阅读说明：本技术 一种复合丸粒化草种的生产加工工艺及其应用 (Production and processing technology of composite pelleted grass seeds and application thereof ) 是由 武俊喜 吴萍 宋顺华 王德欣 余成群 张海军 于 2019-11-20 设计创作，主要内容包括：本发明属于农业技术领域,尤其涉及一种复合丸粒化草种的生产加工工艺及其应用。本发明以青海中华羊茅、青海冷地早熟禾、披碱草和扁茎早熟禾四种草种子为材料,通过种子精选、单种种子丸粒,两种种子复合丸粒等试验,旨在建立一种生产能控制种子颗粒大小和重量、控制不同种子比例的复合丸粒化草籽的加工工艺,并有望规模化生产应用。本发明加工得到中华羊茅种子和冷地早熟禾种子的复合丸粒颗粒,同时再加工得到披碱草和扁茎早熟禾种子的复合丸粒颗粒,使这两种复合丸粒种子颗粒在大小、重量等方面尽量接近。这样在实际应用时,可以按照一定比例将两种复合丸粒种子颗粒混合后进行草地补播,从而确保4种种子的混播比例。(The invention belongs to the technical field of agriculture, and particularly relates to a production and processing technology of composite pelleted grass seeds and application thereof. The invention takes four grass seeds of Qinghai Chinese fescue, Qinghai cold-land bluegrass, elymus praecox and flat-stem bluegrass as materials, and aims to establish a processing technology for producing composite pelletized grass seeds which can control the size and weight of seed particles and control different seed proportions through tests such as seed selection, single seed pelleting, composite pelleting of two kinds of seeds and the like, and is expected to be produced and applied in large scale. The invention processes to obtain the composite pill grains of the seeds of the Chinese fescue and the seeds of the bluegrass in the cold area, and simultaneously processes to obtain the composite pill grains of the elymus foenum-graecum and the seeds of the bluegrass, so that the two composite pill grains are as close as possible in the aspects of size, weight and the like. Therefore, in practical application, the grassland reseeding method can be used for reseeding the grassland after mixing the two composite seed pellets according to a certain proportion, so that the mixed seeding proportion of 4 kinds of seeds is ensured.)

一种复合丸粒化草种的生产加工工艺及其应用

技术领域

本发明属于农业技术领域，尤其涉及一种复合丸粒化草种的生产加工工艺及其应用。

背景技术

草地退化是一个严重的、全球性的问题，退化草地的恢复和重建已经成为国内外学者关注和研究的热点之一。由于气候条件恶劣，加之长期的不合理利用，造成我国青藏高原高寒草地严重退化。草地退化衍生的鼠害、虫害及毒杂草泛滥则进一步加剧了退化的发生。退化草地多数植被稀疏，且以毒杂类草为主，再加上自然环境条件的制约，自然恢复难度大，见效慢、周期长。因此，有必要通过人工干预措施遏制草地退化。补播是较常用、效果较好的人工干预措施之一。

补播是在不破坏或少破坏原有植被的情况下，在草地上播种一些适应性强、饲用价值高的牧草，以增加草地群落种类成分、增加地面覆盖度、提高牧草的产量与质量，这是草地治理改良的一项重要的半人工、近自然的恢复措施，也是植被恢复与改良的有效措施。

研究结果表明，补播能增加草层植被种类成分，增加草地覆盖度，改良草群品质，提高草地产草量，增加优质牧草比例并减少有毒有害植物。陈子萱的研究结果表明，在玛曲高寒沙化草地，补播草地早熟禾使物种数增加了8.08％，混播中华羊茅和垂穗披碱草使密度增加了39.65％，3种禾草混播后地上生物量增加了55.74％，禾草类占到总地上生物量的50％以上。

