淀粉防伪型烟草包衣丸化种子研究

22

(1.玉溪中烟种子有限责任公司，云南 玉溪 653100； 2.云南省烟草农业科学研究院，昆明 650021)

烟草种子是烟叶生产的源头，也是烟草科学技术和各种烟草生产资料发挥作用的载体。有效的种子防伪技术可保证烟草种子的真实性。目前，种子防伪技术主要包括包装防伪技术和自身防伪技术2种。包装防伪技术操作检测简便易行，但易被翻版复制，可靠度低[1]。自身防伪技术独立于外包装，可靠有效，李永平等[2]在烟草种子包衣剂中添加荧光物质，通过检测包衣剂的荧光表现辨别种子真伪；郑昀晔等[3]使用Taggant粉剂对烟草种子进行包衣，以包衣剂磁性信号为防伪标志。上述荧光防伪技术、磁粉防伪技术防伪效果好，但投入成本高、鉴定方法复杂，从而限制了技术的推广应用[4-5]。

淀粉是地球上第二大天然高分子物质，来源广泛、成本低廉、可降解、无污染[6]。淀粉可包合碘形成螺旋状包合物，引起能量改变，使包合物呈现蓝色或紫色，操作简单、反应迅速易辨[7]，可作为防伪检测材料进行研究。因此，本试验以红花大金元裸种为试验材料，在种子包衣丸化过程中添加淀粉层，探讨淀粉层对包衣丸化种子质量的影响，并使用碘酒溶液进行淀粉层显色检测，探索淀粉防伪型烟草包衣丸化种子研制的可行性。

表1 红花大金元Tc 1～Tc 4处理种子室内检测结果

发芽温度(℃)发芽指标ckTc1Tc2Tc3Tc425发芽率(%)99.75a99.25ab99.25ab97.50b99.50ab发芽时间(d)5.67a5.58ab5.48b5.61a5.56ab发芽指数17.86ab18.02ab18.33a17.60b18.18a苗干重(g)0.0049b0.0058a0.0057a0.0061a0.0063a苗活力指数0.0874b0.1041a0.1050a0.1070a0.1149a15发芽率(%)97.25a97.00a96.50a98.25a98.75a发芽时间(d)11.72a10.26b9.81c10.14b9.76c发芽指数8.48c9.54b9.91ab9.74b10.22a苗干重(g)0.0048a0.0039c0.0044b0.0043b0.0044b苗活力指数0.0411b0.0367c0.0431ab0.0423ab0.0450a

注：每行小写字母表示差异显著性(p<0.05)。下同。

表2 红花大金元Tw 1～Tw 3处理种子室内检测结果

发芽温度(℃)发芽指标ckTw1Tw2Tw325发芽率(%)99.75a99.00a99.50a98.00a发芽时间(d)5.67a5.43b5.41b5.43b发芽指数17.86b18.49a18.64a18.26ab苗干重(g)0.0049a0.0055a0.0052a0.0045a苗活力指数0.0874a0.1025a0.0968a0.0822a15发芽率(%)97.25a97.75a98.75a96.25a发芽时间(d)11.72ab11.50b11.25c11.83a发芽指数8.48bc8.67b8.93a8.32c苗干重(g)0.0048b0.0046b0.0048b0.0052a苗活力指数0.0411ab0.0399b0.0433a0.0437a

1 材料与方法

1.1 试验材料

红花大金元裸种，生产用常规种衣剂，食用淀粉，0.50%质量浓度碘酒(75%乙醇配置)。以上材料由玉溪中烟种子有限责任公司提供。

1.2 试验方法

1.2.1成核层、丸化层含淀粉层包衣丸化种子制备

1) 取4份红花大金元裸种进行包衣丸化，当丸化种籽粒径为0.90 mm时，分别添加3/10、2/5、1/2、3/5裸种质量的淀粉进行丸化，丸化结束后，继续使用常规种衣剂丸化至目标粒径，得到成核层含淀粉层的样品Tc 1、Tc 2、Tc 3、Tc 4。 2) 取3份红花大金元裸种进行包衣丸化，当丸化种籽粒径为1.25 mm时，分别添加3/5、4/5、1/1裸种质量的淀粉进行丸化，丸化结束后，继续使用常规种衣剂丸化至目标粒径，得到丸化层含淀粉层的样品Tw 1、Tw 2、Tw 3。

1.2.2包衣丸化种子质量检测

以常规红花大金元包衣丸化种子为对照(ck)，进行检测。

1) 室内检测。a.种子发芽效果检测：25 ℃、15 ℃下进行种子室内发芽试验，检测发芽率、发芽时间、发芽指数。发芽率(%)=(14 d种子发芽数/受检种子数)×100%；发芽时间(d)=∑(Gt×Dt)/∑Gt；发芽指数=∑(Gt/Dt)；Gt为在不同时间的发芽数，Dt为发芽日数。b.种苗质量检测：发芽试验结束后取幼苗冲洗干净，滤纸吸干，每个重复随机选取50株幼苗，80 ℃烘干24 h，称重，计算苗活力指数。苗活力指数=发芽指数×苗干重。

