水稻種子機(jī)械干燥存在的問題及對策
——以浙江省種子企業(yè)為例

黃玉韜 曹棟棟， 鄒文雄 吳華平 吳玭 吳偉*

（1 浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物與核技術(shù)利用研究所，杭州310021；2 湖州科奧種業(yè)有限公司，浙江湖州313000；3 浙江省種子管理總站，杭州 310020；*通訊作者：wuwei1610@sina.com）

水稻是我國的主要糧食作物，也是浙江省最主要的口糧作物，在糧食生產(chǎn)中具有舉足輕重的地位。2016年浙江省水稻面積81.83 萬hm2、總產(chǎn)量593.75 萬t，分別占全年糧食作物播種面積和總產(chǎn)量的65.2%和78.9%。近3 年來，浙江省水稻生產(chǎn)面積與總產(chǎn)基本保持穩(wěn)定[1]。水稻種子質(zhì)量是決定水稻產(chǎn)量的重要因素，直接關(guān)系到糧食生產(chǎn)的安全。種子質(zhì)量是由種子不同特征綜合而成的一種概念，主要包括兩方面的內(nèi)容：品種質(zhì)量和播種質(zhì)量。品種質(zhì)量是指與遺傳特性有關(guān)的品質(zhì)，可用真實性和純度來反映[2]；播種質(zhì)量是指種子播種后與田間出苗有關(guān)的質(zhì)量，包括凈度、水分、種子健康度、種子粒重、生活力、發(fā)芽力、活力等[3]。種子是最基本的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料，種子質(zhì)量是農(nóng)民用種安全與否的最重要因素。提高種子質(zhì)量是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)高效、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的重要保障[4]。

新收獲的水稻種子水分都比較高，一般是在20%～25%，尤其是在我國南方，有時甚至在30%以上，這主要是因為水稻種子成熟收獲期往往碰到連續(xù)多雨氣候；即使是在北方的收獲季節(jié)，盡管雨量并不多，但水稻收獲時含水率也一般在20%左右。高水分的水稻種子在貯藏過程中呼吸作用強(qiáng)度大，易生成大量的熱量和有害物質(zhì)，從而導(dǎo)致水稻種子質(zhì)量降低，嚴(yán)重影響用種安全；另外，高水分種子存放過程中遇到高溫天氣也易發(fā)生霉?fàn)€，導(dǎo)致種子批量報廢。據(jù)報道，水稻種子的最佳含水率為12%左右，為了保持種子的質(zhì)量，便于后續(xù)對其貯藏、加工、清選與分級，必須降低水稻種子的含水量，達(dá)到安全貯藏及安全生產(chǎn)的目的[5-6]。

目前，我國常用的種子干燥方法主要有自然干燥、機(jī)械干燥、干燥劑干燥等[7]?，F(xiàn)代水稻種業(yè)的規(guī)模化發(fā)展離不開機(jī)械烘干設(shè)備的應(yīng)用，機(jī)械化干燥是保證水稻種子質(zhì)量的必由之路。收獲機(jī)械化的空前發(fā)展為種子烘干機(jī)械化的發(fā)展提供了必備條件。又因沿海地區(qū)勞動力成本的大幅度上漲對機(jī)械干燥的應(yīng)用也起到了推動作用。但目前浙江省內(nèi)水稻種子干燥機(jī)械化還存在許多問題。種子原始水分、烘干溫度與干燥速率是種子機(jī)械干燥工藝的重要參數(shù)[8-9]，參數(shù)配置不妥、種子機(jī)械干燥操作不當(dāng)，都易造成水稻種子質(zhì)量在烘干過程中受損，嚴(yán)重影響水稻生產(chǎn)用種質(zhì)量[10]。因此，本研究對浙江省主要的水稻種子企業(yè)進(jìn)行了“水稻種子機(jī)械干燥問題”的調(diào)查研究，希望能夠發(fā)現(xiàn)問題并尋找解決方法，為農(nóng)業(yè)政策制定和干燥技術(shù)的應(yīng)用提供理論與實踐指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 研究對象

