秦皇岛市蔬菜种子包衣贮藏策略

摘 要 利用自调节的包衣材料能有效降低种子水分活性，提升种子对病原菌的防御力，稳定贮藏环境，并维持种子的遗传稳定性。为解决蔬菜种子在温度、湿度波动及微生物侵染等因素影响下的贮藏难题，以河北省秦皇岛市的蔬菜种子贮藏现状为例，介绍了基于包衣技术的水分调控、抗菌防霉、环境温湿度稳定控制及种子遗传品质维护的蔬菜种子包衣贮藏策略。

关键词 包衣技术；种子贮藏；水分调控；河北省秦皇岛市

中图分类号：S325.1 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.12.053

近年来，我国蔬菜产业发展迅速，但随着气候变化和环境污染的加剧，蔬菜种子的贮藏面临水分吸附释放、微生物感染、温湿度波动等多方面威胁，缩短了种子的贮藏期和活力期。笔者根据河北省秦皇岛市环境条件，系统性地研究包衣技术在水分调控、抗菌防霉、温湿度控制和遗传品质维护等多个方面的作用，以期为当地蔬菜种子的科学贮藏提供理论支撑。

1 秦皇岛市主要蔬菜种类及种子特性

秦皇岛市位于河北省东北部沿海地区，属暖温带季风气候，四季分明，雨热同期。该地区主要种植的蔬菜种类包括白菜、青菜、莴笋、菠菜、旱芹等叶菜类，茄、辣椒、黄瓜等茄果类，以及蒜、洋葱、韭等葱蒜类。这些蔬菜种子的特性各不相同，但普遍存在吸湿性强、寿命短、遗传不稳定等问题。综合来看，秦皇岛市蔬菜种子普遍存在对贮藏环境适应性差、对病原微生物抵抗力弱的特点，急需采取有针对性的保护措施，如包衣处理等，以维持种子的生命力和遗传品质，延长货架期，促进当地蔬菜产业健康发展。

2 蔬菜种子贮藏问题

2.1 种子水分吸附与释放问题

秦皇岛市气候温暖湿润，气温和湿度变化大，这给蔬菜种子的贮藏带来了巨大的困难。统计数据显示，当地常见蔬菜种子每吸湿10%，其发芽率就会下降15%[1]。吸湿会导致种子细胞代谢旺盛，呼吸作用强烈，营养成分大量流失，从而加速衰老。同时，吸湿会增加种子真菌感染的概率。以莴苣种子为例，其含水率高达45%，极易吸湿，吸湿后会释放一定热量，细胞代谢旺盛，几日内就会衰老，因此控制莴苣种子的吸湿性，对延长其贮藏期至关重要[2]。此外，秦皇岛市蔬菜种子在贮藏前的含水率参差不齐，缺乏标准化处理。我国对蔬菜种子含水率的监管也较为松散，这给蔬菜种子密封贮藏带来了较大难度。因为不同含水率的种子，其耐贮性能差异显著，技术人员很难对混合状态下的种子进行标准化处理。综上所述，秦皇岛市蔬菜种子贮藏面临的主要问题有两大类：1）种子本身吸湿性强，导致呼吸代谢旺盛，加速衰老；2）缺乏对混合状态种子的标准化预处理，增加了贮藏难度。

2.2 种子微生物病害防治难题

秦皇岛市温湿度环境适宜多种真菌病原体的滋生与扩散，常见的病害包括白粉病、疫病等，可严重影响蔬菜种子品质。白粉病菌可侵入豌豆、菜豆种子，严重影响种子活力与发芽率；疫病可由疫霉菌引发，病原菌侵入种皮后产生毒素，导致种子死亡。此外，矮牵牛、蘑菇等寄主植物对部分真菌病原体具有诱导和促生作用，增加病原体对蔬菜种子二次感染的可能。由此可见，秦皇岛市蔬菜种子病原菌种类繁多，防治面临巨大困难。目前，国内外常用的生物菌剂、药剂种子保护技术在秦皇岛市的适应性较差，甚至部分药剂对蔬菜种子萌发与生长具有一定的抑制作用。生物防控过程复杂，防御强度不足，防效不稳定，加之蔬菜种子本身抗性弱，因此种间防护空缺较大。综上，秦皇岛市亟待开发高效、低毒、稳定性强的抑菌保护技术，以解决蔬菜种子微生物病原防治困难的问题。