补播是恢复高寒沙化草地的有效措施，但是实施补播也面临一定的技术问题：在退化草地中，土壤瘠薄、含水量较少，播种后种子易随风漂移，或由于动物采食、牲畜践踏等原因，影响补播草种的萌发和生长；人工栽培的小粒牧草种子的芒容易被损坏，种子不容易入土固着发芽生长；牧草种子大小差异明显，混播时不宜保持适宜的混播比例，也不适宜机械化播种。

丸粒化包衣是一项先进的种子处理技术，通过改变种子重量和形状提高种子播种性能，同时使种子作为载体携带营养物质和保护物质，有利于苗期生长。该技术在国外已经规模化、商品化应用。我国目前已经在一些高价值的蔬菜、园艺种子上开始有商业化应用。关于草籽丸粒化技术在我国研究不多，主要以高山草甸土、腐熟羊粪等作为填充剂，加工后的丸粒种子可以部分解决不被风吹和固着土壤的问题。丸粒后的种子存在发芽率下降和带菌率增加的缺陷，而且这种丸粒加工方式目前不能做到标准化和规范化生产。此外，不同种子无论是否丸粒都可能在重量和大小上存在明显差异，在机播或免耕播种时不易实现均匀播种，不同种类间种子的混播比例也不易维持同一水平。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种复合丸粒化草种的生产加工工艺及其应用。

本发明是这样实现的，一种复合丸粒化草种的生产加工工艺，包括以下步骤：

S1：分别对不同种子进行精选，去除杂质和轻瘪种子；

S2：分别对不同种子的发芽特性进行检测，并根据检测结果判断是否采取措施调整用于丸粒化的种子发芽的同步性；

S3：采用不同丸粒化材料对单一种类的种子包壳丸粒化，确定最佳的丸粒化材料及包壳倍数；

S4：丸粒化复合种子的形成，根据不同种子的发芽特性，预备相应质量的不同种子，利用步骤S3中选定的丸粒化材料将两种种子复合丸粒化。

进一步，所述不同种子分别为中华羊茅与冷地早熟禾种子。

进一步，步骤S4中，中华羊茅与冷地早熟禾种子的质量比为2：1，且以中华羊茅为主体进行增重8倍包壳。

进一步，步骤S4中进行包壳丸粒化时，首先对中华羊茅种子进行丸粒化，向种子中加入水和粘合剂溶液，再加入部分丸粒化粉，当丸粒化粉的重量达到应加重量的2/3时，分3次加入冷地早熟禾种子，再将剩余材料全部加入进行丸粒化。

进一步，所述不同种子分别为披碱草与扁茎早熟禾种子。

进一步，步骤S4中，披碱草与扁茎早熟禾种子的质量比为40：3。

进一步，步骤S4中进行包壳丸粒化时，首先对披碱草种子进行丸粒化，向种子中加入水和粘合剂溶液，加入全部的丸粒化粉B粉，然后加入扁茎早熟禾种子，再将剩余材料全部加入进行丸粒化。

一种利用上述的复合丸粒化草种的生产加工工艺制备的复合丸粒化草种在草地播种中的应用。

综上所述，本发明的优点及积极效果为：

本发明以青海中华羊茅、青海冷地早熟禾、披碱草和扁茎早熟禾四种草种子为材料，通过种子精选、单种种子丸粒，两种种子复合丸粒等试验，旨在建立一种生产能控制种子颗粒大小和重量、控制不同种子比例的复合丸粒化草籽的加工工艺，并有望规模化生产应用。目前，国内外尚未见相关复合种子产业化加工技术方面的研究报道。

本发明通过比重选等方法去除种子批中的杂质，是种子加工过程常用的方法。本发明精选后种子的发芽率和千粒重得到提高，是因为精选过程去除了一部分轻瘪种子。冷地早熟禾和扁茎早熟禾都是非常小的种子，原有千粒重分别为0.192g和0.187g。种子原净度也不高，分别是94.4％和94.5％。通过精选，在所测定的三个质量指标上都有明显提高。