以浙江省內(nèi)不同地區(qū)的19 家主要的水稻種子企業(yè)為研究對象：勿忘農(nóng)種業(yè)股份有限公司（杭州）、浙江農(nóng)科種業(yè)有限公司（杭州）、杭州種業(yè)集團(tuán)有限公司（杭州）、杭州富陽金土地種業(yè)有限公司（杭州）、寧波市種子有限公司（寧波）、慈溪市種子公司（寧波）、浙江科誠種業(yè)股份有限公司（溫州）、溫州市新豐種子有限公司（溫州）、嘉興市綠農(nóng)種子有限公司（嘉興）、嘉興市登豐種業(yè)有限公司（嘉興）、嘉善縣種子公司（嘉興）、平湖市惠農(nóng)種業(yè)有限責(zé)任公司（嘉興）、紹興市舜達(dá)種業(yè)有限公司（紹興）、新昌縣種子有限公司（紹興）、浙江可得豐種業(yè)有限公司（金華）、浙江龍游縣五谷香種業(yè)有限公司（衢州）、浙江樂土種業(yè)有限公司（衢州）、江山市郎峰種子有限公司（衢州）、慶元縣種子公司（麗水）。

1.2 研究方法

以“問卷調(diào)查”“走訪調(diào)查”與“電話調(diào)查”三種形式結(jié)合的方式，于2019 年在浙江省內(nèi)對主要種子企業(yè)進(jìn)行“水稻種子機(jī)械干燥問題”調(diào)研。

2 結(jié)果與分析

2.1 種子企業(yè)機(jī)械干燥事故發(fā)生情況

近5 年內(nèi)，有12 家種子企業(yè)在水稻制繁種的機(jī)械干燥環(huán)節(jié)發(fā)生事故，導(dǎo)致水稻種子發(fā)芽率降到80%以下，無法達(dá)到生產(chǎn)用種的國家標(biāo)準(zhǔn)。在機(jī)械干燥事故的發(fā)生原因中，“干燥機(jī)械設(shè)備的損壞”占比50.00%，其中控溫不準(zhǔn)、溫度顯示器損壞與設(shè)備老化失修是機(jī)械干燥事故發(fā)生的主要原因?！皺C(jī)械干燥操作人員操作問題”占事故原因的16.67%。同時，“干燥工藝設(shè)置”問題，如烘干溫度過高、干燥速率過快等，占事故原因的25.00%。此外，例如“種子凈度過低”“烘后未及時出倉”等其他原因占事故原因的8.33%。

2.2 機(jī)械干燥組成方式

在機(jī)械干燥的組成方式上，6 家種子企業(yè)采用自主專倉烘干的方式，擁有企業(yè)自己的烘干中心和自主機(jī)械干燥能力，占比31.58%；5 家種子企業(yè)采用委托制繁種農(nóng)戶機(jī)械烘干的方式，占比26.32%；而8 家種子企業(yè)采用公司自主烘干與委托制繁種農(nóng)戶烘干結(jié)合的方式，占比42.10%。

2.3 機(jī)械干燥設(shè)備的選擇（品牌與機(jī)型）

在自主專倉烘干、自主烘干與委托制繁種農(nóng)戶烘干結(jié)合的14 家種子企業(yè)中，6 家種子企業(yè)的機(jī)械干燥設(shè)備為“三九”種子烘干機(jī)，其主要機(jī)型有NP120-85、PRO-120 等，占比42.86%；4 家種子企業(yè)的機(jī)械干燥設(shè)備為“金子”種子烘干機(jī)，其型號主要是CEL-1000，占比28.57%；而剩余的4 家種子企業(yè)采用國產(chǎn)谷物烘干機(jī)干燥水稻種子，其品牌主要有“一鳴”“九陽”“晨宇”“麥稻之星”等。

另一方面，在對不同品牌干燥設(shè)備的性能評價上，42.86%的種子企業(yè)認(rèn)為“金子”牌種子烘干機(jī)是水稻種子機(jī)械干燥的理想機(jī)型，而21.43%的種子企業(yè)認(rèn)為“三九”牌種子烘干機(jī)是水稻種子機(jī)械干燥的理想機(jī)型。

