专利名称：一种水稻超干种子的生产方法
技术领域：
本发明涉及一种水稻超干种子的生产方法，属于农作物种子生产及储存领域。
背景技术：
水稻种子具有一定的寿命限制，收获后经自然晒干或人工加热烘干的水稻种子 [含水量约为13% (籼稻)或14. 5% (粳稻)，(以下均以籼稻为例)]在室温常规贮藏条件下， 随着贮藏时间的增加，稻种的生活力便逐渐下降，发芽率逐渐降低。通常在常规条件下贮 藏1年以上，发芽率就将低于80%[胡晋等，杂交水稻及其三系种子的贮藏特性和生理生化 变化，I.不同水分种子贮藏期间含水量和活力的变化，种子，1988，(1) 11 - 18]，并且种 子萌发不整齐，而不再适合用于农业种植生产。所以水稻种子不宜长时间在室温下常规贮 藏。农民在种植常规稻时留种时间一般不超过1年，而种植杂交水稻时，则需要每年购买新 生产的杂交稻种子。组织生产和销售水稻种子的企业需要年年制种，而陈旧种子只能转为 商品粮。这就加大了水稻种子的生产、销售和使用成本。当制种生产遭受农业灾害时，就可 能影响次年的种子供应，从而对粮食安全造成威胁。因此，如果可以在农业生产上对水稻种 子进行较长时期的贮藏并保持种子的生活力，将具有非常重要的经济和社会意义。水稻超干种子是将成熟水稻种子的含水量降低到通常的安全含水量下限以下 的超低含水量(5 - 7%)种子，以达到在常温条件下密闭贮藏，长期保持种子生活力的 目的。根据Harrington经验法则，种子水分在5% — 14%范围内，含水量每降低1个百 7Jt ,禾中子白勺寿命便会延长 一 HarringtonJE. BiochemicalBasisofSeedLongevity. SeedSci&Technol, 1973，1 453-461 )。使用含水量为6%左右的超干种子进行贮藏，与使用 含水量为12%左右的种子相比，理论上可延长贮藏时间达数十倍(26 = 32)。在种子保存 研究领域，目前已经对超干种子在室温条件下贮藏时可以明显延长种子寿命的效果取得共 识，超干种子也成为种质保存机构长期贮藏种子的方法之一。但是，由于水稻种子属淀粉类种子，其主要成份淀粉是一种亲水性物质，用常规的 晒干或43°C左右的加温烘干等方法很难将它的含水量降到足够低以得到超干种子。如果为 了提高烘干效率而提高烘干温度，将使种子受热损伤，严重影响其生活力，所以一般认为不 具可行性。因此到目前为止，水稻超干种子只能通过公知的冷冻干燥或使用硅胶、生石灰等 干燥剂干燥的方法获得。但是，公知的冷冻干燥法和干燥剂干燥法的成本均相当高，只能处 理少量种子，而且操作费时烦琐，根本无法大规模地用于水稻超干种子的生产实践，只有种 质资源保存机构和一些相关实验室在保存少量种子时使用。因此，虽然水稻超干种子可以 大幅地延长贮藏时间而具有重要意义，但是目前在农业生产上，仍未有水稻超干种子的生 产方法出现和应用。
发明内容
针对现有公知技术均无法现实地用于大批量生产水稻超干种子的问题，本发明提供了一种水稻超干种子生产方法，成本较低且贮藏时间较长，可以在农业生产上大规模应用。本发明的目的是通过以下技术方案来实现
