机直播稻集束丸粒化种子及其生产工艺的制作方法

本发明涉及农作物领域，特别是涉及机直播稻集束丸粒化种子及其生产工艺。

背景技术：

水稻直播技术由于减少了育苗环节，具有节本增效、轻简方便、节省人工等特点，逐步被广大农民接受，近年种植面积逐步扩大，发展水稻直播已经成为水稻种植领域的新方向。水稻直播技术按播种方式分水直播和旱直播两种技术，但是无论哪种水稻直播方式，均采用裸种子直播，随着裸种子直播逐步扩大，其弊病逐一显现，如整地技术标准高且费工费力、出苗率低且缓慢、鼠鸟为害严重、种子易感染发生病虫害、倒苗漂苗、水资源浪费、肥药利用率低、播前封闭除草易产生药害等缺点。解决上述问题需要一种新的直播方式，近年水稻种子包衣丸粒化技术逐步进入研究阶段，但目前尚未发现应用于生产的报道。

农作物种子包衣丸粒化技术起源于医药领域，后应用于蔬菜花卉等不规则种子或小粒型植物种子，随着其优势的发挥，其优点越来越明显。目前国内公开了一些蔬菜和花卉种子丸粒化技术的专利，但是关于水稻集束丸粒化的丸化剂配方和生产工艺尚未发现相关报道。

技术实现要素：

为了克服裸种子播种产生的整地技术标准且费工费力、出苗率低且缓慢、鼠鸟为害严重、倒苗漂苗、种子易感染发生病虫害、水资源浪费、肥药利用率低、播前封闭除草易产生药害等缺点，本发明提供了机直播稻集束丸粒化种子及其生产工艺。

本发明所采用的技术方案是：

机直播稻集束丸粒化种子，其特征在于：包括水稻种子、填充粉剂、水合剂、粘结剂、包膜剂。

其中，所述的填充粉剂包括载体填充粉剂、释氧填充粉剂和表体填充粉剂；其中载体填充粉剂成分为膨润土与粘土的混配物或膨润土与壤土的混配物，膨润土所占质量百分比为50％-80％，载体填充粉剂的主要作用为使种子及原丸粒化种子之间相互粘连；释氧填充粉剂组成包含过氧化钙、煤灰粉、膨润土、壮秧剂、腐殖酸钾，其中过氧化钙20％-30％，煤灰粉30％-40％，膨润土20％-30％，壮秧剂5％-10％，腐殖酸钾5％-10％，释氧填充粉剂中过氧化钙作用为遇水后，与水发生化学反应，释放氧气，释氧填充粉剂中煤灰粉所起的作用是当集束丸粒化种子内产生氧气后，增强内部通透性，释氧填充粉剂中膨润土的作用为增加填充剂的粘性和机械硬度，释氧填充粉剂中壮秧剂的作用为为种子发芽和苗期水稻提供营养，释氧填充粉剂中腐殖酸钾的作用为增强内部通透性、增加填充剂的粘性、为种子发芽和苗期水稻提供营养以及降低集束丸粒化种子的比重；表体填充粉剂由粘土与煤灰粉组成，粘土占质量百分比为50％-80％，表体填充粉剂中粘土的作用为利用粘土的粘性和细腻特征，增强集束丸粒化种子表面的紧密性，防止内部产生的氧气过度释放外界，表体填充粉剂中煤灰粉的作用为防止粘土在集束丸粒化种子表面过于紧密，造成幼苗扎根困难，防止集束丸粒化种子表面产生裂痕；以上载体填充粉剂、释氧填充粉剂和表体填充粉剂通过粉碎机破碎成细粉状，过80或100目筛子，防止颗粒过大，形成空粒，同时有利于集束丸粒化种子的球形造型的形成；膨润土均指中性膨润土；

所述的水合剂由粘合剂、杀菌剂、防鼠剂、微量元素4种成分溶解于水形成，溶解剂优选为无污染的清水，每升水合剂由下述组分构成：杀菌剂为恶霉灵和咪酰胺类其中的一种或两种构成，总浓度为4ml/l-8ml/l，浓度优选为6ml/l-8ml/l；防鼠剂为苦味剂bt纯液，配置浓度2ml/l-4ml/l，浓度优选为3ml/l-4ml/l；微量元素为镁、铁、锰、锌总含量为3g/l-5g/l；水合剂成分由羧甲基纤维素钠、阿拉伯胶及聚丙烯酰胺(pam)中的一种或两种混合组成，混合组份质量百分比优选为各含50％，与溶解剂水的质量百分比优选1:5；

