秦皇島市蔬菜種子包衣貯藏策略

摘 要 利用自調節的包衣材料能有效降低種子水分活性，提升種子對病原菌的防御力，穩定貯藏環境，并維持種子的遺傳穩定性。為解決蔬菜種子在溫度、濕度波動及微生物侵染等因素影響下的貯藏難題，以河北省秦皇島市的蔬菜種子貯藏現狀為例，介紹了基于包衣技術的水分調控、抗菌防霉、環境溫濕度穩定控制及種子遺傳品質維護的蔬菜種子包衣貯藏策略。

關鍵詞 包衣技術；種子貯藏；水分調控；河北省秦皇島市

中圖分類號：S325.1 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.12.053

近年來，我國蔬菜產業發展迅速，但隨著氣候變化和環境污染的加劇，蔬菜種子的貯藏面臨水分吸附釋放、微生物感染、溫濕度波動等多方面威脅，縮短了種子的貯藏期和活力期。筆者根據河北省秦皇島市環境條件，系統性地研究包衣技術在水分調控、抗菌防霉、溫濕度控制和遺傳品質維護等多個方面的作用，以期為當地蔬菜種子的科學貯藏提供理論支撐。

1 秦皇島市主要蔬菜種類及種子特性

秦皇島市位于河北省東北部沿海地區，屬暖溫帶季風氣候，四季分明，雨熱同期。該地區主要種植的蔬菜種類包括白菜、青菜、萵筍、菠菜、旱芹等葉菜類，茄、辣椒、黃瓜等茄果類，以及蒜、洋蔥、韭等蔥蒜類。這些蔬菜種子的特性各不相同，但普遍存在吸濕性強、壽命短、遺傳不穩定等問題。綜合來看，秦皇島市蔬菜種子普遍存在對貯藏環境適應性差、對病原微生物抵抗力弱的特點，急需采取有針對性的保護措施，如包衣處理等，以維持種子的生命力和遺傳品質，延長貨架期，促進當地蔬菜產業健康發展。

2 蔬菜種子貯藏問題

2.1 種子水分吸附與釋放問題

秦皇島市氣候溫暖濕潤，氣溫和濕度變化大，這給蔬菜種子的貯藏帶來了巨大的困難。統計數據顯示，當地常見蔬菜種子每吸濕10%，其發芽率就會下降15%[1]。吸濕會導致種子細胞代謝旺盛，呼吸作用強烈，營養成分大量流失，從而加速衰老。同時，吸濕會增加種子真菌感染的概率。以萵苣種子為例，其含水率高達45%，極易吸濕，吸濕后會釋放一定熱量，細胞代謝旺盛，幾日內就會衰老，因此控制萵苣種子的吸濕性，對延長其貯藏期至關重要[2]。此外，秦皇島市蔬菜種子在貯藏前的含水率參差不齊，缺乏標準化處理。我國對蔬菜種子含水率的監管也較為松散，這給蔬菜種子密封貯藏帶來了較大難度。因為不同含水率的種子，其耐貯性能差異顯著，技術人員很難對混合狀態下的種子進行標準化處理。綜上所述，秦皇島市蔬菜種子貯藏面臨的主要問題有兩大類：1）種子本身吸濕性強，導致呼吸代謝旺盛，加速衰老；2）缺乏對混合狀態種子的標準化預處理，增加了貯藏難度。

2.2 種子微生物病害防治難題

秦皇島市溫濕度環境適宜多種真菌病原體的滋生與擴散，常見的病害包括白粉病、疫病等，可嚴重影響蔬菜種子品質。白粉病菌可侵入豌豆、菜豆種子，嚴重影響種子活力與發芽率；疫病可由疫霉菌引發，病原菌侵入種皮后產生毒素，導致種子死亡。此外，矮牽牛、蘑菇等寄主植物對部分真菌病原體具有誘導和促生作用，增加病原體對蔬菜種子二次感染的可能。由此可見，秦皇島市蔬菜種子病原菌種類繁多，防治面臨巨大困難。目前，國內外常用的生物菌劑、藥劑種子保護技術在秦皇島市的適應性較差，甚至部分藥劑對蔬菜種子萌發與生長具有一定的抑制作用。生物防控過程復雜，防御強度不足，防效不穩定，加之蔬菜種子本身抗性弱，因此種間防護空缺較大。綜上，秦皇島市亟待開發高效、低毒、穩定性強的抑菌保護技術，以解決蔬菜種子微生物病原防治困難的問題。

