一种含复合层次保苗壮苗的丸粒化种及其制备方法

本发明涉及生物技术和农业领域，具体涉及一种含复合层次保苗壮苗的丸粒化种及其制备方法。

背景技术：

1、传统微小、异型的种子在种植中由于种子微小或形状不规则，传统播种方法难以准确、均匀地将种子播撒到土壤中，容易造成种子浪费或分布不均。且由于种子微小，传统覆盖方法难以有效地覆盖种子，容易导致种子受到外部环境的影响，如风吹、水冲等，影响发芽和生长。微小种子生长缓慢且生长环境特殊，传统管理方法难以有效地控制生长环境、防治病虫害等，容易影响作物的产量和品质。传统储存方法难以有效地保持种子的活力和纯度，容易导致种子变质或混杂。

2、种子丸粒化技术是一种先进的农业技术，可以将不规则、不光滑、小粒的种子加工成规则、光滑、大粒的种子，从而提高种子的质量和抗性，有利于作物的生长和发育，可以实现机械化精量播种，减少种子的浪费，节约种子用量，降低生产成本，提高播种效率，减少人工操作成本。

3、但传统的丸粒化种制备过程中仍存在一些不足之处，传统的种子丸粒化剂多采用高分子聚合物作为原料，存在环境污染、生物相容性差、种衣剂浪费、劳动强度大等问题。其中传统种子丸粒化剂中填料的种类和性能存在局限性，无法满足特定种子包衣的需求；传统丸粒化剂中粘结剂可能会对种子的发芽率产生负面影响。例如，某些粘结剂可能导致种子表面堵塞，影响水分和氧气的渗透，从而降低发芽率；传统丸粒化剂中使用的增效剂通常是化学合成物质，加工和使用过程中可能会对环境造成破坏。此外，一些增效剂在使用后可能会被雨水冲刷进入土壤和水体，对环境造成潜在危害。

4、cn 114846952 a公开了一种大葱种子丸粒化配方及其制作方法，该专利虽然在一定程度上能够降低大葱种子的播种量，且能减少前期的育苗和人工成本，但是对于种子的萌发率、抗逆性等指标并没有显著影响。cn 114946323 a公开了一种小粒种子丸粒化配方及加工方法，该专利虽然制备的丸粒化剂在一定程度上能够提高种子的萌发率和成活率，但其中的消毒剂制作复杂且困难，配比过高容易对作物造成损害。cn 111466178 a披露了一种机直播稻集束丸粒化种子及其生产工艺，该专利虽然在一定程度上实现了机械直播，可实现批量生产，但每粒丸粒化种子中包含3-5粒种子，未能达到一粒一种；此外，该专利制备的丸粒化种子没有促生抗逆、增产增收的效果。

技术实现思路

1、针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种含复合层次保苗壮苗的丸粒化种及其制备方法。采用天然生物材料制备出的丸粒化剂安全环保、生物相容性好、对环境和植物无负面影响，可生物降解，使用该丸粒化剂制备的丸粒化种基本实现了一粒一种，可节约播种量、降低前期成本，同时还具有促进种子萌发、抗逆增产的效果，显著提高了种子的萌发率和成活率。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明第一方面，提供了一种丸粒化剂，所述丸粒化剂包括：第一丸粒化组分、第二丸粒化组分和第三丸粒化组分；

4、所述第一丸粒化组分为天然填料；所述第二丸粒化组分为生物基水凝胶；所述第三丸粒化组分为生物助剂和硫酸钙。

5、所述天然填料由矿粉、膨润土、滑石粉为原料制备而成；所述生物基水凝胶为海藻酸钠、聚谷氨酸、天冬氨酸一种或几种的混合物；所述生物助剂为菌源代谢物、植物源代谢物一种或两种的混合物。

6、所述矿粉为磷矿粉、钾矿粉一种或两种混合物。

7、所述菌源代谢物为青霉素、赤霉素、脱落酸或细胞分裂素；所述植物源代谢物为海藻多糖、酚类多聚物、三甲基甘氨酸、植物生长素或腐殖酸。

8、本发明使用天然填料、生物基水凝胶和生物助剂制备丸粒化剂，改变了传统丸衣的成分配方，其中天然填料可以增大种子的粒径，使丸粒化种子变成光滑的圆球状，利于作物机械精播；生物基水凝胶可以使种子丸粒化剂具有促进种子萌发、保水保肥等优点；生物助剂具有增强种子抗逆基因的表达，从而达到抗逆促生的效果等优点。

