不同花生莢果類型對機(jī)械剝殼效果的影響

丁彬 謝吉先 馮夢詩 陳志德 常蕾 蔣瑩

摘要：為研究機(jī)械脫殼對不同莢果類型花生剝殼效果的影響，選取11個(gè)花生品種（包括普通型、曲棍形、繭形和蜂腰型莢果的大、中、小3種果型）進(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)果表明，不同類型花生莢果機(jī)械剝殼差異較大。曲棍形（J1品種）和繭形（J2品種）莢果脫殼容易卡在篩孔或篩縫中，同時(shí)莢果混入籽仁中不易分離，剝凈率低。莢果形態(tài)雖均為普通型莢果，但是莢果大小、籽仁形態(tài)不同，剝殼率和破損率均有差異，珍珠豆型品種（J3和J4）的果殼與果仁間隙較小，機(jī)械剝殼時(shí)較易傷害籽仁;珍珠豆型品種（J7和J8）的籽仁與果殼間有一定的空隙，破損率最低;大果型和中大果型品種（J5、J6、J11）的花生籽仁在脫殼間隙中的停留時(shí)間長、被攪動(dòng)次數(shù)多，增加了損傷機(jī)會(huì)，機(jī)械剝殼時(shí)籽仁破損率高。莢果繭形、籽仁中等偏大的品種類型（J10品種），在機(jī)械剝殼時(shí)容易傷害籽仁?；ㄉ讶逝c果殼之間有一定空隙、厚果殼的莢果類型（J9品種）具有一定緩沖彈性，從而使脫殼更加容易，脫殼損傷率下降。線性分析表明，花生出苗率與破損率之間呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。

關(guān)鍵詞：花生;機(jī)械脫殼;莢果類型;剝殼率;破損率

中圖分類號： S565.209.2;S226.4文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號：1002-1302（2022）05-0180-05

收稿日期：2021-06-02

基金項(xiàng)目：江蘇現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)（編號：JATS[2020]262）;江蘇省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展專項(xiàng)（編號：TNY201910）。

作者簡介：丁 彬（1987—），男，江蘇徐州人，碩士，助理研究員，主要從事特色花生新品種選育及高效配套技術(shù)研究。E-mail：dingbin1224@126.com

通信作者：謝吉先，研究員，主要從事花生新品種選育及配套技術(shù)研究。E-mail：tzxjx@163.com。

近年來隨著我國花生產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，花生脫殼機(jī)、分級精選機(jī)械和深加工機(jī)械的研究、開發(fā)和推廣得到充分重視[1]，機(jī)械剝殼已成必然。然而，機(jī)械剝殼破碎率較高，且破碎的花生多數(shù)是飽滿籽粒[2]。破碎的花生籽仁易失油、難儲(chǔ)存、價(jià)格低[3-4]，并因缺少完整的衣皮保護(hù)，容易脫脂、霉變，遭受黃曲霉毒素的侵染[5-6]。

