种子的加工与储藏

第四章种子的加工与贮藏【前言】种子加工（seedprocessing），即对采收的种子进行清选、分级、干燥、消毒、脱毛或包衣等处理，是提高和保证种子质量的主要措施。清选是从采收的种子中去除未熟、空瘪、受损种子及杂物的过程。种子必须干燥，达到安全贮藏的含水分标准，才能在一定的时期内保持活力和种用价值。种子消毒和包衣是采用物理化学方法处理，杀死病原生物，提高种子抗逆性和改善播种质量。脱毛是指种子表面脱毛和对伞形花科植物的果实(如胡萝卜的双悬果)除去其表面刺毛的加工工艺。脱毛后便于保存、包衣和播种。种子贮藏（seedstorage），就是为了能较长时间的保持种子具有旺盛的生活力，延长种子的使用年限，保证种子具有较高的品种品质和播种品质，以满足生产对种子数量和质量的需求。种子的清选和分级未经清选的种子堆(seedbulk)，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(seedcleaningandclassification)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（一）根据种子大小进行分离根据种子的大小（图4－1），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。1.按种子的长度分离(separationbylength)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(如图4-2)。一般圆窝筒转速为30-45转/min。2.按种子的宽度分离(separationbywidth)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。(如图4-3d)3.按种子的厚度分离(separationbythickness)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（图4－3b）。（二）利用空气动力学原理进行分离这种方法按种子和杂物对气流产生的阻力大小进行分离。种子在垂直向上的气流中会出现三种情况：即种子下落、吹走和悬浮在气流中。使种子悬浮在气流中的气流速度，称之为临界风速。在分离过程中，可以利用种子和夹杂物之间临界风速的差异将其分开。如在清选小麦种子时，小麦种子的临界风速为8米/秒，可选择小于此风速的气流速度将颖壳和碎茎全部吹走，把小麦种子留下。目前利用空气动力分离种子的方式除垂直气流分离外，还有平行气流分离和倾斜气流分离。上述临界风速的大小与种子形状、重量、大小和气流状态有关。一般要从实验中求得，且随条件不同，所得的数据也不相同，有时会相差很大。（三）根据种子表面结构进行分离(Separationbysurfacetexture)如果种子混杂物中的某些成分，难以依尺寸大小或气流作用分离时，可以利用它们表面的粗糙程度进行分离。采用这种方法，一般可以剔除杂草种子和谷类作物中的野燕麦。例如清除豆类种子中的菟丝子和老鹳草，可以把种子倾倒在一张向上移动的布上，随着布的向上转动，杂草种子被带向上，而光滑的种子向倾斜方向滚落到底部(图4-4)。对形状不同的种子，可在不同性质的斜面上加以分离。斜面角度的大小与各类种子的自流角度有关，若需要分离的物质自流角有显著差异时，很易分离。（四）根据种子的比重进行分离(separationbyspecificgravity)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。1.应用液体进行分离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(图4-5)。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。2.重力筛远其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，作不规则运动，而重种子则随筛子的摆动作有规则运动，借此规律将轻重不同的种子分离。（五）.利用种子色泽进行分离(separationbycolor)用颜色分离是根据种子颜色明亮或灰暗的特征分离的。要分离的种子在通过一段照时的光亮区域，在那里每粒种子的反射光与事先在背景上选择好的标准光色进行比较。当种子的反射光不同于标准光色时，即产生信号，这种子就从混合群体中被排斥落入另一个管道（图4－6，图版3）。这类分离法多半用于豆类作物中因病害而变色的种子和其它异色种子。二、种子清选分级的程序（一）预先准备（conditioningorprecleaning）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)，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。（二）基本清洗（basiccleaning）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过大过小的杂质和重量更轻的物质。