北方甜高粱丸粒化播种技术优势与前景分析

王克银，倪洪涛

（1.甘肃省武威市凉州区清水镇农技站，甘肃武威 733000；2.黑龙江大学农业资源与环境学院，黑龙江哈尔滨150080）

甜高粱是粒用高粱的一个变种，其茎秆富含糖分，具有生长迅速，糖分积累快，生物学产量高，抗病性强、抗旱、耐贫瘠、耐盐碱、适应性广等特性，是C4作物中光合作用效率最高的作物之一[1]，在加快盐碱地、沙荒地等贫瘠土地开发、提升耕地质量水平、促进农业增产增收等方面有着重要的意义[2]。丸粒化播种技术是在满足机械化精量播种条件下，整合药剂拌种、肥种混播和种子萌芽条件控制而发展起来的一项新型种子处理技术，可改变种子外形、增加种子表面硬度、提高种子均匀度、增强种子对不良环境的抵抗能力，为小粒种子和外形不规则的种子实施机械化精量播种创造条件[3]。甜高粱种子小、顶土能力弱，在盐碱地、沙荒地等贫瘠土地种植常出现出苗率低、出苗后长势差等问题，严重影响着种植效益。为切实推进北方地区甜高粱的规范化种植，本文结合国内外种子丸粒化发展现状和技术特点，对北方地区甜高粱丸粒化播种技术的优势进行分析，提出了发展前景与展望，为解决北方地区甜高粱种植过程中种子处理上的技术难题，推动甜高粱种植技术的逐步完善提供参考。

1 国内外种子丸粒化发展现状和优点

1.1 国内外种子丸粒化发展现状

1.1.1 国外种子丸粒化发展现状 为实现农作物的机械化播种作业，美国于20世纪40年代初开始进行种子丸粒化处理技术的试验研究，60年代传入欧洲，80年代后期欧美等发达国家在大田作物、蔬菜、花卉等作物上普遍应用。目前，在发达国家90%以上的蔬菜小种子均需经过从多重丸粒到结壳包衣的丸粒化加工处理，尤其是在欧美及亚洲部分国家，种子丸粒化处理技术已非常成熟，如美国、英国的莴笋蔬菜种子，西、北欧地区的甜菜大田种子等均已全部实现种子的丸粒化处理[4]。在种子丸粒化处理设备上已向自动化、专业化、标准化、系列化的方向发展，如美国、西欧等地区的SPE和SUET公司已成功研制出了集制丸、干燥、筛选、分级、包装为一体的成套丸粒化专用设备，种子发芽率、生长势、抗病性明显提高，形成了规范化的种子丸粒化加工技术体系[5]。

1.1.2 国内种子丸粒化发展现状 我国种子丸粒化加工技术研究开始较晚，20世纪80年代进行了蔬菜、烟草、油菜等作物种子的丸粒化技术试验研究[4]。江苏烟草所于1988年进行了烟草种子丸粒化技术的研究，单粒率、有籽率、抗压强度、裂解度等技术指标和出苗率、壮苗率等田间指标均达到了国外同类研究水平[7]；原甘肃甜菜研究所于1998年开展了甜菜丸粒配方研究，立枯病防效达到70.1%，根产量增加14.9%，含糖率提高0.2%。玉米、棉花、蔬菜、糖料等作物种子的丸粒化辅料配方和加工工艺已在国内其他科研机构和企业进行了实验研究，并取得了有效进展。但是从整体发展状况而言，种子丸粒化处理技术尚处于发展起步阶段，存在着基础研究不足、专用辅助材料缺乏、设备性能不稳定、丸粒化品质差异较大等问题[4]。

1.2 种植丸粒化种子的优点

1.2.1 降低农业生产成本 以甜菜为例，传统的条播、直播种植因为种子籽粒小而不均匀，很难控制播种量，导致播种量较大、出苗多、苗势弱、间苗费工。育苗移栽耗费人工，大大增加了生产成本，降低了收益且影响产量，致使在甜菜种植的成本构成中，人工费占到总成本的25%～30%。采用丸粒化机械精量播种，能节省种子播量约60%以上，且不用间苗，明显改善栽培环境，降低了生产成本，增产增收。

1.2.2 实现机械化精量播种 农业机械化是实现农业现代化的必由之路，进行种子丸粒化处理是实现机械精量点播的前提[8]。种子丸粒化后，质量较轻种子的体积、重量增加，形状、大小不规则、微小的种子转变为大小均匀、外形规则的小球体[9]，为实施机械化精量播种，维持植物群落的最佳生长状态奠定了良好的基础。

1.2.3 有效防控土传病害 种子丸粒化处理后包裹物中含有杀虫剂、杀菌剂、保水剂和植物萌芽出苗所需的微量元素，能有效防控作物苗期病虫害，确保苗齐、苗全、苗壮，提高产量[10]。丸粒化种子播种后一般40～50d不需喷施农药，从而减少了喷药次数，在降低生产成本的同时减少了环境污染[11]。种子包裹物中添加的内吸性化学品、抗冻剂和微肥可达到控制种子带菌播种、防止土传病害，增强抗寒抗旱能力、提高苗期抗逆性。

