浸种方式（精选7篇）
浸种方式 篇1
茄子 (Solanum melongena L.) 又名伽、落苏、昆仑瓜等, 属茄科 (Solanaceae) 中的茄属。通常为一年生草本栽培, 在全世界都有分布, 以亚洲栽培最多, 我国各地均普遍栽培。茄子含有丰富的蛋白质、维生素、钙盐等营养成分, 预防肝脏多种疾病, 是一种良好的保健蔬菜。茄子果实肉质细嫩松软, 风味独特, 味道鲜美, 既可炒食、烧食、炖食, 又可加工成酱茄子、腌茄子或制成茄干等, 因此, 是一种可以鲜食和加工、周年供应、经济实惠的蔬菜。
1 研究的目的和意义
茄子的种子种皮厚, 而且质密坚硬, 透水透气性比较差, 有休眠习性, 种子的表皮组织常带有各类病菌, 这些病菌在适宜的环境条件下可诱发各种病害的发生, 影响产量、品质和经济效益。所以本次实验是对茄子的种子采取播前浸种处理, 通过不同的浸种方式, 能在一定程度上减轻或控制病害的发生, 还能打破休眠, 测定种子的最大发芽潜力, 也可比较不同种子的质量, 还可测定田间播种价值。通过进行种子发芽试验对种子经营和农业生产具有极为重要的意义。
2 材料与方法
2.1 实验材料与仪器
本实验的供试材料代号为20-1-1-1、64-2-1、78-1, 分别编号为材料1、2、3。
本实验所用工具与仪器为恒温箱、温度计、种子袋、剪刀等。
2.2 实验方法
2.2.1 取样
每个材料设3个处理, 间歇性浸种、连续浸种和不浸种 (对照) , 分别设为处理1、2、CK, 每个处理取100粒种子, 分3次重复。
2.2.2 装袋
将各处理种子进行装袋, 分别做上标记 (材料名称、处理编号、重复次数) , 然后进行烫种。
2.2.3 烫种方法
将种子放入55℃温水中, 立即进行搅拌, 使水温保持在55℃左右15min。将种子捞出, 控干水分后, 分处理进行浸种。其中1处理间歇性浸种方法是先将种子浸泡16h, 然后控干, 摊晾8h, 再浸泡16h, 然后再次控干摊晾8h, 而后催芽。2处理连续浸种方法是将种子连续浸泡24h, 再控干进行催芽。对照处理, 即种子不浸种直接放入温箱催芽。
2.2.4 置箱培养
将处理后的种子放入温箱中进行催芽时, 用干净湿棉布包好, 保持湿润。温箱温度应控制在白天30℃、夜间20℃。
2.2.5 管理检查
每天用清水淘洗种子1次或翻动1~2次, 如发现霉菌滋生, 应及时取出发霉种子洗涤去霉。
2.2.6 观察记载
自第2天起, 按照国家种子检验规程进行发芽记载。并在第6天进行发芽势测定, 第12天进行发芽率测定。
3 结果与分析
3.1 茄子相同材料不同处理间的发芽势和发芽率差异
在茄子同一材料各不同处理期间, 发芽势和发芽率有明显的不同, 通过对材料1数据的分析得如图1。
由图1可以看出, 供试材料1的发芽率趋势一直呈直线上升。1处理的发芽率最高, 达到63%, 其次是2处理连续浸种的发芽率, 达到56%, 对照不浸种发芽率最低, 达到45%。
经试验供试材料2的发芽率在不同的处理下最终发芽率比较稳定, 发芽率也很高, 平均发芽率为89%。其中, 1处理和2处理连续浸种的发芽率都达到92%, 对照不浸种发芽率达到83%。
经试验供试材料3从第3~9天的发芽趋势来看浸种处理比不浸种处理的要高, 其中处理1的发芽率达到99%, 处理2连续浸种的发芽率达到97%, 对照不浸种的发芽率达到96%。
3.2 相同处理对不同材料的发芽势和发芽率影响
同一个处理对不同的材料在发芽势和发芽率的数值上也有很大影响。
经试验可以看出, 处理1使各材料的平均发芽率在85%, 最高达到99%;处理2对各材料发芽率的影响较大, 最低在56%, 最高的达到97%, 平均发芽率在81%;对照的平均发芽率是75%。从中可以看出浸种处理的发芽率比不浸种的发芽率要高, 而间歇性浸种处理的平均发芽率比连续浸种的平均发芽率高。
4 结论
实验结果表明, 间歇性浸种处理的种子发芽率最高, 其次是连续浸种处理, 不浸种处理的种子发芽率最低, 3个供试材料中材料3的发芽率最高, 其种子活力最强, 其次是材料2, 最次是材料1的发芽率。
参考文献
[1]陈继兵.不同处理条件对休眠茄子种子发芽的影响[J].福建农业科技, 2006 (6) 12-13.
[2]王子崇, 杨红丽.不同浸种时间对茄子种子发芽的影响[J].河南农业科学, 2005 (2) 62-63.
[3]朱伯华.同蔬菜种子浸种时间试脸[J].长江蔬菜, 1996 (8) 27-29.
[4]骆银儿.提高茄子种子发芽率的方法[J].上海蔬菜, 2000 (3) 36-37.
[5]邓立平.蔬菜种子浸种四法[J].农业实用技术, 2006 (10) .
[6]Fcmandcs P.Dom itrovic工Kao C M, ct al Gcnomc expressionpattcm in Saccharomyccs Ccrcvisiac cells in response to high hy-drostatic pressure FEBS Lc+crs 2004, 556 153-160.
