我國種子包衣機的概況研究及未來展望

張佳麗 房俊龍 馬文軍 劉睿

摘要：種子是農(nóng)作物萌發(fā)和生長的基礎(chǔ)，種子品質(zhì)的優(yōu)劣是影響農(nóng)作物生長的主要因素，其中種子包衣技術(shù)是對種子進行處理的一項關(guān)鍵性技術(shù)。農(nóng)作物種子包衣率是我國一直以來實施“種子工程”的重要技術(shù)指標(biāo)之一，也是種子加工技術(shù)提升的突破口。通過介紹種子包衣機械技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)特點，總結(jié)了種子包衣機械化技術(shù)研發(fā)的重點方向。

關(guān)鍵詞：種子工程；包衣；機械；種子加工

中圖分類號：S22312文獻標(biāo)識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.11.013

現(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)播種作業(yè)，種子在被播種之前會經(jīng)過一系列的技術(shù)處理，不僅在外形和重量等方面進行了優(yōu)選，更使其在物理特性上實現(xiàn)了優(yōu)化，經(jīng)過加工后的種子在發(fā)芽率和生長活力等方面具有顯著優(yōu)勢?，F(xiàn)階段，我國相關(guān)部門對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的品質(zhì)要求越來越高，特別是在主要農(nóng)業(yè)領(lǐng)域提出的關(guān)鍵突破技術(shù)和核心指標(biāo)任務(wù)中，要求農(nóng)作物良種覆蓋率穩(wěn)定在97%以上，良種在糧食增產(chǎn)中的貢獻率達到50%以上，并且在加強現(xiàn)代智能農(nóng)業(yè)機械裝備核心部件及軟件系統(tǒng)方面作為重點任務(wù)。種子包衣技術(shù)作為國家“種子工程”不斷推進和發(fā)展的重要技術(shù)，行業(yè)上對其研究和探索的重視程度越來越高。

1種子包衣技術(shù)現(xiàn)狀

種子包衣技術(shù)起源于美國、日本和一些西歐發(fā)達國家?，F(xiàn)階段的技術(shù)已經(jīng)較為成熟，且具備良好的自動化程度，并開始著力于控制流程更精細便捷的方向發(fā)展，國外的知名種子包衣機廠家包括德國佩特庫斯、瑞典諾柔軋德以及丹麥興百利等公司。我國的種子包衣技術(shù)起步于20世紀70年代，由于重視和投入不足，發(fā)展十分緩慢，直到國家“種子工程”計劃實施之后，種子包衣技術(shù)及其相關(guān)機械才得以快速的發(fā)展與普及。

針對于不同種類的農(nóng)作物種子，現(xiàn)階段主要的加工處理方式包括預(yù)清選、烘干、風(fēng)力篩選、重力精選以及包衣等幾大工序。可見種子包衣是在種子精選之后唯一的機械化處理環(huán)節(jié)，現(xiàn)代化的種子包衣處理是利用種子包衣機完成的，其主要是將包含特定比例的農(nóng)藥、滅菌劑、植物生長調(diào)節(jié)劑和微量元素肥料等有效成分的種衣劑包裹在農(nóng)作物種子的表面，從而達到在播種后發(fā)揮種衣成分的作用。包衣技術(shù)是集生物、化工、機械等技術(shù)于一體的一項高科技實用技術(shù)，播種后的種子既具備充足的養(yǎng)分供給，還能有效抵御病蟲害的滋生，有效提高種子的發(fā)芽率和生長狀態(tài)，達到高產(chǎn)和豐產(chǎn)的目的。上表為水稻種子包衣后關(guān)鍵參數(shù)變化量試驗和統(tǒng)計數(shù)據(jù)，可見種子包衣后的各項指標(biāo)都顯著改善。

2種子包衣機原理及現(xiàn)狀

2.1包衣機種類劃分

種子包衣機的包衣過程在技術(shù)上存在一定差別，但其基本的工作原理是一致的，首先將精選后的農(nóng)作物種子與種衣劑按照特定比例投入設(shè)備，經(jīng)充分混合后，種衣劑會均勻的包裹在種子的外表面，再將包衣后的種子輸出并儲存。