所述的粘结剂由大分子植物胶和膨润土其中的一种或两种构成，膨润土所占质量百分比为50％-80％；

所述的包膜剂包含表面光滑剂和指示剂，按所需使用，指示剂可使用与稻田土壤颜色反差明显的色彩。

本发明还提供机直播稻集束丸粒化种子的生产工艺，包括：

步骤一：初种子处理：使用合格的水稻种子，即将经过机械清选加工的种子浸入清水中，捞取水面表层漂浮的杂质和成熟度低的种子，种子捞出后稍淋干，表面喷施少量水合剂；

步骤二：使用载体填充粉剂与步骤一的水稻种子均匀搅拌后，形成的团粒为原丸粒化种子，进入丸粒设备；

步骤三：丸粒设备运转1min-2min，继续均匀喷入水合剂，原丸粒化种子表面湿润后，停止喷入水合剂；丸粒设备继续运转1min-2min，再向丸粒设备的有效丸粒区域内均匀扑入载体填充粉剂，团粒有效增大后，停止加入载体填充粉剂，丸粒设备继续运转2min-3min，使原丸粒化种子单粒之间相互粘合形成种子团，再次向丸粒设备内喷入水合剂如此反复3次-4次，使原丸粒化种子单粒与小种子团之间相互粘合；

步骤四：当大部分种子团直径达到8mm-9mm，称之为原集束丸粒化种子；原集束丸粒化种子依次进入孔径9mm筛分机和孔径8mm的筛分机，直径大于9mm的原集束丸粒化种子经过破碎后再次进入丸粒设备，小于8mm直径的原集束丸粒化种子直接再次进入丸粒设备；

步骤五：直径在8mm-9mm的原集束丸粒化种子进入第二台丸粒设备；设备正常运转后向原集束丸粒化种子喷入水合剂，同时向有效丸粒区域内均匀扑入释氧填充粉剂，水合剂与释氧填充粉剂的加入要相互配合，当大部分原集束丸粒化种子直径增加1mm左右后，停止加入水合剂，但少量加入释氧填充粉剂；

步骤六：丸粒设备继续运转2min-3min，向有效丸粒区域内均匀加入粘结剂，使粘结剂均匀覆盖原集束丸粒化种子，停止加入；

步骤七：丸粒设备继续运转1min-2min，加入表体填充粉剂，1mn-2min后，少量喷入水合剂，再次加入表体填充粉剂，运转2min-3min，大部分原集束丸粒化种子直径增到10mm-11mm后，排出丸粒设备，即形成了初级集束丸粒化种子；

步骤八：初级集束丸粒化种子依次通过直径11mm和10mm的筛分机，淘汰直径超过11mm的初级集束丸粒化种子，直径小于10mm的初级集束丸粒化种子再次进入第二台丸粒设备；直径合格的初级集束丸粒化种子，称之为集束丸粒化种子；集束丸粒化种子进入20℃-30℃恒温干燥设备，干燥24h-36h，当水稻种子含水量达到15％后，形成了集束丸粒化种子的初产品；

步骤九：初产品进入包膜机进行包膜，自然晾干12h-24h，或再次进入20℃-30℃恒温干燥设备2h-4h后，即为集束丸粒化种子的成品，成品分装10kg-20kg防潮包装袋内，内加50g-100g干燥剂密封后存放，形成终产品即成品。

其中，所述的步骤九中干燥剂包括所有容易吸附水分子的吸湿性干燥剂；终产品每粒含有3-5粒水稻种籽，终产品适合机械直播播种，优选机械精量穴播播种。

其中，所述的步骤一中合格的水稻种子是指经过种子加工程序的原种或大田用种级别的水稻种子；种子捞出后稍淋干的状态为水稻种子出水后，种子淋到滴淋状态，其目的是种子表面能容易地粘住载体填充粉剂，还不至于粘连过多。

其中，所述的步骤二中载体填充粉剂内包含且仅包含1粒水稻种子，其目的使造粒过程直径增加尽量保持一致；造粒设备包括圆盘式或滚动转动式的所有造粒设备。

其中，所述的步骤三中团粒有效增大为载体填充粉剂包裹的种子直径增大1mm左右；均匀扑入载体填充粉剂，其目的使造粒过程集束种子直径增加保持一致，每次加入总量的1/4左右，载体填充粉剂总量与种子的质量比优选为2.8-3:1。