2.3 環境溫度濕度變化對種子壽命的影響

秦皇島市氣候溫暖濕潤，環境溫度濕度日變化大，這給蔬菜種子的貯藏帶來了極大難度。統計數據顯示，貯藏環境溫度每升高5 ℃，或相對濕度每提高10%，常見蔬菜種子的平均壽命會下降20%[2]。部分種類如萵苣種子更為敏感，溫度上升3 ℃，其活力損失可達40%[3]。這是因為種子代謝活性隨溫度升高而加快，儲備營養消耗增多；濕度升高則會促進種子吸濕、加速呼吸。此外，秦皇島市夏季高溫多雨、冬季干燥寒冷的特點，給蔬菜種子貯藏帶來了雙重困難：夏季的氣溫條件會使種子快速老化，冬季過于干燥又易導致種子萎縮、開裂、死亡，這使蔬菜種子極難長期安全貯藏。因此，溫濕度的波動是當前影響秦皇島市蔬菜種子壽命的主要環境因素，如何利用包衣技術實現對貯藏環境溫濕度的穩定控制，是該地區蔬菜種子科學貯藏技術亟待突破的關鍵所在。

2.4 種子遺傳穩定性維持難點

秦皇島市部分蔬菜種子易發生遺傳變異和品質退化。例如，萵苣種子在常溫貯藏60 d后，DNA甲基化水平顯著提高，基因表達模式發生改變，后代個體出現遺傳畸變；青椒種子貯藏一定時間后，果實維生素C含量下降，抗氧化能力降低。這是由貯藏條件下種子營養成分運輸與消耗失衡，染色體結構和基因序列發生損傷，酶活性下降等綜合原因導致。此外，秦皇島市夏季高溫多雨，會導致種子中蛋白質水解旺盛，脂肪酸過氧化嚴重；冬季氣溫低且干燥，種子細胞脫水、結構被破壞，這些都會加重蔬菜種子的遺傳變異。因此，如何利用包衣技術形成恒定的“微環境”，減緩代謝，阻隔外界條件對蔬菜種子的侵蝕，實現蔬菜種子遺傳和生理特性的有效保護，是當前亟待解決的難題。

3 蔬菜種子包衣貯藏策略

3.1 水分調控型包衣材料研發與應用

針對氣候溫濕、種子極易吸濕導致加速衰老的問題，秦皇島市需要開展智能水分調控型包衣材料的篩選優化和應用。1）研發植物源生物降解膜材料包衣技術。選擇安全無公害、分解產生有機誘導物的天然高分子材料，如殼聚糖、木質素等作為包衣基材，采用溶膠-凝膠工藝制備種子保護膜，實現對秦皇島市主要蔬菜種子的包裹。這類包衣材料在包被種子表面后，可在一定時期內減緩種子與外界空氣中水分的交換，降低蔬菜種子代謝強度，并延長其貯藏期。2）開發吸濕釋濕自我調節型包衣材料[4]。選用具有一定吸濕性的超吸水材料、智能水凝膠等，制備混合型組分包被種子。這類包衣材料可根據相對濕度和種子釋放的水分，實現主動吸濕或釋濕，從而有效調節種子的水分活動，使其穩定在一個相對低水的狀態下，進一步延長種子的質量保證期。3）評價不同包被處理對當地典型蔬菜種子的保護效果。選擇當地種植面積大、吸濕性強的芥菜種子、萵筍種子等作為試驗材料，研究其在不同貯藏條件下的發芽率、活力、膜損傷率等生理指標，篩選出保護效果更優越的包衣方案，最終建立完善的秦皇島市蔬菜種子包衣貯藏技術規程。

3.2 抗菌、防霉包衣劑的研發與種子保護

針對蔬菜種子存在的病原體侵害嚴重的現狀，秦皇島市可采用高效低毒的抗菌防霉包衣技術，以有效解決微生物污染問題。1）篩選安全高效的天然植物提取物，配制抑菌包衣溶液。選擇秦皇島市分布廣泛的藜蘆、蕺菜、黃樟等植物的葉片、根莖作為原材料，系統評價它們對地區主要蔬菜種子攜帶的病原菌的活力抑制效果。優化提取工藝參數，采用乙醇浸提、乙酸乙酯萃取等技術，分離富集具有廣譜抗真菌活性的有效成分，測定其對白粉病致病菌、稻瘟病致病菌、灰霉病致病菌等的最小抑菌濃度和半數致死濃度。根據活性強度及協同效應，篩選配比混合多個提取組分，配制成抑菌包衣溶液，并將其應用于蔬菜種子貯藏，以延長蔬菜種子貯藏期。2）研發智能釋放型抗菌包衣材料。選擇殼聚糖和抑菌提取組分，采用溶劑轉移法制備含抑菌劑的儲釋型復合材料薄膜。該材料中的抑菌成分以可控釋放的方式持續遷移到種子表面，發揮持續防護抑菌作用，從而延長處理過種子的貨架期。3）評價不同包衣處理對種子的抗菌效果。選擇秦皇島市主要蔬菜品種種子，制備成不同防霉包衣系列樣品進行貯藏試驗研究。在對蔬菜種子貯藏不同時間后，接種多種典型致病菌，檢測包被處理種子的發病率、病情指數等，篩選抑菌效果更優越的包衣方案。最終確立標準的防霉包衣技術保護模式，使當地重要蔬菜種子得到有效的病原體防治[5]。該研究的開展，可高效解決當地種子病害問題，保證蔬菜種子品質，推動當地種業健康可持續發展。