目前，花生脫殼仍面臨諸多問題，其中剝殼率和破損率是衡量花生種子剝殼質(zhì)量的重要指標(biāo)之一[7-8]。除與脫殼機(jī)性能及其工作參數(shù)有關(guān)外，花生品種莢果性狀、果殼強(qiáng)度等也明顯影響花生剝殼質(zhì)量。近年來，遠(yuǎn)緣雜交育種技術(shù)、誘變育種技術(shù)、細(xì)胞工程育種技術(shù)、分子育種技術(shù)等越來越多的新技術(shù)在花生育種中應(yīng)用，大大加快了花生育種的進(jìn)程[9]，培育了一批高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、早熟、抗逆性強(qiáng)、高含油量、高蛋白含量的優(yōu)質(zhì)種質(zhì)[10]，但有關(guān)適宜機(jī)械剝殼的花生品種類型研究較少。為避免機(jī)械剝殼造成的種用花生籽仁損傷影響出苗率和產(chǎn)量，本試驗(yàn)研究了機(jī)械剝殼對不同果型花生品種剝殼率、籽仁破損率及出苗率等性能指標(biāo)的影響，旨在為選育和篩選適合機(jī)械化剝殼的花生品種提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)選用普通型、曲棍形、繭形和蜂腰形不同花生品種莢果的大、中和小3種果型。具體品種設(shè)置如下：J1，泰花4號（曲棍形，中大果型）;J2，泰花5號（繭形，珍珠豆型）;J3，泰花6號（普通型，珍珠豆型）;J4，蘇花0537（普通型，珍珠豆型）;J5，徐花18（普通型，大果型）;J6，泰花10號（普通型，中大果型）;J7，泰花7506（普通型，珍珠豆型）;J8，寧泰9922（普通型，珍珠豆型）;J9，泰花0311（蜂腰形，中大果型）;J10，泰花8號（繭形，中大果型）;J11，泰花9號（普通型，中大果型）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2020年在江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院泰州農(nóng)科所試驗(yàn)基地（泰州市農(nóng)業(yè)開發(fā)區(qū)）進(jìn)行，沙壤土，地勢平坦，排灌良好，肥力中等均勻。前茬芋頭后冬閑，4月23日耕翻整地，施用商品有機(jī)肥 15 000 kg/hm2、15%-15%-15%硫基綠聚能緩控釋復(fù)合肥600 kg/hm2，機(jī)械起壟，壟寬75 cm，壟面寬 45 cm，壟高15 cm，每壟播2行，穴距18～20 cm，重復(fù)3次。每小區(qū)4壟，寬3.2 m，長4.0 m，間隔 0.4 m，隨機(jī)區(qū)組排列，四周設(shè)保護(hù)行。在進(jìn)行地膜覆蓋前用96%異丙甲草胺乳油1.5 L/hm2+水 50 L/hm2 噴霧化除，5月4日按試驗(yàn)設(shè)計(jì)要求對小區(qū)進(jìn)行人工鋪膜，5月8日以2、3粒/穴相間播種。7月10日用花生超生寶0.75 kg/hm2+水 50 L/hm2 化控，同時(shí)用蘇云金桿菌1.5 kg/hm2+水50 L/hm2兼治斜紋夜蛾。8月28日至9月3日成熟并收獲。

將2019年夏季收獲的花生種子自然晾曬3 d，以獲得相同含水率的花生樣本，每組樣品3 kg，每個(gè)樣品3次重復(fù)。然后統(tǒng)一采用花生種子剝殼機(jī)（曲阜市富興機(jī)械設(shè)備有限公司生產(chǎn)，型號為FX-BOa）剝殼后備用，其中大果、中果和小果不同果型在剝殼前更換脫殼凹板篩部件。

1.3 測定方法

每個(gè)處理通過機(jī)器剝殼后，通過統(tǒng)計(jì)未剝殼莢果質(zhì)量來計(jì)算剝殼率;通過統(tǒng)計(jì)籽仁破碎質(zhì)量和破皮質(zhì)量來計(jì)算破損率;花生苗期通過統(tǒng)計(jì)出苗情況來計(jì)算出苗率;花生收獲并曬干后對小區(qū)產(chǎn)量進(jìn)行測量;具體農(nóng)藝性狀考查標(biāo)準(zhǔn)按《花生種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[11]要求。

剝殼率=（莢果總質(zhì)量-未剝殼莢果總質(zhì)量）/莢果總質(zhì)量×100%;

破損率=（破碎質(zhì)量+破皮質(zhì)量）/籽仁總質(zhì)量×100%;

出苗率=（出苗數(shù)/播種粒數(shù)）×100%。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)經(jīng)Excel整理后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析：采用SPSS 16.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 機(jī)械剝殼對不同花生莢果類型剝殼率的影響

由圖1可知，機(jī)械剝殼對不同花生莢果類型籽仁剝殼率影響差異較大，剝殼率范圍為36.14%～94.86%。J1品種剝殼率最低（36.14%），其次為J2、J4品種，分別為71.43%、76.67%;J3、J5、J7、J8、J10、J11品種的剝殼率在80%～90%之間;J6和J9品種剝殼率超過90%，其中J9品種剝殼率最高（94.86%）。J1品種莢果形狀為曲棍形，J2品種莢果形狀為繭形，J1和J2品種剝殼率較低，說明曲棍形和繭形且植物學(xué)類型為珍珠豆型莢果混入分離后的花生果仁中，不容易剝凈，使得脫殼難度增大且分離效率較低。