其中，所述的步骤四中直径大于9mm的原集束丸粒化种子经过破碎，其破碎方法包括人工或机械等方法在内的所有手段。

其中，所述的步骤五中第二台丸粒设备包括圆盘式或滚动转动式的所有造粒设备，设备直径优选1.5m-3m之间；释氧填充粉剂，其型状包括粉剂状或小于80目的颗粒状，或两种混合；释氧填充粉剂的使用总量与种子质量比为1.9-2.7：1，优选为2.2-2.3:1。

其中，所述的步骤六中有效丸粒区域是指设备内物料旋转到上部后，物料因重力滚落至设备底部之间的区域。

其中，所述的步骤七中表体填充粉剂，其使用总量与种子质量比为3.2-3.8：1，优选为3.5:1。

其中，所述的步骤八中恒温干燥设备，包括恒温干燥箱及干燥室在内的所有恒温可控温设备；干燥温度低于40℃均可，优选25℃-30℃。

其中，所述的步骤一、三、五、七中每次喷入水合剂的量均为种子质量的10％-15％之间。

本发明的思路原理为：解决水稻直播技术难点，特别是北方水稻直播出现的整地技术标准高且费工费力、出苗率低且缓慢、鼠鸟为害严重、倒苗漂苗、种子易感染发生病虫害、水资源浪费、肥药利用率低、播前封闭除草易产生药害等缺点。

在发明工艺中对应性地加入过氧化钙、杀菌剂、肥料、苦味剂再结合水直播利用播种高度和丸粒种子的重力，落入大田泥浆，或旱直播覆土等的播种技术解决直播弊端。加入的各种粘结剂及填充物料都考虑到了集束丸粒化种子的机械强度和硬度、通透性等物理问题；化学反应后内部环境对芽种影响的问题等等。要适应每个环节的操作实用。本发明生产机械原理简单，成本低，能够适用于世界所有直播稻区水稻播种生产，特别容易实现水稻直播播种精量化。

本发明还具有的其它的积极效果:

解决了丸粒化种子机械硬度不强、韧度不高的问题，以往的丸粒化种子容易破碎、播种使抗磨性差，本发明予以解决；

本发明崩解性较低，在表体填充剂、粘结剂和包膜剂联合的作用下可使种子保存在内部不外露，氧气和养料可充分被利用；

本发明节约大量用水，田间湿润状态即可保证正常出苗生长，相对常规水直播播种至苗期可节约用水70-80％；

水稻集束丸粒化种子生产过程中种子的利用率高，淘汰的种子，经过破碎后，仍可继续造粒使用；

管理简单，可缩短播前杂草封闭期，延长了播期；

适当降低了整地质量标准。

附图说明

图1为本发明的机直播稻集束丸粒化种子内部结构图；

图2为本发明的机直播稻集束丸粒化种子的生产工艺图。

附图标记说明如下：

1、包膜剂；2、表体填充粉剂；3、释氧填充粉剂；4、载体填充粉剂；5、水稻种子。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明并不局限于这些实施例。

实施例1

按膨润土与粘土质量比为1:1混合，配置载体填充粉剂；按过氧化钙、煤灰粉、膨润土、壮秧剂、腐殖酸钾质量比10:14:10:3:3配置释氧填充粉剂；按粘土与煤灰粉质量比3:1配置表体填充粉剂；恶霉灵和咪酰胺类按有效成分1:1配置水合剂中杀菌剂，各自成分浓度为4ml/l；防鼠剂苦味剂，bt浓度为4ml/l；水合剂微量元素按镁、锌各自硫化物含量2g/l配置；水合剂由阿拉伯胶配置，质量百分比含量15％；粘结剂由植物胶和膨润土构成质量比为1:4；包膜剂中光滑剂溶于水的浓度为20％，指示剂为红色；水稻品种为龙粳47；浸入清水，种子捞出后稍淋干，表面喷施少量水合剂；使用载体填充粉剂与水稻种子均匀搅拌后，进入丸粒设备；丸粒设备运转2min，均匀喷入水合剂，种子表面湿润后，设备继续运转2min，向丸粒设备均匀扑入载体填充粉剂，团粒有效增大后，停止加入载体填充粉剂，丸粒设备继续运转3min，形成种子团，再次向丸粒设备内喷入水合剂如此反复3次；当种子团直径达到8-9mm后，依次进入孔径9mm筛分机和孔径8mm的筛分机，破碎直径大于9mm的原集束丸粒化种子后，再次进入丸粒设备，小于8mm直径的原集束丸粒化种子直接进入丸粒设备；直径合格的原集束丸粒化种子进入第二台丸粒设备；设备正常运转后向原集束丸粒化种子喷入水合剂，同时向有效丸粒区域内均匀扑入释氧填充粉剂，水合剂与释氧填充粉剂的加入要相互配合，当大部分原集束丸粒化种子直径增加1mm左右后，停止加入水合剂，但少量加入释氧填充粉剂；丸粒设备继续运转3min，向有效丸粒区域内均匀加入粘结剂，使粘结剂均匀覆盖原集束丸粒化种子，停止加入；丸粒设备继续运转1min，加入表体填充粉剂，2min后，少量喷入水合剂，再次加入表体填充粉剂，运转2min，大部分原集束丸粒化种子直径增到10mm-11mm后，形成了初级集束丸粒化种子后排出丸粒设备；初级集束丸粒化种子一次通过直径11mm和10mm的筛分机，淘汰直径超过11mm的初级集束丸粒化种子，直径小于10mm的初级集束丸粒化种子再次进入第二台丸粒设备；直径合格的为集束丸粒化种子；集束丸粒化种子进入25℃恒温干燥设备，干燥24h-36h，当水稻种子含水量达到15％后，形成了集束丸粒化种子的初产品；初产品进入包膜机进行包膜，薄膜后进入25℃恒温干燥设备3h后，即为集束丸粒化种子的成品，成品分装20kg包装袋内，内加50g干燥剂2包，密封后存放，形成终产品。