2) 贮藏试验。将包衣丸化种子置于18 ℃、30%～40%相对湿度下贮藏，贮藏8周、16周、24周、32周取样，进行种子发芽效果检测。

1.2.3包衣丸化种子显色检测

以常规红花大金元包衣丸化种子为对照(ck)，对1.2.2筛选出的样品进行显色检测：使用医用解剖刀片沿中轴线将参试包衣丸化种子切开，切面滴加质量分数0.50%的碘酒溶液进行反应，观察显色效果。

1.3 统计分析

利用Excel 2013软件、方差分析软件进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 室内检测结果

由表1可知，红花大金元Tc 1～Tc 4处理对25 ℃下的种子发芽效果无促进作用，但可显著提高种苗质量，苗干重、苗活力指数显著提高；对种子在15 ℃下的种子发芽效果有显著促进作用，但不能有效提高种苗质量。其中，Tc 4处理的作用效果最显著。

表3 红花大金元Tc 1～Tc 4处理贮藏试验结果

发芽温度(℃)发芽指标贮藏时间(周)ckTc1Tc2Tc3Tc425099.75Aa99.25Aab99.25Aab97.50Ab99.50Aab898.25Ba97.25Aa97.75Aa98.00Aa97.00Ba发芽率(%)1698.25Ba97.25Aa99.00Aa97.25Aa99.25ABa2499.25Aa97.75Aa97.50Aa96.25Aa97.50ABa3299.25Aab98.25Aabc97.50Abc96.50Ac99.50Aa05.67Ca5.58Bab5.48Cb5.61Ca5.56Bab85.91Ba6.15Aa6.04Ba6.14Ba5.93Aa发芽时间(d)165.95Ba6.21Ab6.41Aa6.34Aab5.86Ac246.07Aa6.06Aa6.07Ba6.15Ba5.90Ab325.34Db5.61Ba5.68Ca5.69Ca5.57Ba017.86Bab18.02Aab18.33Aa17.60Ab18.18Aa816.81Ca16.11Bb16.56Cab16.20Bab16.64Bab发芽指数1616.67Ca15.88Bb15.72Db15.57Cb17.10Ba2416.51Cab16.34Bab16.35Cab15.84BCb16.73Ba3218.81Aa17.72Abc17.35Bc17.17Ac18.09Ab15097.25Aa97.00Aa96.50Aa98.25Aa98.75Aa898.50Aa98.25Aa97.75Aa95.25ABb96.75Aab发芽率(%)1697.50Aa97.00Aa95.25Aa94.50Ba96.50Aa2498.50Aa97.00Aa97.75Aa96.00ABa97.25Aa3298.25Aa96.50Aab97.75Aa97.00ABab95.50Ab011.72Ba10.26Db9.81Dc10.14Db9.76Dc810.79Cb11.22Ca11.17Ca11.28BCa11.38Ba发芽时间(d)1611.47Ba11.44Ba11.41Ba11.32Cab11.18BCb2411.59Ba11.16Cb11.06Cb11.03Cb10.99Cb3212.32Aa11.84Abc11.70Ac11.99Aabc12.23Aab08.48Bc9.54Ab9.91Aab9.74Ab10.22Aa89.19Aa8.82Bbc8.93Bb8.57BCc8.65Cc发芽指数168.62Ba8.62Ba8.58BCa8.55BCa8.81BCa248.56Bb8.75Bab8.93Ba8.75Bab8.99Ba328.06Ca8.34Ca8.43Ca8.21Ca8.05Da

注：每列大写字母表示同一发芽温度、同一发芽指标差异显著性，小写字母表示差异显著性(p<0.05)。下同。

由表2可知，红花大金元Tw 1～Tw 3处理可促进种子在25 ℃下萌发，但对种苗质量无显著提高作用，其中Tw 1、Tw 2处理促进种子发芽效果明显，发芽时间显著缩短、发芽指数显著增加。Tw 1、Tw 2处理可促进种子在15 ℃下萌发，发芽时间显著缩短、发芽指数显著增加，其中Tw 2作用更明显；此外，Tw 3处理可显著提高种苗质量。综合分析，Tw 2处理对25 ℃、15 ℃下的红花大金元种子发芽效果促进作用最显著。

2.2 贮藏试验结果

根据表3，对于红花大金元，随着贮藏时间的延长，25 ℃、15 ℃下所有处理发芽率变化不明显；25 ℃下各处理发芽时间先延长后缩短、发芽指数先降低后升高；15 ℃下各处理发芽时间呈延长趋势、发芽指数呈下降趋势。贮藏32周时，Tc 1～Tc 4处理25 ℃下的种子发芽效果比ck显著下降、15 ℃下的种子发芽效果比贮藏前显著下降，发芽时间显著延长、发芽指数显著降低。因此，红花大金元Tc 1～Tc 4处理贮藏时间不宜超过24周。根据试验数据，Tc 4处理贮藏16、24周在25 ℃、15 ℃下萌发，发芽率与ck无差异，发芽时间显著缩短，发芽指数与ck相当或显著增加，种子发芽效果显著提高。

