干燥方法對(duì)洋蔥種子儲(chǔ)存質(zhì)量的影響

潘學(xué)勤，朱怡航，黃丹楓

（1.上海交通大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院，上海 200240；2.上?；莺头N業(yè)有限公司，上海 201899）

洋蔥（Allium cepaL.）在我國(guó)分布廣泛，南北各地均有栽培，是主栽蔬菜之一。隨著洋蔥醫(yī)藥價(jià)值的發(fā)掘，近年來(lái)種植面積及出口量均大幅增長(zhǎng)，洋蔥已經(jīng)成為食品工業(yè)的重要原料和出口創(chuàng)匯的主要蔬菜品種[1]。我國(guó)洋蔥年出口量穩(wěn)中有升，市場(chǎng)前景被看好。我國(guó)已成為世界上洋蔥產(chǎn)量較大的4個(gè)國(guó)家[2]（中國(guó)、印度、美國(guó)、日本）之一，隨著消費(fèi)、脫水加工和出口量的增加，洋蔥的種植規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)大，種子需求量不斷增加。

洋蔥育種在我國(guó)起步較晚，研究力量薄弱，投入少，加上洋蔥生長(zhǎng)周期長(zhǎng)且無(wú)法加代育種的情況，長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)的育種專家們主要進(jìn)行常規(guī)育種和品種引進(jìn)，洋蔥種子的生產(chǎn)技術(shù)還在摸索、積累中[3-4]。

影響洋蔥種子質(zhì)量的因素諸多。除了種子在生理成熟后，隨儲(chǔ)存時(shí)間而逐漸老化、終不能發(fā)芽外，種子采收、干燥過(guò)程是影響種子質(zhì)量的第一道關(guān)。由于完全干燥的種子是不利于儲(chǔ)存的，因此洋蔥種子含水量必須控制在一定范圍內(nèi)[5]。關(guān)于洋蔥種子的干燥方法，我國(guó)目前缺乏現(xiàn)行有效的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。本研究通過(guò)比較機(jī)器烘干和自然晾曬對(duì)洋蔥種子含水量及種子發(fā)芽特性等指標(biāo)的影響，旨在找到洋蔥種子的最佳干燥方法，以通過(guò)簡(jiǎn)單加工即可達(dá)到儲(chǔ)存的最佳含水量，保證洋蔥種子質(zhì)量，延長(zhǎng)儲(chǔ)存時(shí)間。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

洋蔥品種為雜交一代品種帝黃洋蔥，由上海惠和種業(yè)有限公司提供，經(jīng)過(guò)初步精選，發(fā)芽率為97%，處理前含水量為10.0%，目標(biāo)水分降到8.0%以下。種子加工場(chǎng)地、機(jī)器、倉(cāng)庫(kù)均屬于上?；莺头N業(yè)有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

把種子分為A、B組2批，每批種子設(shè)置5個(gè)重復(fù)試驗(yàn)，每個(gè)重復(fù)種子數(shù)量根據(jù)機(jī)器或場(chǎng)地的最大處理量設(shè)計(jì)，種子干燥試驗(yàn)在2014年7－9月根據(jù)生產(chǎn)加工計(jì)劃進(jìn)行。

A批于2014年8月19日7：00－17：00在大型倉(cāng)庫(kù)內(nèi)（開放式的環(huán)境下）用三久牌SKS-480G種子烘干機(jī)進(jìn)行烘干，加工當(dāng)天倉(cāng)庫(kù)內(nèi)溫度為26 ℃，空氣相對(duì)濕度為66%。每次稱取20 kg洋蔥種子作為1個(gè)重復(fù)，種子層厚1.0～1.5 cm。

傳統(tǒng)機(jī)器烘干機(jī)原理是通過(guò)加熱的空氣將熱量傳遞給待烘干的種子，再由空氣把待烘干的種子所蒸發(fā)出來(lái)的水分帶走，以達(dá)到烘干的效果。由于過(guò)高的溫度會(huì)導(dǎo)致作物含水量過(guò)低，造成發(fā)芽率降低，故需人為控制溫度在35 ℃左右，在不損害種子活力的前提下，降低種子含水量，以達(dá)到倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)藏或銷售的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)種子品種、處理前含水量高低以及目標(biāo)含水量（8.0%），烘干時(shí)長(zhǎng)設(shè)定為110 min。每一批開始時(shí)，先試烘，一次烘干量為20 kg。整個(gè)烘干過(guò)程分為3個(gè)階段，前2個(gè)階段烘干期間每隔約30 min，第3階段烘干期間每隔約10 min左右，用木筢子對(duì)烘干床內(nèi)作物種子進(jìn)行翻動(dòng)，以防種子含水量下降過(guò)快造成品質(zhì)下降。

B批于2014年7月30日10：00－16：00進(jìn)行自然晾曬處理，當(dāng)天天氣晴朗少云，環(huán)境溫度31～40 ℃，平均36 ℃，環(huán)境濕度32%～46%，平均濕度39%。以250 m2的屋頂作為曬場(chǎng)。每次稱取122 kg洋蔥種子作為1個(gè)重復(fù)，種子層厚0.5～1.0 cm，每隔1 h翻動(dòng)1次。黑色的洋蔥種子容易吸收熱量，晾曬前注意地面上需要鋪雙層網(wǎng)紗，并且種子上覆蓋單層網(wǎng)紗，避免地板過(guò)燙及陽(yáng)光直射。

