潘學(xué)勤，朱怡航，黃丹楓

（1.上海交通大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院，上海 200240；2.上海惠和種業(yè)有限公司，上海 201899）

洋蔥（Allium cepaL.）在我國分布廣泛，南北各地均有栽培，是主栽蔬菜之一。隨著洋蔥醫(yī)藥價(jià)值的發(fā)掘，近年來種植面積及出口量均大幅增長，洋蔥已經(jīng)成為食品工業(yè)的重要原料和出口創(chuàng)匯的主要蔬菜品種[1]。我國洋蔥年出口量穩(wěn)中有升，市場前景被看好。我國已成為世界上洋蔥產(chǎn)量較大的4個(gè)國家[2]（中國、印度、美國、日本）之一，隨著消費(fèi)、脫水加工和出口量的增加，洋蔥的種植規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)大，種子需求量不斷增加。

洋蔥育種在我國起步較晚，研究力量薄弱，投入少，加上洋蔥生長周期長且無法加代育種的情況，長期以來，我國的育種專家們主要進(jìn)行常規(guī)育種和品種引進(jìn)，洋蔥種子的生產(chǎn)技術(shù)還在摸索、積累中[3-4]。

影響洋蔥種子質(zhì)量的因素諸多。除了種子在生理成熟后，隨儲(chǔ)存時(shí)間而逐漸老化、終不能發(fā)芽外，種子采收、干燥過程是影響種子質(zhì)量的第一道關(guān)。由于完全干燥的種子是不利于儲(chǔ)存的，因此洋蔥種子含水量必須控制在一定范圍內(nèi)[5]。關(guān)于洋蔥種子的干燥方法，我國目前缺乏現(xiàn)行有效的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。本研究通過比較機(jī)器烘干和自然晾曬對洋蔥種子含水量及種子發(fā)芽特性等指標(biāo)的影響，旨在找到洋蔥種子的最佳干燥方法，以通過簡單加工即可達(dá)到儲(chǔ)存的最佳含水量，保證洋蔥種子質(zhì)量，延長儲(chǔ)存時(shí)間。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

洋蔥品種為雜交一代品種帝黃洋蔥，由上海惠和種業(yè)有限公司提供，經(jīng)過初步精選，發(fā)芽率為97%，處理前含水量為10.0%，目標(biāo)水分降到8.0%以下。種子加工場地、機(jī)器、倉庫均屬于上海惠和種業(yè)有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

把種子分為A、B組2批，每批種子設(shè)置5個(gè)重復(fù)試驗(yàn)，每個(gè)重復(fù)種子數(shù)量根據(jù)機(jī)器或場地的最大處理量設(shè)計(jì)，種子干燥試驗(yàn)在2014年7－9月根據(jù)生產(chǎn)加工計(jì)劃進(jìn)行。

A批于2014年8月19日7：00－17：00在大型倉庫內(nèi)（開放式的環(huán)境下）用三久牌SKS-480G種子烘干機(jī)進(jìn)行烘干，加工當(dāng)天倉庫內(nèi)溫度為26 ℃，空氣相對濕度為66%。每次稱取20 kg洋蔥種子作為1個(gè)重復(fù)，種子層厚1.0～1.5 cm。

傳統(tǒng)機(jī)器烘干機(jī)原理是通過加熱的空氣將熱量傳遞給待烘干的種子，再由空氣把待烘干的種子所蒸發(fā)出來的水分帶走，以達(dá)到烘干的效果。由于過高的溫度會(huì)導(dǎo)致作物含水量過低，造成發(fā)芽率降低，故需人為控制溫度在35 ℃左右，在不損害種子活力的前提下，降低種子含水量，以達(dá)到倉庫儲(chǔ)藏或銷售的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)種子品種、處理前含水量高低以及目標(biāo)含水量（8.0%），烘干時(shí)長設(shè)定為110 min。每一批開始時(shí)，先試烘，一次烘干量為20 kg。整個(gè)烘干過程分為3個(gè)階段，前2個(gè)階段烘干期間每隔約30 min，第3階段烘干期間每隔約10 min左右，用木筢子對烘干床內(nèi)作物種子進(jìn)行翻動(dòng)，以防種子含水量下降過快造成品質(zhì)下降。

B批于2014年7月30日10：00－16：00進(jìn)行自然晾曬處理，當(dāng)天天氣晴朗少云，環(huán)境溫度31～40 ℃，平均36 ℃，環(huán)境濕度32%～46%，平均濕度39%。以250 m2的屋頂作為曬場。每次稱取122 kg洋蔥種子作為1個(gè)重復(fù)，種子層厚0.5～1.0 cm，每隔1 h翻動(dòng)1次。黑色的洋蔥種子容易吸收熱量，晾曬前注意地面上需要鋪雙層網(wǎng)紗，并且種子上覆蓋單層網(wǎng)紗，避免地板過燙及陽光直射。

