了解种子加工与贮藏机械化

发布日期:2018-11-12 23:16

编者按

秋去冬来,我国大部分地区已是农业生产特别是农机化作业的淡季。但所谓“淡季不淡”,在经历了一年的劳作后,目前,很多农民朋友正在通过各种渠道,对来年所需种子的相关信息进行搜索、比较,准备选购和种植。全国实施“种子工程”以来,为了保证种子的质量和提高良种的综合生产能力,良种都实行统供;但在一些边远地区和生产条件较差的地区,仍然沿用自留种子,自行进行简单处理和加工。知其然还需知其所以然,不管是对于购买种子的农民朋友,还是对于自留种子的农民朋友,了解种子的加工与贮藏过程都是十分必要的。本期向读者介绍这方面的相关知识。

种子加工,即对采收的种子进行清选、分级、干燥、消毒、包衣、包装等处理,是提高和保证种子质量的主要措施。在现代农业生产中,加工种子具有以下几个方面的显著优点:第一,加工后的种子净度可提高2%—3%,发芽率提高5%—l0%,种子质量明显提高,减少播种量,降低了农业生产成本。加工后的种子出苗整齐、苗多苗壮、分蘖多、成穗多,一般可以增产5%—10%,显著提高农作物单位面积产量。第二,种子按不同的用途及销售市场,经加工成为不同等级的种子,并实行标准化包装销售,提高了种子的商品性,可以有效防止假冒伪劣种子的流通与销售。第三,种子加工处理后,籽粒饱满,大小均匀,作物生长整齐,成熟期一致,有利于机械化播种和收获,提高劳动效率,同时种子经过加工,去掉大部分含病虫害的籽粒并包衣,使药效缓慢释放,既减少化肥农药施用量,又使农药由开放式施用转向隐蔽式用药,利于环境保护。加工种子洁净干燥,增加了种子贮藏的稳定性,延长了种子的贮藏期,保证了种子的正常商品流通。

千百年来,我国农民一直沿用传统的手工工具对种子进行加工。直到上世纪50年代末,才从前苏联和匈牙利等国引进种子加工样机进行仿制。但在当时,种子加工破碎率高,清选效果较差,推广数量很少。1978年,农业部召开了第一次全国种子“四化一供”工作会议,利用政府拨款引进建立了种子加工成套设备。之后,我国又利用世界银行贷款和地方配套资金建立了一批种子加工成套设备,使得我国的种子加工工艺与设备有了很大的提高,并起到了示范作用。我国种子加工业经历了从引进、仿制、消化、吸收到自行开发研制的艰难历程,目前已经研制出一批适合我国国情的种子精选机械、烘干机械和种子加工成套设备,在全国产生了众多的种子加工机械设备生产厂商。随着现代农业科学技术的发展,加工培育更加优质的种子是农业、农村和农民的迫切需求。

种子清选机具和方法

未经清选的种子堆,成分相当复杂,其中不仅含有各种不同大小、不同饱满度和完整度的本品种种子,还含有相当数量的混杂物。而各类种子或各种混合物各具固有的物理特性,如形状、大小、比重及表面结构等。种子的清选和分级就是根据种子群体的物理特性以及种子和混合物之间的差异性,在机械操作过程中(如运输、振动、鼓风等)将种子与种子、种子与混杂物分离开。

一、种子清选分级的原理

根据种子的大小,可用不同形状和规格的筛孔,把种子与夹杂物分离开,也可以将长短和大小不同的本品种种子进行分级。

按长度分离是用圆窝眼筒来进行的。窝眼筒为一内壁上带有圆型窝眼的圆筒,筒内置有盛种槽。工作时,将需要进行清选的种子置于筒内,并使窝眼筒作旋转运动,落于窝眼中的短种粒(或短小夹物)被旋转的窝眼滚筒带到较高位置,接着靠种子本身的重力落于盛种槽内。长种粒(或长夹物)进不到窝眼内,由窝眼筒壁的摩擦力向上带动,其上升高度较低,落不到盛种槽内,于是长、短种子分开。一般圆窝筒转速为每分钟30—45转。

按宽度分离是用圆孔筛进行的。凡种粒宽度大于孔径者不能通过。当种粒长度大于筛孔直径2倍时,如果筛子只作水平运动,种粒不易竖直通过筛孔,需要带有垂直振动。

按厚度分离是用长孔筛进行的。筛孔的宽度应大于种子的厚度而小于种子的宽度,筛孔的长度应大于种子的长度,分离时只有厚度适宜的种粒通过筛孔。根据种子大小,在固定作业的种子精选机上,就可以利用各种规格的分级筛、圆孔筛、长孔筛和窝眼滚筒,精确地按种子宽度、厚度和长度分成不同等级的种子,这些种子的比重因作物种类、饱满度、含水量以及受病虫害程度的不同而有差异,比重差异越大,其分离效果越显著。