9、本发明第二方面提供了上述丸粒化剂在如下(1)-(3)至少一项中的应用：

10、(1)制备复合层次一粒一种的丸粒化种；

11、(2)制备保苗壮苗的丸粒化种；

12、(3)制备天然环保、无残留、易降解的丸粒化种。

13、本发明第三方面，提供了一种丸粒化种的制备方法，所述制备方法使用上述丸粒化剂进行种子丸粒化；

14、优选的，所述种子为小麦种子、西红柿种子或芹菜种子。

15、所述制备方法包括以下步骤：

16、(1)向转鼓中加入种子，转鼓转速控制在1500-3000rpm，在种子表面喷洒水，使种子之间湿润但不黏连；

17、(2)向湿润的种子表面施加第一丸粒化组分，形成第一层丸衣；

18、(3)向步骤(2)得到的种子表面施加第一丸粒化组分和第二丸粒化组分，形成第二层丸衣；

19、(4)向步骤(3)得到的种子表面施加第一丸粒化组分和第三丸粒化组分，形成第三层丸衣，制备得到完整的丸粒化种子；

20、(5)将步骤(4)得到的湿润的丸粒化种子在30-50℃下持续烘干20-30min，得到干燥的丸粒化种子。

21、所述第二丸粒化组分使用方法为将生物基水凝胶溶解于去离子水中形成第二丸粒化组分水溶液，喷洒使用。

22、所述第三丸粒化组分使用方法为将生物助剂溶解于去离子水中形成水溶液喷洒使用，边喷洒边施加硫酸钙粉末。

23、在制作过程中，通过复合的方法分三层将丸粒化种子制成：第一层为保护层，第二层为溶胀层，第三层为免疫诱抗层。通过复合方法制备的丸粒化种实现了种子丸粒化及播前植保，保苗壮苗、促生抗逆，解决了微小、异形种子机械播种易缺苗断垄，障碍性土壤出苗率低、苗情弱，作物产量低、品质差等问题，可省去育苗环节，大幅降低种植生产成本，助力农业增产增收。

24、本发明的有益效果为：

25、1.本发明采用纯天然材料制备出的种子丸粒化剂，环保无污染、生物相容性好、可生物降解，为种子提供了天然的生长环境。

26、2.本发明在天然填料中加入磷矿粉、钾矿粉一种或两种混合物，其中磷矿粉可以改善农作物的营养吸收、促进植物生长，尤其是禾本科作物的分蘖；而钾矿粉可以促进种子萌发以及生长发育，并能增强作物苗期的免疫力。

27、3.本发明将海藻酸钠等生物基水凝胶作为丸粒化剂的组分，生物基水凝胶具有较好的保水性，能够在种子周围形成一层湿润的环境，有利于种子的萌发和生长，还能增加土壤的保水保肥性，促进土壤的可持续利用与发展，海藻酸钠本身不具有溶胀性，随着种子在土壤中对水分的吸收，第三丸粒化组分中硫酸钙的钙离子溶于被吸收的水向内部靠近，与第二丸粒化组分中的海藻酸钠反应，形成具有溶胀性的海藻酸钙，其是结构紧密的胶状物质，可通过控制海藻酸钠的浓度和ph值来调节生物基水凝胶的硬度和弹性，并且在制备过程中，水分是慢慢渗透，短期内不会引起反应，加热烘干时水分从内层向外层扩散，因此还可以避免在制作过程中普通崩解剂吸水膨胀的问题。

28、4.本发明使用了较多的膨润土、生物基水凝胶，在不添加粘结剂的情况下，便能具有足够的粘结性。

29、5.本发明将纯天然的植物源、菌源的生物助剂加入到种子丸粒化剂当中，使用该丸粒化剂制备的丸粒化种可以达到提高抗逆性、增加产量的效果。

30、6.本发明提供了一种方便快捷制备丸粒化种的方法，制备方法简单易行，制得的丸粒化种基本实现了一粒一种，稳定性和一致性好，显著提高了种子的萌发率和成活率，可实现大规模生产和应用。

31、7.本发明通过种子丸粒化技术，在微小、异型的种子表面包裹上一层有利于种子萌发的丸粒化剂，使其变成一个规则、光滑的圆球状，从而可以达到机械精播的效果，节省了传统播种中移苗、育苗的过程，省时省力，大量减少了前期的成本。