实施例2

按膨润土与粘土质量比为2:1混合，配置载体填充粉剂；按过氧化钙、煤灰粉、膨润土、壮秧剂、腐殖酸钾质量比8:10:10:2.5:2.5配置释氧填充粉剂；按粘土与煤灰粉质量比4:1配置表体填充粉剂；恶霉灵和咪酰胺类按有效成分1:1配置水合剂中杀菌剂，各自成分浓度为3ml/l；防鼠剂苦味剂，bt浓度为4ml/l；水合剂微量元素按镁、铁、锌各自硫化物含量1.5g/l配置；水合剂由阿拉伯胶与pam配置，各自质量百分比含量15％；粘结剂由植物胶和膨润土构成质量比为1:4；包膜剂中光滑剂溶于水的浓度为25％，指示剂为白色；水稻品种为绥粳18；浸入清水，种子捞出后稍淋干，表面喷施少量水合剂；使用载体填充粉剂与水稻种子均匀搅拌后，进入丸粒设备；丸粒设备运转2min，均匀喷入水合剂，种子表面湿润后，设备继续运转2min，向丸粒设备均匀扑入载体填充粉剂，团粒有效增大后，停止加入载体填充粉剂，丸粒设备继续运转3min，形成种子团，再次向丸粒设备内喷入水合剂如此反复3次；当种子团直径达到8mm-9mm后，依次进入孔径9mm筛分机和孔径8mm的筛分机，破碎直径大于9mm的原集束丸粒化种子后，再次进入丸粒设备，小于8mm直径的原集束丸粒化种子直接进入丸粒设备；直径合格的原集束丸粒化种子进入第二台丸粒设备；设备正常运转后向原集束丸粒化种子喷入水合剂，同时向有效丸粒区域内均匀扑入释氧填充粉剂，水合剂与释氧填充粉剂的加入要相互配合，当大部分原集束丸粒化种子直径增加1mm左右后，停止加入水合剂，但少量加入释氧填充粉剂；丸粒设备继续运转2-3min，向有效丸粒区域内均匀加入粘结剂，使粘结剂均匀覆盖原集束丸粒化种子，停止加入；丸粒设备继续运转1min，加入表体填充粉剂，2min后，少量喷入水合剂，再次加入表体填充粉剂，运转2min，大部分原集束丸粒化种子直径增到10-11mm后，形成了初级集束丸粒化种子后排出丸粒设备；初级集束丸粒化种子一次通过直径11mm和10mm的筛分机，淘汰直径超过11mm的初级集束丸粒化种子，直径小于10mm的初级集束丸粒化种子再次进入第二台丸粒设备；直径合格的为集束丸粒化种子；集束丸粒化种子进入30℃恒温干燥设备，干燥24h，当水稻种子含水量达到15％后，形成了集束丸粒化种子的初产品；初产品进入包膜机进行包膜，再次进入30℃恒温干燥设备3h后，即为集束丸粒化种子的成品，成品分装20kg包装袋内，内加50g干燥剂两包，密封后存放，形成终产品。

