李彥偉 李德赟 劉民軍 賈 峻 萬 玲

（1 酒泉奧凱種子機(jī)械股份有限公司，酒泉 735000；2 國家種子加工裝備工程技術(shù)研究中心，酒泉 735000；3 酒泉市華美種子有限責(zé)任公司，酒泉 735000）

甘肅省屬溫帶季風(fēng)氣候，日照時(shí)間長，早晚溫差大，非常適于蔬菜生長。數(shù)據(jù)顯示2021 年甘肅省蔬菜種植面積55.64 萬hm2，產(chǎn)量2711.9 萬t；同比增加10.3%和21.5%。目前，全省蔬菜播種面積僅占全省農(nóng)作物面積的13.7%，但對(duì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)值和農(nóng)民人均純收入的貢獻(xiàn)額分別達(dá)到32.0%和12.6%，成為全省種植業(yè)中效益好、增收快、貢獻(xiàn)大的支柱產(chǎn)業(yè)。在蔬菜種植產(chǎn)業(yè)中蔬菜種子是最基本、最重要的生產(chǎn)資料，也是蔬菜增產(chǎn)增收的關(guān)鍵因素。隨著國內(nèi)制種產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，甘肅省已成為國內(nèi)重要的蔬菜種植及制種基地之一，近年來隨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展，省內(nèi)制種蔬菜、花卉的種植面積呈逐年增長的趨勢(shì)。與此同時(shí)蔬菜、花卉種子收獲后的加工處理成為促進(jìn)種子產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的關(guān)鍵因素。種子的加工處理是指從收獲到播種前對(duì)種子所采取的各種處理，包括種子清選、處理、引發(fā)、包衣、貯藏等一系列工序[1]，以達(dá)到提高種子質(zhì)量，保證種子安全貯藏，促進(jìn)田間成苗及提高產(chǎn)量的要求，滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對(duì)高質(zhì)量種子的要求。

1 蔬菜、花卉種子加工成套設(shè)備研發(fā)的意義與作用

蔬菜、花卉種子收獲后的加工可以提高種子品質(zhì)，增強(qiáng)商品性。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化的發(fā)展，對(duì)蔬菜、花卉種子質(zhì)量提出了更高的要求，一般從田間收獲后的種子必須經(jīng)過加工處理，才能投入生產(chǎn)使用。種子的加工處理是指從收獲到播種前對(duì)種子所采取的各種處理，包括種子清選、處理、引發(fā)、包衣、貯藏等一系列工序。經(jīng)過加工處理后篩選出的蔬菜和花卉種子飽滿、大小均勻、雜質(zhì)少、種子發(fā)芽率高、含水量低、凈度好，可以提高蔬菜、花卉產(chǎn)量，特別是包衣的種子，可防止病蟲害的侵蝕，在田間播種時(shí)，作物出苗和生長的整齊度更好，而且有利于機(jī)械化作業(yè)，提高勞動(dòng)效率。

2 主要工藝流程及性能參數(shù)

2.1 工藝流程蔬菜、花卉種子加工成套設(shè)備的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了種子從烘干、拋光、去雜、分級(jí)、包衣、包衣后烘干、包裝的全程機(jī)械化和自動(dòng)化加工作業(yè)；主要由蔬菜和花卉種子烘干機(jī)、拋光處理機(jī)、清選機(jī)、比重清選機(jī)、窩眼筒清選機(jī)、花卉機(jī)、智能型蔬菜種子包衣機(jī)、種子包衣后烘干機(jī)、無破碎水平提升機(jī)以及輔助附件、除塵系統(tǒng)等組成（圖1）。

