淀粉防偽型煙草包衣丸化種子研究

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(1.玉溪中煙種子有限責任公司，云南 玉溪 653100； 2.云南省煙草農(nóng)業(yè)科學研究院，昆明 650021)

煙草種子是煙葉生產(chǎn)的源頭，也是煙草科學技術和各種煙草生產(chǎn)資料發(fā)揮作用的載體。有效的種子防偽技術可保證煙草種子的真實性。目前，種子防偽技術主要包括包裝防偽技術和自身防偽技術2種。包裝防偽技術操作檢測簡便易行，但易被翻版復制，可靠度低[1]。自身防偽技術獨立于外包裝，可靠有效，李永平等[2]在煙草種子包衣劑中添加熒光物質(zhì)，通過檢測包衣劑的熒光表現(xiàn)辨別種子真?zhèn)?；鄭昀曄等[3]使用Taggant粉劑對煙草種子進行包衣，以包衣劑磁性信號為防偽標志。上述熒光防偽技術、磁粉防偽技術防偽效果好，但投入成本高、鑒定方法復雜，從而限制了技術的推廣應用[4-5]。

淀粉是地球上第二大天然高分子物質(zhì)，來源廣泛、成本低廉、可降解、無污染[6]。淀粉可包合碘形成螺旋狀包合物，引起能量改變，使包合物呈現(xiàn)藍色或紫色，操作簡單、反應迅速易辨[7]，可作為防偽檢測材料進行研究。因此，本試驗以紅花大金元裸種為試驗材料，在種子包衣丸化過程中添加淀粉層，探討淀粉層對包衣丸化種子質(zhì)量的影響，并使用碘酒溶液進行淀粉層顯色檢測，探索淀粉防偽型煙草包衣丸化種子研制的可行性。

表1 紅花大金元Tc 1～Tc 4處理種子室內(nèi)檢測結(jié)果

發(fā)芽溫度(℃)發(fā)芽指標ckTc1Tc2Tc3Tc425發(fā)芽率(%)99.75a99.25ab99.25ab97.50b99.50ab發(fā)芽時間(d)5.67a5.58ab5.48b5.61a5.56ab發(fā)芽指數(shù)17.86ab18.02ab18.33a17.60b18.18a苗干重(g)0.0049b0.0058a0.0057a0.0061a0.0063a苗活力指數(shù)0.0874b0.1041a0.1050a0.1070a0.1149a15發(fā)芽率(%)97.25a97.00a96.50a98.25a98.75a發(fā)芽時間(d)11.72a10.26b9.81c10.14b9.76c發(fā)芽指數(shù)8.48c9.54b9.91ab9.74b10.22a苗干重(g)0.0048a0.0039c0.0044b0.0043b0.0044b苗活力指數(shù)0.0411b0.0367c0.0431ab0.0423ab0.0450a

注：每行小寫字母表示差異顯著性(p<0.05)。下同。

表2 紅花大金元Tw 1～Tw 3處理種子室內(nèi)檢測結(jié)果

發(fā)芽溫度(℃)發(fā)芽指標ckTw1Tw2Tw325發(fā)芽率(%)99.75a99.00a99.50a98.00a發(fā)芽時間(d)5.67a5.43b5.41b5.43b發(fā)芽指數(shù)17.86b18.49a18.64a18.26ab苗干重(g)0.0049a0.0055a0.0052a0.0045a苗活力指數(shù)0.0874a0.1025a0.0968a0.0822a15發(fā)芽率(%)97.25a97.75a98.75a96.25a發(fā)芽時間(d)11.72ab11.50b11.25c11.83a發(fā)芽指數(shù)8.48bc8.67b8.93a8.32c苗干重(g)0.0048b0.0046b0.0048b0.0052a苗活力指數(shù)0.0411ab0.0399b0.0433a0.0437a

