苜蓿种子包衣技术与工艺（一）

2018-04-13刘宗现

中国乳业 2018年3期

文/陈谷　刘宗现　黄丹

〔百绿国际草业（北京）有限公司〕

为了能比较准确地理解种子包衣的目的，在阐述苜蓿种子包衣技术之前，首先需要理解苜蓿种子从“萌动-发芽-出苗-发育-生长”这一阶段是如何发生的。目前，在全世界范围内，种子包衣已经成为一项种业革命，其技术的不断创新使得80%的农作物种子，90%的蔬菜种子，30%的牧草种子都进行了包衣处理，而与之同步进行的种子引发、种子延迟发芽、人工种子和包衣介质等一系列的种子处理技术也都在日新月异的发展。

1　苜蓿生活的“两个世界”

与所有作物一样，苜蓿不例外地生活和生长在地上和地下“两个世界”。在这“一阴一阳”相互交汇的“两个世界”里，苜蓿种子完成了“萌动-发芽-出苗-发育-生长-开花-结荚-产籽”的完整生命周期（图1）。

图1　苜蓿幼苗的生长

从图1可以清楚看出，苜蓿生长到三叶期之前，都是由在“地下世界”的生活能力所决定的。也就是说，在这之前苜蓿能否发育正常、健康生长，不仅仅要靠本身种子的抗逆遗传性，更大程度地取决于地下根部周边环境的好与坏。在三叶期之前，苜蓿的光合作用是极微弱的。95%以上的能量或者生存的能力，都要靠种子本身对地下环境的适应能力，而这一时间为30～40天。

苜蓿种植者经常谈及苜蓿的长势等地上部分的植物形状，过多地关注苜蓿的地上部分，而往往忽略地下世界的变化，而事实上，苜蓿生长的关键在于根，苜蓿根系的健康问题决定着地上的产量。

2　“买得起种子买不起苗”，75%是无效播种

种地的农民都知道一句话“买得起种子买不起苗”，这句话用在苜蓿种植上再适合不过。图2是美国威斯康星大学Sund等学者关于不同播种深度、土壤类型对出苗率影响的研究。从图2可以看出，苜蓿属小籽粒作物，播种深度影响着出苗的好坏。而播种深度又随着土壤类型而改变。对于大多数种植户，控制播种深度虽然极其重要，但在风沙大、沙黏不均、地势不平的盐碱地和沙荒地，控制播种深度本身就是一个巨大的挑战。没有人能保证每一粒种子都能播种在合适的深度上。能够保持在0.5～3.0cm处，即算不错的播种。一般来说，所播的种子能够达到60%的出苗率即是比较好的技术。通常在沙土中，能够出苗的种子为50%～70%，平均在60%左右。

图2　不同播种深度、土壤类型对出苗率的影响

图3　头12个月内的植从密度（播种量为3.5kg/hm2）

而发了芽的幼苗也不一定能够长成有效的植株，因为实际播种中土壤和环境条件的变化幅度较大。例如，长期低温、潮湿的天气能增加幼苗的死亡率；播种期间干热的天气则会降低出苗率和影响幼苗的生长。美国维斯康星大学的研究资料显示，在正常的条件下，播种的种子中仅有60%左右能发芽，而幼苗在第一年内的死亡率达60%～80%，即存活的幼苗植株仅为出苗植株的20%～40%。换句话说，如果所播下100粒纯活种子（PLS）中，能够给当地带来收益的正常植株仅仅为12～25株，而其它的75～88株都成为未发种子或死苗（图3）。这就是老农民所说的“闷苗、闪苗、吊苗、僵苗以及产量抢劫种子”现象。

3　苜蓿具有“自疏作用”，增加播种量无济于事

表1是株龄和有效密度对紫花苜蓿产量的影响指标。从表1可以看到，当苜蓿的有效植株达到一定数量时，会稳定在一个水平。这时植株的数量对苜蓿的产量不起作用。而随着年份的增加，也就是株龄的增加，植株密度会逐年减少。例如，当年植株的密度大于160株/m2时，就已经达到了苜蓿产量的最高潜力。而当苜蓿在第三年（苜蓿最高产量年份）的密度会降低到65株/m2，但仍然能够达到产量的最高潜力。

苜蓿密度越长越少，但产量还不变，甚至增长。原因是什么呢？从苜蓿的分枝条来看，只要每平方米的枝条数能够达到550～600株，其产量就能达到最高。而选择高播种量的同时，种植户也选择了苜蓿的持久性和越冬方式，“鱼与熊掌”不能兼得。而且到了第一个越冬年后，苜蓿会保持一个稳定植株密度。这就是苜蓿的自疏作用机理，即苜蓿种群在一定的生长环境下，种群数量会增加，但是并不是无限制的增长，会受到种群最大容量的制约，种群内部个体间的竞争会产生自疏作用，而使种群维持在一定的水平。