蔬菜、花卉種子通?？砂凑兆蚜缀纬叽绲拇笮》譃樾×Ｔ嘉锪虾痛罅Ｔ嘉锪?，不同原始物料的加工工藝也有所區(qū)別。以小粒原始物料為例，西紅柿籽、辣椒籽、油菜籽、莧菜籽以及部分花卉種子等顆粒較小，經(jīng)過人工或機(jī)械采集后往往含有大量的雜質(zhì)且水分較高需要及時(shí)進(jìn)行加工處理。首先使用烘干設(shè)備進(jìn)行干燥加工，使其達(dá)到安全儲(chǔ)藏水分便于儲(chǔ)藏及后續(xù)加工，干燥后的種子經(jīng)過拋光處理機(jī)去除種子的毛芒，有利于清選加工及后續(xù)精量化播種。去除毛芒后的種子進(jìn)入風(fēng)選機(jī)進(jìn)行分選加工，去除物料中質(zhì)地較輕的雜質(zhì)，然后進(jìn)入比重清選機(jī)中，根據(jù)混合物料的不同比重，去除質(zhì)地較重的雜質(zhì)以及破碎的種子，清選后的種子進(jìn)入分級(jí)機(jī)中，將種子按品質(zhì)等級(jí)進(jìn)行分級(jí)，分級(jí)后的種子在不同暫存?zhèn)}中進(jìn)行儲(chǔ)存，部分需要進(jìn)行包衣的種子經(jīng)過包衣機(jī)加工，并經(jīng)過包衣后烘干機(jī)再次進(jìn)行烘干達(dá)到包衣效果，包衣完成后由包裝秤將種子按所需規(guī)格進(jìn)行商品包裝成為成品（圖2）。

圖2 蔬菜、花卉種子全流程加工成套設(shè)備工藝流程

與此同時(shí)，部分外貿(mào)及對(duì)播種質(zhì)量有嚴(yán)格要求的種子需要進(jìn)行清洗消毒。在種子分級(jí)加工后，由種子清洗機(jī)和消毒機(jī)進(jìn)行加工去除種子表面存留的病菌，加工后將種子進(jìn)行真空包裝封存防止二次污染。

2.2 性能參數(shù)蔬菜、花卉種子加工成套設(shè)備的單機(jī)設(shè)備組合方式及加工能力通常根據(jù)用戶的加工需求進(jìn)行定制。以番茄種子加工為例，其性能參數(shù)如表1所示。

表1 番茄種子加工成套設(shè)備性能參數(shù)

3 關(guān)鍵技術(shù)研究

3.1 蔬菜、花卉種子的清選技術(shù)蔬菜、花卉種子在收獲后往往含有大量的雜質(zhì)及碎籽、癟籽，為了不影響種子質(zhì)量需要進(jìn)行去除。種子的精選加工工藝可以有效去除種子物料中混入的砂石、植株碎渣、蟲卵、雜草種子等雜質(zhì)，同時(shí)分離出種子中顆粒不飽滿、破碎或劣變的種子，提高種子的純度。合理選擇和利用對(duì)種子進(jìn)行精選分級(jí)加工的工藝，可以有效提高種子的純度、發(fā)芽率和種子活力[2]。種子的清選加工方式通常有風(fēng)篩清選、重力清選、窩眼清選、色澤分離等方法，單一的清選方式往往并不能一次達(dá)到清選的效果，因此通過多種清選方式組合成為成套設(shè)備進(jìn)行精選加工。

風(fēng)篩清選 是將風(fēng)選與篩選組合起來的清選方式，利用種子與雜質(zhì)的大小、形狀以及懸浮速度的不同進(jìn)行清選。根據(jù)以上原理通常采用風(fēng)篩式清選機(jī)進(jìn)行清選加工，蔬菜、花卉種子經(jīng)過風(fēng)篩式清選機(jī)加工后可以去除原始物料中的部分尺寸較小、質(zhì)地較輕的雜質(zhì)，并能將部分的碎籽、小顆粒雜質(zhì)分離出來。

重力清選 作用原理是在風(fēng)力的作用下，使籽粒達(dá)到流化狀態(tài)，比重小的籽粒懸浮于重籽粒之上，籽粒之間的摩擦系數(shù)降低，重籽粒在風(fēng)力作用下不脫離篩面，使其在篩體振動(dòng)過程中依靠慣性力、摩擦力、風(fēng)力、籽粒重力的共同作用，達(dá)到比重小的籽粒與比重大的籽粒分離的目的。根據(jù)以上原理，通常采用比重式清選機(jī)，可以有效地去除原始物料中的石子、碎籽等較重的雜質(zhì)。

窩眼清選 利用種子與雜質(zhì)的尺寸和運(yùn)動(dòng)途徑的不同來進(jìn)行分選的方式。窩眼式清選機(jī)能將混入種子中的長、短雜質(zhì)清除出去。如蔬菜、花卉種子中的野豌豆及燕麥等長短尺寸差異較大的雜質(zhì)種子均可以通過窩眼機(jī)進(jìn)行分離以達(dá)到清選的目的。

