干燥方法对洋葱种子储存质量的影响

潘学勤，朱怡航，黄丹枫

（1.上海交通大学农业与生物学院，上海 200240；2.上海惠和种业有限公司，上海 201899）

洋葱（Allium cepaL.）在我国分布广泛，南北各地均有栽培，是主栽蔬菜之一。随着洋葱医药价值的发掘，近年来种植面积及出口量均大幅增长，洋葱已经成为食品工业的重要原料和出口创汇的主要蔬菜品种[1]。我国洋葱年出口量稳中有升，市场前景被看好。我国已成为世界上洋葱产量较大的4个国家[2]（中国、印度、美国、日本）之一，随着消费、脱水加工和出口量的增加，洋葱的种植规模将进一步扩大，种子需求量不断增加。

洋葱育种在我国起步较晚，研究力量薄弱，投入少，加上洋葱生长周期长且无法加代育种的情况，长期以来，我国的育种专家们主要进行常规育种和品种引进，洋葱种子的生产技术还在摸索、积累中[3-4]。

影响洋葱种子质量的因素诸多。除了种子在生理成熟后，随储存时间而逐渐老化、终不能发芽外，种子采收、干燥过程是影响种子质量的第一道关。由于完全干燥的种子是不利于储存的，因此洋葱种子含水量必须控制在一定范围内[5]。关于洋葱种子的干燥方法，我国目前缺乏现行有效的质量标准。本研究通过比较机器烘干和自然晾晒对洋葱种子含水量及种子发芽特性等指标的影响，旨在找到洋葱种子的最佳干燥方法，以通过简单加工即可达到储存的最佳含水量，保证洋葱种子质量，延长储存时间。

1 材料和方法

1.1 试验材料

洋葱品种为杂交一代品种帝黄洋葱，由上海惠和种业有限公司提供，经过初步精选，发芽率为97%，处理前含水量为10.0%，目标水分降到8.0%以下。种子加工场地、机器、仓库均属于上海惠和种业有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计

把种子分为A、B组2批，每批种子设置5个重复试验，每个重复种子数量根据机器或场地的最大处理量设计，种子干燥试验在2014年7－9月根据生产加工计划进行。

A批于2014年8月19日7：00－17：00在大型仓库内（开放式的环境下）用三久牌SKS-480G种子烘干机进行烘干，加工当天仓库内温度为26 ℃，空气相对湿度为66%。每次称取20 kg洋葱种子作为1个重复，种子层厚1.0～1.5 cm。

传统机器烘干机原理是通过加热的空气将热量传递给待烘干的种子，再由空气把待烘干的种子所蒸发出来的水分带走，以达到烘干的效果。由于过高的温度会导致作物含水量过低，造成发芽率降低，故需人为控制温度在35 ℃左右，在不损害种子活力的前提下，降低种子含水量，以达到仓库储藏或销售的标准。根据种子品种、处理前含水量高低以及目标含水量（8.0%），烘干时长设定为110 min。每一批开始时，先试烘，一次烘干量为20 kg。整个烘干过程分为3个阶段，前2个阶段烘干期间每隔约30 min，第3阶段烘干期间每隔约10 min左右，用木筢子对烘干床内作物种子进行翻动，以防种子含水量下降过快造成品质下降。

B批于2014年7月30日10：00－16：00进行自然晾晒处理，当天天气晴朗少云，环境温度31～40 ℃，平均36 ℃，环境湿度32%～46%，平均湿度39%。以250 m2的屋顶作为晒场。每次称取122 kg洋葱种子作为1个重复，种子层厚0.5～1.0 cm，每隔1 h翻动1次。黑色的洋葱种子容易吸收热量，晾晒前注意地面上需要铺双层网纱，并且种子上覆盖单层网纱，避免地板过烫及阳光直射。

1.2.2 种子水分测定

机器烘干法和自然晾晒法都是在干燥过程中定时取样后，采用标准烘箱法[6]测定种子含水量。

含水量的计算公式：种子含水量＝（烘干前种子质量－烘干后种子质量）÷烘干后种子质量×100%。

1.2.3 储存效果比较

把干燥后含水量8.0%以下的洋葱种子储存在5 ℃、相对湿度42%的条件下[7]，每隔6个月左右检测一次种子质量，并分别记录发芽势和发芽率[8]，发芽势统一在置床后第4天记录，发芽率统一在置床后第7天记录。发芽率根据GB/T 3543.4—1995《农作物种子检验规程 发芽试验》进行测定。

2 结果与分析

2.1 机器烘干的种子含水量变化

机器烘干的种子含水量数据如表1。根据含水量公式计算实际含水量变化为（19.92－19.41）÷19.41×100%＝2.6%，理论含水量变化在9.65%－7.3%＝2.3%，实际含水量和理论含水量变化值基本符合。机器烘干法每次处理20 kg种子，每次需要110 min，再加上下料、上料时间，每处理100 kg洋葱种子至少需要10 h。

种子平均含水量随着烘干时间的变化曲线如图1。从图中可以看出，种子实际含水量随着烘干时间的增加逐渐降低，在第2阶段种子的含水量下降最快。第3阶段种子含水量从9.2%开始均匀且平稳的下降至7.3%。

2.2 自然晾晒的种子含水量变化

自然晾晒的种子含水量数据如表2。根据含水量公式计算实际含水量变化为（122.48－117.20）÷117.20×100%＝4.5%，理论含水量变化在9.4%-6.9%=2.5%，实际种子质量下降比实际含水量下降快。

