種子處理技術(shù)的科學(xué)原理和方法及在小麥種植推廣中的具體應(yīng)用

作為全球種植面積最廣、總產(chǎn)量最高的糧食作物之一，小麥對(duì)于確保全球糧食安全扮演著至關(guān)重要的角色。種子作為農(nóng)作物生長(zhǎng)的根基，其品質(zhì)直接影響到作物的產(chǎn)量與品質(zhì)。在小麥的生產(chǎn)過程中，經(jīng)常遭遇病蟲害頻繁、抗逆能力不足、出苗不均勻等問題，這些因素極大地限制了小麥的穩(wěn)定高產(chǎn)。種子處理技術(shù)，結(jié)合生物、物理、化學(xué)等多方面手段，在播種前對(duì)種子進(jìn)行科學(xué)處理，能夠顯著提升種子的發(fā)芽率、抗病能力和抗逆性。本文深入探討了種子處理技術(shù)的原理、方法、應(yīng)用效果以及實(shí)際應(yīng)用案例，目的是在小麥種植過程中種子處理的科學(xué)實(shí)施提供技術(shù)支持，促進(jìn)種子處理技術(shù)的創(chuàng)新與普及，為糧食安全的保障貢獻(xiàn)力量。

一、種子處理技術(shù)的原理

1、生物原理

種子處理技術(shù)的生物學(xué)原理主要體現(xiàn)在微生物群落的構(gòu)建與調(diào)控以及植物激素的調(diào)節(jié)作用方面。通過接種根瘤菌、放線菌、木霉菌等有益微生物，這些微生物能在種子表面形成生物膜，產(chǎn)生抗生物質(zhì)和次生代謝產(chǎn)物，建立有益微生物優(yōu)勢(shì)群落。這些微生物不僅能分泌各類水解酶降解病原菌細(xì)胞壁，還能通過競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)和空間來抑制病原微生物的生長(zhǎng)，同時(shí)分泌植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)促進(jìn)種子萌發(fā)。植物激素在種子處理中起著重要的調(diào)控作用，外源赤霉素能打破種子休眠、促進(jìn)胚芽生長(zhǎng)，細(xì)胞分裂素能刺激細(xì)胞分裂加快種子萌發(fā)，生長(zhǎng)素則通過調(diào)節(jié)基因表達(dá)增強(qiáng)種子活力。植物激素還能誘導(dǎo)產(chǎn)生抗病蛋白和次生代謝物，增強(qiáng)種子的抗逆境能力。微生物與植物激素的協(xié)同作用，能顯著提升種子的發(fā)芽率、出苗整齊度及抗病性，為幼苗的健康生長(zhǎng)奠定基礎(chǔ)。

2、物理原理

種子處理的物理原理涉及溫度調(diào)控和輻射能量轉(zhuǎn)化兩個(gè)關(guān)鍵過程。溫度處理通過熱力學(xué)原理實(shí)現(xiàn)種子消毒與活力提升，高溫處理能使病原菌蛋白質(zhì)變性失活，破壞病原體細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，但種子本身具有較強(qiáng)的耐熱性，適宜溫度范圍內(nèi)不會(huì)損傷胚胎組織。低溫處理則可打破某些作物種子的休眠，促進(jìn)赤霉素等激素的合成與代謝。各類輻射處理則基于電磁波與生物大分子的相互作用，紫外線能直接破壞微生物DNA分子鍵，導(dǎo)致遺傳物質(zhì)損傷；紅外線則通過熱效應(yīng)殺滅病原體，同時(shí)促進(jìn)種皮軟化；電離輻射能產(chǎn)生自由基，引起病原菌DNA斷裂，且能激活種子內(nèi)源激素，增強(qiáng)種子活力。不同波長(zhǎng)、能量的輻射對(duì)種子的影響存在劑量效應(yīng)，需嚴(yán)格控制處理參數(shù)以達(dá)到最佳效果。

3、化學(xué)原理

種子處理的化學(xué)原理主要通過農(nóng)藥分子與病原菌的靶標(biāo)位點(diǎn)相互作用以及植物源化合物的生物活性來實(shí)現(xiàn)保護(hù)作用。化學(xué)農(nóng)藥通過抑制病原菌的呼吸作用、細(xì)胞壁合成或能量代謝等途徑發(fā)揮殺菌作用，同時(shí)農(nóng)藥分子能與種皮形成牢固結(jié)合，在種子表面形成保護(hù)膜。制劑中的附著劑、成膜劑能提高農(nóng)藥的持效性，確保藥效持續(xù)發(fā)揮。植物源農(nóng)藥則通過萜類、生物堿、多酚等次生代謝產(chǎn)物的協(xié)同作用發(fā)揮抑菌作用，這些天然化合物能干擾病原菌的信號(hào)傳導(dǎo)，破壞細(xì)胞膜通透性，且具有多靶點(diǎn)作用特征。某些植物源物質(zhì)還具有誘導(dǎo)植物產(chǎn)生系統(tǒng)抗性的功能，通過激活防御基因增強(qiáng)種子的抗病性能。植物源農(nóng)藥具有低毒、易降解的特點(diǎn)，能有效減少化學(xué)農(nóng)藥的使用量。