1 材料與方法

1.1 試驗材料

紅花大金元裸種，生產(chǎn)用常規(guī)種衣劑，食用淀粉，0.50%質(zhì)量濃度碘酒(75%乙醇配置)。以上材料由玉溪中煙種子有限責任公司提供。

1.2 試驗方法

1.2.1成核層、丸化層含淀粉層包衣丸化種子制備

1) 取4份紅花大金元裸種進行包衣丸化，當丸化種籽粒徑為0.90 mm時，分別添加3/10、2/5、1/2、3/5裸種質(zhì)量的淀粉進行丸化，丸化結(jié)束后，繼續(xù)使用常規(guī)種衣劑丸化至目標粒徑，得到成核層含淀粉層的樣品Tc 1、Tc 2、Tc 3、Tc 4。 2) 取3份紅花大金元裸種進行包衣丸化，當丸化種籽粒徑為1.25 mm時，分別添加3/5、4/5、1/1裸種質(zhì)量的淀粉進行丸化，丸化結(jié)束后，繼續(xù)使用常規(guī)種衣劑丸化至目標粒徑，得到丸化層含淀粉層的樣品Tw 1、Tw 2、Tw 3。

1.2.2包衣丸化種子質(zhì)量檢測

以常規(guī)紅花大金元包衣丸化種子為對照(ck)，進行檢測。

1) 室內(nèi)檢測。a.種子發(fā)芽效果檢測：25 ℃、15 ℃下進行種子室內(nèi)發(fā)芽試驗，檢測發(fā)芽率、發(fā)芽時間、發(fā)芽指數(shù)。發(fā)芽率(%)=(14 d種子發(fā)芽數(shù)/受檢種子數(shù))×100%；發(fā)芽時間(d)=∑(Gt×Dt)/∑Gt；發(fā)芽指數(shù)=∑(Gt/Dt)；Gt為在不同時間的發(fā)芽數(shù)，Dt為發(fā)芽日數(shù)。b.種苗質(zhì)量檢測：發(fā)芽試驗結(jié)束后取幼苗沖洗干凈，濾紙吸干，每個重復隨機選取50株幼苗，80 ℃烘干24 h，稱重，計算苗活力指數(shù)。苗活力指數(shù)=發(fā)芽指數(shù)×苗干重。

2) 貯藏試驗。將包衣丸化種子置于18 ℃、30%～40%相對濕度下貯藏，貯藏8周、16周、24周、32周取樣，進行種子發(fā)芽效果檢測。

1.2.3包衣丸化種子顯色檢測

以常規(guī)紅花大金元包衣丸化種子為對照(ck)，對1.2.2篩選出的樣品進行顯色檢測：使用醫(yī)用解剖刀片沿中軸線將參試包衣丸化種子切開，切面滴加質(zhì)量分數(shù)0.50%的碘酒溶液進行反應，觀察顯色效果。

1.3 統(tǒng)計分析

利用Excel 2013軟件、方差分析軟件進行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 室內(nèi)檢測結(jié)果

由表1可知，紅花大金元Tc 1～Tc 4處理對25 ℃下的種子發(fā)芽效果無促進作用，但可顯著提高種苗質(zhì)量，苗干重、苗活力指數(shù)顯著提高；對種子在15 ℃下的種子發(fā)芽效果有顯著促進作用，但不能有效提高種苗質(zhì)量。其中，Tc 4處理的作用效果最顯著。

表3 紅花大金元Tc 1～Tc 4處理貯藏試驗結(jié)果

發(fā)芽溫度(℃)發(fā)芽指標貯藏時間(周)ckTc1Tc2Tc3Tc425099.75Aa99.25Aab99.25Aab97.50Ab99.50Aab898.25Ba97.25Aa97.75Aa98.00Aa97.00Ba發(fā)芽率(%)1698.25Ba97.25Aa99.00Aa97.25Aa99.25ABa2499.25Aa97.75Aa97.50Aa96.25Aa97.50ABa3299.25Aab98.25Aabc97.50Abc96.50Ac99.50Aa05.67Ca5.58Bab5.48Cb5.61Ca5.56Bab85.91Ba6.15Aa6.04Ba6.14Ba5.93Aa發(fā)芽時間(d)165.95Ba6.21Ab6.41Aa6.34Aab5.86Ac246.07Aa6.06Aa6.07Ba6.15Ba5.90Ab325.34Db5.61Ba5.68Ca5.69Ca5.57Ba017.86Bab18.02Aab18.33Aa17.60Ab18.18Aa816.81Ca16.11Bb16.56Cab16.20Bab16.64Bab發(fā)芽指數(shù)1616.67Ca15.88Bb15.72Db15.57Cb17.10Ba2416.51Cab16.34Bab16.35Cab15.84BCb16.73Ba3218.81Aa17.72Abc17.35Bc17.17Ac18.09Ab15097.25Aa97.00Aa96.50Aa98.25Aa98.75Aa898.50Aa98.25Aa97.75Aa95.25ABb96.75Aab發(fā)芽率(%)1697.50Aa97.00Aa95.25Aa94.50Ba96.50Aa2498.50Aa97.00Aa97.75Aa96.00ABa97.25Aa3298.25Aa96.50Aab97.75Aa97.00ABab95.50Ab011.72Ba10.26Db9.81Dc10.14Db9.76Dc810.79Cb11.22Ca11.17Ca11.28BCa11.38Ba發(fā)芽時間(d)1611.47Ba11.44Ba11.41Ba11.32Cab11.18BCb2411.59Ba11.16Cb11.06Cb11.03Cb10.99Cb3212.32Aa11.84Abc11.70Ac11.99Aabc12.23Aab08.48Bc9.54Ab9.91Aab9.74Ab10.22Aa89.19Aa8.82Bbc8.93Bb8.57BCc8.65Cc發(fā)芽指數(shù)168.62Ba8.62Ba8.58BCa8.55BCa8.81BCa248.56Bb8.75Bab8.93Ba8.75Bab8.99Ba328.06Ca8.34Ca8.43Ca8.21Ca8.05Da