2.4 種子企業(yè)水稻制繁種的類型與品種分布

在調(diào)查的19 家種子企業(yè)中，制繁種秈型雜交稻的種子企業(yè)有5 家，主要品種有C 兩優(yōu)817、安優(yōu)18、錢優(yōu)2 號等；制繁種秈粳雜交稻的種子企業(yè)有4 家，主要品種有浙優(yōu)18、浙優(yōu)19、嘉豐優(yōu)2 號等；粳型雜交稻的品種主要為甬優(yōu)362，其制繁種企業(yè)只有2 家；而制繁種常規(guī)秈稻、常規(guī)粳稻的種子企業(yè)分別有10 家、13家，常規(guī)秈稻主要品種有中嘉早17、金早09、中早39等，常規(guī)粳稻主要品種有秀水134、浙湖粳83、嘉花1號等（表 1）。

2.5 不同類型水稻常規(guī)烘干溫度與目標(biāo)水分設(shè)置

各種子企業(yè)針對不同類型水稻種子的機(jī)械干燥采用了不同的干燥參數(shù)設(shè)置。從表2 可見，對于秈型雜交稻種子，機(jī)械干燥的烘干溫度與目標(biāo)水分設(shè)置分別為35℃～38℃、12.5%～13.5%；對于秈粳雜交稻種子，烘干溫度與目標(biāo)水分設(shè)置分別為35℃～40℃、12.5%～14.0%；對于粳型雜交稻種子，烘干溫度與目標(biāo)水分設(shè)置分別為35℃～40℃、12.5%～13.8%；常規(guī)秈稻種子的烘干溫度與目標(biāo)水分設(shè)置分別為35℃～45℃、12.5%～13.0%；常規(guī)粳稻種子的烘干溫度與目標(biāo)水分分別為35℃～47℃、13.0%～14.5%之間（表2）。相比于雜交稻種子，常規(guī)稻種子的烘干溫度要相對偏高。

2.6 高原始水分水稻種子的機(jī)械干燥方式

對于高原始水分水稻種子的機(jī)械干燥，種子公司采用不同干燥方式。用“金子”種子烘干機(jī)烘高原始水分水稻種子，只需采用“種子干燥”烘干設(shè)置，烘干機(jī)內(nèi)置系統(tǒng)會根據(jù)水稻種子含水量自動設(shè)置烘干溫度，并隨時調(diào)整，其內(nèi)部烘干溫度設(shè)置為：在25%以上、20%～25%與小于20%水分烘干溫度分別設(shè)置為35℃、40℃與45℃。使用“三九”牌谷物烘干機(jī)烘高原始水分水稻種子，一般人為地采用兩段烘干法。主要方法為在高原始水分時設(shè)置較低烘干溫度（30℃～35℃），烘干至一般原始水分后，再調(diào)高至常規(guī)烘干溫度，烘干到目標(biāo)水分。使用其他機(jī)械干燥設(shè)備，一般采用低溫烘干方式，烘干溫度設(shè)置比常規(guī)烘干溫度低3℃～5℃（表3）。

表1 19 家種子企業(yè)制繁種的水稻類型與品種分布

表2 各類型水稻常規(guī)烘干溫度與目標(biāo)水分設(shè)置

表3 高原始水分水稻種子的機(jī)械干燥方式

3 討論

3.1 水稻種子機(jī)械干燥存在的主要問題

3.1.1 機(jī)械干燥設(shè)備維護(hù)不及時

機(jī)械干燥設(shè)備問題是水稻種子機(jī)械干燥過程中存在的首要問題。由于種子收獲后即時烘干的需求，種子企業(yè)、農(nóng)戶、合作社等水稻制繁種單位烘干機(jī)設(shè)備又不足，不能滿足收獲季水稻種子機(jī)械烘干需求，如遇連續(xù)陰雨天氣搶收，易造成種子堆積，不能及時烘干，影響種子活力。同時，調(diào)查結(jié)果顯示，由于干燥設(shè)備不足，68.42%的種子企業(yè)采用“委托制繁種農(nóng)戶烘干”或“自主烘干與委托制繁種農(nóng)戶烘干相結(jié)合”的方式干燥水稻種子，易造成水稻種子的機(jī)械混雜，影響水稻種子純度。