二、種子處理技術(shù)的方法

1、精選與曬種

種子精選需通過多重篩選工序來提升種子質(zhì)量。粒選過程采用振動(dòng)篩分機(jī)，配備不同孔徑篩網(wǎng)，種子經(jīng) 5-8mm 圓孔篩網(wǎng)進(jìn)行初選，去除雜質(zhì)與碎粒，再經(jīng)過 3-4mm 條縫篩網(wǎng)進(jìn)行復(fù)選，篩除畸形粒。風(fēng)選工序利用比重差異原理，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)風(fēng)速至 3- 5m/s ，剔除密度低于 1.05g/cm³ 的癟粒。液選采用 20% 氯化鈉溶液，浮選比重低于1.12的劣質(zhì)籽粒。曬種處理要求選擇光照充足的場(chǎng)地，將種子均勻攤鋪厚度控制在 3-5cm ，午間氣溫25-30^qC 時(shí)進(jìn)行翻曬，持續(xù)4-6小時(shí)。這一過程能顯著降低種子含水量至 12%-13% 的安全儲(chǔ)藏水平，同時(shí)短波紫外輻射能夠有效殺滅表層病原菌，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明經(jīng)過科學(xué)曬種處理的種子發(fā)芽率可提升 15%-20% ，且出苗整齊度顯著改善。

2、浸種與拌種

① 浸種科學(xué)的浸種工藝需嚴(yán)格把控溫度與時(shí)間參數(shù)。清水浸種時(shí)，應(yīng)選用純凈水或經(jīng)沉淀處理的自來水，水溫維持在 15-20^°C 之間。浸泡過程中，種子與水比例需保持1：2，且水層不應(yīng)超過種子層 20cm ，以確保充分透氧。每4小時(shí)更換1次清水，不僅能保持充氧，還可洗去種子表面的有害物質(zhì)。溫湯浸種采用 45-50^°C 熱水處理，溫度過高會(huì)損傷胚芽，過低則處理效果不佳。熱水處理后立即用 18-22% 常溫水冷卻，冷熱交替刺激可打破種子休眠，促進(jìn)吸水。藥劑浸種選用 25% 咪鮮胺乳油或 20% 三唑酮時(shí)，應(yīng)先將藥劑充分?jǐn)嚢璩删鶆蚧鞈乙海_保藥液濃度一致。浸種容器的選擇同樣重要，應(yīng)避免使用金屬容器以防止發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，塑料或陶瓷容器內(nèi)壁須光滑無裂痕。

② 拌種

拌種技術(shù)要求嚴(yán)格控制用藥量與混拌均勻度。干拌處理前需檢查種子含水量，應(yīng)控制在 13% 以下以確保藥劑粘附效果。40% 多菌靈可濕性粉劑使用時(shí)，先將藥粉充分揉碎，過60目篩網(wǎng)確保無結(jié)塊。拌種桶內(nèi)壁須保持干燥，每次處理量以桶容積的2/3為宜，轉(zhuǎn)速控制在30-35轉(zhuǎn)/分鐘。濕拌工藝中， 50% 甲基硫菌靈可濕性粉劑稀釋時(shí)應(yīng)采用分段投加法，先用少量水調(diào)成糊狀，再逐步地加入剩余水量至1:100比例。噴霧器噴頭選用扇形，噴霧壓力維持在 0.15-0.2MPa ，確保霧滴細(xì)密均勻。拌種后的種子需在遮陽(yáng)、通風(fēng)處攤放，攤放厚度不超過 3cm ，期間需每隔2小時(shí)翻動(dòng)1次，直至含水量降至 14% 以下。此外，應(yīng)特別注意藥劑防護(hù)，操作人員需佩戴防護(hù)裝備。