1.2.2 種子水分測(cè)定

機(jī)器烘干法和自然晾曬法都是在干燥過(guò)程中定時(shí)取樣后，采用標(biāo)準(zhǔn)烘箱法[6]測(cè)定種子含水量。

含水量的計(jì)算公式：種子含水量＝（烘干前種子質(zhì)量－烘干后種子質(zhì)量）÷烘干后種子質(zhì)量×100%。

1.2.3 儲(chǔ)存效果比較

把干燥后含水量8.0%以下的洋蔥種子儲(chǔ)存在5 ℃、相對(duì)濕度42%的條件下[7]，每隔6個(gè)月左右檢測(cè)一次種子質(zhì)量，并分別記錄發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率[8]，發(fā)芽勢(shì)統(tǒng)一在置床后第4天記錄，發(fā)芽率統(tǒng)一在置床后第7天記錄。發(fā)芽率根據(jù)GB/T 3543.4—1995《農(nóng)作物種子檢驗(yàn)規(guī)程 發(fā)芽試驗(yàn)》進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 機(jī)器烘干的種子含水量變化

機(jī)器烘干的種子含水量數(shù)據(jù)如表1。根據(jù)含水量公式計(jì)算實(shí)際含水量變化為（19.92－19.41）÷19.41×100%＝2.6%，理論含水量變化在9.65%－7.3%＝2.3%，實(shí)際含水量和理論含水量變化值基本符合。機(jī)器烘干法每次處理20 kg種子，每次需要110 min，再加上下料、上料時(shí)間，每處理100 kg洋蔥種子至少需要10 h。

種子平均含水量隨著烘干時(shí)間的變化曲線如圖1。從圖中可以看出，種子實(shí)際含水量隨著烘干時(shí)間的增加逐漸降低，在第2階段種子的含水量下降最快。第3階段種子含水量從9.2%開始均勻且平穩(wěn)的下降至7.3%。

2.2 自然晾曬的種子含水量變化

自然晾曬的種子含水量數(shù)據(jù)如表2。根據(jù)含水量公式計(jì)算實(shí)際含水量變化為（122.48－117.20）÷117.20×100%＝4.5%，理論含水量變化在9.4%-6.9%=2.5%，實(shí)際種子質(zhì)量下降比實(shí)際含水量下降快。

采用250 m2曬場(chǎng)，自然晾曬6 h，至少能干燥種子600 kg。

表1 機(jī)器烘干種子含水量變化

種子平均含水量隨著晾曬時(shí)間的變化曲線如圖2。種子曬干的過(guò)程受環(huán)境影響比較大，氣溫高、空氣相對(duì)濕度低，種子更容易曬干。10：00－12：00光照未達(dá)到最強(qiáng)，且種子含水量較大，因此種子含水量下降較快；12：00－14：00光照最強(qiáng)，熱量也在逐漸積累，種子含水量依舊快速下降，因此要注意多次翻動(dòng)種子；到14：00－16：00光照仍舊強(qiáng)烈，但種子含水量已處低點(diǎn)，因此下降速率減小，此時(shí)應(yīng)做好防護(hù)措施，防止種子曬傷。自然晾曬條件下，種子含水量呈現(xiàn)先快后慢的下降趨勢(shì)，12：00－16：00是種子水分下降的關(guān)鍵階段，實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)天氣、環(huán)境條件適當(dāng)延長(zhǎng)或縮短晾曬時(shí)間。

2.3 干燥效果比較

對(duì)比以上結(jié)果，綜合考慮曬場(chǎng)大小等因素可以看出，同樣在開放的環(huán)境下，利用陽(yáng)光自然晾曬的效果較好、更均勻，且單次處理種子量大，節(jié)能環(huán)保，但要求晴朗的天氣條件。在使用烘干機(jī)的情況下，機(jī)器的熱量分布不均勻，烘干過(guò)程要勤翻動(dòng)，且單次處理種子量少，使用柴油機(jī)加熱，能源消耗大。2種方法都能將洋蔥種子含水量降低到預(yù)期水分8.0%以下，實(shí)際生產(chǎn)中可根據(jù)不同的天氣條件，選擇合適的方法。

2.4 儲(chǔ)存效果比較

將經(jīng)過(guò)以上處理的帝黃洋蔥種子在5 ℃、相對(duì)濕度42%條件下的倉(cāng)庫(kù)內(nèi)儲(chǔ)存2年，種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)變化情況見表3。從表中可以看出，儲(chǔ)存2年后的洋蔥種子含水量均在8.0%以下，發(fā)芽率符合預(yù)期要求。通過(guò)對(duì)比2種方法處理的種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率發(fā)現(xiàn)，儲(chǔ)存2年后（2016年1月），機(jī)器烘干處理的洋蔥種子發(fā)芽率（95%）和發(fā)芽勢(shì)（92%）均略低于自然晾曬處理，但都在質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