对丸粒化复合种子的生产来说，种子精选不仅是为了提高净度、发芽率等指标，更重要的目的是为了能够准确地定量加入试验种子，确保复合种子中的种子比例，同时尽量减少种子中的杂质对丸粒种子形成造成不利影响。

在复合种子加工的不同阶段加入小种子，对最终两种种子的比例影响非常明显。以中华羊茅和冷地早熟禾复合种子为例，4个处理中，只有在后期但不是最后加入小种子才能保证两种种子的比例接近设计要求。可能是因为，最早期加入的小种子不能有效与中华羊茅种子粘连。而前期加入的种子虽然能与中华羊茅种子粘连，但是最终种子表面覆盖的丸粒材料较多影响发芽。而最后加入小种子的处理，因为小种子基本粘在种子体的表面，***覆盖少，没有保护层，所以检测发现的小种子也不多。

本发明的目的是加工得到中华羊茅种子和冷地早熟禾种子的复合丸粒颗粒，同时再加工得到披碱草和扁茎早熟禾种子的复合丸粒颗粒，使这两种复合丸粒种子颗粒在大小、重量等方面尽量接近。这样在实际应用时，可以按照一定比例将两种复合丸粒种子颗粒混合后进行草地补播，从而确保4种种子的混播比例。应用本发明方法，可以将多个不同大小的种子分别包壳形成复合种子颗粒，再根据混播要求将不同复合种子颗粒进行混合，从而使种子比例符合设计需要。

附图说明

图1是四种种子的发芽比较；

图2是精选对中华羊茅种子发芽的影响；

图3是不同包壳倍数对中华羊茅种子发芽的影响；

图4是中华羊茅和冷地早熟禾复合丸粒种子发芽14天；

图5是中华羊茅和冷地早熟禾复合丸粒种子出苗及裸种子、丸粒种子。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本发明各实施例及试验例中所用的设备和试剂如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例

本发明披露了一种复合丸粒化草种的生产加工工艺及其应用，本发明中共试验了四种种子，分别是：青海冷地早熟禾(Poa crymophila Keng)、青海中华羊茅(Festucasinensis keng)、披碱草(Elymus dahuricus Turcz)和扁茎早熟禾(Poa pratensisKeng)，均购自湟中天兴草业有限公司。本发明中选用4种丸粒化材料，分别标记为A1、B、R、W。其中：A1由荷兰Astec种子技术公司赠送，材料全称Astec A1；B和R为德国进口材料，商品名分别为伯勒乐丰(Bellerophpn)和罗力苏(Rolexo)，W为京研益农(北京)种业科技有限公司自制材料，全称JYYN-W，公司专用于蔬菜种子包衣。具体丸粒化方法如下：

S1：种子精选

采用种子风选机(Kiya Seisakusho,日本)进行，根据种子自身比重及原有净度，选择适宜风量，筛选去除约占总重量5-10％的杂质和轻瘪种子。

S2：种子发芽检测

按照国际种子检验规程(2017)检测四种种子的发芽情况。全部试验采用纸上发芽，每处理100粒种子，4次重复，采用20-30℃变温条件。发芽势/发芽率的统计时间分别是：中华羊茅种子7d/14d，冷地早熟禾种子7d/21d，披碱草种子5d/14d，扁茎早熟禾种子10d/21d。

精选对种子质量的影响：

采用比重选的方法对四种草种进行精选，精选后的种子在净度、千粒重和发芽率方面都得到提高，且对四种种子都有效，见表1。精选对冷地早熟禾和扁茎早熟禾种子的质量指标的影响更加明显。

