苜蓿種子包衣技術與工藝（一）

文/陳 谷　劉宗現　黃 丹

〔百綠國際草業（北京）有限公司〕

為了能比較準確地理解種子包衣的目的，在闡述苜蓿種子包衣技術之前，首先需要理解苜蓿種子從“萌動-發芽-出苗-發育-生長”這一階段是如何發生的。目前，在全世界范圍內，種子包衣已經成為一項種業革命，其技術的不斷創新使得80%的農作物種子，90%的蔬菜種子，30%的牧草種子都進行了包衣處理，而與之同步進行的種子引發、種子延遲發芽、人工種子和包衣介質等一系列的種子處理技術也都在日新月異的發展。

1　苜蓿生活的“兩個世界”

與所有作物一樣，苜蓿不例外地生活和生長在地上和地下“兩個世界”。在這“一陰一陽”相互交匯的“兩個世界”里，苜蓿種子完成了“萌動-發芽-出苗-發育-生長-開花-結莢-產籽”的完整生命周期（圖1）。

圖1　苜蓿幼苗的生長

從圖1可以清楚看出，苜蓿生長到三葉期之前，都是由在“地下世界”的生活能力所決定的。也就是說，在這之前苜蓿能否發育正常、健康生長，不僅僅要靠本身種子的抗逆遺傳性，更大程度地取決于地下根部周邊環境的好與壞。在三葉期之前，苜蓿的光合作用是極微弱的。95%以上的能量或者生存的能力，都要靠種子本身對地下環境的適應能力，而這一時間為30～40天。

苜蓿種植者經常談及苜蓿的長勢等地上部分的植物形狀，過多地關注苜蓿的地上部分，而往往忽略地下世界的變化，而事實上，苜蓿生長的關鍵在于根，苜蓿根系的健康問題決定著地上的產量。

2　“買得起種子買不起苗”，75%是無效播種

種地的農民都知道一句話“買得起種子買不起苗”，這句話用在苜蓿種植上再適合不過。圖2是美國威斯康星大學Sund等學者關于不同播種深度、土壤類型對出苗率影響的研究。從圖2可以看出，苜蓿屬小籽粒作物，播種深度影響著出苗的好壞。而播種深度又隨著土壤類型而改變。對于大多數種植戶，控制播種深度雖然極其重要，但在風沙大、沙黏不均、地勢不平的鹽堿地和沙荒地，控制播種深度本身就是一個巨大的挑戰。沒有人能保證每一粒種子都能播種在合適的深度上。能夠保持在0.5～3.0cm處，即算不錯的播種。一般來說，所播的種子能夠達到60%的出苗率即是比較好的技術。通常在沙土中，能夠出苗的種子為50%～70%，平均在60%左右。

圖2　不同播種深度、土壤類型對出苗率的影響

圖3　頭12個月內的植從密度（播種量為3.5kg/hm2）

而發了芽的幼苗也不一定能夠長成有效的植株，因為實際播種中土壤和環境條件的變化幅度較大。例如，長期低溫、潮濕的天氣能增加幼苗的死亡率；播種期間干熱的天氣則會降低出苗率和影響幼苗的生長。美國維斯康星大學的研究資料顯示，在正常的條件下，播種的種子中僅有60%左右能發芽，而幼苗在第一年內的死亡率達60%～80%，即存活的幼苗植株僅為出苗植株的20%～40%。換句話說，如果所播下100粒純活種子（PLS）中，能夠給當地帶來收益的正常植株僅僅為12～25株，而其它的75～88株都成為未發種子或死苗（圖3）。這就是老農民所說的“悶苗、閃苗、吊苗、僵苗以及產量搶劫種子”現象。

3　苜蓿具有“自疏作用”，增加播種量無濟于事

表1是株齡和有效密度對紫花苜蓿產量的影響指標。從表1可以看到，當苜蓿的有效植株達到一定數量時，會穩定在一個水平。這時植株的數量對苜蓿的產量不起作用。而隨著年份的增加，也就是株齡的增加，植株密度會逐年減少。例如，當年植株的密度大于160株/m2時，就已經達到了苜蓿產量的最高潛力。而當苜蓿在第三年（苜蓿最高產量年份）的密度會降低到65株/m2，但仍然能夠達到產量的最高潛力。

苜蓿密度越長越少，但產量還不變，甚至增長。原因是什么呢？從苜蓿的分枝條來看，只要每平方米的枝條數能夠達到550～600株，其產量就能達到最高。而選擇高播種量的同時，種植戶也選擇了苜蓿的持久性和越冬方式，“魚與熊掌”不能兼得。而且到了第一個越冬年后，苜蓿會保持一個穩定植株密度。這就是苜蓿的自疏作用機理，即苜蓿種群在一定的生長環境下，種群數量會增加，但是并不是無限制的增長，會受到種群最大容量的制約，種群內部個體間的競爭會產生自疏作用，而使種群維持在一定的水平。

播種的當年如果能夠保證有效健康的苜蓿植株密度達到160株/m2，就能夠達到產量潛能，則這些有效健康的植株是多少粒種子和多少千克種子？苜蓿的千粒重為1.7～2.0g，可以折算成50萬～58萬粒/kg種子。按照國際通用的發芽率85%和凈度95%質量計算，PLS=40.37萬～46.00萬粒/kg。如果按畝播量1kg計算，每平方米的種子為750～870粒，因此達到有效植株密度的PLS僅為160～200粒種子，即實際所需要的種子每畝僅為0.25～0.35kg。