2 北方地区甜高粱丸粒化播种技术的优势分析

甜菜种子的丸粒化播种技术已在生产实践中有了一定程度的应用，加工工艺流程、精量播种技术较为成熟，而对于高粱种子的丸粒化播种技术的开发应用，国内外已有研究报道[12-17]，因此，发展甜高粱种子丸粒化技术有一定的基础和条件。由于我国北方地区受早春干旱、寒害等的影响，实行甜高粱种子丸粒化播种技术，对于扩大甜高粱种植面积、增强种子抗逆性、推广机械化精量播种、降低生产成本具有重要的现实意义。

2.1 促进甜高粱机械化种植

甜高粱种子较小，长约3.5～5mm，宽约2～3mm，顶土能力弱，通常采用手推式滚筒播种器播种，下种量调节不当或播种过深，极易造成种植密度过大或出苗难，影响产质量提升。加之甜高粱具有分蘖的特性，在作为饲草料利用时不需要掰除分蘖，播种时种子用量掌握不准，造成大量的种子浪费，种植成本上升。在种子丸粒化加工时，将每丸内种子量控制在3～5个，实行一穴一丸机械化精量播种，能在有效杜绝种子浪费的同时提高单位面积产质量。

2.2 增强甜高粱苗期抗逆性

甜高粱耐旱、耐盐碱、耐贫瘠和抗逆性强，但是在实际种植过程中受耕地条件的制约，大都选择在沙荒地、新垦地、生地、盐碱地等地力薄、有机质含量少、易跑墒的地块种植。在苗期发生干旱，种子发芽困难，幼苗损失增加，增产潜能下降，在甜高粱种子丸粒化包衣处理过程中加入复合涂层，能维持早期幼苗生长所需的水分，实现更可靠的早期播种[12]。据研究甜高粱在盐碱胁迫条件下，根系活力受到抑制，种子萌发随着胁迫的上升呈抑制状态，出现胚芽、胚根生长缓慢变为黑褐色的毒害症状[18]。甜高粱种子经丸粒化处理，物料配方中加入微生物活性剂、益生菌培养物等，可吸收土壤当中的盐分并将其固定在有效菌群的生物体内，从而降低甜高粱种子周围的盐分，提高甜高粱种子的抗盐能力，增强苗期抗逆性，在贫瘠土壤改善其苗期生长状况。

2.3 防范北方地区早霜冻天气

受气候状况的影响，早霜冻是危害农作物的主要自然灾害之一，河西走廊地区的霜冻天气主要发生在北部山区和沙漠边缘，且主要集中在每年的5月上、中旬和9月下旬[19]。北方地区甜高粱通常在4月下旬到5月上旬进行播种，与早霜冻发生的时间段一致，播种前后如遇到霜冻天气，极易遭受低温冷害的影响，影响种子萌发或出苗后造成幼苗冻死。为此，采用丸粒化播种技术，在种子丸粒化处理辅料中加入抗寒剂或延长崩解时限，可有效应对防范早霜冻天气条件下对甜高粱萌芽出苗的伤害，提高出苗率，确保苗齐苗壮。

2.4 预防甜高粱土传病虫危害

随着甜高粱面积的扩大、连作地块增加，种传、土传苗期病害成为制约甜高粱种植生产的重要因素。据任金平等人的研究，由农药、微肥、植物生长刺激素、成膜剂和助形剂组成的多功能种衣剂,具有成膜性能好、粘着力强、吸水正常、药剂缓释、药效提高、兼治多种病虫害及刺激作物生长等特点，对高粱黑穗病的平均防治效果达90.4%，且有显著的植株生长促进作用，增加保苗10%以上[14]。传统的地下害虫、种传、土传病害的防控上，大多采用药剂拌种、苗期喷药的预防方式，用药时间段掌握不当或是土壤湿度改变时，药效发挥不够，严重影响着防控效果。高粱黑穗病是影响世界高粱产量的重要病害，王秉义等人用60 g/L戊唑醇悬浮种衣剂对高粱丝黑穗病的防治效果进行了田间测定，结果发现，用该制剂做种衣剂50～150g拌种100kg,高粱丝黑穗病防治效果达91.5%～96.5%,且增产50.0%～54.4%[15]。种子进行丸粒化处理后，药剂混合在粘合剂或粘附剂中，药效缓释持久，促进预防效果的提升。

2.5 提升甜高粱种植经济效益

效益是甜高粱种植的最终目的，影响种植效益的因素主要包括种植成本和管理成本。以北方地区的武威市为例，所用的甜高粱种子大部分依赖外地市场供应，采用种子丸粒化处理后播种质量有效提高、用种量减少，机械化播种条件下人工成本降低。种子丸粒化处理时物料配方中添加的生长调节剂、肥料、微量元素、微生物菌剂等活性物质，具有杀虫、杀菌、保温、营养等功能，能有效预防春季低温粉种、降低病菌传染率，确保出苗，调节苗期生长、防止缺素症等[16]，为实现甜高粱的降本增效种植奠定良好的基础。