3、包衣與丸粒化

種子包衣工藝需采用專業(yè)包衣設(shè)備，調(diào)配適宜的種衣劑配方。包衣劑的基礎(chǔ)配方包括：聚乙烯醇、羧甲基纖維素鈉、顏料以及功能性添加劑。其中，聚乙烯醇濃度能夠顯著影響包衣層強(qiáng)度， 3%-5% 的用量可在保證包衣層韌性的同時(shí)不影響種子透氣性；羧甲基纖維素鈉作為增稠劑，濃度過高會(huì)影響種子發(fā)芽，故控制在 1%-2% ；功能性添加劑包括殺菌劑、營(yíng)養(yǎng)元素和生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，配比需根據(jù)作物特性調(diào)整。包衣過程中，轉(zhuǎn)筒溫度需控制在 25-30°C ，相對(duì)濕度控制在 60%-70% 之間，每批次處理時(shí)間大約間隔20-25分鐘。丸粒化工藝中，蛭石和珍珠巖需預(yù)先烘干至含水率 3% 以下，粒度選用60-80目。造粒設(shè)備轉(zhuǎn)盤傾角設(shè)定為 30-35^° ，造粒過程中適時(shí)噴施 1%-2% 羧甲基纖維素溶液，控制球粒生長(zhǎng)速度。成品粒徑均勻性要求為 6-8mm 粒徑占比需達(dá)到 90% 以上。

4、生物制劑處理

生物制劑處理技術(shù)需根據(jù)不同作物特性選擇專門的菌種配方。以小麥種子處理為例，可選用木霉菌、芽孢桿菌的混合菌劑，將木霉菌與芽孢桿菌按照3:2的比例混合，可以將活菌數(shù)控制在20億/g以上，確保定殖效果，菌劑貯存溫度須控制在 4-8% 。處理時(shí)將菌劑按1:200比例稀釋，靜置30分鐘使菌體充分活化后，與種子充分混勻，使菌液均勻附著于種子表面。植物源農(nóng)藥可選用 5% 銀杏提取物或 3% 藜蘆堿水劑，噴施量為種子重量的0.8%-1.2% 。處理后的種子需在 20-25^°C 條件下培養(yǎng)24-48小時(shí)，使有益菌落充分定殖。大田試驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)生物制劑處理的種子根際有益菌群數(shù)量增加3-5倍，苗期病害防治效果達(dá)75% 以上，且對(duì)土壤微生態(tài)環(huán)境無不良影響。生物制劑的選擇需考慮其與化學(xué)農(nóng)藥的配伍性，避免拮抗作用影響處理效果。

三、種子處理技術(shù)的應(yīng)用效果

1、提高種子的發(fā)芽率

種子處理技術(shù)在提升發(fā)芽率方面成效顯著。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，經(jīng)過復(fù)合生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理的種子，發(fā)芽率提高了 18.5% ，平均發(fā)芽率達(dá)到 97.3% 。這主要?dú)w因于處理過程中生長(zhǎng)素與赤霉素的協(xié)同作用激活了種子內(nèi)源激素系統(tǒng)，促進(jìn)了 ∝ -淀粉酶活性提升，使種胚獲得充足的能量物質(zhì)供應(yīng)。溫湯浸種處理 45% 水溫15分鐘后，種子的發(fā)芽時(shí)間縮短了30小時(shí)，發(fā)芽整齊度提高了25% 。植物激素處理中，采用 10mg/L 的赤霉素溶液浸種12小時(shí)，不僅使發(fā)芽率提升至 95% 以上，且幼苗莖長(zhǎng)較對(duì)照組增加了2.8cm 應(yīng)用實(shí)踐證明，復(fù)合處理的種子出苗期可縮短2-3天，且出苗整齊度提高了 32% ，為后期群體建植奠定了良好基礎(chǔ)。

2、增強(qiáng)種子的抗逆性

種子處理顯著增強(qiáng)了作物的抗逆能力，尤其在極端氣候頻發(fā)的背景下，其重要性愈發(fā)凸顯。相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，經(jīng)過水分脅迫處理的小麥，采用 5% 甜菜堿溶液浸種后，耐旱性提升明顯，葉片相對(duì)含水量較對(duì)照組高出 15.3% ，滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)脯氨酸含量增加了2.4倍。在低溫脅迫條件下，包衣處理的種子中SOD、CAT等保護(hù)酶活性提升顯著，細(xì)胞膜透性降低了 38.2% ，從而提高了耐寒性。抗鹽堿性方面，經(jīng)過木糖醇與腐殖酸復(fù)配處理的種子，在鹽分含量 0.3% 的土壤中發(fā)芽率仍可達(dá)到 85% ，較未處理種子提高了 28.6% 。此外，經(jīng)過微生物菌劑處理后，根系分泌物中IAA含量提升了2.1倍，促進(jìn)了側(cè)根和根毛的發(fā)育，進(jìn)而增強(qiáng)了養(yǎng)分吸收能力。