色澤分離 根據(jù)種子的顏色特性進(jìn)行分離的方式，通過種子色選機(jī)可以將物料中的霉變種子、混雜種子以及存在顏色差異的雜質(zhì)分離出來，選出純凈度更高、更具有活力的種子。

除以上常用的清選方式外，在種子加工行業(yè)中還有帶式清選機(jī)、振動(dòng)清選機(jī)、磁力清選機(jī)、摩擦清選機(jī)、靜電清選機(jī)等多種清選機(jī)型，都是利用種子與雜質(zhì)不同的物理特性進(jìn)行清選加工的。

3.2 蔬菜、花卉種子包衣及丸?；夹g(shù)種子包衣是利用粘著劑或種子成膜劑，將殺菌劑、殺蟲劑、微肥、植物生長調(diào)節(jié)劑、著色劑或種子填充粘著劑等化學(xué)材料噴涂包裹在蔬菜種子外表面，可有效地使蔬菜種子成為半球形或基本保持蔬菜種子原有的形狀，提高蔬菜種子發(fā)芽和生長質(zhì)量的技術(shù)[3]。

蔬菜、花卉種子通常顆粒小、重量輕，不加處理難以進(jìn)行精量化播種，同時(shí)蔬菜、花卉種子通常都有帶肥、帶藥播種的要求。在這種需求背景下，種子丸?；鲁蔀榻鉀Q這一難題的關(guān)鍵技術(shù)，成為了現(xiàn)代蔬菜、花卉種子處理技術(shù)研究的一個(gè)新熱點(diǎn)。

種子丸粒化加工是通過種子丸?；聶C(jī)的加工處理，將肥料和農(nóng)藥包裹在種子的表面，以此來改變種子的外形。經(jīng)丸?；绿幚淼姆N子外觀呈球形，體積可以增大至幾倍，稱為丸?；N子或種子丸，能促進(jìn)種子萌發(fā)和植株生長、提高種子抗性。

采用丸?；庸げ粌H可改善種子形狀、強(qiáng)度等物理機(jī)械特性，為小粒種子、不規(guī)則種子的機(jī)械化精量噴播創(chuàng)造條件[4]，同時(shí)能夠促進(jìn)種子萌發(fā)和植株生長、提高種子抗病性，對(duì)實(shí)現(xiàn)播前植保、節(jié)本增效和保護(hù)環(huán)境有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

3.3 蔬菜、花卉種子干燥技術(shù)蔬菜、花卉種子收獲后含水量比較高，不能長期儲(chǔ)存，也不利于后續(xù)加工，需要盡快干燥加工到安全水分，目前通常采用的干燥方法有自然晾曬干燥法、風(fēng)熱干燥法以及化學(xué)物質(zhì)干燥法等方法。自然晾曬干燥法成本比較低、安全可靠，但是存在干燥周期長、受天氣因素影響等缺陷，不能滿足種子加工企業(yè)短時(shí)間大批量加工的需求；而化學(xué)物質(zhì)干燥法是將種子和生石灰、氯化鈣或五氧化二磷等化學(xué)干燥劑按照一定的比例進(jìn)行混合，密閉盛放到容器內(nèi)，利用化學(xué)物質(zhì)的吸濕性能吸收種子擴(kuò)散出的水分，從而使種子水分不斷降低，達(dá)到安全貯藏水分的干燥方法，該方法只適合實(shí)驗(yàn)室對(duì)種子樣品進(jìn)行快速干燥，不適用于大批量種子加工；風(fēng)熱干燥法主要是通過相關(guān)加熱設(shè)備加熱空氣作為干燥介質(zhì)，直接通過種子層，使種子中的水分汽化流失，從而使種子水分達(dá)到貯藏水分安全臨界值的方法[5]，目前種子加工企業(yè)普遍采用這種方法進(jìn)行大批量種子的干燥加工。

根據(jù)蔬菜、花卉種子的特性，相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)通常采用熱泵干燥機(jī)來進(jìn)行干燥加工。熱泵干燥機(jī)利用低溫蒸發(fā)器對(duì)干燥機(jī)排出的濕空氣進(jìn)行冷卻除濕，然后經(jīng)冷凝器加熱成為高溫低濕的空氣作為干燥介質(zhì)，送入干燥機(jī)對(duì)物料進(jìn)行干燥并帶走水分，再回到蒸發(fā)器形成一次干燥循環(huán)，經(jīng)多次干燥循環(huán)，完成物料干燥作業(yè)（圖3）。熱泵制熱效率高、干燥速率快，節(jié)能降耗顯著，空氣在干燥機(jī)內(nèi)循環(huán)除濕，干燥作業(yè)不受外界影響，衛(wèi)生、環(huán)保，產(chǎn)品質(zhì)量高。

