我国种子包衣机的概况研究及未来展望

张佳丽 房俊龙 马文军 刘睿

摘要：种子是农作物萌发和生长的基础，种子品质的优劣是影响农作物生长的主要因素，其中种子包衣技术是对种子进行处理的一项关键性技术。农作物种子包衣率是我国一直以来实施“种子工程”的重要技术指标之一，也是种子加工技术提升的突破口。通过介绍种子包衣机械技术的发展现状及关键技术特点，总结了种子包衣机械化技术研发的重点方向。

关键词：种子工程；包衣；机械；种子加工

中图分类号：S22312文献标识码：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.11.013

现代化的农业播种作业，种子在被播种之前会经过一系列的技术处理，不仅在外形和重量等方面进行了优选，更使其在物理特性上实现了优化，经过加工后的种子在发芽率和生长活力等方面具有显著优势。现阶段，我国相关部门对农业生产的品质要求越来越高，特别是在主要农业领域提出的关键突破技术和核心指标任务中，要求农作物良种覆盖率稳定在97%以上，良种在粮食增产中的贡献率达到50%以上，并且在加强现代智能农业机械装备核心部件及软件系统方面作为重点任务。种子包衣技术作为国家“种子工程”不断推进和发展的重要技术，行业上对其研究和探索的重视程度越来越高。

1种子包衣技术现状

种子包衣技术起源于美国、日本和一些西欧发达国家。现阶段的技术已经较为成熟，且具备良好的自动化程度，并开始着力于控制流程更精细便捷的方向发展，国外的知名种子包衣机厂家包括德国佩特库斯、瑞典诺柔轧德以及丹麦兴百利等公司。我国的种子包衣技术起步于20世纪70年代，由于重视和投入不足，发展十分缓慢，直到国家“种子工程”计划实施之后，种子包衣技术及其相关机械才得以快速的发展与普及。

针对于不同种类的农作物种子，现阶段主要的加工处理方式包括预清选、烘干、风力筛选、重力精选以及包衣等几大工序。可见种子包衣是在种子精选之后唯一的机械化处理环节，现代化的种子包衣处理是利用种子包衣机完成的，其主要是将包含特定比例的农药、灭菌剂、植物生长调节剂和微量元素肥料等有效成分的种衣剂包裹在农作物种子的表面，从而达到在播种后发挥种衣成分的作用。包衣技术是集生物、化工、机械等技术于一体的一项高科技实用技术，播种后的种子既具备充足的养分供给，还能有效抵御病虫害的滋生，有效提高种子的发芽率和生长状态，达到高产和丰产的目的。上表为水稻种子包衣后关键参数变化量试验和统计数据，可见种子包衣后的各项指标都显著改善。

2种子包衣机原理及现状

2.1包衣机种类划分

种子包衣机的包衣过程在技术上存在一定差别，但其基本的工作原理是一致的，首先将精选后的农作物种子与种衣剂按照特定比例投入设备，经充分混合后，种衣剂会均匀的包裹在种子的外表面，再将包衣后的种子输出并储存。

种子包衣机按照结构和包衣过程的不同大体上可以分为机械翻斗供给型包衣机和连续供给型包衣机两类。

（1） 机械翻斗供给型包衣机在我国的使用时间较长，其特点是成批量的进行种子和种衣药剂的供给，其在工作过程中存在着供给不连续的缺点，同时也不能精确的保证种子和药剂的供给量，因药勺中每次都会残留不定量的种衣药剂，容易影响种药混比过程中的统一性，但是由于这一机型市场保有量高、结构相对简单，具备一定的价格优势。翻斗供给型包衣机又分为滚筒喷雾式、甩盘雾化式、旋转式三种形式。滚筒喷雾式包衣机在我国应用更为广泛，如5BY-5A型包衣机，该机能够有效防止种子破损，尤其是对花生等双子叶作物种子效果更为理想。

（2） 种药连续供给型能够实现种子和包衣药剂的连续供给，使用流量人工机械调控机构供种，配合定量计量泵可调供药方式进行包衣作业，保证了种药配比精度，显著提升了电气控制程度和功能，多数采用继电器逻辑连锁控制。主要代表机型有5BYX-3.0型种子包衣机，5BX-4新型种子包衣机和5BJZ-3.0型多功能种子包衣机。其中5BYX-3.0型种子包衣机高速的离心雾化功能提高了包衣的可靠性，在自动控制方面提升了稳定性及可靠性。