此外，機(jī)械干燥設(shè)備的維護(hù)不到位，運(yùn)行過程中發(fā)生故障，是水稻種子機(jī)械干燥事故發(fā)生的重要原因。在水稻種子機(jī)械干燥事故原因調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，50%的干燥事故原因為“干燥機(jī)械設(shè)備故障”。大部分種子企業(yè)未配備專職或?qū)I(yè)烘干設(shè)備維護(hù)人員，未定期與廠家技術(shù)人員溝通，沒有做好干燥設(shè)備維護(hù)與保養(yǎng)工作。在機(jī)械干燥設(shè)備的維護(hù)上，設(shè)備維護(hù)人員應(yīng)對電源線、線路板等關(guān)鍵部位進(jìn)行定期檢查，預(yù)防電源線老化，減少安全問題的發(fā)生。同時，因機(jī)械干燥設(shè)備清洗工作較為困難，常不能定期停機(jī)清洗，易造成水稻種子機(jī)械混雜，機(jī)器內(nèi)生蟲和老鼠，造成線路損壞。

3.1.2 機(jī)械干燥操作人員操作水平較低

在水稻種子機(jī)械干燥事故原因的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，16.67%的干燥事故原因為“機(jī)械干燥操作人員操作問題”。相比于稻谷機(jī)械干燥，水稻種子機(jī)械干燥的烘干溫度較低，干燥時間較長（24～48 h），在水稻種子機(jī)械干燥的全時間段里，部分種子企業(yè)未配備操作人員全程監(jiān)視，或操作人員疏忽，未及時發(fā)現(xiàn)問題（停電，機(jī)械故障，控溫不準(zhǔn)等），導(dǎo)致水稻種子質(zhì)量受損。另一方面，機(jī)械干燥操作人員缺乏水稻種子烘干相關(guān)技術(shù)知識，缺乏對種子烘干設(shè)備的了解，不熟悉烘干機(jī)使用說明書，在水稻種子烘干過程中，遇到問題不能及時做出正確的判斷與調(diào)整，容易導(dǎo)致水稻種子機(jī)械干燥事故發(fā)生[11]。

3.1.3 水稻種子收獲后質(zhì)量較差

收獲期是決定水稻種子質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)[12]。水稻未在適合的收獲期收獲，或在連續(xù)陰雨天氣收獲，易造成收獲后種子水分偏大。高原始水分種子在機(jī)械干燥過程中降水幅度大，需要干燥時間長，易造成種子活力損失[13-14]。

水稻種子機(jī)械干燥對種子凈度有一定要求。收割機(jī)收割的種子沒有達(dá)到烘干機(jī)器所要求的凈度標(biāo)準(zhǔn)，是干燥設(shè)備損害的重要原因[15]。種子收獲后混有雜草、長莖稈、麻袋繩、聚乙烯膜等異物，干燥機(jī)械過程中易造成種子溫度不均勻，局部溫度過高，影響種子質(zhì)量[16]。同時，種子凈度低下，易堵塞風(fēng)道等重要部位，影響烘干機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行，同時加重了烘干設(shè)備內(nèi)部清理的難度[11]。