種子包衣機按照結(jié)構(gòu)和包衣過程的不同大體上可以分為機械翻斗供給型包衣機和連續(xù)供給型包衣機兩類。

（1） 機械翻斗供給型包衣機在我國的使用時間較長，其特點是成批量的進行種子和種衣藥劑的供給，其在工作過程中存在著供給不連續(xù)的缺點，同時也不能精確的保證種子和藥劑的供給量，因藥勺中每次都會殘留不定量的種衣藥劑，容易影響種藥混比過程中的統(tǒng)一性，但是由于這一機型市場保有量高、結(jié)構(gòu)相對簡單，具備一定的價格優(yōu)勢。翻斗供給型包衣機又分為滾筒噴霧式、甩盤霧化式、旋轉(zhuǎn)式三種形式。滾筒噴霧式包衣機在我國應(yīng)用更為廣泛，如5BY-5A型包衣機，該機能夠有效防止種子破損，尤其是對花生等雙子葉作物種子效果更為理想。

（2） 種藥連續(xù)供給型能夠?qū)崿F(xiàn)種子和包衣藥劑的連續(xù)供給，使用流量人工機械調(diào)控機構(gòu)供種，配合定量計量泵可調(diào)供藥方式進行包衣作業(yè)，保證了種藥配比精度，顯著提升了電氣控制程度和功能，多數(shù)采用繼電器邏輯連鎖控制。主要代表機型有5BYX-3.0型種子包衣機，5BX-4新型種子包衣機和5BJZ-3.0型多功能種子包衣機。其中5BYX-3.0型種子包衣機高速的離心霧化功能提高了包衣的可靠性，在自動控制方面提升了穩(wěn)定性及可靠性。

2.2種子包衣機的結(jié)構(gòu)原理

以常見機型5B-5型種子包衣機為例進行說明：種子包衣機主要由供種裝置、供藥系統(tǒng)、種子與藥液混合裝置、攪拌筒、操作控制裝置和機架組成。供種裝置可通過變頻器來改變?nèi)~輪喂料器轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)喂入量，實現(xiàn)精確供種。供藥系統(tǒng)由藥液桶、計量泵、輸藥管等組成。種子與藥液混合裝置由種子甩盤、藥液甩盤，電機、霧化室和包敷室組成。攪拌筒內(nèi)裝有一個可拆卸的攪拌軸，通過攪拌使包膜種子在筒內(nèi)不停地翻轉(zhuǎn)并沿軸向移動，進一步擴大包敷面積和均勻包膜厚度，最后排出。攪拌軸可拆卸，方便進行清洗。在攪拌軸出料口處設(shè)有傳感器，用于監(jiān)測攪拌軸運轉(zhuǎn)情況，當(dāng)出現(xiàn)堵塞時在電控柜上有紅燈報警提示。操作控制裝置以觸摸屏和PLC可編程控制器為核心，與料位傳感器及其他輔助電器等一起構(gòu)成智能化監(jiān)控系統(tǒng)。