实施例3

按膨润土与粘土质量比为4:1混合，配置载体填充粉剂；按过氧化钙、煤灰粉、膨润土、壮秧剂、腐殖酸钾质量比12:15:13:3:3配置释氧填充粉剂；按粘土与煤灰粉质量比3:1配置表体填充粉剂；恶霉灵和咪酰胺类按有效成分1:1配置水合剂中杀菌剂，各自成分浓度为3.5ml/l；防鼠剂苦味剂，bt浓度为3ml/l；水合剂微量元素按镁、铁、锰、锌各自硫化物含量1g/l配置；水合剂由羧甲基纤维素钠、阿拉伯胶与pam配置，各自质量百分比含量10％；粘结剂由植物胶和膨润土构成质量比为1:3；包膜剂中光滑剂溶于水的浓度为20％，指示剂为白色；水稻品种为龙粳21；浸入清水，种子捞出后稍淋干，表面喷施少量水合剂；使用载体填充粉剂与水稻种子均匀搅拌后，进入丸粒设备；丸粒设备运转2min，均匀喷入水合剂，种子表面湿润后，设备继续运转2min，向丸粒设备均匀扑入载体填充粉剂，团粒有效增大后，停止加入载体填充粉剂，丸粒设备继续运转3min，形成种子团，再次向丸粒设备内喷入水合剂如此反复3次；当种子团直径达到8mm-9mm后，依次进入孔径9mm筛分机和孔径8mm的筛分机，破碎直径大于9mm的原集束丸粒化种子后，再次进入丸粒设备，小于8mm直径的原集束丸粒化种子直接进入丸粒设备；直径合格的原集束丸粒化种子进入第二台丸粒设备；设备正常运转后向原集束丸粒化种子喷入水合剂，同时向有效丸粒区域内均匀扑入释氧填充粉剂，水合剂与释氧填充粉剂的加入要相互配合，当大部分原集束丸粒化种子直径增加1mm左右后，停止加入水合剂，但少量加入释氧填充粉剂；丸粒设备继续运转3min，向有效丸粒区域内均匀加入粘结剂，使粘结剂均匀覆盖原集束丸粒化种子，停止加入；丸粒设备继续运转1min，加入表体填充粉剂，2min后，少量喷入水合剂，再次加入表体填充粉剂，运转3min，大部分原集束丸粒化种子直径增到10mm-11mm后，形成了初级集束丸粒化种子后排出丸粒设备；初级集束丸粒化种子一次通过直径11mm和10mm的筛分机，淘汰直径超过11mm的初级集束丸粒化种子，直径小于10mm的初级集束丸粒化种子再次进入第二台丸粒设备；直径合格的为集束丸粒化种子；集束丸粒化种子进入20℃恒温干燥设备，干燥36h，当水稻种子含水量达到15％后，形成了集束丸粒化种子的初产品；初产品进入包膜机进行包膜，再次进入20℃恒温干燥设备4h后，即为集束丸粒化种子的成品，成品分装15kg包装袋内，内加100g干燥剂1包，密封后存放，形成终产品。

本发明所提供的机直播稻集束丸粒化种子及其生产工艺不仅可以解决各种水稻直播存在的问题，而且使用的物料对环境不会产生任何污染。更为重要的是提供了可用于生产的工艺流程，生产的集束丸粒化水稻种子发苗壮，增产效果明显。对任何物料的替换、技术范围内参数的修改及技术环节增减均包含在发明的保护范围之内。

播种20天后由下表可知，通过3个实施例生产的水稻集束丸粒化种子，出芽天数不同，实施例2生产的集束丸粒化种子出芽快，播种第4天就有出芽现象，其它两个实施例均在第5天发芽，而对照在第6天发芽(判断标准：芽长或根长为种子长1/2)，相比实施例晚1-2天。播种20天后每穴的基本苗数不同，实施例每穴成苗能够达到4颗以上，但是ck仅2.7颗/穴。实施例成苗率、平均株高及百株干重均明显高于ck，表明实施例生产的集束丸粒化种子苗期长势明显优于裸种子表播的稻苗生长状况。且在实际调查中，实施例未发现水稻苗期倒伏现象，但是ck随着植株高度增加，出现了倒伏现象。

播种20天后调查结果

以上数据分析表明，实施例生长的直播水稻植株相比裸种子表播植株健康，说明水稻集束丸粒化种子是适合水稻直播的一种新型种子利用方式，且在本发明的生产工艺过程中种子的活性未受到损害。

以上所述实施例仅表达本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。