利用种子在液体中的浮力不同进行分离,当种子的比重大于液体的比重时,种子就下沉;反之则浮起。这样,即可将轻、重不同的种子分开。一般用的液体可以是水、盐水、黄泥水等。这是静止液体的分离法。此外还可利用流动液体分离。种子在流动液体中,是根据种子的下降速度与液体流速的关系来决定种子流动得近还是远。种子比重大的流动得近,小的则远;当液体流速快时种子也被流送得远,流速过快会影响分离效果。用此法分离出来的种子,若不立即用来播种,则应洗净、干燥,否则容易引起发热霉变。

重力筛选的工作原理是重力筛在风的吸力(或吹力)作用下,使轻种子或轻杂质瞬时处于悬浮状态,做不规则运动,而重种子则随筛子的摆动做有规则运动,借此规律将轻重不同的种子分离。

二、种子清选分级的程序

1.预先准备:为种子基本清洗作准备。包括脱粒(主要指玉米及许多蔬菜)、预清、脱芒(水稻、大麦和燕麦)、脱绒(棉花)等。种子的预清主要是利用粗选机进行。是否需要预清,应根据不同批量种子质量情况而定,如种子中的夹杂物对种子流动有显著影响,就需预清,反之则不用预清。

2.基本清洗:为一切种子加工中必要的工序。其目的是清除比清选种子的宽度或厚度更大或更小的杂质以及重量更轻的物质。粗加工是采用风筛清选机进行,主要根据种子大小和密度进行分离,有的也根据种子形状进行分离。

3.精选分级:基本清选后的种子还不能达到种子质量标准,必须进行精加工。精加工包括按种子长度分级,按种子宽度和厚度分级,按比重分级和处理等。

种子的除芒与干燥

大麦、水稻、牧草等许多品种农作物的种子带有芒刺。脱粒后籽粒的芒不能除净,一方面将导致清选加工过程中堵塞筛孔,影响清选质量,难以得到纯净的种子;另一方面,在播种时易使种子粘连在一起,使得种子的流动性变差,导致排种不均匀,严重时甚至会堵塞排种管。因此,对带有芒刺的种子进行除芒处理很有必要。

普通除芒机主要由滚桶、入粮斗、排尘部分和电机等组成,由单台电机驱动,利用差速原理进行除芒。在除芒机内部装有弓齿,不仅可以提高除芒率,同时还降低糙米率。在使用过程中,可根据出糙米情况和除芒情况来调整除芒机的倾角,倾角调整通过机架上的丝杠调整。增大除芒机倾角,可减少糙米率,但如倾角过大,会影响除芒效果。一般来说,调整前后高度差在12—16厘米之间(参考值),再根据实际情况进行调整。除芒机在工作时,要确认内外滚筒运转无误后,方可入粮,禁止带粮启动。此外,还要定期检查螺丝是否松动,三角皮带的张紧情况。若有异常响动,应立即停机检查。除芒机内滚桶弓齿为易损件,要定期检查弓齿的磨损情况,及时更换。要按标明的转向工作,禁止反转工作。工作时,禁止用手触摸外滚筒及皮带轮。据用户实际经验反馈,水稻水份在15%以下时,除芒效果最佳。

种子含水量高,耐藏性差,在短期内便会失去种用价值,严重时还会引起发热、生虫甚至霉变。种子干燥的目的就是将物料含水率降到安全水分以下,这是保证种子质量的一项关键措施。其方法可以分为自然干燥和人工机械干燥两类。

自然干燥法即利用日光曝晒,通风和摊晾等方法降低种子水分。此法简单、经济、安全,一般不易丧失种子生活力,但必须备有晒场,同时易受到气候条件的限制。为使种子干燥达到预期效果,应注意以下几点:①选择天气。应选择晴朗天气,气温较高,相对湿度低,干燥种子才能收到最佳效果。②清场预晒。晒种当天早晨应首先清理晒场,然后预晒场面。场温升高后,再摊晒种子。③薄摊勤翻。薄摊勤翻的目的是为了增加种子与阳光和空气的接触面积,提高干燥效果。④适时入库。需要热进仓的种子,应在下午3点收堆闷放一段时间后,趁热入库(如小麦、豌豆)。其它种子应待散热冷却后,再行入库,以免发生结露现象。