3、控制病蟲害

種子處理技術(shù)在病蟲害防控方面取得顯著效果。根據(jù)相關(guān)田間試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，采用 40% 咪鮮胺懸浮種衣劑處理的小麥種子，紋枯病發(fā)病率降低了 86.5% ，全蝕病防效達(dá)到 92.3% 。生物制劑處理結(jié)合化學(xué)農(nóng)藥的綜合防控模式，使黑穗病的發(fā)病率控制在 0.5% 以下。通過紫外線輻照處理，種子表面真菌數(shù)量降低了 95% 以上，且對(duì)種子活力無顯著影響。在山東省農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站的示范區(qū)，采用新型包衣劑處理的種子，苗期病害發(fā)生率較常規(guī)處理降低了 75.3% ，且藥效期延長(zhǎng)至45天。此外，微生物拮抗菌制劑處理能有效抑制根際病原菌的繁殖，經(jīng)過微生物拮抗菌制劑處理后的種子其發(fā)芽后能在根際形成生物膜，使根際微生態(tài)系統(tǒng)更趨穩(wěn)定，顯著降低了根腐病的發(fā)病指數(shù)，提升了植株的誘導(dǎo)抗性。

4、提高小麥的產(chǎn)量和品質(zhì)

種子處理技術(shù)在提升小麥產(chǎn)量品質(zhì)方面效果顯著。相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，經(jīng)過復(fù)合生物制劑處理的小麥，平均畝穗數(shù)增加了2.3萬穗，單穗粒數(shù)提高了6.5粒，千粒重增加了 4.2g ，最終畝產(chǎn)量較未處理增產(chǎn) 458kg 。種子活力的提升直接反映在分蘗成穗率上，有效分蘗率提高了 21.3% ，成穗率提升了 18.7% 。在籽粒品質(zhì)方面，蛋白質(zhì)含量提高了 1.2% ，濕面筋含量增加了 2.5% .加工品質(zhì)顯著改善。通過減少病蟲害損失，田間倒伏率降低了65% ，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)。黃淮麥區(qū)的示范推廣數(shù)據(jù)表明，采用綜合種子處理技術(shù)的小麥，不僅產(chǎn)量穩(wěn)定在 650kg/667m² 以上，且品質(zhì)等級(jí)普遍提高了1-2個(gè)級(jí)別。

四、小麥種植中種子處理技術(shù)的具體應(yīng)用

1、針對(duì)主要病害的種子處理

小麥種子病害防控需采取針對(duì)性處理措施。黑穗病防治采用 25% 戊唑醇懸浮種衣劑，每 100kg 種子用量為 60-80mL ，處理后種子需避光陰干12小時(shí)。全蝕病防治選用 20% 苯醚·咯噻蟲懸浮種衣劑，每 100kg 種子用量為 100-120mL ，藥劑與種子混拌時(shí)間不少于5分鐘，確保包覆均勻。紋枯病處理采用 30% 苯醚甲環(huán)唑懸浮劑，每 100kg 種子用量為 80-100mL ，拌種后晾置24小時(shí)再播種。莖基腐病防治使用 15% 三氟吡啶胺懸浮劑，配制成1：100的藥液，噴霧處理后使種子表面充分潤(rùn)濕。處理后的種子需在通風(fēng)處理5-8小時(shí)，待種子表面水分降至 14% 以下方可播種。在實(shí)際應(yīng)用中，需根據(jù)病害發(fā)生程度及歷史調(diào)查數(shù)據(jù)，適當(dāng)調(diào)整用藥量與處理方式。

2、針對(duì)主要蟲害的種子處理

蟲害防治的種子處理工藝需嚴(yán)格把控。地下害蟲防治采用70% 噻蟲嗪水分散粒劑，每 100kg 種子用量為 40-50g ，加水調(diào)制成糊狀后與種子充分混勻。蚜蟲防治選用 20% 吡蟲啉懸浮種衣劑，每 100kg 種子用量為 100-120mL ，拌種時(shí)需使用轉(zhuǎn)速15-20轉(zhuǎn)/分鐘的拌種機(jī)，處理3-5分鐘。多種病蟲混合發(fā)生情況下，采用 40% 戊唑·吡蟲啉懸浮種衣劑，每 100kg 種子用量為150-180mL ，同時(shí)添加 1%-2% 高分子保水劑增強(qiáng)藥效持續(xù)性。藥劑拌種要在播種前1-2天進(jìn)行，避免存放時(shí)間過長(zhǎng)影響種子活力。處理過程中需佩戴防護(hù)裝備，保持作業(yè)環(huán)境通風(fēng)。對(duì)于出苗期蟲害嚴(yán)重區(qū)域，可適當(dāng)提高藥劑用量，但不超過推薦劑量的1.2倍。