3 結(jié)論與討論

3.1 機(jī)器烘干的環(huán)境和條件

使用機(jī)器烘干洋蔥種子前，需測(cè)定室內(nèi)環(huán)境濕度，可進(jìn)行烘干的濕度范圍需要小于90%，且濕度越接近90%就越要延長(zhǎng)烘干時(shí)間；如果室內(nèi)濕度超過(guò)90%，應(yīng)終止烘干。如果在潮濕的空氣中干燥種子，干燥的過(guò)程就會(huì)減慢，且高溫高濕的環(huán)境會(huì)降低種子的生理活性。對(duì)于效益而言，室內(nèi)濕度接近或超過(guò)80%時(shí)，應(yīng)適當(dāng)考慮另尋時(shí)間進(jìn)行烘干或自然晾干。連續(xù)陰雨天氣，應(yīng)盡量密閉門窗，降低加工區(qū)域空氣濕度，打開相關(guān)除濕、除塵設(shè)備，加速空氣流動(dòng)。同時(shí)任何濕度下加熱烘干的溫度都不能超過(guò)43 ℃[9]。

表2 自然晾曬種子含水量變化

圖1 機(jī)器烘干種子平均含水量變化

圖2 自然晾曬種子平均含水量變化

表3 干燥的洋蔥種子儲(chǔ)存后發(fā)芽率變化 %

因此，用烘干機(jī)最適合的條件是在控溫、控濕的環(huán)境中對(duì)種子進(jìn)行干燥。最理想的條件是營(yíng)造一個(gè)密閉的空間，控制溫度≤35 ℃，相對(duì)濕度盡可能接近0%，這樣的烘干效果最好。如果干燥前加工車間沒(méi)有除濕、除塵設(shè)備，例如在敞開的環(huán)境下，無(wú)法對(duì)空氣進(jìn)行除濕、凈化時(shí)，可以在空氣的焓濕圖[10]上找到盡可能的適宜條件。干燥起始階段溫度可以稍高，因?yàn)樗终舭l(fā)會(huì)使種子降溫，而不會(huì)使種子的溫度快速升高；當(dāng)種子的表層已經(jīng)干燥時(shí)，烘干溫度必須要下降，避免種子燙傷。

3.2 自然晾曬的環(huán)境和條件

自然晾曬是傳統(tǒng)的干燥方法，受氣候條件的影響較大。一般分為種子脫粒前的自然干燥和種子脫粒后的自然干燥兩個(gè)階段。

洋蔥種子脫粒前，應(yīng)盡量把種子含水量降到13%左右[11]。脫粒前的洋蔥種子雖然水分含量稍高，但由于被包裹在果殼內(nèi)，不容易受高溫?zé)岷?，可以在田間、場(chǎng)院、晾曬棚、晾曬架等條件下進(jìn)行晾曬，利用太陽(yáng)光能和風(fēng)能共同作用以達(dá)到干燥目的。

脫粒后的洋蔥種子，晾曬時(shí)要特別注意避免地板過(guò)燙及陽(yáng)光直射。晾曬前可以在空氣的焓濕圖[10]上找到盡可能最好的條件，同時(shí)注意地板上需要鋪雙層網(wǎng)紗或草席，并且種子上面要覆蓋單層網(wǎng)紗（因?yàn)楹谏N子容易吸收熱量），避免溫度過(guò)高導(dǎo)致種子休眠或損壞種胚。

3.3 干燥方法的選擇

機(jī)器烘干法和自然晾曬法都是將種子放置在相對(duì)濕度低于平衡相對(duì)濕度（ERH）的空氣條件下，使種子里含有的水分散失到空氣中的過(guò)程。在天氣晴朗且空氣干燥的情況下，建議選擇用自然晾曬法進(jìn)行干燥，因?yàn)樽匀涣罆竦姆N子批量大，更經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、均勻；若遇到連續(xù)陰雨天氣或梅雨季節(jié)，需開啟烘干機(jī)進(jìn)行干燥，至少先把種子含水量降到10.0%以下暫時(shí)短期保存，防止種子因濕度過(guò)大或堆積發(fā)霉，等待天氣晴朗再進(jìn)行自然晾曬；或者在能控溫、控濕的烘干倉(cāng)庫(kù)內(nèi)直接進(jìn)行機(jī)器熱風(fēng)烘干，干燥作業(yè)時(shí)應(yīng)盡量避免干燥不均勻。

梅雨季節(jié)里在敞開的環(huán)境下使用機(jī)器烘干的效果不顯著，建議大型種子公司建造密閉的種子烘干庫(kù)對(duì)種子進(jìn)行烘干，干燥效果有待進(jìn)一步檢驗(yàn)。

3.4 種子的儲(chǔ)存效果

通過(guò)機(jī)器烘干或自然晾曬將洋蔥種子的含水量降到8.0%以下，然后儲(chǔ)存在5 ℃、相對(duì)濕度42%的環(huán)境中，可保持種子含水量在8.0%以下，至少能儲(chǔ)存2年。2年后機(jī)器烘干處理的種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)有下降趨勢(shì)，但仍在質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。