(huán)境下，種群數(shù)量會增加，但是并不是無限制的增長，會受到種群最大容量的制約，種群內(nèi)部個體間的競爭會產(chǎn)生自疏作用，而使種群維持在一定的水平。

播種的當年如果能夠保證有效健康的苜蓿植株密度達到160株/m2，就能夠達到產(chǎn)量潛能，則這些有效健康的植株是多少粒種子和多少千克種子？苜蓿的千粒重為1.7～2.0g，可以折算成50萬～58萬粒/kg種子。按照國際通用的發(fā)芽率85%和凈度95%質(zhì)量計算，PLS=40.37萬～46.00萬粒/kg。如果按畝播量1kg計算，每平方米的種子為750～870粒，因此達到有效植株密度的PLS僅為160～200粒種子，即實際所需要的種子每畝僅為0.25～0.35kg。

表1　株齡和有效密度對紫花苜蓿產(chǎn)量的影響指標

圖4　苜蓿種子與幼苗形成的關(guān)聯(lián)圖

圖5　苜蓿種子包衣結(jié)構(gòu)圖

4　揭開苜?！暗叵率澜纭敝i

苜蓿的幼苗是由種子發(fā)育而來。圖4表明了種子的各個器官與發(fā)育成熟植株的各個器官的關(guān)聯(lián)關(guān)系。從圖4可以看出，一個不健康的根系是無法在后期的植物生長中獲得補償。先天的“缺胳膊、斷腿”長不出來健壯的植株。如此眾多的種子幼苗在“地下世界”夭折，是源于根系的不健康。因此根發(fā)育的好與不好，直接影響植物的正常生長。因此，可以說根是植物的“大腦”。

而苜蓿幼苗就像一個剛剛出生的“嬰兒”，一出生就面臨著地下眾多生物和非生物的威脅和挑戰(zhàn)：第一，土壤病原體的威脅。主要包括三類：絲核菌、腐霉菌、鐮刀菌。這些菌分別對植物根部組織、根尖、根皮具有很強的殺傷力，根系被侵染后水分和養(yǎng)分難以被吸收，造成種子的萌發(fā)和生長受阻。苜蓿的倒伏現(xiàn)象常常與之有密切關(guān)聯(lián)。第二，地下害蟲的危害。如切根蟲、蠐螬等容易使根系病變，影響水分、養(yǎng)分的向上輸送，造成植物感病性加大。當遇到如旱、病、熱、養(yǎng)分不足時，嚴重降低植物自有的抗性。第三，土壤寄生性線蟲的危害。苜蓿地下土壤中的線蟲是一個普遍的現(xiàn)象。它可以侵染根系、根冠、莖葉，可以說無處不在，影響水分和養(yǎng)分的向上輸送，往往使得苜蓿植株生長乏力，造成產(chǎn)量和質(zhì)量的大幅度下降。由于線蟲的侵染，同時為土壤病原體的二次侵入根系打開了“一扇門”。第四，非生物性的威脅。如干旱、熱、鹽堿、低溫、水淹等自然災(zāi)害。這些都會影響根系吸收水分和養(yǎng)分向上輸送。

這些地下的威脅有多厲害？以下數(shù)據(jù)可以說明：土壤中的病原體絲核菌將豆類、谷物類油菜類的產(chǎn)量降低40%；土壤中的地下害蟲——切根蟲，可以將植株的數(shù)量減少80%；所有植物80%所出現(xiàn)的生長問題都源于根系；土壤中的寄生性線蟲造成全世界作物減產(chǎn)的產(chǎn)值超過1000億美元。

面對這些威脅，剛剛出生的苜蓿“嬰兒”在毫無保護和營養(yǎng)供給的條件下，僅僅靠種子自帶的“干糧”渡過難關(guān)，破土成長，異常困難。因此，為了使得幼小的“嬰兒”能在土壤中更好地生存、生活和生長，種子包衣技術(shù)應(yīng)運而生。

5　包衣是種子的“生命倉”

種子包衣就是給種子建立一個“生命倉”，是作物物化栽培技術(shù)的重要組成部分，物化栽培技術(shù)的應(yīng)用是當前最具活力的前沿領(lǐng)域，也是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的必由之路。苜蓿種子包衣結(jié)構(gòu)如圖5所示。種子包衣的好壞直接與地下根系的發(fā)育程度和根系健康有著密切的關(guān)系。與此同時，種子包衣有綜合防治苜蓿病蟲危害、抗旱防寒的作用，最大限度地保證一次播種保全苗，促進苜蓿的發(fā)芽生長，培育壯苗，提高產(chǎn)量和改善品質(zhì)，一般可以增產(chǎn)10%以上。

圖6　種子包衣與不包衣的區(qū)別

圖7　西藏阿里地區(qū)種植的紫花苜蓿的根瘤（海拔4500m）

圖8　百綠三得利?包衣苜蓿種子在河南種植2年后的根系

各種包衣技術(shù)不同，其結(jié)果不同。百綠國際包衣技術(shù)的三個特性：一是更好的出苗率、減少產(chǎn)量搶劫種子的出現(xiàn)。由于種子包衣中有微量元素存在，能夠增加發(fā)芽率和出苗率，一般可以增加20%～50%。由于在選材時注重種子的物理質(zhì)量，產(chǎn)量搶劫種子數(shù)量的現(xiàn)象大幅度降低，長出后普遍根粗苗壯。包衣還可以讓種子在濕地環(huán)境下，更好地應(yīng)對季節(jié)性的病害發(fā)生。二是更好地促進根瘤形成。與根瘤半菌相比，大于100%的活菌（根瘤菌）的存在，大大改進植物發(fā)育和根瘤的形成。同時，獨特的復(fù)合根瘤菌，強化了固氮作用。三是更好的植株建植率。主要表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）根系和幼芽的發(fā)育被提前迅速的強化，使得幼苗不依賴于土壤的養(yǎng)分條件；（2）及早地改良植物的健康狀況，提前為品種的生產(chǎn)潛能做好準備，從而達到高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的長效目標；（3）由于種子大小均勻，表面光滑，流動性強，便于規(guī)?；?、機械化精量播種，便于免耕和少耕作業(yè)（圖6）。

6　小結(jié)

總之，高科技的苜蓿種子包衣技術(shù)（各公司技術(shù)特點不同）能夠使種植戶減少種子的用量，在降低生產(chǎn)成本的同時，能夠最大限度地挖掘苜蓿良種產(chǎn)量的遺傳潛力。西藏阿里高寒荒漠地區(qū)紫花苜蓿的種植成功，百綠三得利?在新疆、河南畝產(chǎn)1.6噸的平均水平，都是基于健康的根系（圖7、8）。C