王亞梁 陳惠哲 張玉屏 向鏡 張義凱 河野元信 朱德峰*

（1中國(guó)水稻研究所，杭州310006；2日本佐竹公司，日本東京 101-0021；3江西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，南昌330045；*通訊作者：cnrice@qq.com）

水稻生產(chǎn)在我國(guó)糧食生產(chǎn)中具有舉足輕重的地位。由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，農(nóng)村勞動(dòng)力逐漸向城市轉(zhuǎn)移，輕簡(jiǎn)化栽培是水稻生產(chǎn)的重要方向[1]。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，我國(guó)水稻耕地、收獲已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，水稻種植機(jī)械化率也已達(dá)30%以上，然而水稻烘干貯藏的機(jī)械化發(fā)展較慢，水稻烘干貯藏技術(shù)的發(fā)展遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家。南方稻區(qū)由于地形的因素，水稻生產(chǎn)還是多以中小規(guī)模為主，又因烘干設(shè)備成本較高，生產(chǎn)上主要還是利用傳統(tǒng)方法進(jìn)行稻谷干燥，烘干機(jī)械化水平較低[2]。近年來(lái)，氣候的變化導(dǎo)致南方稻區(qū)陰雨天氣增多，特別是在晚稻收獲季節(jié)，陰雨天氣頻繁出現(xiàn)，導(dǎo)致水稻正常干燥受阻。我國(guó)南方水稻種植區(qū)域以雜交稻為主，品種更新較快，育種量較大，2016年新收獲雜交水稻種子就達(dá)到2.8億kg[3]。崔婷等[4]研究指出，種子烘干過(guò)程對(duì)種子活力會(huì)產(chǎn)生一定的影響。目前，育種過(guò)程中，科研院所水稻收割還是以手工作業(yè)為主，并采用自然晾干的方式。然而，由于陰雨天氣的出現(xiàn)，種子干燥困難，種子質(zhì)量受影響較大。為此，研發(fā)室內(nèi)小型烘干設(shè)備，對(duì)南方稻區(qū)水稻生產(chǎn)來(lái)說(shuō)十分重要。

國(guó)內(nèi)外對(duì)水稻的烘干方式進(jìn)行了較多的研究，其中，日本是技術(shù)水平較高的國(guó)家，發(fā)明了一系列新的烘干設(shè)備及方法，如連續(xù)式干燥機(jī)、循環(huán)式干燥機(jī)等[5-6]，我國(guó)東北三省多引用日本的技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行烘干。其中，噸袋的使用有效提高了稻谷的烘干、貯藏、流通效率，噸袋兩端通風(fēng)，結(jié)合通風(fēng)裝置和控制設(shè)施，能夠大批量對(duì)水稻進(jìn)行烘干、貯藏，克服自然條件對(duì)種子干燥帶來(lái)的不利影響，我國(guó)一些地區(qū)也開(kāi)始借鑒和利用。然而種子的干燥受很多因素的影響，鑒于此，本試驗(yàn)研究了自然晾干、烘箱恒溫烘干、袋式鼓風(fēng)烘干和鼓風(fēng)加熱烘干4種烘干方式對(duì)水稻種子質(zhì)量及干燥速率的影響，以期為我國(guó)南方水稻烘干技術(shù)的發(fā)展，為科研部門小規(guī)模種子烘干提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

本試驗(yàn)材料是浙江省寧波市種子公司繁育基地即時(shí)收獲的甬優(yōu)538種子。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2015年在中國(guó)水稻研究所試驗(yàn)基地進(jìn)行，10月31日收獲種子，用袋封好后帶回，采用4種不同干燥方式進(jìn)行干燥：T1，袋式烘干機(jī)（FCD-1，日本佐竹公司）加熱烘干；T2，袋式烘干機(jī)（FCD-1，日本佐竹公司）普通（不加熱）烘干；T3，采用50℃恒溫烘箱（DHG-9245A，上海和呈儀器制造有限公司）烘干；T4，在自然條件下晾干。試驗(yàn)處理在種子含水量達(dá)13%～14%時(shí)結(jié)束，并取樣在干燥箱內(nèi)保存1個(gè)月。噸袋由日本佐竹公司提供，直徑為133 cm。袋式烘干機(jī)裝有鼓風(fēng)裝置。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目