播种的当年如果能够保证有效健康的苜蓿植株密度达到160株/m2，就能够达到产量潜能，则这些有效健康的植株是多少粒种子和多少千克种子？苜蓿的千粒重为1.7～2.0g，可以折算成50万～58万粒/kg种子。按照国际通用的发芽率85%和净度95%质量计算，PLS=40.37万～46.00万粒/kg。如果按亩播量1kg计算，每平方米的种子为750～870粒，因此达到有效植株密度的PLS仅为160～200粒种子，即实际所需要的种子每亩仅为0.25～0.35kg。

表1　株龄和有效密度对紫花苜蓿产量的影响指标

图4　苜蓿种子与幼苗形成的关联图

图5　苜蓿种子包衣结构图

4　揭开苜蓿“地下世界”之谜

苜蓿的幼苗是由种子发育而来。图4表明了种子的各个器官与发育成熟植株的各个器官的关联关系。从图4可以看出，一个不健康的根系是无法在后期的植物生长中获得补偿。先天的“缺胳膊、断腿”长不出来健壮的植株。如此众多的种子幼苗在“地下世界”夭折，是源于根系的不健康。因此根发育的好与不好，直接影响植物的正常生长。因此，可以说根是植物的“大脑”。

而苜蓿幼苗就像一个刚刚出生的“婴儿”，一出生就面临着地下众多生物和非生物的威胁和挑战：第一，土壤病原体的威胁。主要包括三类：丝核菌、腐霉菌、镰刀菌。这些菌分别对植物根部组织、根尖、根皮具有很强的杀伤力，根系被侵染后水分和养分难以被吸收，造成种子的萌发和生长受阻。苜蓿的倒伏现象常常与之有密切关联。第二，地下害虫的危害。如切根虫、蛴螬等容易使根系病变，影响水分、养分的向上输送，造成植物感病性加大。当遇到如旱、病、热、养分不足时，严重降低植物自有的抗性。第三，土壤寄生性线虫的危害。苜蓿地下土壤中的线虫是一个普遍的现象。它可以侵染根系、根冠、茎叶，可以说无处不在，影响水分和养分的向上输送，往往使得苜蓿植株生长乏力，造成产量和质量的大幅度下降。由于线虫的侵染，同时为土壤病原体的二次侵入根系打开了“一扇门”。第四，非生物性的威胁。如干旱、热、盐碱、低温、水淹等自然灾害。这些都会影响根系吸收水分和养分向上输送。

这些地下的威胁有多厉害？以下数据可以说明：土壤中的病原体丝核菌将豆类、谷物类油菜类的产量降低40%；土壤中的地下害虫——切根虫，可以将植株的数量减少80%；所有植物80%所出现的生长问题都源于根系；土壤中的寄生性线虫造成全世界作物减产的产值超过1000亿美元。

面对这些威胁，刚刚出生的苜蓿“婴儿”在毫无保护和营养供给的条件下，仅仅靠种子自带的“干粮”渡过难关，破土成长，异常困难。因此，为了使得幼小的“婴儿”能在土壤中更好地生存、生活和生长，种子包衣技术应运而生。

5　包衣是种子的“生命仓”

种子包衣就是给种子建立一个“生命仓”，是作物物化栽培技术的重要组成部分，物化栽培技术的应用是当前最具活力的前沿领域，也是现代农业发展的必由之路。苜蓿种子包衣结构如图5所示。种子包衣的好坏直接与地下根系的发育程度和根系健康有着密切的关系。与此同时，种子包衣有综合防治苜蓿病虫危害、抗旱防寒的作用，最大限度地保证一次播种保全苗，促进苜蓿的发芽生长，培育壮苗，提高产量和改善品质，一般可以增产10%以上。

图6　种子包衣与不包衣的区别

图7　西藏阿里地区种植的紫花苜蓿的根瘤（海拔4500m）

图8　百绿三得利®包衣苜蓿种子在河南种植2年后的根系

各种包衣技术不同，其结果不同。百绿国际包衣技术的三个特性：一是更好的出苗率、减少产量抢劫种子的出现。由于种子包衣中有微量元素存在，能够增加发芽率和出苗率，一般可以增加20%～50%。由于在选材时注重种子的物理质量，产量抢劫种子数量的现象大幅度降低，长出后普遍根粗苗壮。包衣还可以让种子在湿地环境下，更好地应对季节性的病害发生。二是更好地促进根瘤形成。与根瘤半菌相比，大于100%的活菌（根瘤菌）的存在，大大改进植物发育和根瘤的形成。同时，独特的复合根瘤菌，强化了固氮作用。三是更好的植株建植率。主要表现在以下几个方面：（1）根系和幼芽的发育被提前迅速的强化，使得幼苗不依赖于土壤的养分条件；（2）及早地改良植物的健康状况，提前为品种的生产潜能做好准备，从而达到高产优质的长效目标；（3）由于种子大小均匀，表面光滑，流动性强，便于规模化、机械化精量播种，便于免耕和少耕作业（图6）。