3.2 高原始水分水稻種子干燥工藝

高原始水分水稻種子的干燥一直是水稻機(jī)械干燥的一個難題。高原始水分水稻種子在較高烘干溫度或較快干燥速率條件下，易造成種子質(zhì)量下降[17-18]。降水速率是一個重要的工藝參數(shù)，它與稻谷含水率、緩蘇烘干比值大小和介質(zhì)溫度有關(guān)[19-20]。劉啟覺[21]研究表明，對于高水分水稻種子，采用變溫干燥工藝比恒低溫干燥工藝可以提高降水速率，縮短烘干時間。當(dāng)水分高于21%時，顆粒表層的自由水分較多，應(yīng)降低介質(zhì)溫度和降水速率。當(dāng)水分高于21%時，每小時的降水率可大于1%。當(dāng)水分低于18%時，每小時的降水應(yīng)控制在0.8%以內(nèi)。在稻谷烘干技術(shù)中，緩蘇工藝非常重要。楊建春等[22]研究表明，一般稻種水分含量在18%以下時可以直接在48℃條件下烘干。水分高于18%時，采取二段烘干法，即先在40℃～43℃起烘，等水分降至18%時，再升溫至48℃烘干?；虿捎枚喽胃稍锓绞?，即根據(jù)水稻種子水分調(diào)節(jié)烘干溫度。

3.3 促進(jìn)水稻種子干燥機(jī)械化發(fā)展的對策

鑒于目前浙江省水稻種子機(jī)械干燥存在的諸多問題。作者認(rèn)為要促進(jìn)水稻種子機(jī)械干燥的發(fā)展需要從以下幾個方面著手。

3.3.1 政府政策引導(dǎo)

各級政府需要制定一些有利于促進(jìn)水稻種子機(jī)械干燥發(fā)展的具體政策，如購買機(jī)械干燥設(shè)備的優(yōu)惠補(bǔ)貼政策，鼓勵國產(chǎn)機(jī)與進(jìn)口機(jī)在技術(shù)層面進(jìn)行競爭等等。目前，各地政策尚停留在對國產(chǎn)機(jī)械補(bǔ)貼幅度大于進(jìn)口機(jī)械的規(guī)則中，以致很多資金不寬裕的企業(yè)或農(nóng)戶被動選擇相對便宜但不精細(xì)的烘干機(jī)。

3.3.2 加強(qiáng)種子機(jī)械干燥設(shè)備的研發(fā)

種子機(jī)械干燥設(shè)備生產(chǎn)公司應(yīng)不斷加強(qiáng)種子機(jī)械干燥設(shè)備的研發(fā)。并借鑒國外先進(jìn)干燥設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)，優(yōu)化機(jī)械干燥設(shè)備結(jié)構(gòu)，提高機(jī)械干燥設(shè)備的性能，研制出國產(chǎn)的先進(jìn)種子機(jī)械干燥設(shè)備工作，走出只是在價格層面比進(jìn)口企業(yè)有優(yōu)勢的死胡同。同時，設(shè)備廠家應(yīng)加強(qiáng)對種子企業(yè)設(shè)備操作人員的技術(shù)培訓(xùn)。

3.3.3 種子企業(yè)提高種子機(jī)械干燥能力

種子企業(yè)要加強(qiáng)對水稻種子機(jī)械干燥問題的重視。引進(jìn)先進(jìn)的機(jī)械干燥設(shè)備，加強(qiáng)對機(jī)械設(shè)備的日常維護(hù)。配備專門的干燥機(jī)械操作人員，提高操作人員的種子烘干技術(shù)水平，做到“自主、專人、專機(jī)、專倉”烘干。

3.3.4 加強(qiáng)機(jī)械干燥調(diào)控種子質(zhì)量的機(jī)理研究

科研院所與高校需加強(qiáng)種子機(jī)械干燥的相關(guān)基礎(chǔ)研究，闡明機(jī)械干燥調(diào)控水稻種子質(zhì)量的生理與分子機(jī)制，探索高效安全的機(jī)械干燥工藝，為水稻種子機(jī)械干燥的發(fā)展提供理論與實踐指導(dǎo)。

4 結(jié)論

種子收獲后的機(jī)械干燥是水稻制繁種過程的重要環(huán)節(jié)，機(jī)械干燥過程對水稻種子質(zhì)量有著重要的影響。研究機(jī)械干燥對水稻種子質(zhì)量的調(diào)控機(jī)制，探索高效安全的水稻種子機(jī)械干燥工藝，對我國水稻的安全生產(chǎn)有著重要的意義。促進(jìn)水稻種子機(jī)械干燥的發(fā)展，需要政府部門、機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)公司、種子企業(yè)、制繁種農(nóng)戶以及科研單位的共同合作。