表1精选对四种草籽的净度、千粒重和发芽率的影响

四种草种的发芽特性测定：

对四种种子的发芽过程进行检测，其中，精选对中华羊茅种子发芽的影响如图2所示。中华羊茅和披碱草种子在置床3天后开始有发芽，而两种早熟禾种子则是在4天后开始发芽。4种种子在置床5天时的发芽率已经达到最终发芽率的80％以上。如图1所示，可以看出，这四种种子在最早发芽时间和主要集中萌发时间段上比较相似，不需要通过其它方法调整不同种类种子发芽的同步性。如果不同种子发芽时间相差较大，先发芽的种子可能造成种子丸粒球的完全开裂，未发芽种子有可能吸水不足，影响发芽。虽然这种可能性不大，也应该重视，加以调整。在实际生产中，可以对发芽较慢的种子进行引发处理，这样可以提高该种子发芽速度和整齐度，也可以调整与其它种子发芽的同步性。

S3：种子包壳丸粒化

包壳丸粒化方法：根据试验设计，将试验种子200-500克，加入本领域专用丸粒锅中，并保持旋转状态，先喷入适量水或一定浓度的粘合剂溶液，再加入适量丸粒化粉，并多次重复此加液、加粉的操作，直至将所有设计应该加入的材料全部加进，表面再加一定量的水或溶液，最后加入一层特殊颜色的包衣剂，混合均匀后取出干燥。干燥种子颗粒过筛，去除杂质。

采用不同材料进行丸粒化包壳对中华羊茅种子发芽的影响：

以增重5倍为设计目标，采用不同材料对中华羊茅种子进行包壳丸粒化处理，测定包壳处理对种子发芽特性的影响。人工操作时，是通过观察种子表面的物理特性进行控制，比如颜色、光泽、光滑程度等。比如，丸粒过程中加水时，水分以雾化的微水滴加入，直到表面充分湿润为止，不能有多余水分，否则可能造成种子粘连形成双粒，或者再加入丸粒材料时，材料遇水自身形成没有种子核心的空球。加入丸粒材料的过程也是如此，需要加量适当，如果加入太多，后期加入的材料已经不能覆盖在种子表面，会以粉状混杂在种子中，待下一次加水时可能形成空种子球。

统计发现，一般增重5倍的试验，需要重复加水-加粉的操作循环30-40次。不同种子、不同操作人员的循环次数可能不同。同时，每一次循环的操作只要控制在一定范围内即可。比如不同操作人员认定加水适量的标准可能不同，加水稍少时，下一步加粉的量也会较少，这样总循环次数就多。

增重5倍，是指干燥完成后丸粒种子的重量(一般以千粒重表示)是原来种子的5倍。在我们实验室实际操作时，加入物料的重量之和一般是种子的5.22-5.50倍(不包括水和包衣剂，不同种子的材料用量要通过预试验确定)。试验过程会产生以杂质为核心、或无核心的空种子球，在完全干燥后应该尽量去除。这部分空种子球会占用一些丸粒材料，影响丸粒种子的千粒重。故此种子要先进行精选。以B粉增重5倍为例，当种子为1时，加入B粉总量为5，全部水分约为4.8-5.3，增光剂为0.22，包衣剂为0.30-0.38(与丸粒种子形状和表面积有关)。

其中部分包壳倍数对中华羊茅种子发芽的影响结果如图3，从上至下分别为增重4倍、6倍和8倍。试验结果见表2，结果表明，不同丸粒化材料对包壳种子影响非常明显。与裸种子相比，B粉包壳对发芽的影响较小，其次是W粉。影响最严重的是R粉，发芽势/发芽率分别只有裸种子的24％/61％。

表2不同材料丸粒化对中华羊茅种子萌发特性的影响

表中同一列数据后所带字母不同，表明差异显著(P＜0.05)

不同增重倍数对种子发芽的影响：

测定了用B粉不同增重倍数的丸粒化处理对中华羊茅种子发芽的影响。试验结果见表3，结果表明，在4-8倍范围内，丸粒种子前期发芽速度有一定影响，但是对种子发芽势的影响明显变小，而对种子发芽率则基本没有影响。

表3不同增重倍数对中华羊茅丸粒种子发芽的影响

表中同一列数据后所带字母不同，表明差异显著(P＜0.05)