浸种方式 篇2
据各地试验报告, 25%氰烯菌酯药剂浸种对水稻恶苗病具有很好的防治效果, 且对浸种方式和时间要求不高;亮盾浸种对水稻生长前期效果很好, 但后期效果明显下降[1];而咪鲜胺是目前应用最广的水稻浸种剂, 但据各地反映预防效果不太理想。各地的防治效果报告较多, 但对种子发芽的影响, 尤其对中早39种子发芽的影响知之甚少。基于此点, 本试验探讨了不同浓度浸种剂在不同浸种时间下对中早39种子发芽率的影响, 以筛选针对中早39的最佳药剂浸种技术方案。
1 材料和方法
1.1 试验时间和地点
试验于2016年7月在台州市椒江区种子管理站检验室中进行。
1.2 供试材料
25%咪鲜胺由江苏辉丰农化公司生产, 25%氰烯菌酯由江苏省农药研究所生产, 亮盾由先正达公司生产。供试种子中早39由台农种业公司提供, 其种子各项质量指标符合国标。
1.3 试验方法
取中早39种子1 200 g, 平均分成6份, 分别置于种子网袋中, 1袋浸于清水中, 1袋浸在25%咪鲜胺1 000倍药液中, 2袋浸于25%氰烯菌酯1 000倍液中, 还有2袋浸于亮盾500倍液中, 待15 h后各在氰烯菌酯和亮盾药液中拿出1袋种子各浸于清水中, 待48 h后全部取出置床发芽。各个处理4次重复, 每重复100粒, 将各处理数好的种子放置在有双层滤纸的培养皿中, 25℃保温催芽, 7 d后调查种子发芽率并进行统计分析[2,3], 种子的发芽以胚根的长度与种子长度相等、胚芽长度约以种子长度的1/2为标准[4]。
2 结果与分析
从表1可以看出, 不同浸种剂、不同浸种时间处理对早籼稻中早39种子的发芽率存在较大差异。除25%氰烯菌酯1 000倍液浸种15 h处理与清水对照处理后的种子发芽率都是87%外, 其他处理均比清水对照处理低, 最低的是25%咪鲜胺1 000倍液处理, 其发芽率为74%, 低于对照13%, 达极显著差异标准;其次是亮盾500倍液浸种15 h和48 h处理, 其发芽率均为80%, 显著低于对照, 但未达极显著标准;25%氰烯菌酯1 000倍液浸种48 h处理, 其发芽率为82%, 显著低于清水对照和浸种15 h处理, 但也未达极显著标准, 所有处理均显著高于咪鲜胺浸种剂处理。
从试验结果可以推出, 1 000倍25%咪鲜胺药剂浸种对中早39种子发芽有较严重的抑制作用, 而500倍的亮盾浸种也存在一定的抑制作用, 25%氰烯菌酯1 000倍液浸种15 h处理与对照没有差异, 但浸种48 h处理后中早39种子发芽率有显著下降, 这可能是由于在高浓度条件下延长浸种时间使进入种子内部的药剂量增加, 进而不利于种子发芽所致。在此条件下, 相对高的药剂浓度则对种子萌发有抑制作用, 不适合作为实际应用, 如本试验的500倍亮盾和1 000倍咪鲜胺等浸种剂。这也可以看出25%氰烯菌酯1 000倍液浸种15 h内安全性最好, 因此更适于籼型品种尤其是籼杂品种, 因其品种所需的发芽时间短。而对于粳型品种或籼粳杂交稻, 颖壳闭合、吸胀时间长, 则可考虑降低浸种液浓度如2 000倍或3 000倍, 浸种时间可延长至48~72 h。
3 结论和讨论
从试验结果可以得出, 25%氰烯菌酯是早籼稻中早39比较理想的预防恶苗病的浸种剂, 500倍的亮盾和1 000倍的咪鲜胺浸种处理后对中早39种子萌发有一定的抑制作用, 不适宜作为该品种的浸种剂, 况且从当前的实际应用和各地的有关试验结果来看, 咪鲜胺的防治效果也不佳。
总之, 在生产上要根据各品种的育秧方式在不影响防治恶苗病效果的前提下选择适宜的浸种液浓度和浸种时间, 尽量避免浓度过高引起发芽抑制。综合各地试验并结合本试验, 笔者认为在生产上应淘汰咪鲜胺, 亮盾可考虑降低使用浓度或拌种, 宜推广25%氰烯菌酯以及其复配剂。若中早39作直播栽培, 可选择25%氰烯菌酯1 000倍液浸种15 h以内, 再清水浸种15 h即可;若作机插或手插栽培, 可选择25%氰烯菌酯2 000~3 000倍液浸种48 h即可。当然浸种化学药剂与品种之间都有一定的适应期, 需要经常进行试验和调整。
参考文献
[1]张春云, 卢毅, 张桥, 等.不同药剂、方法和时间浸种对水稻恶苗病的防治效果[J].安徽农业科学, 2014, 42 (9) :2 590-2 592.
[2]李春喜, 王志和, 王文林, 等.生物统计学[M].北京:科学出版社, 2000.
[3]李松岗, 实用生物统计[M].北京:北京大学出版社, 2002.
