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?；夹g(shù)展開，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?；录夹g(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、膨潤土、滑石粉（庫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?；牧霞芭浔纫姳?。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；最后等丸粒化種子大小均勻、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”與包衣劑的比例對衣分層均勻度的影響及不同衣分層厚度對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，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，第15天計(jì)算發(fā)芽率。

1.3 測定指標(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

丸粒化種子抗壓強(qiáng)度測定需要電子稱測定不同比例丸?；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?；N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，分別將不同丸粒化處理的種子依次倒入種箱并標(biāo)記，以裸種作為對照組，在每個(gè)下種口對應(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?；N子中，隨機(jī)選取1 000粒，重復(fù)3次，測定種子千粒質(zhì)量；在立體顯微鏡下測定丸?；N子衣分層的厚度的數(shù)據(jù)，4 種配比各取40 粒進(jìn)行測定，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丸?；N子崩解時(shí)間的影響見圖1。從圖1 可以看出，隨著吸水材料膨潤土和黏土在包衣劑中所占比例的提升，崩解時(shí)間呈現(xiàn)增長趨勢。

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)度變化情況見圖2。由圖2 可以看出，膨潤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無顯著差異（P＞0.05），B1和B2的抗壓強(qiáng)度無顯著差異（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)度變化情況見圖3。由圖3 可知，3 個(gè)處理組的播種量相較對照組有顯著提升（P＞0.05），處理組的播種量無顯著差異（P＞0.05），B3的播種量最高，為28 473 粒，對照組播種量最低，為3 675 粒；處理組相比對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 不同胚粉比對博洛塔絹蒿種子萌發(fā)特性的影響

不同胚粉比對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、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，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于丸?；N子的流動(dòng)性沒有影響，但對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)遇到同樣的問題。

3.2 不同胚粉比對種子萌發(fā)特性的影響

本試驗(yàn)中，隨著包衣劑比例的提升，丸粒化種子的抗壓強(qiáng)度逐步提升，在丸粒化種子抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，處理組的丸粒化種子抗壓強(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^程中添加了“丸粒胚”，使得丸粒化種子內(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?；录夹g(shù)是目前國內(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，開展了一系列試驗(yàn)，并得出了以下結(jié)論：影響丸?；N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，丸粒化處理后可以大幅提高博洛塔絹蒿種子的流動(dòng)性，而不同包衣劑配比丸?；N子流動(dòng)性的影響不顯著；C2處理在對照組中各項(xiàng)發(fā)芽指標(biāo)表現(xiàn)最好，包衣劑比例過高會(huì)對種子萌發(fā)有抑制作用，包衣劑比例過低則會(huì)導(dǎo)致丸?；N子抗壓強(qiáng)度的下降，影響包衣效果。