3 展望

甜高粱是重要的饲料、化工原料和能源物质，发展甜高粱产业对于促进草食畜牧业、发酵酿造业和新能源开发具有重要的意义，是实现土地资源利用最大化、加快土地改良进程的重要举措。进行北方地区甜高粱丸粒化播种技术的试验研究，还应加强以下几个方面的努力。

3.1 进行专业配方的试验研究

根据不同土地质量状况，从促进萌芽、提高对不良环境缓冲力和抵抗力方面，探索专用性的甜高粱种子丸粒化物料配方。据研究由复合菌培养物、细黄链霉菌培养物、植物生长调节剂、高吸水树脂、微量营养元素、凹凸棒土和水溶性粘合剂制备的甜高粱种子生物丸粒剂，能活化土壤矿物养分，提高出苗率，增加产量[17]。

3.2 进行规模化生产设施设备的研究应用

依据甜高粱种子特性，研究开发相应的设施设备，并进行圆粒大小、单粒抗压强度、含水率、裂解度等方面的试验研究，制定适宜的生产加工工艺流程，为实现甜高粱种子的规模化丸粒生产奠定良好的基础。

3.3 确保种子高发芽率，总结配套的集成农艺操作技术

较高发芽率是甜高粱丸粒化的基础和前提,其影响因素与种子丸粒化处理的物料配方、加工工艺、技术指标和种植过程中的播种技术、土壤墒情、水肥管理及病虫害防控等田间操作技术密切相关。为此，加强甜高粱种子丸粒化制备、播种技术的推广应用，整理归纳种子丸粒化加工制备、播种过程中的关键操作要点，制定相应的配套技术规范，为切实推进北方地区甜高粱的丸粒化高效种植生产提供坚实的技术支撑。

[1]贺捷.甜高粱分蘖特性国内研究进展[J].中国糖料,2017，39（2）：65-67.

[2]任林年.甜高粱种植过程中的根茬处理技术[J].中国糖料，2015，37（4）：54-55.

[3]张会娟，胡志超，王海鸥，等.种子丸粒化加工技术发展探析[J].江苏农业科学，2011，39（4）：506-507.

[4]王维成，王荣华，高有军，等.甜菜种子丸粒化加工技术初探[J].中国糖料，2016，38（5）：46-48.

[5]李明，姚东伟，等.我国种子丸粒化加工技术现状[J].上海农业学报，2004，20（3）：73-77.

[6]姚东伟，李明.矮牵牛种子丸粒化包衣研究初报[J].上海农业学报，2010，26（3）：52-55.

[7]刘惠静，王武台，张烈，等.小粒蔬菜种子丸粒化研究及其应用前景[J].天津农林科技，2005（4）：20-21.

[8]刘朝臣，颜文璧，刘保河.推广机械化 播种促进“一优两高”农业的发展[J].中国农机化，1994（8）：22-24.

[9]吴学宏，张文华，刘鹏飞.中国种衣剂的研究应用及其发展趋势[J].中国植保导刊,2003，23（10）：36-38.

[10]余超，党秋玲，王祯丽.种子包衣及对新疆加工番茄种子丸粒化的思考[J].中国种业，2004（3）：40-41.

[11]房彩霞，赵志.浅谈种子包衣技术[J].农村实用科技信息，2010（11）：9.

[12]J.E.Matocha.Effect of seed coating protectants on iron deficiency chlorosis and sorghum plant growth[J].Journal of Plant Nutrition,1992,15(10):2007-2013.

[13]Linda Yuya Gorim,Folkard Asch,Manfred Trimborn.Seed coating with hydro-absorbent properties as possible mitigation strategy for unreliable rainfall patterns in early-sown Sorghum[Z].Hamburg:Biophysical and Socio-economic Frame Conditions for the Sustainable Management of Natural Resources,2009.

[14]任金平，庞志超，吴新兰，等.多功能种衣剂防治玉米、高粱病害研究初报[J].东北农业科学，1994（2）：37-41.

[15]王秉义，王燕，王建军，等.60g/L戊唑醇悬浮种衣剂防治高粱丝黑穗病的效果[J].种子，2011，30（7）：89-90.

[16]申忠宝，邸桂俐，李成权，等.高粱种衣剂研究初报[J].黑龙江农业科学，2007（4）：46-48.

[17]黄谦，谢光辉.甜高粱种子生物丸粒剂及其制备方法101779678[P].2009-01-20.

[18]张春霞，边鸣镝，于彗,等.碳酸钠胁迫对甜高粱种子萌发和幼苗期生理特性的影响[J].吉林农业大学学报，2011，33（2）：134-138.

[19]孙廷甲，钱晓雯.河西走廊甜叶菊早春霜冻危害的防控[J].中国糖料，2017，39（1）：74-75.