水稻种子浸种催芽技术 篇3
1 影响种子发芽的内外部条件
1.1 影响种子发芽的因素
种子发芽是种子内因和环境相互作用的结果。影响种子的发芽因素主要有种子质量 (亦即种子本身的发芽能力和浸种催芽时的温度、水分和氧气。体现在生产实践中, 就是种子本身的发芽能力、浸种时间、催芽方法 (温度) 。就环境因素而言, 浸种时间和催芽方法是最主要的两个要素。
1.2 种子质量对发芽的影响
本文所指的种子质量是指种子的内在发芽能力。其主要指标为种子发芽势和种子发芽率。种子发芽势是指发芽试验初期, 在规定的日期内正常发芽的种子数占供试种子数的百分率。发芽势决定着出苗的整齐程度, 发芽势高表示种子生活力强, 出苗整齐, 籽苗生长一致, 反之籽苗参差不齐。发芽率是指种子在规定时间内的全部正常发芽种子粒数占供检种子粒数的百分率, 是用以判断田间出苗率的指标。
为保障农业生产用种安全和保护农民利益, 国家对主要农作物种子发芽指标都有强制性标准, 低于国家强制执行标准的种子一般情况下不能在生产上应用 (特殊情况需报批) 。笔者在调查中发现, 发生质量纠纷的水稻种子多数是经过种子企业检验质量合格的种子;种子管理部门在种子质量监督抽查和接受委托检验或仲裁检验中, 其发芽率单项指标也大多合格, 由此可以基本排除种子质量本身的原因。但不管是企业自检还是种子管理部门的抽检, 很少看到对种子发芽势的评判指标。而实际生产中, 不同品种间和同品种不同种子批其发芽势存在着一定的差异。因此, 有必要在以后的种子质量检验中重视和加强对种子发芽势的研究。
1.3 水分对种子发芽的影响
水稻种子发芽所需的最低吸水量, 籼稻一般为其种子重量的15%, 粳稻为18%, 即约相当于种子饱和吸水量的60%。但在这种情况下发芽慢且不整齐, 要使发芽良好, 必须使种子吸水达到饱和程度, 即约相当种子重量的25% (籼) 和30% (粳) 左右。达到这个含水量所需浸种的时间因水温而异:水温30℃时约需35 h, 水温20℃时约需60 h以上, 10℃时则需80 h以上。农业生产中不同播种时期因气温高低不同, 达到饱和吸水程度所需的浸种时间长短也不相同。
在同类型水稻的不同品种间, 种子的吸水速率也存在着一定的差异。笔者在调查中发现, 农民喜欢以习惯行事。以粳稻种子为例, 本地农民习惯的浸种时间约为48~50 h, 很少有根据气温的实际情况 (或播种期的早迟) 而调整相应的浸种时间的情况。
另外, 在催芽过程中, 水分过高或过低不仅影响到水稻种子发芽的整齐度和速率, 也会造成水稻种子根芽生长的不协调。平常所讲的干长根、湿长芽就是对水稻种子发芽时水分过高或过低影响的总结。
1.4 温度对种子发芽的影响
水稻种子发芽的最低温度一般在10~12℃, 在此范围内籼稻发芽要求的温度偏高, 粳稻偏低。稻种发芽的最适温度为28~32℃, 最高温度为40℃左右。长时间温度高达42℃时, 则种芽细胞质停止流动, 以至种芽烧焦。发芽期间的温度不仅影响到发芽的快慢, 对发芽的整齐度也有很大影响。在同类型水稻的不同品种间, 对种子发芽的温度要求不尽相同。笔者的调查发现, 这一点正是造成大多数种子发芽率纠纷的最主要原因。
在我国现有以家庭承包经营为主要方式的水稻生产栽培中, 小型农户水稻种植面积多数在7.5亩左右, 水稻种子浸种催芽时往往有几个品种在同时进行。如果这些品种在吸水速率和对发芽温度要求上存在着一定的差异, 对发芽速度偏慢的品种种子农民一般会采取一些催芽的措施 (如加温和加水等) 。而采用催芽措施不当往往易造成种子的发芽不良, 严重的会引起烧芽。
2 种子浸种催芽技术
2.1 播前晒种
浸种催芽前将种子翻晒一二天, 可以增强种皮的透性, 增进酶的活性, 有提高发芽率和发芽势的作用。这对农民习惯于在早春购种, 种子在购回后因贮藏保管不善而易吸湿的情况下尤其重要。另外, 晒种或浸种还可降低种子内的发芽抑制物质如谷壳内脂A、谷壳内脂B、离层酸和香草酸等的浓度, 因而有促进提早发芽的作用。又因晒种能使种子干燥一致, 消除种子间含水量的差异, 故浸种后吸水均匀, 催芽时发芽整齐。同时, 由于太阳光谱中的短波如紫外线具有杀菌能力, 因而晒种也能起到一定的杀菌作用。
2.2 药剂浸种
浸种的目的主要是满足水稻种子发芽对水分的要求, 使全部种子均匀地吸足水分, 催芽时发芽迅速而整齐。水稻种子浸种的时间, 粳稻种子一般在60 h左右, 温度低时浸种时间可适当延长, 温度高时浸种时间可略为缩短。杂交水稻种子采用日浸夜露法, 即白天浸种10~12 h, 晚上沥起的方法。
水稻的某些病害是通过种子传染的如稻瘟病、恶苗病、白叶枯病、胡麻叶斑病、干尖线虫病等, 采用药剂浸种可以起到良好的防治效果;而一些病害如恶苗病、干尖线虫病, 采用药剂浸种是唯一有效的防治方法。常用的浸种药剂有线菌清、菌虫清、恶线灵、使百克等。采用何种药剂应听取植保部门的意见。
2.3 保湿催芽