2.2 機(jī)械剝殼對不同花生莢果類型籽仁破損率的影響

花生果形及飽滿程度影響花生的脫殼性能，由圖2可知，機(jī)械剝殼對不同類型莢果花生品種籽仁破損率影響差異較大，范圍為0.93%～30.26%。J7、J8和J9品種籽仁破損率較低，分別為2.08%、1.33%和0.93%;其次是J1、J3、J10和J11品種，籽仁破損率在6.01%～8.76%之間;J2、J4、J5和J6品種籽仁破損率在11%～16%之間;J5品種籽仁破損率最高，為30.26%。本試驗(yàn)的J2、J3和J4品種屬于珍珠豆型，莢果屬于小果，果殼與籽仁間隙較小，在進(jìn)行機(jī)械剝殼時(shí)較易傷害籽仁，導(dǎo)致籽仁紅衣破損甚至破碎，從而影響花生脫殼質(zhì)量。J5品種屬于大果型品種，花生籽仁在脫殼間隙中的停留時(shí)間長、被攪動(dòng)次數(shù)多，增加了損傷機(jī)會(huì)，機(jī)械剝殼時(shí)容易傷害籽仁，所以破損率最高，為30.26%;J6、J10和J11品種屬于中大果型品種，破損率分別為11.71%、6.01%和8.34%;相反，花生籽仁與果殼之間有一定的空隙（J7和J8品種）或者厚果殼（J9品種）的品種具有一定緩沖彈性使脫殼更加容易，脫殼損傷率下降。

2.3 機(jī)械剝殼對不同花生莢果類型出苗率的影響

在自然條件下田間種子出苗情況可反映出種子的出苗能力。由圖3可知，機(jī)械剝殼對不同花生品種出苗率的影響存在差異，所有品種出苗率均≥90%，其中J1、J7、J8、J9、J10和J11品種出苗率最高（97.44%）;其次為J3、J2和J6品種，出苗率為95.00%、94.87%、94.87%;J4品種出苗率為92.31%;J5品種出苗率最低，為90.00%。

2.4 機(jī)械剝殼對不同花生莢果類型生育期的影響

由表1可知，各機(jī)械剝殼品種出苗期在5月19—22日，J1、J2、J6和J8品種出苗期最早（5月19日），J9品種出苗期最遲（5月22日）。J10和J11品種開花期最遲（6月13日），其他品種開花期均為6月12日。各品種的成熟期差異較大，J4品種成熟期最早（8月25日）;其次為J2、J7和J8品種，成熟期為8月26日;再次為J1、J6和J10品種，成熟期為8月27日;J3、J5和J11品種成熟期為8月28日;J9品種成熟期最遲，為9月3日。各品種的全生育期為109～118 d。

2.5 籽仁破損率與出苗率線性分析

使用線性分析對不同品種籽仁破損率與出苗率關(guān)系進(jìn)行擬合，結(jié)果如圖4所示。出苗率與破損率之間呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，決定系數(shù)r2=0.875 6。雖然花生在播種時(shí)將破碎籽仁剔除，但是機(jī)械對剝出完整籽仁內(nèi)部仍有損傷，這說明破損率越高的花生品種，機(jī)械剝殼后其完整籽仁內(nèi)部損傷率越高，出苗率越低。保障高產(chǎn)花生品種特性的前提條件是高出苗率，本試驗(yàn)中J1、J7、J8、J9、J10和J11品種出苗率最高，因此相對產(chǎn)量位居前列。

2.6 不同類型莢果產(chǎn)量差異

從莢果產(chǎn)量結(jié)果看，機(jī)械剝殼條件下不同類型莢果產(chǎn)量變幅為3 499.95～4 487.70 kg/hm2，其中J3品種最低（3 499.95 kg/hm2）。J8、J9、J10和J1品種的產(chǎn)量位居前四，分別為4 487.70、4 462.95、4 398.15、4 395.15 kg/hm2，且差異不顯著（P>0.05）;其次是J11、J6、J7品種，分別為 4 361.10、4 358.10、4 327.20 kg/hm2，產(chǎn)量差異不顯著;再次是J5、J2、J4、J3品種，分別為4 135.80、3 870.45、3 703.65、3 499.95 kg/hm2，產(chǎn)量之間差異顯著（表2）。