以含水量< 15%的水稻种子为材料，进行高温加温干燥，得到水稻超干种子，最后包装 于完全密闭的包装罐或包装袋中，于室温条件下贮存；所述水稻超干种子含水量为5% - 7% 及以下；所述的高温加温干燥为45°C -80°C条件下恒温加热或连续的在45°C至80°C温度 范围内逐渐升高的变温加热干燥过程或者采用两个阶段不同温度的加温干燥；所述两个阶 段不同温度分别为45°C -6060°C -80°C。所述加温干燥后立即进行密闭包装，种子包装 工作可以使用自动、半自动的装填设备，也可以手工装填；包装材料可以使用密闭的金属或 非金属容器，也可以使用一定厚度的各种塑料薄膜或铝箔-塑料薄膜复合材料制成的包装 袋。其中所述水稻种子为近期采收并按常规加工的干种子或是刚收获经处理的鲜种 子；所述干种子，其发芽率达到85%以上，贮藏时间不超过6个月；所述鲜种子则按常规方 法干燥至含水量< 15%，并进行必要的清选去杂处理。所述两个阶段不同温度的的加温干燥，经第一阶段加温干燥后，使水稻种子的含 水量降低到8. 5% - 10. 0%及以下，再进入第二阶段的干燥步骤。所述两个阶段不同温度的加温干燥，其中第一阶段和第二阶段均为恒温加热，或 分别在45°C -6060°C -80°C温度范围内先从较低温度开始，然后在烘干过程中逐渐提高 温度的变温加热干燥。为了实现以上技术方案，本发明以经过常规晒干或较低温度(如43 V )烘干的，含 水量为13%左右15%)，种子活力良好的水稻种子，依次进行两个不同温度范围的加温干 燥步骤(可以只在45 - 600C的温度范围内进行一次性干燥，也可以在高于60°C的温度进行 一次性干燥)，得到含水量为5% - 7%及以下、发芽率符合国家标准的耐贮藏水稻超干种子， 最后包装于完全密闭的包装罐或包装袋中，于室温条件下贮存。具体过程如下
种子材料及检验
本发明所用的水稻种子可以是近期采收并经常规加工的普通水稻干种子，也可以是刚 收获未经处理的鲜种子。普通水稻干种子是指种子收获后经日晒或43°C烘干等常规干燥处 理后的含水量< 15%，一般< 13%的水稻种子，并经过必要的清选去杂处理，除含水量之外 的其他指标，如纯度、净度等应符合国家标准或其他相关标准。在进行本发明提供的方案处 理前，种子活力良好，发芽率应能达到85%以上，贮藏时间一般应小于3个月，最好不超过6 个月(较长的储存时间，要求更低一点的含水量，如< 12%)。对于刚收获的鲜种子则按常规 方法干燥至含水量< 15%，并进行必要的清选去杂处理和发芽试验，使种子除了含水量之外 的其他指标符合国家标准或其他相关标准，种子活力良好。由于水稻制种多作中稻栽培生产，收获期在8 — 9月，将生产所用的干种子短期保 存，可方便将超干生产工作安排在环境空气湿度较低的秋冬季进行，有利于生产工作的灵 活安排，同时也有利于设备的充分利用和节能生产。高温加温干燥
高温加温干燥的目的是在不损伤水稻种子的前提下，使干种子的含水量进一步降低到 5 — 7%及以下。使用的干燥温度范围高于常规的种子干燥温度，为45 — 80°C。可以直接将干种子用单一的干燥温度，如直接用45 - 80°C的热风进行干燥处理。但是这种单一温度的加热干燥方法不够理想，如果所用的温度较低则能耗成本较高；如果所用的温度较高，则 可能伤害种子。将干燥过程分成两个不同温度范围的干燥阶段的方法更为理想。第一个加温干燥阶段的目的在于进一步降低水稻种子的含水量，从而大幅提高种 子对高温的耐受能力，以便在第二阶段使用更高的干燥温度以得到超干种子。这一阶段的 加温干燥生产使用的热空气温度控制在60°C以下。可以是恒温加热，也可以是先从较低温 度开始然后在烘干过程中逐渐提高温度的变温加热干燥，可以是加温干燥，也可以结合使 用日晒等其他干燥方法。干燥时可以使用分层干燥设备，或分批干燥设备，或连续流动式干 燥设备等各种已有的种子干燥生产设备。可能需要对已有设备稍加改造，以提高其工作的 温度范围。经第一阶段加温干燥后，使水稻种子的含水量降低到8. 