圖3 熱泵干燥機(jī)工作原理

3.4 蔬菜、花卉種子清洗消毒技術(shù)經(jīng)過初加工貯存后的種子表面病原菌多，帶菌種子進(jìn)行播種會(huì)將病菌傳染給幼苗與成株，導(dǎo)致蔬菜、花卉病蟲害發(fā)生，影響農(nóng)作物的品質(zhì)和產(chǎn)量。與此同時(shí)種子出口通關(guān)時(shí)病原體檢驗(yàn)是必需環(huán)節(jié)。常用的種子消毒方法有熱水燙種消毒法、藥粉拌種消毒法和藥水浸種消毒法。目前較為先進(jìn)的方法是采用種子消毒閉環(huán)加工技術(shù)，連續(xù)完成種子清洗消毒、脫水甩干、旋轉(zhuǎn)烘干，降低種子混雜、致病風(fēng)險(xiǎn)，提高加工效益。

種子清洗消毒的基本工藝流程首先是將種子裝入專用滾筒中，再將專用滾筒放入清洗消毒機(jī)中進(jìn)行清洗消毒，完成消毒后將滾筒放入甩干機(jī)中進(jìn)行甩干，甩干完成后再將專用滾筒放入旋轉(zhuǎn)烘車，推入干燥機(jī)中進(jìn)行干燥加工。

4 推廣應(yīng)用

蔬菜、花卉種子加工成套設(shè)備的推廣應(yīng)用對(duì)于盡快提高種子加工技術(shù)設(shè)備配套和自動(dòng)化水準(zhǔn)質(zhì)量，從根本上扭轉(zhuǎn)長期低水平制造和進(jìn)口國外設(shè)備的局面有積極的作用，對(duì)于促進(jìn)種業(yè)市場(chǎng)發(fā)展起到保障作用。研制開發(fā)適合中國蔬菜、花卉種子生產(chǎn)特點(diǎn)，提高產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的種子加工設(shè)備，將是現(xiàn)階段亟待解決的問題，具有國際先進(jìn)水平的種子加工機(jī)械與技術(shù)必將為中國蔬菜、花卉種業(yè)的發(fā)展注入新的活力[6]。

目前隨著我國蔬菜、花卉種子產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，蔬菜、花卉種子加工成套設(shè)備在行業(yè)內(nèi)得到了廣泛的推廣應(yīng)用，在蔬菜、花卉種子加工生產(chǎn)中起到了重要的作用；同時(shí)近年來國家出臺(tái)了一系列扶持種業(yè)企業(yè)發(fā)展的政策措施，地方各級(jí)政府也對(duì)蔬菜種植及蔬菜種子產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了政策扶持，這對(duì)蔬菜、花卉種子加工設(shè)備的進(jìn)一步推廣應(yīng)用十分有利。國內(nèi)多家蔬菜、花卉種子生產(chǎn)龍頭企業(yè)購置建設(shè)了蔬菜、花卉種子加工成套設(shè)備，在種子生產(chǎn)加工中發(fā)揮了重要的作用。

蔬菜、花卉種子加工成套設(shè)備的研制及推廣應(yīng)用，大大提高了加工設(shè)備的運(yùn)行效率、提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，從而解決了蔬菜、花卉種子人工加工費(fèi)時(shí)費(fèi)力的難題，節(jié)約了大量的人力，同時(shí)減少蔬菜、花卉種子因?yàn)椴荒芗皶r(shí)加工處理產(chǎn)生的霉變、蟲害等損失，提高了種子的品質(zhì)。蔬菜、花卉種子加工技術(shù)的不斷完善與應(yīng)用必將為中國的蔬菜、花卉種業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，提高我國蔬菜、花卉種子的加工質(zhì)量從而增強(qiáng)我國種子國際競(jìng)爭(zhēng)能力，推動(dòng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整，促進(jìn)農(nóng)民增收，使中國的蔬菜、花卉種業(yè)蓬勃發(fā)展，為我國種業(yè)振興和“菜籃子”工程提供安全基礎(chǔ)。