保湿保温是水稻种子浸种催芽最主要的技术环节, 也是农民朋友在种子浸种催芽过程中最容易出现问题的环节。种子在经过规定时间的浸种后, 一般认为吸取的水分已足够种子正常发芽所需, 因而在种子催芽过程中一般不需要另外添水。我县部分水稻种子的浸种催芽时间集中在5月上旬, 此时正是历年气温变化较大的时候, 一些农户在气温低时习惯于采用给种子加水的方法来催芽, 而这正是造成种子烧芽的主要原因。正确的方法是:种子在浸种后把种子沥干, 用保湿性较好的塑料袋扎好, 在气温较低时种子袋用少量的覆盖物盖好保温。在催芽过程中注意经常检查种子温度, 防止因温度过高而烧芽。忌加冷水或温水。
需要指出的是, 温度控制是农民在生产实践中最不易做好的事。许多种子不发芽或发芽不良的情况均出现在温度控制这个环节。温度过高易造成烧芽, 过低发芽速度慢, 一些农民又会采取一些不当的催芽方法。为此, 种子企业和农技推广部门应加强水稻品种种子发芽特性的研究, 做好对农民浸种催芽技术的指导工作, 对一些发芽温度要求高的品种, 可以根据当地农业气象条件选择提早或延后播种的方法, 避开不良天气对水稻种子发芽的影响。
2.4 摊晾炼芽
玉米浸种催芽机械播种技术 篇4
1 浸种催芽增产原理
a.种子在浸泡和催芽过程中, 吸收了足够的水分, 种子在淀粉酶的作用下, 淀粉水解转变成糖, 糖的冰点低, 种子播下后, 即使遇到低温 (倒春寒) 天气, 不马上出苗也不易粉种和坏子, 有效地防止了粉籽、烂种, 增强了种子抗御低温冷害的能力。
b.玉米经过催芽, 减少了在土壤中的吸水过程, 争得积温100℃左右, 可以使玉米营养生长期向前延伸, 积累更多的营养物质, 满足子粒灌浆的需要, 可以促进早熟, 保证子粒灌浆阶段有足够的积温, 有利于子粒充实饱满。
c.经过催芽后的种子, 在晾晒过程中, 结合翻动可进行几次选种, 把不出芽的坏种子挑出, 可以大幅度提高种子出苗率。
d.种子催芽长1～3mm左右, 通过晾晒使其萎蔫, 叫断根处理。断根处理可促进初生根的生长, 每粒种子在幼苗期可增加3～5条须根, 提高了苗期抗逆能力, 使其生长旺盛。
e.浸种催芽能刺激种子, 增强新陈代谢作用, 促进萌发, 完成了碳水化合物的转化, 开始了旺盛的生命活动, 使播种至出苗时间缩短, 减少了种子能量的消耗和土壤有害生物的浸染, 利于壮苗。
2 浸种催芽关键技术措施
2.1 选种
首先要对种子进行清选, 除掉杂质、小粒、不完善粒。
2.2 晒种
晒种可以促进酶的活性, 增强种子的生命活力和发芽率。选择晴暖天气, 连续晒种2～3d, 晒种过程要经常翻动, 使之受热均匀, 昼晒夜收, 防止受潮, 受冻。
2.3 分级
将种子按大中小粒进行分级, 分级后选择透水透气性较好的编织袋包装种子, 网袋效果最佳, 装袋不可过满, 以1/2为宜。
2.4 浸种
按种子与水比例1∶2左右进行浸种, 一般情况水面要控制在种子上方5～10cm, 不足及时补填, 水温控制在10～15℃左右恒温浸种, 每隔1～2h翻动一次, 使种子受热均匀, 浸种时间因品种不同有所差异, 浸泡时间一般为10～20h, 以种子没有硬心为宜。特别注意, 包衣的种子若要催芽, 需在浸种前用35～45℃温水, 清洗2遍, 再浸种, 浸种时种子与水的比例要加大。
2.5 人工催芽
捞出浸好的种子, 堆放在塑料布或草垫子上, 种子厚度以15cm左右为宜。上面覆盖湿麻袋或草袋, 放在火炕上加温, 温度在20～25℃为宜, 种子温度不能超过30℃, 催芽时每隔1～2h翻动一次, 使种子受热均匀, 发芽整齐, 10～20h种子胚根就可突破种皮, 当胚根长到1～3mm时, 即停止催芽。
2.6 机械催芽
将种子捞出, 控水, 放在催芽箱内, 保湿70%～80%, 温度保持在20～25℃, 使种子受热均匀, 经过30h左右大部分种子胚根开始发芽, 当长到1～3mm时, 即停止催芽。
2.7 挑芽和低温炼芽
把催好芽的种子放在5～7℃的冷凉处低温炼芽10～20h左右, 以其提高抗寒能力。未出芽的种子, 用温水湿润后, 可继续催芽。
2.8 晾晒
将低温炼芽的种子进行晾晒, 待种子表面不发黏性, 呈散落状态时, 即可用种衣剂进行包衣处理, 然后等待播种。机械播种, 一般芽种水分25%～26%, 不会影响机械播种效果。
2.9 玉米催芽机械播种技术
应以催小芽为主 (指胚根刚露头) , 一旦催芽过长, 可进行断根处理, 但不能断胚芽。简单的办法是用筛子筛动, 把根断掉, 并清除残根。
2.10 包衣
玉米催芽包衣的安全性关键在于催芽的长度和种衣剂的剂量。以胚根长1～3mm, 胚芽露出未破胸时晾干包衣最为安全。干芽种包衣比例因品种不同而异, 一般1∶ (75～100) 比例包衣比较安全。
2.11 统一播种
种子催芽包衣后, 要做到及时采用进口格兰、满胜等播种机统一播种。如不能及时播种时, 可将发芽的种子放在2～4℃的地方, 以控制种子幼芽生长, 但日期不可过长。
3 浸种催芽注意事项
a.浸种的水以凉水为主, 水温不宜过高, 否则催芽时胚根胚芽双向生长, 包衣易产生药害。
b.浸种时间要灵活掌握。子粒饱满, 硬粒型种子, 浸种时间要适当长一些, 子粒秕、马齿型种子, 浸种时间要短一些。
c.浸种时间不可过长, 以免造成缺氧呼吸, 降低种子的活力。
d.催芽时温度不宜过高, 否则催芽时胚根胚芽双向生长, 包衣易产生药害。