根据表4，红花大金元Tw 1～Tw 3贮藏后在25 ℃下萌发，随着贮藏时间的延长，所有处理发芽率变化不明显、发芽时间先延长后缩短、发芽指数先降低后升高。贮藏32周，部分处理在25 ℃、15 ℃下的种子发芽效果与ck或贮藏前相当。因此，红花大金元Tw 1～Tw 3处理可贮藏至32周。根据试验数据，Tw 1、Tw 2处理贮藏16～32周在25 ℃、15 ℃下萌发，种子发芽效果与ck无差异；Tw 3处理贮藏24周，25 ℃下的种子发芽效果与ck无差异，15 ℃下的发芽时间显著缩短，种子发芽效果显著提高。

表4 红花大金元Tw 1～Tw 3处理贮藏试验结果

发芽温度(℃)发芽指标贮藏时间(周)ckTw1Tw2Tw325099.75Aa99.00Aa99.50Aa98.00Aa898.25Ba93.00Abc94.50Bb92.00Ac发芽率(%)1698.25Ba99.00Aa99.00ABa98.25Aa2499.25Aa99.00Aa99.50Aa98.00Aa3299.25Aa99.00Aa99.00ABa98.50Aa05.67Ca5.43Db5.41Bb5.43Db85.91Bb6.41Aa6.32Aa6.39Aa发芽时间(d)165.95Bab5.93Cb6.11Aa6.13Ba246.07Aa6.16Ba6.14Aa6.21Ba325.34Db5.43Db5.43Bb5.61Ca017.86Bb18.49Aa18.64Aa18.26Aab816.81Ca15.58Db15.72Cb15.55Db发芽指数1616.67Cab16.89Ba16.33Bb16.24Cb2416.51Ca16.20Ca16.36Ba15.95Ca3218.81Aa18.51Aa18.59Aa17.76Bb15097.25Aa97.75Aa98.75Aa96.25Aa898.50Aa96.25Aa98.25Aa98.25Aa发芽率(%)1697.50Aa98.00Aa95.75Ba96.50Aa2498.50Aa98.50Aa97.75Aa97.00Aa3298.25Aa98.00Aa98.25Aa97.75Aa011.72Bab11.50Bb11.25Bc11.83ABa810.79Cc11.44Bb11.45Bb11.71Ba发芽时间(d)1611.47Bb11.59Bab11.60Bab11.85ABa2411.59Ba11.418Bab11.55Bab11.39Cb3212.32Aa12.09Aa12.25Aa12.02Aa08.48Bbc8.67Ab8.93Aa8.32Bc89.19Aa8.55Ab8.67Bb8.53ABb发芽指数168.62Ba8.60Aa8.42Ca8.34Ba248.56Ba8.61Aa8.57BCa8.64Aa328.06Ca8.20Ba8.16Da8.26Ba

图1 红花大金元ck切面显色结果 图2 红花大金元Tc 4处理切面显色结果 图3 红花大金元Tw 2处理切面显色结果

2.3 显色检测结果

红花大金元Tc 4、Tw 2处理包衣丸化种子切面后滴加0.50%质量浓度碘酒溶液进行显色检测，淀粉环呈蓝紫色，显色效果明显美观，Tc 4处理包衣丸化种子显色环居内、Tw 2处理包衣丸化种子显色环居外(图1～图3)。

3 讨论与结论

为满足烟叶生产需要、保证种苗健康，用于育苗的烟草包衣丸化种子需保证优良品质。烟草包衣丸化种子的质量与包衣工艺、包衣设备、包衣辅料等因素有关，其中，包衣辅料与种子直接接触，可对种子质量产生直接影响[8]。

烟草包衣丸化种子质量可通过发芽率、发芽时间、发芽指数及苗干重等指标进行判断。本试验中，室内检验结果表明，红花大金元Tc 4处理可显著提高25 ℃下的种苗质量、显著促进种子在15 ℃下萌发，Tw 2处理可显著促进种子在25 ℃、15 ℃下萌发；贮藏试验结果表明，红花大金元成核层含淀粉层的处理可贮藏24周，其中，贮藏16、24周的Tc 4处理在25 ℃、15 ℃下的种子发芽效果显著提高；丸化层含淀粉层的处理可贮藏32周，其中，贮藏16～32周的所有处理可保持或提高25 ℃、15 ℃下的种子发芽效果。

综合分析，Tc 4、Tw 2处理是红花大金元包衣丸化种子成核层、丸化层添加淀粉层的最适处理条件。显色结果表明，Tc 4、Tw 2处理种子切面后滴加碘酒，显色效果明显美观，操作简单易行，可有效实现种子防伪目的，证明淀粉防伪型烟草包衣丸化种子的研制切实可行。