注：每列大寫字母表示同一發(fā)芽溫度、同一發(fā)芽指標差異顯著性，小寫字母表示差異顯著性(p<0.05)。下同。

由表2可知，紅花大金元Tw 1～Tw 3處理可促進種子在25 ℃下萌發(fā)，但對種苗質(zhì)量無顯著提高作用，其中Tw 1、Tw 2處理促進種子發(fā)芽效果明顯，發(fā)芽時間顯著縮短、發(fā)芽指數(shù)顯著增加。Tw 1、Tw 2處理可促進種子在15 ℃下萌發(fā)，發(fā)芽時間顯著縮短、發(fā)芽指數(shù)顯著增加，其中Tw 2作用更明顯；此外，Tw 3處理可顯著提高種苗質(zhì)量。綜合分析，Tw 2處理對25 ℃、15 ℃下的紅花大金元種子發(fā)芽效果促進作用最顯著。

2.2 貯藏試驗結(jié)果

根據(jù)表3，對于紅花大金元，隨著貯藏時間的延長，25 ℃、15 ℃下所有處理發(fā)芽率變化不明顯；25 ℃下各處理發(fā)芽時間先延長后縮短、發(fā)芽指數(shù)先降低后升高；15 ℃下各處理發(fā)芽時間呈延長趨勢、發(fā)芽指數(shù)呈下降趨勢。貯藏32周時，Tc 1～Tc 4處理25 ℃下的種子發(fā)芽效果比ck顯著下降、15 ℃下的種子發(fā)芽效果比貯藏前顯著下降，發(fā)芽時間顯著延長、發(fā)芽指數(shù)顯著降低。因此，紅花大金元Tc 1～Tc 4處理貯藏時間不宜超過24周。根據(jù)試驗數(shù)據(jù)，Tc 4處理貯藏16、24周在25 ℃、15 ℃下萌發(fā)，發(fā)芽率與ck無差異，發(fā)芽時間顯著縮短，發(fā)芽指數(shù)與ck相當或顯著增加，種子發(fā)芽效果顯著提高。

根據(jù)表4，紅花大金元Tw 1～Tw 3貯藏后在25 ℃下萌發(fā)，隨著貯藏時間的延長，所有處理發(fā)芽率變化不明顯、發(fā)芽時間先延長后縮短、發(fā)芽指數(shù)先降低后升高。貯藏32周，部分處理在25 ℃、15 ℃下的種子發(fā)芽效果與ck或貯藏前相當。因此，紅花大金元Tw 1～Tw 3處理可貯藏至32周。根據(jù)試驗數(shù)據(jù)，Tw 1、Tw 2處理貯藏16～32周在25 ℃、15 ℃下萌發(fā)，種子發(fā)芽效果與ck無差異；Tw 3處理貯藏24周，25 ℃下的種子發(fā)芽效果與ck無差異，15 ℃下的發(fā)芽時間顯著縮短，種子發(fā)芽效果顯著提高。