e.种子催芽后, 表面发黏, 影响充填性, 产生空穴, 为增加种子的流动性, 不要采取清水漂洗的办法, 这样会清洗掉糖化保护层, 应采取增加晾晒时间, 使种子表面干燥。
f.刚催芽的种子勿晒、勿堆放、勿装塑料袋, 晾干后方可药剂拌种。
g.种子催芽后必须将种子在阴凉处晾干, 才能播种或进行药剂拌种, 否则会导致药害。
h.催芽种子最好选用气吸或气吹式播种机播种, 采用窝眼轮式排种器, 要特别注意芽种和窝眼匹配, 防止“嗑种“现象。
i.播种时要采用测深施肥技术, 种子和肥料要分开, 不得同层同位, 防止烧种。
j.催芽播种对土壤水分要求严格, 因此, 要注意土壤保墒, 防止种子落干。播后要及时镇压, 防止产生“芽干”或出苗后“吊死”现象, 最好播在秋起垄地号。
浸种方式 篇5
1 大型智能化浸种催芽程控技术的优点
a.进水方式为喷淋式和注水式相结合的复合式, 使箱体内上下水层以及各点温度一致, 各点处种子吸水程度相同。
b.喷淋式进水方式, 淋水点在箱壁上, 既增加了箱体四壁的温度, 解决了箱体四壁比箱体内温度稍低的问题, 又避免了淋水点在种子上, 使淋水点处种子芽长比其他各处稍长的问题。
c.出芽整齐, 芽长均匀, 芽长为1~2mm, 出芽率达到98%以上, 秧苗长势好。
d.芽势壮, 双峰61%, 单峰34%, 突起待发3%~5%。
e.设备操作简便, 智能化控制, 标准化程度高, 浸种催芽温差为±0.5℃。
f.重演性好, 各批次、各箱出芽差异在1%~2%。
g.规模大、生产量大、供种及时, 适合集中作业、工厂化管理。
h.降低种子使用量, 公顷节约用种量7.5kg左右, 节本45元左右。
2 应用大型浸种催芽程控技术与常规浸种催芽效益对比
元/kg
通过对比可以看出, 应用大型浸种催芽程控技术进行浸种催芽可节省费用0.18元/kg。
建三江管理局各农场智能化集中浸种催芽基地的建成, 大大提升了集中浸种催芽的效率、标准和农业社会化服务水平, 有效降低了生产成本。除了生产成本降低的直接效益, 还有促进增产的间接效益。每公顷可增产300~375kg, 按2104年市场价2.90元/kg计算, 每公顷可增收870~1087元。
水稻浸种催芽水温控制系统设计 篇6
随着人口和经济的快速增长,全球化的脚步越来越快,人类对粮食的需求度也越来越高。纵观全球主要的粮食作物品种,种植面积最大的前3位当属水稻、小麦和玉米。其中,水稻在全球的种植面积要占所有粮食作物的20%左右,而在我国水稻种植面积接近25%,是我国粮食种植面积最大、单产最高、总产最多的作物之一。因此,无论是放眼全球,还是只针对我国国情及水稻对人类生存的重要性而言,其价值是非常重大的[1,2]。
催芽是水稻育苗生产过程中的第一个环节,也是水稻生产过程中的关键技术环节,对培育壮秧起着决定性作用。因此,智能、高效的催芽过程将缩短水稻的出芽周期,使种子出芽整齐一致,提高种子的发芽势与发芽率,可有效地提升水稻产量[3]。水稻种子发芽是有酶参与下的生物化学过程,酶的生物活性与温度有十分密切的关系。在水稻种子催芽过程中,使温度满足化学反应的最佳条件,是提高催芽效果的有效手段。
本文应用先进的控制技术,设计了基于单片机的水稻浸种催芽箱温度控制系统,提高了水稻催芽的出芽率,实现了全自动化水稻催芽生产,促使水稻芽种产业进一步规模化、自动化及智能化发展。
1 催芽系统概述
催芽方法主要有传统的煤灰催芽法、蒸汽催芽,以及新兴的浸种催芽和电热毯催芽等[4]。其中,浸种催芽是使用较多的一种催芽方法,是在浸种催芽箱中建立适合水稻种子生长的条件,来对种子进行催芽,主要分为浸种期、破胸期和催芽期3个阶段。在3个阶段中,为了满足种子催芽的环境,浸种催芽箱内的水温要适合种子的生长;浸种期要求浸种水温为11~13℃,破胸期要求水温为30~32℃,催芽期要求温度25~28℃[5]。水稻种子浸种催芽系统如图1所示,系统工作流程图如图2所示[6]。
1.热水箱2.注水泵3.电磁阀4.调温水箱5.搅拌棒6.电动阀7.冷水箱8.加热器9.循环泵10.排水阀11.浸种催芽箱
工作时,首先启动控制系统,把热水箱中的热水加入到催芽箱中,检测到水位达到设定上限时停止注水;浸种阶段由控制系统控制温度;浸种结束后,打开排水系统将催芽箱中的水排出,然后把热水箱中的水温加热到破胸阶段的温度,注入催芽箱中;破胸结束后,打开排水阀排水,再把热水箱中的水加热到催芽阶段的温度,注入催芽箱中;催芽完成后,打开排水阀排水。
2 控制系统的设计
2.1 控制系统的结构
水稻催芽箱的温度控制系统结构如图3所示。
催芽开始时,系统控制注水泵启动,水位传感器测量水位达到上限时关闭注水泵;通过显示模块对温度设定值和实时值进行显示,温度上下限由按键进行设定,温度传感器测量催芽箱内的水温。当水温低于设定温度下限时,输出控制信号,通过继电器驱动电路控制加热器和循环泵的继电器吸合,启动加热器和循环泵,利用循环泵把催芽箱中的水抽出,使之流经加热器加热后进入调温水箱;当检测调温水箱中水温达到设定温度上限时,输出控制信号控制电磁阀继电器吸合,把水注入催芽箱内,如果检测出调温水箱内水温高于设定温度上限,输出控制信号通过D/A转换控制电动阀动作,使冷水箱中冷水流入调温水箱,通过控制电动阀开度的大小控制流入调温水箱的冷水量,来调控调温水箱内的水温,从而达到控制催芽箱内水温的目的;当催芽箱内水温达到设定温度时,关闭循环泵、电磁阀、电动阀、搅拌棒和加热器。