人工机械干燥法即采用动力机械鼓风或通过热空气的作用以降低种子水分。此法不受自然条件的限制,并具有干燥快、效果好、工作效率高等优点,但必须有配套的设备,并严格掌握温度和种子含水量两个重要环节。人工机械干燥可分为自然风干燥和热空气干燥。自然风干燥法较为简便,只要有一个地面能透风的房子和一个鼓风机即可,但干燥性能有一定限度,当种子水分降低到一定程度时,就不能继续降低。而热空气干燥法是指在一定条件下,提高空气的温度可以改变种子水分与空气相对湿度的平衡关系。采用热空气干燥,必须在保证不影响种子生活力的前提下,适当地提高温度。在干燥机内的热空气温度一般高于种温,热空气温度愈高,则种子停留在机内的时间应愈短。而且,种子在干燥机内所受的温度,应根据种子水分适当调节,当种子水分较高时,种温应低些;反之则可适当提高。豆类和油料作物种子进行热空气干燥时,更应控制在低的温度,否则会引起种皮裂开等现象。此外,热空气干燥种子还应注意:第一,不能将种子直接放在加热器上焙干,而应该导入加热空气进行间接烘干,防止种子烤焦而丧失生活力。第二,严格控制温度。第三,对高水分种子应采取二次干燥法,勿使种子水分散失过快,以免使种子内部有机组织破坏,或出现外干内湿现象。第四,烘干后的种子,要摊晾散热冷却后才能入库,以免引起“结露”现象。种子干燥条件必须确保在不影响种子生活力的前提下进行,否则就失去了干燥的意义。

种子的机械化包衣和丸化

种子包衣技术可根据所用材料性质(固体或液体)的不同,分为种子丸化技术和种子包膜技术。种子丸化技术是用特制的丸化材料通过机械处理包裹在种子表面,并加工成外表光滑,颗粒增大,形状似“药丸”的丸(粒)化种子(或称种子丸)。种子包膜技术是将种子与特制的种衣剂按一定“药种比”充分搅拌混合,使每粒种子表面涂上一层均匀的药膜(不增加体积),形成包衣种子(或称包膜种子)。种子包衣技术与传统的种子处理技术相比具有许多不可比拟的优点。

种衣剂和丸化材料是由杀虫剂、杀菌剂、微量元素、生长调节剂等经特殊加工工艺制成,故能有效防控作物苗期的病虫害及缺素症。包衣处理的种子必须经过精选加工,籽粒饱满,种子的商品品质和播种品质好,有利于精量播种,因此可降低用种量3%左右。同时,由于包衣种子周围形成一个“小药库”,药效持续期长,可减少30%的用药量,也减少了工序,节省了劳动时间。种衣剂和丸化材料随种子隐蔽于地下,能减少农药对环境的污染和对天敌的杀伤。而一般用粉剂拌种,易脱落,费药,对人畜不安全,药效不好;浸种(闷种)不是良种标准化的措施,只是播前对种子带菌消毒的植保措施,且浸种式闷种需要立即播种,而不能贮藏,因而不能作为种子标准化、服务社会化的措施。另外,对于籽粒小且不规则的种子,经丸化处理后,可使种子体积增大,形状、大小均匀一致,有利于机械化播种。

目前,包衣种子的类型有:包膜种子,即仅一层薄薄的种衣剂包裹在外;重型丸粒种子,用于小粒、形状不规则的种子,如烟草、芹菜等;速生丸化种子,在播种前处理加工进行催芽,这种丸粒种子能提前出苗和保证一次全苗;扁平丸粒种子,用于飞机播种的牧草、林木种子,即把细小的种子制成较大较重的扁平丸粒片,避免播种时被风吹刮,从而提高飞播时的准确性和落地的稳定性,保证播种质量;快裂丸粒种子,播种后丸粒经过一段时间能自行裂开,有利种子出芽、生长。

种子贮藏

种子采收以后生活力的保持和寿命的延长都取决于贮藏条件,而其中最主要的是温度、水分及通气状况这三个因素。这三个因素在影响贮藏的种子寿命过程中,是相互影响和相互制约的。比如,贮藏环境的温度较高时,可以通过降低种子含水量,控制氧气供应量来达到延长种子寿命的目的。同样,在种子含水量和空气湿度较高的情况下,可以通过降低温度,控制氧气供给量来相对延长种子寿命。密封条件下贮藏的种子之所以具有延长其寿命的效果,主要是由于它控制了氧气的供应,杜绝了外界空气湿度对密封容器内种子含水量的影响。

贮藏方法大致有密封贮藏法、超低温贮藏、低温除湿贮藏法、真空贮藏法、开放贮藏法等,其中常用的多为密闭贮藏法。所谓种子密封贮藏法,是指把种子干燥到符合密封要求的含水量标准,再用各种不同的容器或不透气的包装材料密封起来进行贮藏的方法。这种方法在一定的温度条件下,不仅能较长时间保持种子的生活力,延长种子的寿命,而且便于交换和运输。密封贮藏法之所以有良好的贮藏效果,是因为它控制了氧气供给,杜绝了外界空气温度对种子含水量的影响,从而保证种子处于低强度呼吸中。同时,密封条件也抑制了各种好气性微生物的生长和繁衍,从而起到延长种子寿命的作用。

本文根据中国农业大学李洪文教授授课资料和钱青秀论文编辑。