5% — 10%的耐高温临界 点及以下，进入第二个更高温度范围的加温干燥步骤。经过第一阶段加温干燥，种子的含水量降低到耐高温临界点以下，对高温的耐受 力大幅提高，因而可以在第二阶段使用更高的干燥温度，从而可以高效、节能地获得水稻超 干种子。使用的干燥设备同第一阶段，使用的热空气温度范围控制在60°C — 80°C内，可以 是恒温加热，也可以是先使用较低温度再逐渐提高温度的变温加热干燥。经过第二次加温 干燥，可以使水稻种子的含水量降到7%以下，得到含水量为5% - 7%及以下、发芽率符合国 家标准的耐贮藏水稻超干种子。经实验证实耐干性好的水稻品种，如一些籼稻、籼型杂交稻 等，可以干燥至含水量低于5%，但不能低于其超干含水量下限(通常约为4. 3-4. 5%)，以免 对种子造成超干损伤而影响其发芽率。上述加温干燥的两个阶段也可以合并成一个连续的温度逐渐升高的变温加热干 燥过程。种子包装
经过上述高温烘干处理得到的水稻超干种子应立即进行密闭包装，以免超干种子从空 气中吸潮返湿而使含水量增加。种子包装工作可以使用自动、半自动的装填设备，也可以手 工装填。包装材料可以使用密闭的金属或非金属容器，也可以使用一定厚度的各种塑料薄 膜或铝箔/塑料薄膜复合材料制成的包装袋，以有效隔离水气。然后在室温条件下长期贮 藏。超干水稻种子在播种时，提前3 — 7天打开包装袋，将种子摊开暴露于空气中，在自然 条件下回湿后再进行浸种等萌发处理，即可有效避免超干种子在浸种时因快速吸水造成的 伤害。在加工及贮藏过程中可根据需要，定时检验种子质量，监测种子是否符合国家标准或 其他相关标准规定。本发明的原理是基于不同含水量的水稻种子耐高温特性不同的规律。新收获未经 干燥的水稻种子含水量常常高于20%，甚至高于25%，在干燥温度> 43°C时，容易受热损伤 而导致生活力和发芽率降低，所以现有的水稻烘干技术一般使用不超过43°C的热空气进行 加温干燥。当种子含水量降低到13%左右时，稻种耐高温能力有所提高，可以短时间忍受 70 - 80°C的高温而不明显影响其发芽率。因此本发明用经初步干燥的水稻种子为材料，可 以使用高于常规的43°C的干燥温度，范围为45 — 80°C，对已经经过晒干或43°C烘干的水稻 干种子进行进一步干燥而不伤害种子，从而获得含水量为5 - 7%的超干水稻种子。从干燥 的成本以及节能角度来看，烘干温度越高，则干燥气流携带水蒸汽的能力越强，烘干成本越 低，越节能，提高烘干时的热风温度，就可以减少烘干生产的能耗。但是，使用单一的烘干温度，如果温度较低，如45 - 60则烘干的效率不够高，而如果用直接用更高的干燥温度，例如60°C以上，则仍然存在对水稻种子造成伤害的风险，特别是造成潜在的伤害，最终影响 种子的储存寿命。因此，本发明又依据另一个原理，也是本发明的关键原理当水稻种子含 水量进一步降低时，特别是降低到8. 5% — 10% (因不同水稻品种而异)及以下时，水稻种子 耐高温能力将有大幅的提高，可以忍受80°C高温达12小时以上而发芽率、发芽势等均无明 显变化。因此可以先将含水量为13%左右的水稻干种子材料在45 - 60°C的热风温度下干 燥，使种子含水量降至8. 5% - 10%的耐高温临界点以下，然后就可以采用远高于常规的温 度(60 - 80°C)对水稻种子进行即安全又高效的干燥处理，获得符合国家标准及其他相关 标准的水稻超干种子。本发明的显著优点为