在控制系统工作的过程中,通过串口通信,把现场浸种催芽箱、调温水箱、加热器出口的温度及各个电气设备的状态实时地传递到上位机,可以实现对现场状况的实时监测。
2.2 数学模型的建立
系统的数学模型能准确反映出温度变化的实际特性,为控制系统的设计提供理论依据,是至关重要的。控制系统主要是通过用热水器对水加热,在超过设定温度上限的热水中因注入冷水的方式来控制水温。这是因为在冷热水混合时,由于温度差的原因,冷热水之间会产生热交换,使热水放出热量、冷水吸收热量;在温度相同时热交换停止,这时热水的温度就会低于起始的热水温度。水的吸放热公式为
其中,m为水的质量(kg);c为水的比热容(J/(kg×℃));Δt为吸放热前后的温度差(℃)。
在冷热水混合时,冷水吸收的热量和热水放出的热量相等,则有Q吸=Q放,即
其中,m热、m冷为混合前冷热水的质量;t热、t冷为冷水合热水的温度;t为混合后水的温度。
根据水的质量与密度和体积的关系,有
其中,ρ为水的密度,ρ=1 000kg/m3;V热、V冷为冷水和热水的体积(m3)。
化简公式可以得到冷热水混合水温与冷水温度、冷水体积、热水温度、冷水体积之间关系,则
根据体积、流速和时间的关系可以得到
其中,v冷和v热为加热时冷热水的流速。
在式(5)中,t热和t冷可以通过温度传感器测得,v热可以根据循环泵的型号和管道的直径计算得到。由于混合后水的温度t为系统设定温度的上限,所以系统在工作时根据设定的温度上限,通过式(5)计算,就可以得到需要控制的v冷的量;然后,通过控制电动阀的开度来控制v冷,进而控制调温水箱的温度达到设定温度上限t。
3 系统软硬件设计
3.1 系统的硬件设计
3.1.1 单片机
选用STC12C5A60S2单片机,其具有低成本、高速及超强抗干扰等特点,接口方便,性能可靠;具有增强型的8051内核、先进的指令集结构、完全兼容传统的8051单片机的指令代码;1个时钟机器周期,速度比普通8051单片机快很多;供电电源为3~5.5V,片内集成1 280字节数据存储器(RAM);具有ESD保护功能,可以抵抗2万V的静电干扰,抗干扰能力极强;8通道10位高速A/D转换器,速度高达25万次/s。
3.1.2 温度传感器
温度传感器选择DS18b20数字式温度传感器,能够直接读出被测温度,且可根据实际要求通过简单的编程实现9~12位的数字值读数方式,可以分别将温度值转化为9位和12位的数字量。其测量温度范围为-55~+125℃,测量精度为±0.5℃,供电电压为3~5.5V;采用串行通信方式,通过一根数据线与单片机相连[7]。
3.1.3 水位传感器
选用BZ2401D电子式水位开关作为水位传感器。该电子式水位开关通过内置式电子探头对水位进行检测,再通过水位专用检测芯片对检测到的信号进行处理;当芯片输出高电平或者低电平信号时,就表示被测液体的水位已到达动作点。该芯片工作电压为5V,采用外部中断触发的模式,通过1根数据线与单片机相连。
3.1.4 继电器驱动电路
继电器的驱动电路,采用光耦隔离防止外界干扰进入系统的数字部分。选用JQC-3F-05VDC-1ZS继电器,该继电器体积小、价格低、性能强,额定电压为5VDC,标称触点容量为7A250V。驱动电路的硬件电路图如图4所示。
3.1.5 D/A转换电路
D/A转换选用TLC5618芯片,该芯片是双路12位数模转换器,通过SPI串行方式与单片机完成数字通信任务,输出电压为基准电压的两倍。TCLD/A转换的硬件电路图如图5所示。
3.1.6 按键和显示
主要设置加、减、设定和确定4个按键实现对温度值的设定。使用LCD12864作为显示屏,可显示各种字符及图形,自带汉字库可直接显示汉字;与单片机通讯,采用串行通讯方式,4行分别显示设定温度上限、设定温度下限、调温水箱温度和浸种催芽箱温度,温度值显示小数点后一位。
3.1.7 串口通讯
单片机通过RS232串口与上位机进行通讯,电平转换时用单电源电平转换芯片MAX232。该芯片功耗小、成本低,符合所有的RS-232C技术标准,使用5V电源供电,与单片机通过TXD、RXD和GND等3根线完成通讯。硬件电路图如图6所示。
3.2 系统的软件设计
系统的软件主要由初始化子程序、注水子程序、温度设定子程序、温度控制子程序与串口通讯子程序5部分组成。根据催芽阶段的变化,可在主程序中直接进入温度设定子程序进行浸种催芽箱水温上下限的设定。主程序流程图如图7所示。
3.2.1 初始化与注水子程序
初始化子程序主要实现对单片机控制端口、D/A转换芯片、12864显示屏、串口寄存器及系统中各个标志位的初始化。
注水子程序主要是实现启动注水泵,当检测到水位传感器信号时关闭注水泵的功能。
串口通讯子程序通过中断标志位的改变来控制串口数据的发送,共发送7组数据:浸种催芽箱、调温水箱及加热器出口的温度;循环泵、注水泵及电磁阀的开关状态;电动阀的开度。
3.2.2 温度控制子程序