表4 紅花大金元Tw 1～Tw 3處理貯藏試驗結(jié)果

發(fā)芽溫度(℃)發(fā)芽指標貯藏時間(周)ckTw1Tw2Tw325099.75Aa99.00Aa99.50Aa98.00Aa898.25Ba93.00Abc94.50Bb92.00Ac發(fā)芽率(%)1698.25Ba99.00Aa99.00ABa98.25Aa2499.25Aa99.00Aa99.50Aa98.00Aa3299.25Aa99.00Aa99.00ABa98.50Aa05.67Ca5.43Db5.41Bb5.43Db85.91Bb6.41Aa6.32Aa6.39Aa發(fā)芽時間(d)165.95Bab5.93Cb6.11Aa6.13Ba246.07Aa6.16Ba6.14Aa6.21Ba325.34Db5.43Db5.43Bb5.61Ca017.86Bb18.49Aa18.64Aa18.26Aab816.81Ca15.58Db15.72Cb15.55Db發(fā)芽指數(shù)1616.67Cab16.89Ba16.33Bb16.24Cb2416.51Ca16.20Ca16.36Ba15.95Ca3218.81Aa18.51Aa18.59Aa17.76Bb15097.25Aa97.75Aa98.75Aa96.25Aa898.50Aa96.25Aa98.25Aa98.25Aa發(fā)芽率(%)1697.50Aa98.00Aa95.75Ba96.50Aa2498.50Aa98.50Aa97.75Aa97.00Aa3298.25Aa98.00Aa98.25Aa97.75Aa011.72Bab11.50Bb11.25Bc11.83ABa810.79Cc11.44Bb11.45Bb11.71Ba發(fā)芽時間(d)1611.47Bb11.59Bab11.60Bab11.85ABa2411.59Ba11.418Bab11.55Bab11.39Cb3212.32Aa12.09Aa12.25Aa12.02Aa08.48Bbc8.67Ab8.93Aa8.32Bc89.19Aa8.55Ab8.67Bb8.53ABb發(fā)芽指數(shù)168.62Ba8.60Aa8.42Ca8.34Ba248.56Ba8.61Aa8.57BCa8.64Aa328.06Ca8.20Ba8.16Da8.26Ba

圖1 紅花大金元ck切面顯色結(jié)果 圖2 紅花大金元Tc 4處理切面顯色結(jié)果 圖3 紅花大金元Tw 2處理切面顯色結(jié)果

2.3 顯色檢測結(jié)果

紅花大金元Tc 4、Tw 2處理包衣丸化種子切面后滴加0.50%質(zhì)量濃度碘酒溶液進行顯色檢測，淀粉環(huán)呈藍紫色，顯色效果明顯美觀，Tc 4處理包衣丸化種子顯色環(huán)居內(nèi)、Tw 2處理包衣丸化種子顯色環(huán)居外(圖1～圖3)。

3 討論與結(jié)論

為滿足煙葉生產(chǎn)需要、保證種苗健康，用于育苗的煙草包衣丸化種子需保證優(yōu)良品質(zhì)。煙草包衣丸化種子的質(zhì)量與包衣工藝、包衣設備、包衣輔料等因素有關，其中，包衣輔料與種子直接接觸，可對種子質(zhì)量產(chǎn)生直接影響[8]。

煙草包衣丸化種子質(zhì)量可通過發(fā)芽率、發(fā)芽時間、發(fā)芽指數(shù)及苗干重等指標進行判斷。本試驗中，室內(nèi)檢驗結(jié)果表明，紅花大金元Tc 4處理可顯著提高25 ℃下的種苗質(zhì)量、顯著促進種子在15 ℃下萌發(fā)，Tw 2處理可顯著促進種子在25 ℃、15 ℃下萌發(fā)；貯藏試驗結(jié)果表明，紅花大金元成核層含淀粉層的處理可貯藏24周，其中，貯藏16、24周的Tc 4處理在25 ℃、15 ℃下的種子發(fā)芽效果顯著提高；丸化層含淀粉層的處理可貯藏32周，其中，貯藏16～32周的所有處理可保持或提高25 ℃、15 ℃下的種子發(fā)芽效果。

綜合分析，Tc 4、Tw 2處理是紅花大金元包衣丸化種子成核層、丸化層添加淀粉層的最適處理條件。顯色結(jié)果表明，Tc 4、Tw 2處理種子切面后滴加碘酒，顯色效果明顯美觀，操作簡單易行，可有效實現(xiàn)種子防偽目的，證明淀粉防偽型煙草包衣丸化種子的研制切實可行。