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小粒蔬菜种子丸粒化研究及其应用前景

2019-09-10郑述东史志明曹亮陈贤

种子科技 2019年14期
关键词:应用前景研究

郑述东 史志明 曹亮 陈贤

摘   要:丸粒化是小粒蔬菜种子加工期间使用的一种技术,其以黏合剂的黏合作用为支撑,把生长调节剂、营养元素等黏附在种子表层,促使种子形成规格匀称、统一的球粒状。首先阐述了国际上种子丸粒化的研究情况,其次探析了种子丸粒化的作用机制,最后从多个方面探讨其发展前景,希望对种子丸粒化的推广应用有促进作用。

关键词:小粒蔬菜种子;丸粒化;研究;应用前景

1   种子丸粒化的研究概况

针对种子丸粒化的研究,美国在20世纪40年代首次进行,历经20年传至欧洲、日本。至20世纪80年代末,西北欧甜菜种子、英国莴苣种子大体上达到了丸粒化生产标准。在90年代,日本有很大规模的水稻种植田采用过氧化钙丸衣直接播种;菲律宾、泰国等水稻种植面积位居世界前列,其在种植期间大范围使用了丸衣。现阶段,欧美等诸多发达国家的一些蔬菜与花卉种子达到了丸粒化,据记载,英国莴苣种子丸粒化占有率达到了95%,番茄种子达到了40%[1]。

种子丸粒化技术在我国发展相对迟缓,尚未实现大规模推广,但是很多研究院在试验中获得了较乐观的结果,且该项研究不断被深入化。例如,自1988年,江苏省烟草研究所就投入至烟草种子丸粒化技术研究进程中,进展显著,经丸粒化技术生产的烟草种子单粒率、有籽率、裂解度等诸多技术和美国同类研究水平不分伯仲。

2   种子丸粒化的作用机制

采用丸粒化技术生产种子时,喷洒在种子表层的黏合剂会形成孔道,同时还需把杀虫剂、杀菌剂等部分成分粘贴在种子表皮,进而短期内能在种子周边形成一个“无活性”的微型活性物质库。播种后的种子经丸粒化技术处理的种衣吸水膨胀、形成裂缝,活性成分也会慢慢经由缝隙和种子以及周边土壤相接触,进而更好地参与到作物苗期生长过程。因为活性物质的释放是一个缓慢进行的过程,故基本不会因为淋溶或溶解作用而在短期内造成活性物质大量损失,也不会因为农药、养分瞬间聚积而形成毒害作用。

杀虫杀菌剂会和种子表层相接触而发挥屏障作用,破坏周边害虫的生存环境,达到预防病菌、地下害虫等效果。待种子萌发以后,杀虫杀菌剂在助剂协助下,以种子与植株为载体被传送到地上没有施加农药处,急需发挥预防病虫害的作用。因为药力相对集中化,有效利用率偏高,再加上和土壤直接接触,日晒雨淋、高温等外部条件基本不会对其形成影响,所以远期药效明显优于其他施药形式,有益于同步减少用药量与频次,节约人力资源,减轻对自然环境形成的污染。

3   种子丸粒化的应用前景

3.1   选用功能优良、低成本的黏合剂

黏合剂是影响种子丸衣性能优劣的主要因素之一。故而,为进一步拓展丸衣剂的应用历程,加大对新型黏合剂的研发与应用力度具有很大現实意义。进口黏合剂会明显增加成本,并且该类型的黏合剂仅被使用在蔬菜种子与特殊作物领域。现阶段,我国已实现了自主应对黏合剂的选择问题,利用合成工艺生产的黏合剂,在使用过程中体现出良好性能,且价格相对低廉是其典型优势之一。但是针对种子不形成毒害作用、有益于优化种子生理生化功能的多功能黏合剂应持续研发。

3.2   选用适宜的填充剂

选用适宜的填充剂是保证种子正常生长发育的关键因素之一。在水、氧气朝向种子扩散过程中,丸粒化种子外层丸衣发挥物理屏障的作用,但是其对种子生长过程中也形成了不同程度的机械性阻碍。丸衣的构成成分与种子发芽状况密切相关,尤其是在种植条件相对较差的情况下。国外学者在研究中发现,在湿度相对较大的土壤环境中,采用黏土丸衣甜菜会对种子发芽率形成负面影响,而若能改用为多孔隙的填料丸衣,和黏土丸衣发芽率相比较,将会有5%~10%的提升幅度。在干燥的土壤环境中,以上两种类型的丸衣种子发芽率基本无差异。故而,应结合不同环境条件选择与之相匹配的丸衣材料,以使种子发芽率得到基本保障,也可推动中国丸粒化技术进一步发展。

如在播种期雨水充分、土壤墒情较好的环境下播种大白菜种子,丸粒化包衣种子和裸种出苗期大体相同。但不管土壤墒情优劣,采用丸粒化包衣技术的种子出苗以后和裸苗相比较更健壮,叶片更为肥厚且颜色更深,对常见病害表现出较强的抵抗性,且在后续生长期间均能体现出良好的生长态势,作物产量有8%~10%的提升幅度。

3.3   采用新型药剂与生物防治剂

采用新型药剂与生物防治剂是调整丸衣剂活性构成成分的有效途径之一。呋喃丹、克菌丹等均是以往农业生产中的常用农药类型,其会造成丸衣剂在加工制造、存管及使用等流程中均形成程度不一的毒害作用。在科学技术日新月异的背景中,低毒、高效等新型内吸性药剂的研发与投入使用,促使由传统农药形成的不良影响有持续降低的趋势。农业中化学药物的批量化使用,不仅会对周边生态环境形成污染,还可能会对非目标生物、优异生物的生长过程及生存环境形成干扰,且还能造成部分毒害生物对农药形成耐药性,打破生态平衡。生物防治剂的研发与应用,能减少或规避化学农药形成的负面影响,如此,现代群体积极将根瘤菌等诸多有益的微生物制剂整合至种子丸衣剂内。

4   结束语

我国农业生产正向现代化、精量化、精准化方向发展,种子丸粒化技术将会有更为广阔的应用空间。其一方面能明显提升作物种子质量,另一方面能减少农民劳动力的投入量,对精密播种过程起到良好的促进作用,是蔬菜现代化生产目标实现过程中必须践行的路线。

参考文献:

[ 1 ] 李兆东,孙誉宁,杨文超,等.光束阻断式小粒蔬菜种子漏充与堵孔同步检测系统研究[J].农业机械学报,2018,49(8):119-126.

(收稿日期:2019-08-17)

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