温度控制子程序主要是控制水稻种子催芽的过程中浸种催芽箱内的水温,且实时显示浸种催芽箱和调温水箱内的水温。温度控制子程序流程图如图8所示。
3.2.3 温度检测子程序
温度设定子程序主要实现对浸种催芽内水温上下限设定并且显示的功能,流程如图9所示。
4 实验数据与分析
4.1 实验环境
在催芽系统工作过程中,设备整体的运行状态对温度控制的效果有着直接的影响。所以,在实际育种的过程中,运行控制系统,对水稻浸种、破胸、催芽3个阶段下的运行过程进行测试,记录在不同的催芽箱、调温水箱、加热器的温度条件下及系统设备的运行状态。
实验在黑龙江省某研究院的浸种催芽实验室进行,浸种催芽箱的长宽高为6m×4m×1.5m,环境温度为室温10℃,注水泵功率4kW,循环泵功率1.1kW,加热器功率15kW。
4.2 实验数据
在实验过程中,记录催芽系统工作过程中各个电动设备的运行状态,以及浸种催芽箱、调温水箱、加热器出口的温度。在浸种期,根据要求温度需保持11~13℃,系统设定温度上下限为11.5~13℃,测试结果如表1所示。在破胸期,浸种催芽箱内水温需保持在30~32℃,系统设定温度上下限为30.5~32℃,测试结果如表2所示。在催芽期,浸种催芽箱水温需保持在26~28℃,系统设定温度上下限26.5~28℃,测试结果如表3所示。
4.3 结果分析
根据表中数据可知:在浸种催芽的3个阶段中,各个设备状态能够根据浸种催芽箱、调温水箱及加热器出口的水温变化而动作,完全符合了设计的要求,且控制浸种催芽箱内水温的误差在±0.3℃以内,确保了浸种催芽箱内温度在各阶段都保持在要求的范围内。
5 结论
通过对水稻种子催芽系统的分析和研究,应用先进的控制技术,对水稻种子浸种催芽过程中催芽箱内的水温进行控制,并且对控制系统的软硬件进行了设计。
在实际催芽过程中对控制系统进行试验,结果表明:该控制系统能够控制浸种催芽箱的水温,满足水稻催芽过程中各个阶段对水温的需求。该系统提高了水稻催芽整个过程的可控性,保证整个催芽系统稳定、可靠地工作,提高了生产效率,实现了全自动化水稻催芽生产,有利于推动水稻芽种生产的规模化、智能化发展。
摘要：催芽是水稻育苗过程中的重要环节,在水稻催芽的过程中需要对浸种催芽箱内的水温进行控制,以满足水稻种子发芽的环境条件。为此,通过对水稻催芽工艺要求和水温控制原理的分析研究,采用冷水与热水混合的方式,以STC12C5A60S2单片机为核心,通过对温度的检测、循环泵、加热器等设备的启停控制,对水温进行控制。实验结果表明:控制系统可实现催芽过程的温度控制,可控范围940℃,控制精度可达±3%,满足水稻催芽不同阶段对浸种催芽箱内水温的要求,提高了水稻催芽的可控性。
关键词：水稻,浸种催芽,控制系统
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[6]谭景光,史春雨.对DJC智能程控水稻芽种生产线的改进建议[J].现代化农业,2010(9):79-82.
浸种方式 篇7
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 试验材料
试验所用种子是2011年6月购得的若干淄蓖麻5号。选取大粒饱满、健康无病的籽粒作试验材料,剔除秕粒、烂粒及其他杂质[2]。
1.1.2 试验仪器及物品
福尔马林,薄膜,水浴锅,温度计,培养皿,烧杯,玻璃棒,电子天平,恒温培养箱等。该试验于2011年11月14日在盐城师范学院生命科学与技术学院实验楼109室进行。
1.2 方法
1.2.1 晒种
每天晒2～3h,连续晒2～3d,晒时勤翻动种子。日晒可刺激种皮,促进种子内酶的活性,降低种子水分,提高发芽势和发芽率[3]。
1.2.2 消毒灭菌
用浓度2%的福尔马林溶液浸种30min,以消灭种子和土壤病菌,减少发病率,同时减轻地下害虫对种子的危害[4]。
1.2.3 浸种催芽
1.2.3.1 温度试验
在播种前2～3d,分别用4种温度的水(15℃、25℃、35℃、45℃)浸种24h,置于垫有湿润滤纸的培养皿中,每皿摆放50粒处理过的种子,粒与粒之间保持一定的距离。
1.2.3.2 水杨酸(SA)浓度试验
在播种前2～3d,分别用5种浓度的水杨酸溶液(0.01 m mol·L-1,0.10 m mol·L-1,1.00 m mol·L-1,5.00 m mol·L-1,10.00 m mol·L-1)和清水浸种24h,以清水为对照组,置于垫有湿润滤纸的培养皿中,每皿摆放50粒处理过的种子,粒与粒之间保持一定的距离。
1.2.4 试验设计
选择籽粒饱满的种子,将种子消毒灭菌,于11月14日进行浸种催芽。
1.2.4.1 温度试验
试验采用二因素随机区组设计,3次重复,A因素为浸种温度,设4个水平:为15℃、25℃、35℃、45℃;B因素为发芽温度,设5个水平:15℃、20℃、25℃、30℃、35℃。
1.2.4.2 水杨酸(SA)浓度试验
将盛有处理过的蓖麻种子的培养皿置于25℃培养箱内进行暗发芽试验,每天记录发芽数并补充水分,于第14 d终止试验。计算发芽率、发芽指数。
1.2.5 测定项目
发芽率(%) = 20d发芽的种子数/供试种子数× 100%
发芽势(%) = 12d发芽的种子数/供试种子数× 100%