采用250 m2晒场，自然晾晒6 h，至少能干燥种子600 kg。

表1 机器烘干种子含水量变化

种子平均含水量随着晾晒时间的变化曲线如图2。种子晒干的过程受环境影响比较大，气温高、空气相对湿度低，种子更容易晒干。10：00－12：00光照未达到最强，且种子含水量较大，因此种子含水量下降较快；12：00－14：00光照最强，热量也在逐渐积累，种子含水量依旧快速下降，因此要注意多次翻动种子；到14：00－16：00光照仍旧强烈，但种子含水量已处低点，因此下降速率减小，此时应做好防护措施，防止种子晒伤。自然晾晒条件下，种子含水量呈现先快后慢的下降趋势，12：00－16：00是种子水分下降的关键阶段，实际应用中应根据天气、环境条件适当延长或缩短晾晒时间。

2.3 干燥效果比较

对比以上结果，综合考虑晒场大小等因素可以看出，同样在开放的环境下，利用阳光自然晾晒的效果较好、更均匀，且单次处理种子量大，节能环保，但要求晴朗的天气条件。在使用烘干机的情况下，机器的热量分布不均匀，烘干过程要勤翻动，且单次处理种子量少，使用柴油机加热，能源消耗大。2种方法都能将洋葱种子含水量降低到预期水分8.0%以下，实际生产中可根据不同的天气条件，选择合适的方法。

2.4 储存效果比较

将经过以上处理的帝黄洋葱种子在5 ℃、相对湿度42%条件下的仓库内储存2年，种子的发芽率和发芽势变化情况见表3。从表中可以看出，储存2年后的洋葱种子含水量均在8.0%以下，发芽率符合预期要求。通过对比2种方法处理的种子的发芽势和发芽率发现，储存2年后（2016年1月），机器烘干处理的洋葱种子发芽率（95%）和发芽势（92%）均略低于自然晾晒处理，但都在质量标准范围内。

3 结论与讨论

3.1 机器烘干的环境和条件

使用机器烘干洋葱种子前，需测定室内环境湿度，可进行烘干的湿度范围需要小于90%，且湿度越接近90%就越要延长烘干时间；如果室内湿度超过90%，应终止烘干。如果在潮湿的空气中干燥种子，干燥的过程就会减慢，且高温高湿的环境会降低种子的生理活性。对于效益而言，室内湿度接近或超过80%时，应适当考虑另寻时间进行烘干或自然晾干。连续阴雨天气，应尽量密闭门窗，降低加工区域空气湿度，打开相关除湿、除尘设备，加速空气流动。同时任何湿度下加热烘干的温度都不能超过43 ℃[9]。

表2 自然晾晒种子含水量变化

图1 机器烘干种子平均含水量变化

图2 自然晾晒种子平均含水量变化

表3 干燥的洋葱种子储存后发芽率变化 %

因此，用烘干机最适合的条件是在控温、控湿的环境中对种子进行干燥。最理想的条件是营造一个密闭的空间，控制温度≤35 ℃，相对湿度尽可能接近0%，这样的烘干效果最好。如果干燥前加工车间没有除湿、除尘设备，例如在敞开的环境下，无法对空气进行除湿、净化时，可以在空气的焓湿图[10]上找到尽可能的适宜条件。干燥起始阶段温度可以稍高，因为水分蒸发会使种子降温，而不会使种子的温度快速升高；当种子的表层已经干燥时，烘干温度必须要下降，避免种子烫伤。

3.2 自然晾晒的环境和条件

自然晾晒是传统的干燥方法，受气候条件的影响较大。一般分为种子脱粒前的自然干燥和种子脱粒后的自然干燥两个阶段。

洋葱种子脱粒前，应尽量把种子含水量降到13%左右[11]。脱粒前的洋葱种子虽然水分含量稍高，但由于被包裹在果壳内，不容易受高温热害，可以在田间、场院、晾晒棚、晾晒架等条件下进行晾晒，利用太阳光能和风能共同作用以达到干燥目的。

脱粒后的洋葱种子，晾晒时要特别注意避免地板过烫及阳光直射。晾晒前可以在空气的焓湿图[10]上找到尽可能最好的条件，同时注意地板上需要铺双层网纱或草席，并且种子上面要覆盖单层网纱（因为黑色种子容易吸收热量），避免温度过高导致种子休眠或损坏种胚。

3.3 干燥方法的选择

机器烘干法和自然晾晒法都是将种子放置在相对湿度低于平衡相对湿度（ERH）的空气条件下，使种子里含有的水分散失到空气中的过程。在天气晴朗且空气干燥的情况下，建议选择用自然晾晒法进行干燥，因为自然晾晒的种子批量大，更经济、环保、均匀；若遇到连续阴雨天气或梅雨季节，需开启烘干机进行干燥，至少先把种子含水量降到10.0%以下暂时短期保存，防止种子因湿度过大或堆积发霉，等待天气晴朗再进行自然晾晒；或者在能控温、控湿的烘干仓库内直接进行机器热风烘干，干燥作业时应尽量避免干燥不均匀。

梅雨季节里在敞开的环境下使用机器烘干的效果不显著，建议大型种子公司建造密闭的种子烘干库对种子进行烘干，干燥效果有待进一步检验。

3.4 种子的储存效果

通过机器烘干或自然晾晒将洋葱种子的含水量降到8.0%以下，然后储存在5 ℃、相对湿度42%的环境中，可保持种子含水量在8.0%以下，至少能储存2年。2年后机器烘干处理的种子的发芽率和发芽势有下降趋势，但仍在质量标准范围内。