3.3 適應溫濕度變化的智能包衣技術與種子活力維護

針對秦皇島市氣候溫濕條件多變導致蔬菜種子活力降低的問題，開展智能調溫調濕包衣技術研究尤為必要，以維持種子在穩定狀態下的長期貨架壽命。1）溫度調控包衣技術。開發具有“呼吸式”溫控功能的種子包衣材料，選擇P（NIPAAm-co-DMAEMA）溫敏型高分子作為包衣基材，采用相分離法制備納米多孔薄膜。該材料通過智能調節細孔的開閉，實現種子與外界氣體分子交換通量的主動調控。當溫度升高時，膜材料孔道收縮，減緩氣體流動，起到種子“減呼吸”的效果；溫度降低時，膜材料擴張孔道打開，加快氣體流動，起到“保呼吸”效果，從而有效緩解溫度劇烈波動所導致的呼吸作用失衡。同時，要優化包衣材料的溫敏特性，利用紅外熱儀測試不同組分的包衣材料在5～40 ℃的溫度-通氣性曲線規律，計算溫度響應系數值，篩選出溫敏性能匹配當地氣候特征的最佳配方。將優選材料制成標準化溫控包衣進行表征，確定其在模擬夏季高溫和冬季低溫貯藏條件下的響應規律及調節種子呼吸效果。2）濕度調控包衣技術。開發“止渴”型濕敏包衣材料，選擇聚乙烯醇、殼聚糖等材料，利用其顯著的保水保濕性能，制成混合型吸濕膨脹薄膜。該膜材可快速吸收包被種子吸濕釋放的水分，起到“止渴”效果，減緩種子與外界水分活動的交換動力，避免其過度吸濕。3）評價濕敏包被材料的調濕效果。使用濕敏薄膜包覆處理不同蔬菜種子，在模擬冬夏兩季氣候環境的條件下貯藏和發芽，檢測包被處理對其抑制過度吸濕的效果。監測種子在不同處理下的水分吸收量、代謝活性等，篩選出保濕效果更優越的技術方案。

3.4 遺傳品質保護型包衣技術的研發與種子品質保持

針對部分蔬菜種子存在的遺傳變異和品質下降問題，秦皇島市可以開展品質保護型包衣技術研究，有效維持種子的遺傳性和生理特性。1）研究抑制代謝、穩定遺傳的材料。選擇天然高分子殼聚糖，利用其形成保水保濕的薄膜，可減緩種子與外界氣體分子的交換，抑制呼吸作用，減少營養成分的消耗。此外，加入木質素等抗氧化成分，可中和包被種子產生的自由基，抑制脂質過氧化反應，減輕氧化損傷對DNA和染色體結構的破壞，進一步提高種源的遺傳完整性。2）篩選配比，確定工藝。系統性地評估各種抗氧化劑與殼聚糖的不同質量比例對包覆種子新陳代謝抑制效果的影響，并據此確定最優的組分配比；優化包衣工藝參數，獲得保水保濕性能高、滲透性能可控的智能保鮮薄膜；對主要蔬菜種子進行包衣保藏，檢測其抗氧化酶活性、脂質過氧化物含量等指標，評價不同處理對種子新陳代謝的抑制效果和遺傳穩定性的保持效果。3）產業化運用。建立完善的品質保護包衣技術規程，明確關鍵工藝條件；開展示范試驗，促進工藝優化，為當地重要蔬菜種業生產提供技術服務，拓展包衣產品的市場運用前景。

4 結語

通過對秦皇島市蔬菜種子貯藏問題與需求的系統分析，筆者提出了利用包衣技術進行蔬菜種子保護的總體思路，涵蓋智能吸濕控制、抗菌防霉、穩定貯藏和遺傳品質維護4個方面，從當地種植特色和氣候條件出發，細致闡述了可操作性技術策略。這為秦皇島市重要經濟作物種子的科學貯藏提供了理論支撐，并可通過相關產業鏈的延伸，帶動農業科研、包材加工等相關產業的發展。同時，種子包衣技術可推廣至其他作物的貯藏保鮮領域，拓展更廣闊的應用前景，助力秦皇島市種業發展。

參考文獻：

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[3] 任嘉宇.種子包衣機PLC控制技術的設計與實驗[J].農機使用與維修，2023（5）：23-25.

[4] 王濤.爭當帶動秦皇島蔬菜行業高質量發展的領頭雁：記小江蔬菜專業合作社發展之路[J].中國農民合作社，2021（10）：57-58.

[5] 萬強，楊英偉.秦皇島市北戴河區 多措并舉做精做強特色農業[J].河北農業，2022（1）：28-29.

（責任編輯：張春雨）