3 討論與結(jié)論

狹義的花生脫殼概念是指使花生外殼碎裂、從果殼中分離出籽仁的過程，僅指1個(gè)操作環(huán)節(jié)或稱工序;廣義的花生脫殼則是指將花生莢果加工成籽仁的整個(gè)操作過程，包括脫殼前（花生莢果清選和分級等處理）、脫殼中、脫殼后（籽仁清選、挑選、分級和包裝）等多個(gè)環(huán)節(jié)，是一個(gè)十分復(fù)雜的加工處理過程[12]。美國花生按脫殼加工目的不同，分為專用和商用花生脫殼;按脫殼后花生籽仁用途不同，分為榨油、種用、食品加工、檢驗(yàn)和科研用花生脫殼[13]。目前，市場上花生脫殼設(shè)備以打擊揉搓為主的旋轉(zhuǎn)打桿凹板篩式結(jié)構(gòu)，其技術(shù)性能和作業(yè)環(huán)節(jié)存在對品種適應(yīng)性差、難以實(shí)現(xiàn)不同品種的高質(zhì)量脫殼、脫殼后籽仁破損率高、脫凈率低等問題。因此，現(xiàn)有設(shè)備難以滿足種用花生機(jī)械化脫殼的要求，主要用在食用、油用花生的脫殼上，種用花生脫殼還主要依靠人工，這與規(guī)?；N植相矛盾，嚴(yán)重制約了花生產(chǎn)業(yè)化發(fā)展[14]。

花生物料特性（花生品種、莢果類型、花生莢果與籽仁幾何尺寸及其分布規(guī)律、花生殼與籽仁力學(xué)性質(zhì)、花生飽滿程度及其花生殼厚度等）、花生處理環(huán)節(jié)（花生收獲、干燥、莢果清選和分級等處理狀況）和脫殼環(huán)境（脫殼時(shí)的花生殼與籽仁含水率、脫殼溫度及其衛(wèi)生條件等）等多方面因素影響花生的脫殼效果[15]。王京等以遼寧省主栽花生品種大白沙、黑花生、兩粒紅和小白沙為研究對象，結(jié)果表明，硬度最大的大白沙品種破損力最大，硬度最小的小白沙品種的破損力最小，黑花生和兩粒紅的破損力較為接近[16]。郭陞垚以泉花551為試驗(yàn)材料，研究手工剝殼和機(jī)械剝殼2種方式對不同含水率春花生種子發(fā)芽和出苗的影響，結(jié)果表明，手工剝殼的春花生種子含水率在6.23%時(shí)種子出苗率最高，機(jī)械剝殼的花生種子含水率在19.60%時(shí)種子出苗率最高[17]。Davis研究了溫度對花生脫殼性能的影響，結(jié)果表明，莢果溫度2 ℃時(shí)的脫殼損傷高于 18 ℃，即莢果溫度越高，脫殼損傷越小[18]。

花生殼的主要成分是粗纖維，花生殼形狀的不同使得個(gè)體間纖維分布存在一定差異，且花生殼接縫處的抗壓強(qiáng)度相對較低，使得破損力存在一定的差異性，導(dǎo)致其力學(xué)特性較為復(fù)雜[19]。研究表明，單粒型花生莢果比雙粒型和三粒型的強(qiáng)度大，脫殼難度也相應(yīng)增大[20]。從不同形態(tài)莢果剝殼率來看，曲棍形莢果J1品種剝殼率極低。繭形莢果J2和J10品種剝殼率僅為71.43%和83.59%。J6和J9品種剝殼率較高，分別為92.61%和94.86%，莢果類型為普通型和蜂腰形。J3、J4、J5、J6、J7、J8、J11品種莢果形態(tài)雖均為普通型莢果，但是莢果大小、籽仁形態(tài)均不一樣，剝殼率和破損率均有差異，J3和J4屬于珍珠豆型，果殼與籽仁間隙較小，機(jī)械剝殼時(shí)較易傷害籽仁;J5、J6和J11品種屬于大果型和中大果型品種，花生籽仁在脫殼間隙中的停留時(shí)間長、被攪動(dòng)次數(shù)多，增加了損傷機(jī)會(huì)，機(jī)械剝殼時(shí)容易傷害籽仁;J7和J8品種屬于珍珠豆型，籽仁與果殼之間有一定空隙，破損率僅為2.08%和1.33%，線性分析表明，花生出苗率與破損率之間呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。因此，在生產(chǎn)大面積機(jī)剝用種中建議采用普通形和蜂腰形莢果形態(tài)，且以中大果珍珠豆型為佳，本試驗(yàn)所選的11個(gè)品種中J7、J8和J9品種機(jī)械剝殼效果最好。

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