不同增重倍数对冷地早熟禾种子发芽的影响：

对冷地早熟禾种子用B粉分别进行了增重5，10，15，20倍的丸粒化处理，测定了丸粒化种子和原种子的发芽特性。结果见表4，结果表明，当增重5倍时，种子发芽速度变慢，发芽势下降，但是对种子发芽率没有影响。随着增重倍数的增加，丸粒化处理对发芽的影响越来越明显，当增重倍数达到15时，基本没有种子发芽。

表4不同增重倍数对冷地早熟禾丸粒种子发芽的影响

表中同一列数据后所带字母不同，表明差异显著(P＜0.05)

S4：丸粒化复合种子的形成

1.中华羊茅与冷地早熟禾的复合种子加工

在试验结果确认中华羊茅种子8倍包壳基本不影响发芽的情况下，以此种子为主体进行8倍包壳。在包壳的不同阶段分别加入冷地早熟禾种子，观察复合种子的形成以及不同加工方法对两种种子发芽及种子间发芽比例的影响。设计中华羊茅/冷地早熟禾种子比例为1：1。根据种子净度、千粒重和发芽率测定结果，同时考虑会有部分冷地早熟禾种子的不粘连，确定加入种子的比例。取150g中华羊茅种子，加75克冷地早熟禾种子。加B粉1200克，加包衣剂35g。按照S3的方法加工。

表5是几种加工方式得到的丸粒种子的发芽测试结果。其中种子1为中华羊茅种子，种子2是冷地早熟禾种子。处理1是在加工的开始阶段加入种子2，即两种种子同时加入，一起开始加工；处理2是首先对种子1加工，当加入的丸粒化粉的重量达到应加重量的1/3时，分3次加入种子2；处理3是在加入丸粒化粉的重量达到应加重量的2/3时，分3次加入种子2；处理4是在种子1加工的最后阶段加入种子4，即让种子2分布在丸粒后种子1的表面。种子上色干燥后，进行筛选，选出与8倍纯中华羊茅种子大小接近的种子进行发芽试验。

发芽试验结果如表5，结果表明，加工得到的复合种子中中华羊茅种子的发芽率比单纯增重8倍的种子有所下降。剖开种子颗粒发现，部分颗粒不含中华羊茅种子。即丸粒化加工过程形成部分空的丸粒球，或者只含有冷地早熟禾种子。其次，冷地早熟禾种子的加入时间对复合种子中种子比例影响很大。早期加入和最后加入得到的种子颗粒中，冷地早熟禾种子的比例都太小。距离设计比例接近的是处理3。两种种子比例约为1：1.1。同时还发现，处理1和处理4加工得到的种子中，存在大量小的颗粒，发芽表明为冷地早熟禾，即部分种子2在此条件下不能和种子1很好形成复合种子，而是自身形成小的种子球。

表5小种子加入时间对复合种子形成及发芽的影响

表中种子1为中华羊茅，种子2为冷地早熟禾；同一列数据后所带字母不同，表明差异显著(P＜0.05)中华羊茅和冷地早熟禾复合丸粒种子发芽14天的情况如图4所示。中华羊茅和冷地早熟禾复合丸粒种子出苗及裸种子、丸粒种子如图5所示。

2.披碱草与扁茎早熟禾的复合种子加工

设计披碱草/扁茎早熟禾种子比例为1：1。根据种子净度、千粒重和发芽率测定结果，取披碱草种子200克，扁茎早熟禾种子15克，先加B粉200克，完成后再加R粉200克，最后加包衣剂50g。按照S3的方法加工。

披碱草和扁茎早熟禾复合种子的加工试验得到类似的结果。考虑到披碱草种子大，千粒重约为5g，故不宜加工成太大的种子。本发明采用B粉增重1倍，再加R粉增重1倍。R粉包壳对种子体积基本没有影响，却能增加丸粒颗粒重量和强度。发芽测定结果见表6，结果表明，在加入一半B粉时加入扁茎早熟禾即种子4，复合种子中含有的种子4较少，结果如处理1；处理2是在加入全部B粉后再加入种子4，则其能较好与披碱草即种子3形成复合体，最终发芽种子比例约为1：0.85。同样，也存在空的颗粒问题，即部分丸粒化材料或杂质形成颗粒，没有种子。