2.3我國種子包衣機發(fā)展現(xiàn)狀

我國現(xiàn)階段研制和使用的種子包衣機代表機型包括：（1）由上海交通大學(xué)智能機電系統(tǒng)控制研究所研制和生產(chǎn)的BY2150A型種子包衣機，通過超細霧化藥劑的方式能夠有效增加種子包衣的均勻程度，避免存在種子包衣不徹底或個別種子未包衣的現(xiàn)場，能夠顯著降低種子的病蟲害發(fā)生率，從而提高種子的發(fā)芽率和生長質(zhì)量。（2）由浙江杭州錢橋機械廠研制的5BYX-3.0型種子包衣機，具有使用簡便的特點，其自動化程度高，通過機械的自動化控制，有效避免了種子包衣過程中產(chǎn)生的物料堵塞、漏包、藥劑沉淀等問題。（3）農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)業(yè)機械化研究所研制了5B-5 型種子包衣機。采用了基于 PLC 的控制系統(tǒng)，有效保證了包衣流程的科學(xué)進行。用戶可以根據(jù)自身情況對包衣作業(yè)的生產(chǎn)率、種子重量和種藥配比等參數(shù)進行設(shè)定，種子和種衣劑通過葉輪式加料部件和供液比例泵實現(xiàn)定量添加，并使用雙甩盤式機構(gòu)實現(xiàn)均勻混合包衣，顯著提升了包衣質(zhì)量。（4） 奧凱種子機械股份有限公司研制的 5BY-10P種子包衣機，采用了全封閉式的結(jié)構(gòu)，通過自動化的對種子重量和包衣藥劑量的計算與調(diào)整，能夠更好的實現(xiàn)種子藥劑的更均勻混合，且比例更為合理，避免包衣不足或藥劑過量導(dǎo)致的浪費。（5）石家莊三立谷物精選機械有限公司所研制的5BYX-5 型種子包衣機利用旋轉(zhuǎn)進料機構(gòu)有效實現(xiàn)了種子有連續(xù)定量供給，通過流量計和霧化噴頭的配合實現(xiàn)包衣藥劑高精度的噴施添加，種子在運動的過程中能夠充分的與藥劑攪拌和混合，其具有良好的包衣效果。

3我國種子包衣未來展望

我國包衣設(shè)備研究的起步較晚，與發(fā)達國家比還有一段距離。在這樣的情況下，通過引進、學(xué)習(xí)，我國已經(jīng)把握住該領(lǐng)域的重要脈搏，在今后的研究中還應(yīng)著重關(guān)注以下幾個方面：

3.1種衣劑的研究

為降低包衣成本，滿足生產(chǎn)需要，我們亟待研究尋求種衣藥劑中昂貴藥品的替代品；在現(xiàn)有的包衣工藝下，有些種衣劑效果雖好但是在實際生產(chǎn)中存在見光易分解、有效期較短等問題，應(yīng)從包衣工藝入手，克服藥劑本身的缺陷；應(yīng)研究適用于不同地域、不同植物種的特用型包衣劑。由于國內(nèi)現(xiàn)有包衣機械存在一定的缺陷以及各種藥劑理化性質(zhì)的差異，包衣過程中各種藥劑包到種子上的量不能達到預(yù)想的效果，說明各種物質(zhì)的用量還有研究的空間。

3.2研發(fā)新型種子包衣機械的能力

今后，我國的包衣設(shè)備需向著精細化、自動化、人性化方向發(fā)展，提升研發(fā)能力，對現(xiàn)有的缺陷和不足進行改進創(chuàng)新。例如為了便于精確調(diào)整，可采用旋轉(zhuǎn)葉輪喂種機構(gòu)代替機械翻斗式供種供藥機構(gòu)，淘汰落后機型；有些設(shè)備可采用多次噴藥多次攪拌的包衣工藝，提高包衣合格率；智能控制采用先進的電氣系統(tǒng)工業(yè)控制技術(shù)，實現(xiàn)包衣作業(yè)的自動化控制，達到種藥的均勻供給和精確計量，減少人為操作等因素帶來的誤差，有效保障作業(yè)質(zhì)量；在環(huán)保和人身安全方面應(yīng)該更加高度重視。

3.3擴大包衣植物種子的范圍

現(xiàn)如今，農(nóng)作物包衣種子主要以小麥、玉米、水稻、辣椒等糧食蔬菜為主，在防治病蟲害、促進幼苗生長、保證穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)等方面發(fā)揮了顯著的作用。而其他農(nóng)作物上的應(yīng)用研究相對較少。對此，廣大科研工作者應(yīng)該抓住有利時機擴大研究領(lǐng)域，為中國農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展做出更大的貢獻。

4總結(jié)

種子包衣機是推動種子包衣技術(shù)前進的重要動力，我國種子包衣設(shè)備雖然較發(fā)達國家起步較晚，但是隨著包衣工藝的不斷改進，種子包衣機械化水平的不斷完善與提高，我國在該項技術(shù)水平上取得了較大的提升。廣大科研工作者應(yīng)從國內(nèi)種子包衣機發(fā)展的實際情況入手，研發(fā)出可達到更加精確的種子包衣設(shè)備，使種子包衣質(zhì)量得到更大的提高。

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