1.2.2 種子水分測定

機(jī)器烘干法和自然晾曬法都是在干燥過程中定時(shí)取樣后，采用標(biāo)準(zhǔn)烘箱法[6]測定種子含水量。

含水量的計(jì)算公式：種子含水量＝（烘干前種子質(zhì)量－烘干后種子質(zhì)量）÷烘干后種子質(zhì)量×100%。

1.2.3 儲(chǔ)存效果比較

把干燥后含水量8.0%以下的洋蔥種子儲(chǔ)存在5 ℃、相對濕度42%的條件下[7]，每隔6個(gè)月左右檢測一次種子質(zhì)量，并分別記錄發(fā)芽勢和發(fā)芽率[8]，發(fā)芽勢統(tǒng)一在置床后第4天記錄，發(fā)芽率統(tǒng)一在置床后第7天記錄。發(fā)芽率根據(jù)GB/T 3543.4—1995《農(nóng)作物種子檢驗(yàn)規(guī)程 發(fā)芽試驗(yàn)》進(jìn)行測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 機(jī)器烘干的種子含水量變化

機(jī)器烘干的種子含水量數(shù)據(jù)如表1。根據(jù)含水量公式計(jì)算實(shí)際含水量變化為（19.92－19.41）÷19.41×100%＝2.6%，理論含水量變化在9.65%－7.3%＝2.3%，實(shí)際含水量和理論含水量變化值基本符合。機(jī)器烘干法每次處理20 kg種子，每次需要110 min，再加上下料、上料時(shí)間，每處理100 kg洋蔥種子至少需要10 h。

種子平均含水量隨著烘干時(shí)間的變化曲線如圖1。從圖中可以看出，種子實(shí)際含水量隨著烘干時(shí)間的增加逐漸降低，在第2階段種子的含水量下降最快。第3階段種子含水量從9.2%開始均勻且平穩(wěn)的下降至7.3%。

2.2 自然晾曬的種子含水量變化

自然晾曬的種子含水量數(shù)據(jù)如表2。根據(jù)含水量公式計(jì)算實(shí)際含水量變化為（122.48－117.20）÷117.20×100%＝4.5%，理論含水量變化在9.4%-6.9%=2.5%，實(shí)際種子質(zhì)量下降比實(shí)際含水量下降快。

采用250 m2曬場，自然晾曬6 h，至少能干燥種子600 kg。

表1 機(jī)器烘干種子含水量變化

種子平均含水量隨著晾曬時(shí)間的變化曲線如圖2。種子曬干的過程受環(huán)境影響比較大，氣溫高、空氣相對濕度低，種子更容易曬干。10：00－12：00光照未達(dá)到最強(qiáng)，且種子含水量較大，因此種子含水量下降較快；12：00－14：00光照最強(qiáng)，熱量也在逐漸積累，種子含水量依舊快速下降，因此要注意多次翻動(dòng)種子；到14：00－16：00光照仍舊強(qiáng)烈，但種子含水量已處低點(diǎn)，因此下降速率減小，此時(shí)應(yīng)做好防護(hù)措施，防止種子曬傷。自然晾曬條件下，種子含水量呈現(xiàn)先快后慢的下降趨勢，12：00－16：00是種子水分下降的關(guān)鍵階段，實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)天氣、環(huán)境條件適當(dāng)延長或縮短晾曬時(shí)間。

2.3 干燥效果比較

對比以上結(jié)果，綜合考慮曬場大小等因素可以看出，同樣在開放的環(huán)境下，利用陽光自然晾曬的效果較好、更均勻，且單次處理種子量大，節(jié)能環(huán)保，但要求晴朗的天氣條件。在使用烘干機(jī)的情況下，機(jī)器的熱量分布不均勻，烘干過程要勤翻動(dòng)，且單次處理種子量少，使用柴油機(jī)加熱，能源消耗大。2種方法都能將洋蔥種子含水量降低到預(yù)期水分8.0%以下，實(shí)際生產(chǎn)中可根據(jù)不同的天氣條件，選擇合適的方法。

2.4 儲(chǔ)存效果比較

將經(jīng)過以上處理的帝黃洋蔥種子在5 ℃、相對濕度42%條件下的倉庫內(nèi)儲(chǔ)存2年，種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢變化情況見表3。從表中可以看出，儲(chǔ)存2年后的洋蔥種子含水量均在8.0%以下，發(fā)芽率符合預(yù)期要求。通過對比2種方法處理的種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率發(fā)現(xiàn)，儲(chǔ)存2年后（2016年1月），機(jī)器烘干處理的洋蔥種子發(fā)芽率（95%）和發(fā)芽勢（92%）均略低于自然晾曬處理，但都在質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

