博洛塔絹蒿種子丸?；浞胶Y選及加工工藝

申鎵豪，李會(huì)周，李衛(wèi)軍

（新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 草業(yè)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，新疆維吾爾自治區(qū) 烏魯木齊 830052）

博洛塔絹蒿（Seriphidium borotalense）具有適應(yīng)性強(qiáng)、飼用價(jià)值高、耐牧性強(qiáng)和生態(tài)作用大等特點(diǎn)，是蒿類荒漠草地當(dāng)中尤為重要的優(yōu)良牧草[1]。博洛塔絹蒿天然生長(zhǎng)區(qū)的地形通常起伏不平，由于種子很輕，易隨風(fēng)擴(kuò)散，較難在土壤表層中固存，再加上種子萌發(fā)時(shí)頂土能力差，大型的播種機(jī)械又不易到達(dá)，造成補(bǔ)播、種植難度大。另外，博洛塔絹蒿種子自身攜帶的養(yǎng)分較少，面對(duì)極端干旱的氣候條件易進(jìn)入休眠狀態(tài)[2，3]。

種子丸?；率且环N為適應(yīng)精細(xì)播種需求而產(chǎn)生的農(nóng)業(yè)高新技術(shù)，利用人工或機(jī)械加工在種子表面包被一層包衣材料，制成一種大小均勻、表面光滑、粒徑增大的種子，在不改變種子原有的生物學(xué)特性條件下，增強(qiáng)種子的適播性，提高種子適應(yīng)極端氣候背景下的一種種子包衣技術(shù)[4，5]。本次研究圍繞博洛塔絹蒿種子丸粒化技術(shù)展開(kāi)，由于博洛塔絹蒿種子種皮附有天然親水種衣，直接使用現(xiàn)有包衣技術(shù)進(jìn)行包衣困難，種子結(jié)團(tuán)現(xiàn)象嚴(yán)重，故引入了“丸粒胚”概念，將重型丸粒和集束型丸粒靈活地結(jié)合在一起，不同于常規(guī)的丸粒化包衣技術(shù)流程，將篩選這一步驟提前進(jìn)行，避免了丸?；N子成型后篩選導(dǎo)致的良種及包衣材料的浪費(fèi)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料有博洛塔絹蒿種子、膨潤(rùn)土、滑石粉（庫(kù)爾勒世堯建材廠提供）、黏土、脫硫石膏、粘結(jié)劑（這里選用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的聚乙烯醇縮甲醛膠水溶液，以下簡(jiǎn)稱107 膠）、自制“丸粒胚”，試驗(yàn)儀器為825-3S 型直線篩、5BW-50 型種子包衣丸化機(jī)、2BFX-懸掛式谷物施肥播種機(jī)、電子秤。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 包衣配方的篩選

博洛塔絹蒿種子丸?；牧霞芭浔纫?jiàn)表1。將4 種粉劑按照表1 的比例和博洛塔絹蒿裸種子進(jìn)行配置并提前預(yù)混，預(yù)混好的粉劑平均分成10 份。先將“丸粒胚”放入5BW-50型種子包衣丸化機(jī)中進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為370 r/min；隨后打開(kāi)霧化電機(jī)噴入已配制好的107 膠，將提前預(yù)混好的10 份粉劑均勻分次投入，直至粉劑全部投入機(jī)器中為止，包衣丸化機(jī)再繼續(xù)空轉(zhuǎn)5 min，以增加丸?；N子的強(qiáng)度和緊實(shí)度；最后等丸?；N子大小均勻、外表光滑后，再噴入少量107 膠空轉(zhuǎn)，通風(fēng)烘干。

表1 博洛塔絹蒿種子丸粒化材料及配比Tab.1 Seed pelleting materials and proportions of Seriphidium borotalense

1.2.2 胚粉比的選擇

研究“丸粒胚”與包衣劑的比例對(duì)衣分層均勻度的影響及不同衣分層厚度對(duì)博洛塔絹蒿種子萌發(fā)的影響。將“丸粒胚”與包衣劑設(shè)置4 個(gè)比例（C1～C4），見(jiàn)表2，每個(gè)配比中隨機(jī)選擇40 粒丸?；N子作為試驗(yàn)樣品，樣品分別切割，使用立體顯微鏡觀測(cè)并記錄衣分層厚度的數(shù)據(jù)。