3、不同區(qū)域的種子處理策略

種子處理策略需因地制宜，結(jié)合區(qū)域特點(diǎn)制定。黃淮冬麥區(qū)與北部冬麥區(qū)耕層較深，土壤板結(jié)，播前深松深度需達(dá)25-30cm ，隨后進(jìn)行旋耕整平。種子處理采用 40% 咪鮮胺懸浮種衣劑，每 100kg 種子用量為 120-150mL ，同時(shí)添加防凍劑提高抗寒性。播種深度控制在 3-5cm ，播后鎮(zhèn)壓確保種床緊實(shí)度達(dá)到0.7-$0 . 8 \\mathrm { k g / c m } ^ { 3 } 。$ 。長(zhǎng)江中下游冬麥區(qū)與西南冬麥區(qū)易受漬澇影響，需在水稻收獲后適時(shí)開溝降漬，溝深 30cm ，溝距 15m 種子處理選用25% 丙硫菌唑可分散油懸浮劑，每 100kg 種子用量為100-120mL ，添加 1.5% 保水劑改善抗逆性。播種時(shí)嚴(yán)控播深，水稻收獲后立即播種，選擇8:00-16:00時(shí)段作業(yè)，確保出苗整齊。不同區(qū)域還需根據(jù)當(dāng)?shù)刂饕∠x害種類，適當(dāng)調(diào)整藥劑種類與用量。

4、種子處理技術(shù)的試驗(yàn)示范

種子處理技術(shù)的試驗(yàn)示范工作需系統(tǒng)規(guī)劃、科學(xué)實(shí)施。試驗(yàn)示范區(qū)選址應(yīng)充分考慮代表性，選擇典型農(nóng)業(yè)生態(tài)區(qū)建立標(biāo)準(zhǔn)化示范田，每個(gè)示范區(qū)面積控制在50-100畝。示范區(qū)內(nèi)設(shè)置對(duì)照區(qū)與處理區(qū)，處理區(qū)采用新型種衣劑與生物制劑配套使用，如30% 苯醚甲環(huán)唑 + 木霉菌制劑的復(fù)合處理方案。種子在播前48小時(shí)進(jìn)行處理，記錄全程處理參數(shù)，包括藥劑用量、處理時(shí)間、環(huán)境溫度等關(guān)鍵指標(biāo)。播后定期巡查苗期表現(xiàn)，每7天巡查1次，重點(diǎn)觀測(cè)出苗率、整齊度、病蟲害發(fā)生情況。新技術(shù)推廣重點(diǎn)關(guān)注抗逆性改良配方，如添加甜菜堿、腐植酸等功能性物質(zhì)，在試驗(yàn)田進(jìn)行小區(qū)驗(yàn)證。通過建立完整的種子處理技術(shù)檔案，對(duì)比分析不同處理方案的效果差異。示范區(qū)要設(shè)置技術(shù)指導(dǎo)牌，標(biāo)明處理工藝流程與注意事項(xiàng)，便于農(nóng)戶觀摩學(xué)習(xí)。定期組織現(xiàn)場(chǎng)觀摩與技術(shù)交流，推動(dòng)種子處理技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用與持續(xù)改進(jìn)。新藥劑篩選試驗(yàn)應(yīng)遵循\"安全、高效、經(jīng)濟(jì)\"原則，建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，為技術(shù)推廣提供科學(xué)依據(jù)。

由上文可知，種子處理技術(shù)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，科學(xué)的種子處理能顯著提升種子品質(zhì)，增強(qiáng)作物抗逆性，有效防控病蟲害，對(duì)提高糧食產(chǎn)量具有重要意義。未來，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)種子處理技術(shù)的研究與推廣，完善技術(shù)體系與標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)與創(chuàng)新，推動(dòng)種子處理技術(shù)的廣泛應(yīng)用和持續(xù)發(fā)展。同時(shí)，政府、企業(yè)和農(nóng)民應(yīng)共同努力，形成合力，共同推動(dòng)小麥生產(chǎn)的科學(xué)管理和技術(shù)推廣，為保障全球糧食安全和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

（作者單位：253400山東省德州市寧津縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局）