2.3 环境温度湿度变化对种子寿命的影响

秦皇岛市气候温暖湿润，环境温度湿度日变化大，这给蔬菜种子的贮藏带来了极大难度。统计数据显示，贮藏环境温度每升高5 ℃，或相对湿度每提高10%，常见蔬菜种子的平均寿命会下降20%[2]。部分种类如莴苣种子更为敏感，温度上升3 ℃，其活力损失可达40%[3]。这是因为种子代谢活性随温度升高而加快，储备营养消耗增多；湿度升高则会促进种子吸湿、加速呼吸。此外，秦皇岛市夏季高温多雨、冬季干燥寒冷的特点，给蔬菜种子贮藏带来了双重困难：夏季的气温条件会使种子快速老化，冬季过于干燥又易导致种子萎缩、开裂、死亡，这使蔬菜种子极难长期安全贮藏。因此，温湿度的波动是当前影响秦皇岛市蔬菜种子寿命的主要环境因素，如何利用包衣技术实现对贮藏环境温湿度的稳定控制，是该地区蔬菜种子科学贮藏技术亟待突破的关键所在。

2.4 种子遗传稳定性维持难点

秦皇岛市部分蔬菜种子易发生遗传变异和品质退化。例如，莴苣种子在常温贮藏60 d后，DNA甲基化水平显著提高，基因表达模式发生改变，后代个体出现遗传畸变；青椒种子贮藏一定时间后，果实维生素C含量下降，抗氧化能力降低。这是由贮藏条件下种子营养成分运输与消耗失衡，染色体结构和基因序列发生损伤，酶活性下降等综合原因导致。此外，秦皇岛市夏季高温多雨，会导致种子中蛋白质水解旺盛，脂肪酸过氧化严重；冬季气温低且干燥，种子细胞脱水、结构被破坏，这些都会加重蔬菜种子的遗传变异。因此，如何利用包衣技术形成恒定的“微环境”，减缓代谢，阻隔外界条件对蔬菜种子的侵蚀，实现蔬菜种子遗传和生理特性的有效保护，是当前亟待解决的难题。

3 蔬菜种子包衣贮藏策略

3.1 水分调控型包衣材料研发与应用

针对气候温湿、种子极易吸湿导致加速衰老的问题，秦皇岛市需要开展智能水分调控型包衣材料的筛选优化和应用。1）研发植物源生物降解膜材料包衣技术。选择安全无公害、分解产生有机诱导物的天然高分子材料，如壳聚糖、木质素等作为包衣基材，采用溶胶-凝胶工艺制备种子保护膜，实现对秦皇岛市主要蔬菜种子的包裹。这类包衣材料在包被种子表面后，可在一定时期内减缓种子与外界空气中水分的交换，降低蔬菜种子代谢强度，并延长其贮藏期。2）开发吸湿释湿自我调节型包衣材料[4]。选用具有一定吸湿性的超吸水材料、智能水凝胶等，制备混合型组分包被种子。这类包衣材料可根据相对湿度和种子释放的水分，实现主动吸湿或释湿，从而有效调节种子的水分活动，使其稳定在一个相对低水的状态下，进一步延长种子的质量保证期。3）评价不同包被处理对当地典型蔬菜种子的保护效果。选择当地种植面积大、吸湿性强的芥菜种子、莴笋种子等作为试验材料，研究其在不同贮藏条件下的发芽率、活力、膜损伤率等生理指标，筛选出保护效果更优越的包衣方案，最终建立完善的秦皇岛市蔬菜种子包衣贮藏技术规程。

3.2 抗菌、防霉包衣剂的研发与种子保护

针对蔬菜种子存在的病原体侵害严重的现状，秦皇岛市可采用高效低毒的抗菌防霉包衣技术，以有效解决微生物污染问题。1）筛选安全高效的天然植物提取物，配制抑菌包衣溶液。选择秦皇岛市分布广泛的藜芦、蕺菜、黄樟等植物的叶片、根茎作为原材料，系统评价它们对地区主要蔬菜种子携带的病原菌的活力抑制效果。优化提取工艺参数，采用乙醇浸提、乙酸乙酯萃取等技术，分离富集具有广谱抗真菌活性的有效成分，测定其对白粉病致病菌、稻瘟病致病菌、灰霉病致病菌等的最小抑菌浓度和半数致死浓度。根据活性强度及协同效应，筛选配比混合多个提取组分，配制成抑菌包衣溶液，并将其应用于蔬菜种子贮藏，以延长蔬菜种子贮藏期。2）研发智能释放型抗菌包衣材料。选择壳聚糖和抑菌提取组分，采用溶剂转移法制备含抑菌剂的储释型复合材料薄膜。该材料中的抑菌成分以可控释放的方式持续迁移到种子表面，发挥持续防护抑菌作用，从而延长处理过种子的货架期。3）评价不同包衣处理对种子的抗菌效果。选择秦皇岛市主要蔬菜品种种子，制备成不同防霉包衣系列样品进行贮藏试验研究。在对蔬菜种子贮藏不同时间后，接种多种典型致病菌，检测包被处理种子的发病率、病情指数等，筛选抑菌效果更优越的包衣方案。最终确立标准的防霉包衣技术保护模式，使当地重要蔬菜种子得到有效的病原体防治[5]。该研究的开展，可高效解决当地种子病害问题，保证蔬菜种子品质，推动当地种业健康可持续发展。