本发明的水稻超干种子的生产方法，生产的水稻超干种子含水量最低可以低至5%以 下而不明显影响其生活力，并且生产成本远低于只能适用于小批量处理的冷冻干燥法和干 燥剂干燥法，可以使水稻种子在室温条件下密闭贮藏较长时间而发芽率无明显降低。并且 由于超干种子采用完全密闭的贮藏包装，还可以减少仓库清仓、消毒、通风、治虫、防霉等整 治及维护工作和贮藏成本，使种子的贮藏工作事半功倍。生产工作可以在水稻收收获季节 进行，也可以在收获后一段时间后进行，有利于灵活安排生产，充分利用生产设备，并有利 于降低能耗。
具体实施例方式实施例1 水稻超干种子的生产方法，依次包括以下步骤
1)种子检验水稻种子含水量为12. 8%。已经过必要的清选去杂处理，贮藏的时间2个 月，经检验，发芽率为96%。2)加温干燥使用种子加温干燥生产设备。干燥生产使用的热空气温度控制为 55°C，使水稻含水量降低到6. 8%。经检验，所得的超干种子发芽率为95%。3)包装干燥完成后，立即进行包装并密封。包装袋为铝箔/薄膜复合材料，也可 以使用密闭容器。4)贮藏室温贮藏。实施例2 水稻超干种子的生产方法，依次包括以下步骤
1)种子检验水稻种子含水量为12. 8%。已经过必要的清选去杂处理，贮藏的时间2个 月。经检验，发芽率为96%。2)第一次加温干燥使用种子加温干燥生产设备。干燥生产使用的热空气温度控 制为53°C，经第一次加温干燥，使水稻种子的含水量降低到9. 5%以下；
3)第二次加温干燥第一次加温干燥完成后立即进行第二次加温干燥，也可以在保证 第一次干燥后的种子含水量不因吸潮而高于9. 5%的前提下，间隔一段时间(数小时至数 十小时)后再进行。第二次干燥生产使用的热空气温度控制为60°C，使水稻含水量降低到 6.5%。经检验，所得的超干种子发芽率为96%。4)包装第二次干燥完成后，立即进行包装并密封。包装袋为铝箔/薄膜复合材 料，也可以使用密闭容器。5)贮藏室温贮藏。
实施例3 水稻超干种子的生产方法，依次包括以下步骤 1)种子材料刚收获的水稻种子，含水量> 20%。2)预处理自然晒干或43°C加温干燥，至含水量彡15%，并进行必要的清选去杂处 理，经检验发芽率为94%。3)第一次加温干燥使用种子加温干燥生产设备。干燥生产使用的热空气温度控 制为55°C。经第一次加温干燥，使水稻种子的含水量降低到9. 5%以下。4)第二次加温干燥第一次加温干燥完成后立即进行第二次加温干燥，也可以在 保证第一次干燥后的种子含水量不因吸潮而高于9. 5%的前提下，间隔一段时间(数小时至 数十小时)后再进行。第二次干燥生产使用的热空气温度控制为68°C，使水稻含水量降低 到6. 0%。经检验，所得的超干种子发芽率为94%。5)包装第二次干燥完成后，立即进行包装并密封。包装袋为铝箔/薄膜复合材 料，也可以使用密闭容器等。6)贮藏室温贮藏。
实施例4 水稻超干种子的生产方法，依次包括以下步骤
1)种子材料检验水稻种子含水量为11.8%。已经过必要的清选去杂处理，收获后贮藏 的时间为4个月。发芽率为97%
2)第一次加温干燥使用种子加温干燥生产设备。干燥生产使用的热空气温度最初为 48°C，然后每小时升高2°C，最后用55°C恒温干燥至水稻种子的含水量降低到9. 5%以下。3)第二次加温干燥第一次加温干燥完成后立即进行第二次加温干燥，也可以在 保证第一次干燥后的种子不吸潮的前提下，间隔一段时间(数小时至数十小时)后再进行。 第二次干燥生产使用的热空气温度最初为55°C，然后每小时升高;TC，最后用73°C恒温干 燥，直到种子含水量降低到5. 0%。经检验，所得的超干种子发芽率为95%。4)包装第二次干燥完成后，立即进行包装并密封。包装袋为铝箔/薄膜复合材 料。5)贮藏室温贮藏。实施例5 水稻超干种子的生产方法，依次包括以下步骤