表2 “丸粒胚”與包衣劑的配比Tab.2 Proportion of"pellets embryo"and seed coating agent

種子的培養(yǎng)皿萌發(fā)試驗(yàn)：隨機(jī)選取100 粒的博洛塔絹蒿裸種子和4 種處理的博洛塔絹蒿丸?；N子各25 粒，均勻放置于鋪有2 層濾紙、直徑為13 cm 的培養(yǎng)皿中，加8 mL 蒸餾水，重復(fù)4 次，置于人工光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，在25℃恒溫條件下光照24 h，光強(qiáng)為1 000 lx。每日添加3 mL 蒸餾水，以保持濾紙濕潤(rùn)，每3 d 更換1 次濾紙。每天定時(shí)觀察記錄發(fā)芽數(shù)（以胚根突破種皮作為萌發(fā)標(biāo)準(zhǔn)），于第7 天計(jì)算發(fā)芽勢(shì)，第15天計(jì)算發(fā)芽率。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.3.1 丸粒崩解時(shí)間

將20 種不同配比的丸?；N子分別取20 粒放入培養(yǎng)皿中，加蒸餾水至種子的2/3，從第一顆種子崩解開(kāi)始計(jì)時(shí)到最后一顆種子全部崩解為止。重復(fù)3次取平均時(shí)間。

1.3.2 丸?？箟簭?qiáng)度

丸?；N子抗壓強(qiáng)度測(cè)定需要電子稱測(cè)定不同比例丸?；N子的抗壓強(qiáng)度，每個(gè)配比選取大小均勻的9 粒丸粒種子，每次取3 粒，用電子稱稱量。電子稱上面放玻璃板（邊長(zhǎng)為150 mm，厚度為5 mm），在玻璃杯中心將3 粒種子擺放為等邊三角形，以便于種子受力均勻，在丸粒種子上面蓋一塊玻璃板（邊長(zhǎng)為150 mm，厚度為5 mm），玻璃板上面放置2 000 mL 燒杯，燒杯中慢慢的加入水，種子作為受力點(diǎn)，觀察丸粒化種子所受到壓力，記錄丸?；N子破裂時(shí)所承受的質(zhì)量，每次試驗(yàn)取3 粒，每個(gè)配比3 次重復(fù)，測(cè)定并記錄丸?；N子破裂時(shí)所受到的質(zhì)量[8]。

1.3.3 種子流動(dòng)性

分別選取配方為B3、B4的丸?；N子與凈度為60%的博洛塔絹蒿裸種，在2BFX-懸掛式谷物施肥播種機(jī)上進(jìn)行模擬播種試驗(yàn)。在播種機(jī)種箱中將每個(gè)下種口用紙板隔開(kāi)，分別將不同丸粒化處理的種子依次倒入種箱并標(biāo)記，以裸種作為對(duì)照組，在每個(gè)下種口對(duì)應(yīng)的輸種管下方套袋收取種子，轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪模擬播種機(jī)行駛110 m，重復(fù)3 次，分別稱取每次下種的質(zhì)量，計(jì)算出播種量。

1.3.4 “丸粒胚”包衣種子衣分層厚度及千粒質(zhì)量

在4 種不同胚粉比的博洛塔絹蒿丸粒化種子中，隨機(jī)選取1 000粒，重復(fù)3次，測(cè)定種子千粒質(zhì)量；在立體顯微鏡下測(cè)定丸粒化種子衣分層的厚度的數(shù)據(jù)，4 種配比各取40 粒進(jìn)行測(cè)定，數(shù)據(jù)取平均值。

1.3.5 “丸粒胚”包衣種子抗壓強(qiáng)度

試驗(yàn)方法同1.3.2。

1.3.6 發(fā)芽指標(biāo)

式中：Gt為時(shí)間t日的發(fā)芽數(shù)；Dt為相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)使用Excel 2016 錄入，Origin2018 作圖，采用SPSS 25.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和單因素方差分析，用沃勒·鄧肯氏多重比較進(jìn)行差異顯著性分析，P＜0.05 為差異顯著，結(jié)果數(shù)據(jù)用“平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同配方對(duì)博洛塔絹蒿丸?；N子物理性狀的影響

不同材料配方及配比對(duì)丸粒化種子崩解時(shí)間的影響見(jiàn)圖1。從圖1 可以看出，隨著吸水材料膨潤(rùn)土和黏土在包衣劑中所占比例的提升，崩解時(shí)間呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)。

圖1 不同配方下丸粒崩解時(shí)間的變化情況Fig.1 Changes in the disintegration time of pellets under different formulations