发芽指数 = 发芽率(Gt) /天数(D t)[5]
2 结果与分析
2.1 温度对蓖麻种子萌发的影响
2.1.1 温度对蓖麻种子发芽率的影响
由表1可知,浸种温度并未对蓖麻种子的发芽率产生显著影响。但发芽温度与浸种温度互作对其发芽率的影响显著。其中25℃发芽温度和45℃的浸种温度为最佳组合,此时蓖麻种子的发芽率可达到94%。
由图1可知,当发芽温度为15℃、20℃、25℃、30℃、35℃时,蓖麻种子的发芽率分别为21%、43%、95%、91%、36%。在25℃、30℃发芽温度下,发芽率均高于90%,适宜蓖麻种子发芽;在15℃、20℃发芽温度下,发芽率低于45%,发芽能力弱,表明15℃～20℃不适宜蓖麻种子发芽;当发芽温度升高到35℃时,发芽率下降了25%～30% ,表明35℃也不适宜蓖麻种子的发芽。以上数据表明,25℃、30℃的发芽温度适合蓖麻种子发芽。
2.1.2 温度对蓖麻种子发芽势的影响
由图1可知,当发芽温度为15℃、20℃、25℃、30℃、35℃时,蓖麻种子发芽势分别为8%、26%、91%、88%、31%。由表1可知,在25℃、30℃发芽温度下,蓖麻种子发芽势在4种浸种温度下均高于其他实验组,说明该温度下蓖麻种子发芽速度快、适宜蓖麻种子发芽。在45℃浸种温度和25℃发芽温度下,种子发芽势达到91%,明显高于其他实验组合的发芽势。
2.1.3 温度对蓖麻种子发芽指数的影响
由表1可知,当发芽温度为15℃、20℃、25℃、30℃、35℃时,蓖麻种子最高发芽指数分别为1.31、2.48、5.35、5.43、2.37。由图2可知,在发芽温度为25℃、30℃时,发芽指数达到最高值。当发芽温度升高到约35℃时,发芽指数又开始逐渐降低。不同发芽温度间发芽指数相差很大,发芽指数在浸种温度逐渐升高时总体上呈现上升的趋势,但当发芽温度为35℃时除外。经试验及数据统计分析,发芽温度对发芽指数的影响达到极显著差异水平,浸种温度对发芽指数的影响未达到显著水平。
2.2 水杨酸(SA)浓度对蓖麻种子萌发的影响
由表2可知,以清水处理组为对照组,当水杨酸浓度为0.01 m mol·L-1、0.10 m mol·L-1、1.00 m mol·L-1 、5.00 m mol·L-1、10.00 m mol·L-1时,蓖麻种子的发芽率分别为96%、93%、92%、88%、81%。以0.01 m mol·L-1、0.10 m mol·L-1、1.00 m mol·L-1浸种浓度处理组对蓖麻种子发芽率的影响为极显著,分别比清水处理组增加10.34%、6.90%、5.75%、20.27%、16.37%、14.81%,且促进种子发芽的作用随浓度的降低而越显著,以0.01 m mol ·L-1的SA处理浸种效果最佳,而5.00 m mol ·L-1的SA处理组的相应作用不明显或仅达显著水平,当浓度达到10.00 m mol ·L-1时,则分别显著和极显著地降低了发芽率,从而抑制了种子的发芽[6]。
3 结论
3.1 温度对蓖麻种子发芽的影响
3.1.1 发芽温度对蓖麻种子的影响
试验结果表明,不同浸种温度对蓖麻种子的发芽影响不显著,而不同发芽温度对蓖麻种子的发芽影响显著。在25℃、30℃发芽温度下蓖麻种子发芽速度快,发芽率高,且发芽时期明显缩短,25℃、30℃的发芽温度之间的差异不显著。在15℃、20℃的发芽温度下发芽速度慢,发芽率低,发芽时期长。由此可见,25℃～30℃是蓖麻种子的最适宜发芽温度。
3.1.2 浸种温度对蓖麻种子的影响
试验结果表明,不同浸种温度对蓖麻种子的发芽影响也能表现出一定的规律,随着浸种温度的升高,蓖麻种子的发芽率、发芽势和发芽指数这3项指标均有所上升。在35℃时基本达到最高,到45℃时便会开始下降。发芽温度与浸种温度相互作用时影响显著,3项指标均表现出了显著的差异,通过试验与统计能初步确定浸种温度与发芽温度的最佳组合为25℃的发芽温度和35℃的浸种温度。
3.1.3 试验结果表明
发芽温度对发芽率、发芽势、发芽指数这3项指标的影响大于浸种温度的影响,达到了显著差异。总结对比可以得知,发芽温度是影响蓖麻种子发芽的主要因素,浸种温度次之,而发芽温度和浸种温度相互作用时影响显著。
3.2 不同水杨酸浓度对蓖麻种子发芽的影响
试验结果表明,不同SA浸种浓度对蓖麻种子的发芽影响较为显著。低浓度水杨酸浸种可促进蓖麻种子发芽,且浓度越低,效果越显著,其中以0.01m mol·L-1的浓度处理效果最佳。而高浓度水杨酸会抑制蓖麻种子发芽。
摘要：本试验研究了不同的发芽温度、浸种温度及水杨酸浸种溶液浓度对蓖麻种子的影响。结果表明,不同的发芽温度对发芽率、发芽势和发芽指数的影响达到显著或极显著水平,浸种温度影响均不显著,但发芽温度与浸种温度相互作用对发芽率、发芽势和发芽指数的影响显著,其最佳组合为25℃的发芽温度和35℃的浸种温度;水杨酸浸种溶液的浓度不同对种子发芽率和发芽指数达到显著影响,其中以0.01mmol.L-1的水杨酸效果最佳。
关键词：蓖麻种子,浸种催芽,发芽率,发芽指数
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