1.3.1 谷堆溫濕度

利用溫濕度測(cè)定儀（HOBO，U30-GSM）測(cè)定種子堆溫濕度。

表1 不同干燥方式種子堆空氣溫濕度

圖1 不同干燥方式種子失水速率

1.3.2 種子含水量

使用單顆粒自動(dòng)水分儀（Shizuokaseiki，CTR-500ET）于烘干處理開(kāi)始前測(cè)定種子的初期含水量，烘干過(guò)程中每2 h用水分儀測(cè)定種子水分含量1次，含水量達(dá)到13%～14%時(shí)停止測(cè)定。

1.3.3 種子活力

種子去殼后，采用0.1%TTC染色，考察種子活力，重復(fù)3次。種子活力（%）=染色的種子/（染色的種子+未染色的種子）×100%。

1.3.4 種子活力指數(shù)

每處理選取100粒大小一致的種子進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)，每處理3次重復(fù)。種子活力指數(shù)：第5天以正常苗統(tǒng)計(jì)發(fā)芽勢(shì)，發(fā)芽指數(shù)=Gt/Dt，Gt：與Dt相對(duì)應(yīng)的每天發(fā)芽種子數(shù)，Dt：發(fā)芽日數(shù)；活力指數(shù)=發(fā)芽指數(shù)×單株苗高（cm）。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

利用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，并利用SAS 9.2進(jìn)行方差分析（Duncan’s）。

2 結(jié)果與分析

2.1 種子堆空氣溫濕度

由于試驗(yàn)材料收獲時(shí)間不同，烘干過(guò)程中氣象條件不一致，種子烘干時(shí)主要為陰雨天氣，相對(duì)濕度較高，各處理種子堆流通空氣濕度平均達(dá)83.9%。

空氣濕度是影響烘干效率的重要因素，袋式烘干由于鼓風(fēng)作用的存在，相對(duì)濕度比自然條件下降低10.3%～24.7%，其中袋式加熱烘干又比袋式普通烘干種子堆濕度要低，經(jīng)測(cè)定，噸袋20 cm處，風(fēng)速平均為0.68 m/s。對(duì)種子堆的溫度進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，袋式加熱烘干種子堆溫度平均比袋式普通烘干和自然條件晾干增加4.4℃和2.9℃，由于風(fēng)速的存在，袋式普通烘干種子堆溫度比自然條件下晾干略低（表1）。

2.2 失水速率

從圖1可以看出，采用自然晾干方式種子水分下降最慢，水分含量有起伏，但隨著時(shí)間的推移，水分含量總體上呈直線下降，模擬結(jié)果表明，每小時(shí)自然晾干種子水分下降0.26%。與自然晾干方式相比，其他3種烘干方式都可以明顯縮短烘干所需的時(shí)間，其中50℃烘箱烘干方式（T3）所需時(shí)間最短，種子含水量從33.4%到14.0%只需22 h，水分呈直線下降趨勢(shì)，每1 h水分降低0.91%。袋式加熱烘干方式（T1）也有明顯的效果，與袋式普通烘干方式（T2）相比，袋式加熱烘干種子水分下降到20.0%所需時(shí)間縮短8 h，而由于空氣濕度的因素，袋式加熱烘干水分達(dá)到14.0%時(shí)，袋式普通烘干和自然晾干的水分含量均在15.0%以上。從水分含量下降趨勢(shì)上看，在烘干開(kāi)始后8 h，袋式烘干方式水分降低速率比50℃烘箱烘干方式的高，而8 h后采用烘箱烘干失水速率顯著高于袋式烘干。袋式加熱烘干的水分下降速率在任何時(shí)段均高于袋式普通烘干，但烘干前8 h兩種袋式烘干方式水分降低速率差異相對(duì)較小，8 h后加熱烘干的水分降低速率要快，可用二次項(xiàng)函數(shù)進(jìn)行模擬，30 h后水分下降均趨于平緩。以上說(shuō)明溫度是影響烘干的主要因素，但在開(kāi)始烘干時(shí)鼓風(fēng)也起重要作用。