3.3 适应温湿度变化的智能包衣技术与种子活力维护

针对秦皇岛市气候温湿条件多变导致蔬菜种子活力降低的问题，开展智能调温调湿包衣技术研究尤为必要，以维持种子在稳定状态下的长期货架寿命。1）温度调控包衣技术。开发具有“呼吸式”温控功能的种子包衣材料，选择P（NIPAAm-co-DMAEMA）温敏型高分子作为包衣基材，采用相分离法制备纳米多孔薄膜。该材料通过智能调节细孔的开闭，实现种子与外界气体分子交换通量的主动调控。当温度升高时，膜材料孔道收缩，减缓气体流动，起到种子“减呼吸”的效果；温度降低时，膜材料扩张孔道打开，加快气体流动，起到“保呼吸”效果，从而有效缓解温度剧烈波动所导致的呼吸作用失衡。同时，要优化包衣材料的温敏特性，利用红外热仪测试不同组分的包衣材料在5～40 ℃的温度-通气性曲线规律，计算温度响应系数值，筛选出温敏性能匹配当地气候特征的最佳配方。将优选材料制成标准化温控包衣进行表征，确定其在模拟夏季高温和冬季低温贮藏条件下的响应规律及调节种子呼吸效果。2）湿度调控包衣技术。开发“止渴”型湿敏包衣材料，选择聚乙烯醇、壳聚糖等材料，利用其显著的保水保湿性能，制成混合型吸湿膨胀薄膜。该膜材可快速吸收包被种子吸湿释放的水分，起到“止渴”效果，减缓种子与外界水分活动的交换动力，避免其过度吸湿。3）评价湿敏包被材料的调湿效果。使用湿敏薄膜包覆处理不同蔬菜种子，在模拟冬夏两季气候环境的条件下贮藏和发芽，检测包被处理对其抑制过度吸湿的效果。监测种子在不同处理下的水分吸收量、代谢活性等，筛选出保湿效果更优越的技术方案。

3.4 遗传品质保护型包衣技术的研发与种子品质保持

针对部分蔬菜种子存在的遗传变异和品质下降问题，秦皇岛市可以开展品质保护型包衣技术研究，有效维持种子的遗传性和生理特性。1）研究抑制代谢、稳定遗传的材料。选择天然高分子壳聚糖，利用其形成保水保湿的薄膜，可减缓种子与外界气体分子的交换，抑制呼吸作用，减少营养成分的消耗。此外，加入木质素等抗氧化成分，可中和包被种子产生的自由基，抑制脂质过氧化反应，减轻氧化损伤对DNA和染色体结构的破坏，进一步提高种源的遗传完整性。2）筛选配比，确定工艺。系统性地评估各种抗氧化剂与壳聚糖的不同质量比例对包覆种子新陈代谢抑制效果的影响，并据此确定最优的组分配比；优化包衣工艺参数，获得保水保湿性能高、渗透性能可控的智能保鲜薄膜；对主要蔬菜种子进行包衣保藏，检测其抗氧化酶活性、脂质过氧化物含量等指标，评价不同处理对种子新陈代谢的抑制效果和遗传稳定性的保持效果。3）产业化运用。建立完善的品质保护包衣技术规程，明确关键工艺条件；开展示范试验，促进工艺优化，为当地重要蔬菜种业生产提供技术服务，拓展包衣产品的市场运用前景。

4 结语

通过对秦皇岛市蔬菜种子贮藏问题与需求的系统分析，笔者提出了利用包衣技术进行蔬菜种子保护的总体思路，涵盖智能吸湿控制、抗菌防霉、稳定贮藏和遗传品质维护4个方面，从当地种植特色和气候条件出发，细致阐述了可操作性技术策略。这为秦皇岛市重要经济作物种子的科学贮藏提供了理论支撑，并可通过相关产业链的延伸，带动农业科研、包材加工等相关产业的发展。同时，种子包衣技术可推广至其他作物的贮藏保鲜领域，拓展更广阔的应用前景，助力秦皇岛市种业发展。

参考文献：

[1] 李璐存.东平县设施蔬菜植保绿色防控技术要点探讨[J].种子科技，2023，41（17）：106-108.

[2] 王晓东.绿色蔬菜种植管理技术与发展策略研究[J].种子科技，2023，41（8）：127-129.

[3] 任嘉宇.种子包衣机PLC控制技术的设计与实验[J].农机使用与维修，2023（5）：23-25.

[4] 王涛.争当带动秦皇岛蔬菜行业高质量发展的领头雁：记小江蔬菜专业合作社发展之路[J].中国农民合作社，2021（10）：57-58.

[5] 万强，杨英伟.秦皇岛市北戴河区 多措并举做精做强特色农业[J].河北农业，2022（1）：28-29.

（责任编辑：张春雨）