不同配方下丸?；N子抗壓強(qiáng)度變化情況見(jiàn)圖2。由圖2 可以看出，膨潤(rùn)土在包衣劑所占比例和丸?；N子的抗壓強(qiáng)度呈正相關(guān)，配方B5單?？箟簭?qiáng)度最高為1 340 g/cm2，其他配方較B5下降幅度為（32%～65%）；B3、B4的抗壓強(qiáng)度顯著低于B（5P＜0.05），B1、B2的抗壓強(qiáng)度顯著低于B3、B（4P＜0.05），B3的抗壓強(qiáng)度較B4無(wú)顯著差異（P＞0.05），B1和B2的抗壓強(qiáng)度無(wú)顯著差異（P＞0.05）。

圖2 不同配方下丸?；N子抗壓強(qiáng)度變化情況Fig.2 Changes in compressive strength of pelleted seeds under different formulas

不同配方下丸?；N子抗壓強(qiáng)度變化情況見(jiàn)圖3。由圖3 可知，3 個(gè)處理組的播種量相較對(duì)照組有顯著提升（P＞0.05），處理組的播種量無(wú)顯著差異（P＞0.05），B3的播種量最高，為28 473 粒，對(duì)照組播種量最低，為3 675 粒；處理組相比對(duì)照組播種量的上升幅度為85%～87%。

圖3 不同配方下丸?；N子抗壓強(qiáng)度變化情況Fig.3 Changes in compressive strength of pelleted seeds under different formulas

2.2 不同胚粉比對(duì)博洛塔絹蒿種子萌發(fā)特性的影響

不同胚粉比對(duì)博洛塔絹蒿種子萌發(fā)的影響情況如表3所示。由表3 可以看出，經(jīng)丸?；幚淼牟┞逅佪锓N子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)較CK 都有顯著降低（P＞0.05），發(fā)芽勢(shì)的下降幅度為26%～46%，發(fā)芽率的下降幅度為16%～40%，發(fā)芽指數(shù)的下降幅度為47%～60%；千粒質(zhì)量和抗壓強(qiáng)度隨著粉劑的增加呈上升趨勢(shì)，各個(gè)處理直接差異顯著（P＞0.05），表現(xiàn)為C4＞C3＞C2＞C1。

3 討論

3.1 不同配方對(duì)丸?；N子物理形狀的影響

種子流動(dòng)性試驗(yàn)表明包衣劑中吸水材料和填充材料的不同配比對(duì)于丸?；N子的流動(dòng)性沒(méi)有影響，但對(duì)于提高博洛塔絹蒿裸種子的流動(dòng)性效果顯著。博洛塔絹蒿裸種子在流動(dòng)性試驗(yàn)中，第二次和第三次的重復(fù)試驗(yàn)的播種量為0，可能因?yàn)槁惴N中的雜質(zhì)堵塞了下種口，導(dǎo)致種子無(wú)法順利進(jìn)入輸種管，在實(shí)際生產(chǎn)中采用博洛塔絹蒿裸種子進(jìn)行直播，會(huì)遇到同樣的問(wèn)題。

3.2 不同胚粉比對(duì)種子萌發(fā)特性的影響

本試驗(yàn)中，隨著包衣劑比例的提升，丸?；N子的抗壓強(qiáng)度逐步提升，在丸?；N子抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，處理組的丸?；N子抗壓強(qiáng)度均高于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)，可能是因?yàn)橥枇；录庸み^(guò)程中添加了“丸粒胚”，使得丸?；N子內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加規(guī)整，提高了抗壓強(qiáng)度。

4 結(jié)論

種子丸粒化包衣技術(shù)是目前國(guó)內(nèi)外種子加工的一項(xiàng)常用技術(shù)，具有提高產(chǎn)量、節(jié)約種子、降低成本等優(yōu)點(diǎn)，既是防蟲(chóng)抗病、提高種子科技含量的重要手段，也是種子工程的重要組成部分。隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度的提高，牧草生產(chǎn)中對(duì)牧草種子丸?；录夹g(shù)的研究逐漸深入，牧草種子產(chǎn)業(yè)化需求逐漸增大。本研究為明確最適合博洛塔絹蒿種子的包衣工藝及包衣劑配方，開(kāi)展了一系列試驗(yàn)，并得出了以下結(jié)論：影響丸粒化種子崩解時(shí)間和抗壓強(qiáng)度的因素為包衣劑中吸水材料的占比，丸?；幚砗罂梢源蠓岣卟┞逅佪锓N子的流動(dòng)性，而不同包衣劑配比丸?；N子流動(dòng)性的影響不顯著；C2處理在對(duì)照組中各項(xiàng)發(fā)芽指標(biāo)表現(xiàn)最好，包衣劑比例過(guò)高會(huì)對(duì)種子萌發(fā)有抑制作用，包衣劑比例過(guò)低則會(huì)導(dǎo)致丸粒化種子抗壓強(qiáng)度的下降，影響包衣效果。