表6不同加工工艺对复合种子中种子比例的影响

表中种子3为披碱草，种子2为扁茎早熟禾；同一列数据后所带字母不同，表明差异显著(P＜0.05)

结论：通过比重选等方法去除种子批中的杂质，是种子加工过程常用的方法。本发明精选后种子的发芽率和千粒重得到提高，是因为精选过程去除了一部分轻瘪种子。冷地早熟禾和扁茎早熟禾都是非常小的种子，原有千粒重分别为0.192g和0.187g。种子原净度也不高，分别是94.4％和94.5％。通过精选，在所测定的三个质量指标上都有明显提高。

对丸粒化复合种子的生产来说，种子精选不仅是为了提高净度、发芽率等指标，更重要的目的是为了能够准确地定量加入试验种子，确保复合种子中的种子比例，同时尽量减少种子中的杂质对丸粒种子形成造成不利影响。

不同丸粒材料包壳对种子发芽特性的影响不同。本试验结果表明B和W两种材料对5倍增重的丸粒化种子的发芽基本没有影响。但是在复合种子加工工艺研究中，仍对披碱草和扁茎早熟禾种子采取了B+R的包壳。这是因为，R粉包壳可以增加丸粒种子的颗粒强度，又不会明显增加体积。披碱草种子本身体积较大，故此只采用B和R各增重1倍的处理，发芽结果也证实此种包壳对种子发芽影响不大。

中华羊茅种子在增重4-8倍的范围内，B粉丸粒化处理对种子发芽势影响不大，对种子发芽率则基本没有影响。前期发芽结果低于对照，可能是种子吸水速度降低，或者是种子胚根伸出后由于丸粒化材料的存在而不易在早期被发现。可以说，在一定范围内的丸粒化处理不会影响中华羊茅种子的发芽。

冷地早熟禾种子颗粒很小，千粒重只有0.224g。如果要进行丸粒化处理，可能需要较大的增重倍数。试验结果表明增重倍数达到15时，种子基本不能正常发芽。故此考虑后期生产复合种子时，将此种子加在接近丸粒种子表面的位置，减少丸粒材料对种子发芽的阻碍。

在复合种子加工的不同阶段加入小种子，对最终两种种子的比例影响非常明显。以中华羊茅和冷地早熟禾复合种子为例，4个处理中，只有在后期但不是最后加入小种子才能保证两种种子的比例接近设计要求。可能是因为，最早期加入的小种子不能有效与中华羊茅种子粘连。而前期加入的种子虽然能与中华羊茅种子粘连，但是最终种子表面覆盖的丸粒材料较多影响发芽。而最后加入小种子的处理，因为小种子基本粘在种子体的表面，***覆盖少，没有保护层，所以检测发现的小种子也不多。

本发明的目的是加工得到中华羊茅种子和冷地早熟禾种子的复合丸粒颗粒，同时再加工得到披碱草和扁茎早熟禾种子的复合丸粒颗粒，使这两种复合丸粒种子颗粒在大小、重量等方面尽量接近。这样在实际应用时，可以按照一定比例将两种复合丸粒种子颗粒混合后进行草地补播，从而确保4种种子的混播比例。应用本发明方法，可以将多个不同大小的种子分别包壳形成复合种子颗粒，再根据混播要求将不同复合种子颗粒进行混合，从而使种子比例符合设计需要。

利用本发明的技术生产的复合丸粒化草种混合播种与直接将四种种子分别丸粒化后混合播种相比，补播草地的生物量和物种数无明显差异，但是前者播种出苗后的均匀度比后者提高了76％；利用本申请的技术丸粒化后的种子发芽率与采用普通丸粒化技术丸粒后的种子相比无明显差异。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。