牧草种子干燥的方法有自然干燥法和人工干燥法。
(一)自然干燥
牧草种子的自然干燥是利用日光暴晒、阴干、通风等方法来降低种子的含水量,使其达到或接近种子安全贮藏水分标准。它是目前普遍采用的节约能源、廉价安全的种子干燥方法。但这种方法的干燥时间较长,且受外界温度、大气湿度和空气流速等因素的影响较大。在我国北方夏、秋高温干燥季节经常采用,在南方潮湿地区则难以应用。自然干燥又分脱粒前自然干燥和脱粒后自然干燥。
1.脱粒前自然干燥 脱粒前的种子干燥既可以在田间进行, 也可以在晒场上进行。用收割机或人工刈割收获种子时,常常将牧草刈割后捆成草束,种子留在植株上在田间自然干燥。但是,为了减少种子脱落损失,加快干燥速度和不致产生霉烂,一般将革束运至晒场,垛成人字形或架在晒架上,进行暴晒或自然风干。也可将其均匀打开摊晒在晒场上,在阳光下暴晒。晾晒时,草层厚度为5~10cm,每日翻动数次,以加速其干燥过程。干燥一段时间后即可进行脱粒。
2.脱粒后自然干燥 刚脱粒收获的牧草种子含水量一般都较高,应进行暴晒或摊晾,以达到贮藏所要求的含水量。特别是用机械收获时,种子的湿度往往较高,应立即进行晾晒。
晒种的晾晒场地有土晒场和水泥晒场,由于水泥晒场的场面干燥、温度容易升高,种子的干燥速度快,且容易清理,因此一般以水泥晒场为好。水泥晒场晒种数量的经验值为lt/15m2,晒场面积应根据单位面积上的晒种数量和种子生产量来确定。晒场中间要建成中间高两边低的鱼脊形,四周设排水沟,以利于排除雨水。
晒种时,为了使上下层暴晒均匀,种子要薄摊勤翻,且厚度不宜过厚。一般小粒种子厚度不超过5cm,中粒种子不超过10cm, 大粒种子不超过15cm。为了增加水分蒸发面积,种子在晒场上应摊成波浪形,每小时翻动1次,中午高温期间,应增加翻动次数,干燥效果更好。
(二)人工干燥
现代牧草生产中,为了提高工作效率,使收获的种子尽快干燥入库、减少损失,常采用人工干燥的方法,主要包括通风干燥、干燥剂干燥和加热干燥等。
1.通风干燥 用鼓风机将外界冷凉干燥空气吹人种子堆,加速空气流动,把扩散在种子堆间隙和空气中韵水分、热量带走来干燥种子。这种方法比较简单,是一种暂时防止潮湿种子发热霉变的干燥方法。
由于通风干燥是以空气为干燥介质,所以种子干燥效果受外界空气相对湿度的影响,一 般只有当外界空气相对湿度低于70%时,采用通风干燥才是经济有效的。这是因为牧草种子具有一定限度的持水能力,当种子的持水力与空气的吸水力达到平衡时,种子既不向空气中散发水分,也不从空气中吸收水分。通风干燥的效果除与空气的相对湿度有关外,还与种子堆厚度和进入种子堆的风量有关。种子堆厚度小,进风量越大,干燥的速度越快;反之则慢。
从种子水分与空气相对湿度的平衡关系可以看出,通风干燥的干燥性能有一定限度,当种子水分降到一定限度时,就不能再继续降低,要达到种子安全贮藏水分标准必须辅之以人工加热。因此,这种方法只能用于刚收获潮湿种子的暂时安全保存时的干燥。
2.加热干燥 是把加热空气直接通过种子层,由热空气把热量传递给种子,使种子内部的水分气化,通过种皮蒸发出去以达到种子干燥的目的。该法干燥速度快,工作效率高,不受自然气候条件的限制,适用于温暖潮湿地区,特别是大规模牧草种子生产单位。
加热干燥根据传热方式的不同,又分为对流干燥法、辐射干燥法、传导干燥法、微波干燥法等。常用的干燥设备有分层干燥设备、分批干燥设备和连续流动式干燥设备,另外还有太阳能干燥装置、高频电场干燥装置等。
加热干燥时,空气温度越高、相对湿度越低,种子干燥效果越明显。但温度过高,种子会失去生活力,尤其是高水分种子。因此,采用加热干燥,应注意以下事项。
一是种子在干燥机内所受的温度,应根据种子水分进行适当调节。当种子水分较高时,干燥机内温度应低一些;反之则可高些。
二是为了确保种子干燥后具有旺盛的生活力,安全干燥的上限温度一般为45℃,种子的出机温度应保持在30℃~40℃。
三是对含水量较高的种子,特别是刚收获的种子,新陈代谢旺盛,最好进行2次干燥,并采取先低温后高温的原则,以免种子直接高温干燥而丧失生命力。
四是对于带有芒、髯毛等流动性差的种子,应在干燥前进行去芒处理。
3.干燥剂干燥 就是在密封条件下把干燥剂和种子按一定比例放在一起,利用干燥剂的吸湿能力,不断吸收种子扩散出来的水分而干燥种子的一种方法。该法不需要加热,更不需要通风,非常安全,而且能人为控制干燥水平,把种子的含水率降到很低的水平。
干燥剂是一种化学物质,具有吸湿能力,可以将空气中的水分吸收掉。目前使用的干燥剂有氯化锂、氧化硅胶、生石灰、氯化钙和五氧化二磷等。干燥剂的用量因干燥剂的种类、保存时间、密封时种子的水分不同而不同。一般种子与干燥剂以质量比1:2进行混合,以免造成浪费。这种干燥方法主要适用少量种质资源和科研种子的保存。
4.冷冻干燥 是使牧草种子在冰点以下的温度产生冻结,通过升华作用除去种子内部的水分,从而达到干燥的目的。冷冻干燥的方法通常有两种:一种是常规冷冻干燥法。干燥时,先将种子放在涂有聚四氟乙烯的铝盒内,铝盒体积为254mm×38mm×25mm。 然后将铝盒放在预冷到-20℃~-10℃的冷冻架上。另一种是快速冷冻干燥法。首先将种子放在液态氮中冷冻,再放在盘中,置于-10℃~- 20℃的架上,再将箱内压力降至39. 9966pa(0.3mm Hg),然后将架子温度升高到25℃~30℃给种子微微加热,种子内部的冰通过升华作用慢慢变少。
冷冻干燥装置因干燥规模和要求不同有大型和小型之分,小型冷冻干燥装置由干燥室、真空排气系统、低温集水密封装置、附属机器等几部分构成。
冷冻干燥法可以使种子不通过加热将自由水和多层束缚水选择性地除去,留下单层束缚水,将种子水分降低到空气干燥方法不可能获得的含水率以下,而使种子保持良好的品质,增加了种子的耐藏性:因此,这种方法不仅适用于牧草种质资源的保存,也可应用于大规模种子的干燥。
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