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。（三）精选分级（separationandup-grading）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。种子的干燥种子含水量高，耐藏性差，在短期内便失去种用价值。严重时会引起发热、生虫甚至霉变。因此，种子干燥(seeddrying)是保证种子质量的一项关键措施。一、种子干燥的基本原理种子是活的有机体，又是一团凝胶，具有吸湿和解吸的特性。当空气中的水蒸汽压超过种子所含水分的蒸汽压时，种子就开始从空气中吸收水分，直到种子的蒸汽压与该条件下空气相对湿度所产生的蒸汽压达到平衡时，种子水分才不再增加，此时种子所含的水分称为“平衡水分”。反之，当空气相对湿度低于种子平衡水分时，种子就向空气中释放水分，直到种子水分与该条件下的空气相对湿度达到新的平衡时，种子水分才不再降低。种子干燥就是利用或改变空气与种子内部的蒸汽压差，使种子内部的水分不断向外散发的过程。种子干燥的条件主要取决于相对湿度、温度和空气流动的速度，而温度和空气流速，又直接影响相对湿度的大小。在一定条件下，1Kg空气所含的水分是有限度的。当空气中水分达到最大含量时，称为饱和状态，这时的含水量叫做饱和含水量。空气的饱和含水量是随着温度的递升而增加的（表4－1）。在一定温度条件下，空气相对湿度越低，种子干燥效果越好。但提高气温，对增强干燥种子的能力和缩短干燥时间，比降低相对湿度效果更好。因此，在相对湿度较高的情况下，只有采用较热的空气干燥，效果才较显著。相对湿度随着气温的上升而降低。一般情况下，气温每上升11℃，相对湿度大约降低一半。这说明在干燥种子时，提供适当的热量，也是提高干燥工效的有效措施。空气流动速度愈快，带走的水汽就愈多，同时造成的蒸汽压差也愈大，干燥效果愈明显。但是，提供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。二、影响种子干燥的内在因素（一）种子的生理状态刚收获的种子含水量比较高，大部分种子尚处在后熟阶段，因此其生理代谢作用比较旺盛，本身呼吸作用释放的热量较大。对这类种子要逐步干燥，一般采用先低温后高温或二次间隙干燥法进行干燥。如果干燥过急，采用高温快速一次干燥，反而会破坏种子内的毛细管结构，引起种子表面硬化，内部水分不能顺利蒸发，甚至还会出现体积膨胀或胚乳变软而导致种子生活力的丧失。（二）种子的化学成分种子的化学成分不同，其组织结构差异很大，因此，干燥时也应区别对待。1.淀粉类种子(粉质种子)这类种子胚乳主要由淀粉组成，组织结构较疏松，籽粒内毛细管粗大、传湿力强、蒸发水分快，因此容易干燥，可以采用较严格的干燥条件，干燥效果也较好。2.蛋白质类种子这类种子肥厚的子叶中含有大量的蛋白质，其组织结构致密、毛细管较细、传湿力较弱。但这类种子的种皮组织疏松、毛细管较粗，易失水，如果干燥过快，会造成外紧内松，外干里湿造成种皮破裂，而不利于安全贮藏。同时，若干燥温度超过55℃，蛋白质就会变性而凝固，丧失种子生活力。因此，在生产实践中，一般都习惯于带荚干燥，然后再脱粒。3.油料类种子(油质种子)这类种子的子叶中含有大量的脂肪，高温干燥，不但种皮松脆易破，同时也易走油。因此，油菜种子应带荚干燥，减少翻动次数，既能防止走油，也能保持籽粒的完整。（三）种子的干燥方法种子干燥的方法可以分为自然干燥和人工机械干燥两类。1.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。2.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。(1)自然风干燥法：这种方法较为简便，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。这是因为种子与任何其他物质一样，具有一定的持水能力，当种子的持水能力与空气的吸水力达到平衡时，种子既不向空气中散发水分，也不从空气中吸收水分。假设种子的含水量为17%，这时种子与相对湿度78%，温度为4℃的空气相平衡。如果空气相对湿度超过78%，就不能进行干燥(表4-2)。此外，达到平衡的相对湿度是随种子水分的减少而变低，随温度的上升而增高。因此，水分为15%的种子，不可能在相对湿度为68%，温度为4℃的空气中得到干燥。故在常温下(25℃)，采用自然风干燥，使种子水分降低到15%左右时，可以暂停鼓风，使空气相对湿度低于77%时再鼓风，使种子得到进一步干燥。如果相对湿度等于或超过77%，开动鼓风机不仅起不到干燥作用，反而会使种子从空气中吸收水分。(2)热空气干燥：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。温度越高，达到平衡的相对湿度值越大。空气的持水量也随之增多，所以干燥效果越明显。但在过高温度下种子会失去生活力，尤其是高水分种子，因此，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