3 結(jié)論與討論

3.1 機(jī)器烘干的環(huán)境和條件

使用機(jī)器烘干洋蔥種子前，需測定室內(nèi)環(huán)境濕度，可進(jìn)行烘干的濕度范圍需要小于90%，且濕度越接近90%就越要延長烘干時(shí)間；如果室內(nèi)濕度超過90%，應(yīng)終止烘干。如果在潮濕的空氣中干燥種子，干燥的過程就會(huì)減慢，且高溫高濕的環(huán)境會(huì)降低種子的生理活性。對于效益而言，室內(nèi)濕度接近或超過80%時(shí)，應(yīng)適當(dāng)考慮另尋時(shí)間進(jìn)行烘干或自然晾干。連續(xù)陰雨天氣，應(yīng)盡量密閉門窗，降低加工區(qū)域空氣濕度，打開相關(guān)除濕、除塵設(shè)備，加速空氣流動(dòng)。同時(shí)任何濕度下加熱烘干的溫度都不能超過43 ℃[9]。

表2 自然晾曬種子含水量變化

圖1 機(jī)器烘干種子平均含水量變化

圖2 自然晾曬種子平均含水量變化

表3 干燥的洋蔥種子儲(chǔ)存后發(fā)芽率變化 %

因此，用烘干機(jī)最適合的條件是在控溫、控濕的環(huán)境中對種子進(jìn)行干燥。最理想的條件是營造一個(gè)密閉的空間，控制溫度≤35 ℃，相對濕度盡可能接近0%，這樣的烘干效果最好。如果干燥前加工車間沒有除濕、除塵設(shè)備，例如在敞開的環(huán)境下，無法對空氣進(jìn)行除濕、凈化時(shí)，可以在空氣的焓濕圖[10]上找到盡可能的適宜條件。干燥起始階段溫度可以稍高，因?yàn)樗终舭l(fā)會(huì)使種子降溫，而不會(huì)使種子的溫度快速升高；當(dāng)種子的表層已經(jīng)干燥時(shí)，烘干溫度必須要下降，避免種子燙傷。

3.2 自然晾曬的環(huán)境和條件

自然晾曬是傳統(tǒng)的干燥方法，受氣候條件的影響較大。一般分為種子脫粒前的自然干燥和種子脫粒后的自然干燥兩個(gè)階段。

洋蔥種子脫粒前，應(yīng)盡量把種子含水量降到13%左右[11]。脫粒前的洋蔥種子雖然水分含量稍高，但由于被包裹在果殼內(nèi)，不容易受高溫?zé)岷?，可以在田間、場院、晾曬棚、晾曬架等條件下進(jìn)行晾曬，利用太陽光能和風(fēng)能共同作用以達(dá)到干燥目的。

脫粒后的洋蔥種子，晾曬時(shí)要特別注意避免地板過燙及陽光直射。晾曬前可以在空氣的焓濕圖[10]上找到盡可能最好的條件，同時(shí)注意地板上需要鋪雙層網(wǎng)紗或草席，并且種子上面要覆蓋單層網(wǎng)紗（因?yàn)楹谏N子容易吸收熱量），避免溫度過高導(dǎo)致種子休眠或損壞種胚。

3.3 干燥方法的選擇

機(jī)器烘干法和自然晾曬法都是將種子放置在相對濕度低于平衡相對濕度（ERH）的空氣條件下，使種子里含有的水分散失到空氣中的過程。在天氣晴朗且空氣干燥的情況下，建議選擇用自然晾曬法進(jìn)行干燥，因?yàn)樽匀涣罆竦姆N子批量大，更經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、均勻；若遇到連續(xù)陰雨天氣或梅雨季節(jié)，需開啟烘干機(jī)進(jìn)行干燥，至少先把種子含水量降到10.0%以下暫時(shí)短期保存，防止種子因濕度過大或堆積發(fā)霉，等待天氣晴朗再進(jìn)行自然晾曬；或者在能控溫、控濕的烘干倉庫內(nèi)直接進(jìn)行機(jī)器熱風(fēng)烘干，干燥作業(yè)時(shí)應(yīng)盡量避免干燥不均勻。

梅雨季節(jié)里在敞開的環(huán)境下使用機(jī)器烘干的效果不顯著，建議大型種子公司建造密閉的種子烘干庫對種子進(jìn)行烘干，干燥效果有待進(jìn)一步檢驗(yàn)。

3.4 種子的儲(chǔ)存效果

通過機(jī)器烘干或自然晾曬將洋蔥種子的含水量降到8.0%以下，然后儲(chǔ)存在5 ℃、相對濕度42%的環(huán)境中，可保持種子含水量在8.0%以下，至少能儲(chǔ)存2年。2年后機(jī)器烘干處理的種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢有下降趨勢，但仍在質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。