2.2种子包衣机的结构原理

以常见机型5B-5型种子包衣机为例进行说明：种子包衣机主要由供种装置、供药系统、种子与药液混合装置、搅拌筒、操作控制装置和机架组成。供种装置可通过变频器来改变叶轮喂料器转速，调节喂入量，实现精确供种。供药系统由药液桶、计量泵、输药管等组成。种子与药液混合装置由种子甩盘、药液甩盘，电机、雾化室和包敷室组成。搅拌筒内装有一个可拆卸的搅拌轴，通过搅拌使包膜种子在筒内不停地翻转并沿轴向移动，进一步扩大包敷面积和均匀包膜厚度，最后排出。搅拌轴可拆卸，方便进行清洗。在搅拌轴出料口处设有传感器，用于监测搅拌轴运转情况，当出现堵塞时在电控柜上有红灯报警提示。操作控制装置以触摸屏和PLC可编程控制器为核心，与料位传感器及其他辅助电器等一起构成智能化监控系统。

2.3我国种子包衣机发展现状

我国现阶段研制和使用的种子包衣机代表机型包括：（1）由上海交通大学智能机电系统控制研究所研制和生产的BY2150A型种子包衣机，通过超细雾化药剂的方式能够有效增加种子包衣的均匀程度，避免存在种子包衣不彻底或个别种子未包衣的现场，能够显著降低种子的病虫害发生率，从而提高种子的发芽率和生长质量。（2）由浙江杭州钱桥机械厂研制的5BYX-3.0型种子包衣机，具有使用简便的特点，其自动化程度高，通过机械的自动化控制，有效避免了种子包衣过程中产生的物料堵塞、漏包、药剂沉淀等问题。（3）农业部南京农业机械化研究所研制了5B-5 型种子包衣机。采用了基于 PLC 的控制系统，有效保证了包衣流程的科学进行。用户可以根据自身情况对包衣作业的生产率、种子重量和种药配比等参数进行设定，种子和种衣剂通过叶轮式加料部件和供液比例泵实现定量添加，并使用双甩盘式机构实现均匀混合包衣，显著提升了包衣质量。（4） 奥凯种子机械股份有限公司研制的 5BY-10P种子包衣机，采用了全封闭式的结构，通过自动化的对种子重量和包衣药剂量的计算与调整，能够更好的实现种子药剂的更均匀混合，且比例更为合理，避免包衣不足或药剂过量导致的浪费。（5）石家庄三立谷物精选机械有限公司所研制的5BYX-5 型种子包衣机利用旋转进料机构有效实现了种子有连续定量供给，通过流量计和雾化喷头的配合實现包衣药剂高精度的喷施添加，种子在运动的过程中能够充分的与药剂搅拌和混合，其具有良好的包衣效果。

3我国种子包衣未来展望

我国包衣设备研究的起步较晚，与发达国家比还有一段距离。在这样的情况下，通过引进、学习，我国已经把握住该领域的重要脉搏，在今后的研究中还应着重关注以下几个方面：

3.1种衣剂的研究

为降低包衣成本，满足生产需要，我们亟待研究寻求种衣药剂中昂贵药品的替代品；在现有的包衣工艺下，有些种衣剂效果虽好但是在实际生产中存在见光易分解、有效期较短等问题，应从包衣工艺入手，克服药剂本身的缺陷；应研究适用于不同地域、不同植物种的特用型包衣剂。由于国内现有包衣机械存在一定的缺陷以及各种药剂理化性质的差异，包衣过程中各种药剂包到种子上的量不能达到预想的效果，说明各种物质的用量还有研究的空间。

3.2研发新型种子包衣机械的能力

今后，我国的包衣设备需向着精细化、自动化、人性化方向发展，提升研发能力，对现有的缺陷和不足进行改进创新。例如为了便于精确调整，可采用旋转叶轮喂种机构代替机械翻斗式供种供药机构，淘汰落后机型；有些设备可采用多次喷药多次搅拌的包衣工藝，提高包衣合格率；智能控制采用先进的电气系统工业控制技术，实现包衣作业的自动化控制，达到种药的均匀供给和精确计量，减少人为操作等因素带来的误差，有效保障作业质量；在环保和人身安全方面应该更加高度重视。

3.3扩大包衣植物种子的范围

现如今，农作物包衣种子主要以小麦、玉米、水稻、辣椒等粮食蔬菜为主，在防治病虫害、促进幼苗生长、保证稳产高产等方面发挥了显著的作用。而其他农作物上的应用研究相对较少。对此，广大科研工作者应该抓住有利时机扩大研究领域，为中国农业的快速发展做出更大的贡献。

4总结

种子包衣机是推动种子包衣技术前进的重要动力，我国种子包衣设备虽然较发达国家起步较晚，但是随着包衣工艺的不断改进，种子包衣机械化水平的不断完善与提高，我国在该项技术水平上取得了较大的提升。广大科研工作者应从国内种子包衣机发展的实际情况入手，研发出可达到更加精确的种子包衣设备，使种子包衣质量得到更大的提高。

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