2.3 種子活力

由圖2可知，烘干處理會(huì)降低種子活力，平均比自然晾干降低4.5個(gè)百分點(diǎn)，其中袋式普通烘干降低幅度最大，達(dá)到8.2個(gè)百分點(diǎn)，與袋式加熱烘干和自然晾干相比差異顯著。袋式加熱烘干和烘箱50℃恒溫烘干種子活力雖然有所降低，但與自然晾干相比無(wú)顯著差異，袋式加熱烘干比烘箱50℃恒溫烘干下降幅度小。說(shuō)明增溫和鼓風(fēng)干燥均會(huì)降低種子活力，在鼓風(fēng)的基礎(chǔ)上，適當(dāng)增溫，則對(duì)種子活力傷害較小。

圖2 不同干燥方式的種子活力

圖3 不同干燥方式的種子活力指數(shù)

2.4 種子活力指數(shù)

對(duì)干燥后甬優(yōu)538種子進(jìn)行活力指數(shù)測(cè)定，結(jié)果（圖3）發(fā)現(xiàn)，烘箱50℃恒溫烘干提高了種子活力指數(shù)，分別比自然晾干、袋式普通烘干、袋式加熱烘干提高26.3%、22.

7%和14.2%，差異顯著。袋式加熱烘干也有利于種子活力指數(shù)的提高，但與袋式普通烘干及自然晾干相比差異不顯著。由此說(shuō)明，干燥時(shí)增溫有利于種子活力的提高。

3 討論與結(jié)論

合理的干燥溫度對(duì)種子烘干極為重要。張銀等[7]指出，在種子干燥過(guò)程谷堆溫度高于34℃時(shí)，種子的發(fā)芽率會(huì)降低，且干燥時(shí)間越長(zhǎng)，發(fā)芽率越低。本研究結(jié)果與之相似，烘箱50℃恒溫烘干降低了種子活力，而在袋式普通烘干過(guò)程中，由于天氣因素，達(dá)到適宜水分的時(shí)間延長(zhǎng)，種子發(fā)芽率顯著下降，這可能與種子未迅速休眠相關(guān)，從而影響貯藏過(guò)程中的內(nèi)含物變化[8]。有研究指出，干燥溫度對(duì)種子發(fā)芽勢(shì)的影響大于發(fā)芽率[9]，這與本研究結(jié)果一致，本試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)種子發(fā)芽勢(shì)降低的同時(shí)提高了活力指數(shù)，袋式加熱干燥和烘箱恒溫烘干種子發(fā)芽5 d種子的苗高要比普通烘干和自然晾干方式要顯著增加。有研究指出，高溫烘干增加種子裂紋，影響胚芽吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[10]，但在本試驗(yàn)中，甬優(yōu)538種子并未有裂紋顯著增加的趨勢(shì)，這可能與品種間差異有關(guān)。

風(fēng)速也是影響稻谷烘干的重要因素。本研究發(fā)現(xiàn)，風(fēng)速增加顯著提高了干燥前期水稻干燥的速率，在實(shí)際生產(chǎn)中，遭遇陰雨天，可以采用鼓風(fēng)的方式來(lái)降低水分含量，防止種子霉變。袋式加熱干燥方式是一種不錯(cuò)的選擇。趙錫和等[11]指出，在溫度45℃和55℃時(shí)，進(jìn)行變溫干燥，前7 h風(fēng)速0.7 m/s，后程風(fēng)速0.4 m/s干燥時(shí)，能顯著提高干燥效率，在袋式加熱過(guò)程中，還需對(duì)加熱溫度進(jìn)行梯度研究，以明確最高烘干效率。