表1　株齡和有效密度對紫花苜蓿產量的影響指標

圖4　苜蓿種子與幼苗形成的關聯圖

圖5　苜蓿種子包衣結構圖

4　揭開苜蓿“地下世界”之謎

苜蓿的幼苗是由種子發育而來。圖4表明了種子的各個器官與發育成熟植株的各個器官的關聯關系。從圖4可以看出，一個不健康的根系是無法在后期的植物生長中獲得補償。先天的“缺胳膊、斷腿”長不出來健壯的植株。如此眾多的種子幼苗在“地下世界”夭折，是源于根系的不健康。因此根發育的好與不好，直接影響植物的正常生長。因此，可以說根是植物的“大腦”。

而苜蓿幼苗就像一個剛剛出生的“嬰兒”，一出生就面臨著地下眾多生物和非生物的威脅和挑戰：第一，土壤病原體的威脅。主要包括三類：絲核菌、腐霉菌、鐮刀菌。這些菌分別對植物根部組織、根尖、根皮具有很強的殺傷力，根系被侵染后水分和養分難以被吸收，造成種子的萌發和生長受阻。苜蓿的倒伏現象常常與之有密切關聯。第二，地下害蟲的危害。如切根蟲、蠐螬等容易使根系病變，影響水分、養分的向上輸送，造成植物感病性加大。當遇到如旱、病、熱、養分不足時，嚴重降低植物自有的抗性。第三，土壤寄生性線蟲的危害。苜蓿地下土壤中的線蟲是一個普遍的現象。它可以侵染根系、根冠、莖葉，可以說無處不在，影響水分和養分的向上輸送，往往使得苜蓿植株生長乏力，造成產量和質量的大幅度下降。由于線蟲的侵染，同時為土壤病原體的二次侵入根系打開了“一扇門”。第四，非生物性的威脅。如干旱、熱、鹽堿、低溫、水淹等自然災害。這些都會影響根系吸收水分和養分向上輸送。

這些地下的威脅有多厲害？以下數據可以說明：土壤中的病原體絲核菌將豆類、谷物類油菜類的產量降低40%；土壤中的地下害蟲——切根蟲，可以將植株的數量減少80%；所有植物80%所出現的生長問題都源于根系；土壤中的寄生性線蟲造成全世界作物減產的產值超過1000億美元。

面對這些威脅，剛剛出生的苜蓿“嬰兒”在毫無保護和營養供給的條件下，僅僅靠種子自帶的“干糧”渡過難關，破土成長，異常困難。因此，為了使得幼小的“嬰兒”能在土壤中更好地生存、生活和生長，種子包衣技術應運而生。

5　包衣是種子的“生命倉”

種子包衣就是給種子建立一個“生命倉”，是作物物化栽培技術的重要組成部分，物化栽培技術的應用是當前最具活力的前沿領域，也是現代農業發展的必由之路。苜蓿種子包衣結構如圖5所示。種子包衣的好壞直接與地下根系的發育程度和根系健康有著密切的關系。與此同時，種子包衣有綜合防治苜蓿病蟲危害、抗旱防寒的作用，最大限度地保證一次播種保全苗，促進苜蓿的發芽生長，培育壯苗，提高產量和改善品質，一般可以增產10%以上。

圖6　種子包衣與不包衣的區別

圖7　西藏阿里地區種植的紫花苜蓿的根瘤（海拔4500m）

圖8　百綠三得利?包衣苜蓿種子在河南種植2年后的根系

各種包衣技術不同，其結果不同。百綠國際包衣技術的三個特性：一是更好的出苗率、減少產量搶劫種子的出現。由于種子包衣中有微量元素存在，能夠增加發芽率和出苗率，一般可以增加20%～50%。由于在選材時注重種子的物理質量，產量搶劫種子數量的現象大幅度降低，長出后普遍根粗苗壯。包衣還可以讓種子在濕地環境下，更好地應對季節性的病害發生。二是更好地促進根瘤形成。與根瘤半菌相比，大于100%的活菌（根瘤菌）的存在，大大改進植物發育和根瘤的形成。同時，獨特的復合根瘤菌，強化了固氮作用。三是更好的植株建植率。主要表現在以下幾個方面：（1）根系和幼芽的發育被提前迅速的強化，使得幼苗不依賴于土壤的養分條件；（2）及早地改良植物的健康狀況，提前為品種的生產潛能做好準備，從而達到高產優質的長效目標；（3）由于種子大小均勻，表面光滑，流動性強，便于規模化、機械化精量播種，便于免耕和少耕作業（圖6）。

6　小結

總之，高科技的苜蓿種子包衣技術（各公司技術特點不同）能夠使種植戶減少種子的用量，在降低生產成本的同時，能夠最大限度地挖掘苜蓿良種產量的遺傳潛力。西藏阿里高寒荒漠地區紫花苜蓿的種植成功，百綠三得利?在新疆、河南畝產1.6噸的平均水平，都是基于健康的根系（圖7、8）。C