1)种子材料检验水稻种子含水量为12.2%。已经过清选去杂处理，收获后贮藏的时间 为3个月。经检验发芽率为96%
2)连续变温干燥干燥生产使用的热空气初始温度为48°C，按2°C/小时的升温速率 进行变温干燥，最高温度不超过80°C，干燥至水稻种子的含水量降低到5. 0%。经检验，所得 的超干种子发芽率为95%
3)包装干燥完成后，立即进行包装并密封。包装袋为铝箔/薄膜复合材料。4)贮藏室温贮藏。以上列举的仅是本发明的5个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可 以有许多变形和参数组合。本领域的普通技术人员可以从本发明公开的内容直接导出或联 想到其他的变形形式。
权利要求
一种水稻超干种子的生产方法，其特征在于以含水量≤15%的水稻种子为材料，进行高温加温干燥，得到水稻超干种子，最后包装于完全密闭的包装罐或包装袋中，于室温条件下贮存；所述的高温加温干燥为45℃-80℃条件下恒温加热或连续的在45℃至80℃温度范围内逐渐升高的变温加热干燥过程或者采用两个阶段不同温度的加温干燥；所述两个阶段不同温度分别为45℃-60℃，60℃-80℃。
2.根据权利要求1所述的水稻超干种子的生产方法，其特征在于所述水稻种子为近 期采收并按常规加工的干种子或是刚收获经处理的鲜种子。
3.根据权利要求2所述的水稻超干种子的生产方法，其特征在于所述干种子，其发芽 率达到85%以上，贮藏时间不超过6个月；所述鲜种子则按常规方法干燥至含水量< 15%， 并进行必要的清选去杂处理。
4.根据权利要求1所述的水稻超干种子的生产方法，其特征在于所述水稻超干种子 含水量为5% — 7%及以下。
5.根据权利要求1所述的水稻超干种子的生产方法，其特征在于所述加温干燥后立 即进行密闭包装，种子包装工作可以使用自动、半自动的装填设备，也可以手工装填；包装 材料可以使用密闭的金属或非金属容器，也可以使用一定厚度的各种塑料薄膜或铝箔-塑 料薄膜复合材料制成的包装袋。
6.根据权利要求1所述的水稻超干种子的生产方法，其特征在于所述两个阶段不同 温度的的加温干燥，经第一阶段加温干燥后，使水稻种子的含水量降低到8. 5% - 10. 0%及 以下，再进入第二阶段的干燥步骤。
7.根据权利要求1或6所述的水稻超干种子的生产方法，其特征在于所述两个阶 段不同温度的加温干燥，其中第一阶段和第二阶段均为恒温加热，或分别在45°C -6060°C -80°C温度范围内先从较低温度开始，然后在烘干过程中逐渐提高温度的变温加热干
全文摘要
本发明提供了一种水稻超干种子生产方法，以含水量≤15%的水稻种子为材料，进行高温加温干燥，得到水稻超干种子；所述水稻超干种子含水量为5%－7%及以下；所述的高温加温干燥为45℃-80℃条件下恒温加热或连续的在45℃至80℃温度范围内逐渐升高的变温加热干燥过程或者采用两个阶段不同温度的加温干燥。本发明的水稻超干种子的生产方法，生产的水稻超干种子含水量最低可以低至5%以下而不明显影响其生活力，且生产成本低，可以使水稻种子在室温条件下密闭贮藏较长时间而发芽率无明显降低。还可以减少仓库清仓、消毒、通风、治虫、防霉等整治及维护工作和贮藏成本，使种子的贮藏工作事半功倍。
文档编号A01C1/00GK101816230SQ20101018798
公开日2010年9月1日 申请日期2010年6月1日 优先权日2010年6月1日
发明者卢丽君, 林娜英, 林文雄, 林瑞余, 王经源, 陈菜金, 陈鸿飞 申请人:福建农林大学