林木种子干燥的基本原理与主要方法
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林木种子干燥的基本原理与主要方法
【摘 要】本文简要介绍了林木种子干燥的基本原理,影响林木种子干燥的主要因素和林木种子干燥的主要方法,对指导和促进当前林木种子调制具有一定指导意义。
【关键词】林木种子;影响因素;干燥方法
刚采收的林木种子含水量较高,通常在12%以上。含水量过高意味着种子中存在大量的游离水,酶的活性因而增高,种子的呼吸作用加强,放出大量的热量和水分,从而引发种子霉变。对于干藏的种子来说,贮藏的安全含水量通常为8%-10%。因此,种子在入库前必须充分干燥。
1.林木种子干燥的基本原理
种子干燥是通过干燥介质给种子加热,利用种子内部水分不断向表面扩散和表面水分不断蒸发的过程来实现的。种子是活的有机体,又是一团凝胶,具有吸湿和解吸的特性。种子水分随着吸附与解吸过程而变化。当吸附过程占优势时,种子水分增高;当解吸过程占优势时,种子水分降低。如果将种子放在固定不变的温湿条件下,经过相当时间后,种子水分就基本稳定不变,亦即达到平衡状态,种子对水汽的吸附和解吸以同等的速率进行,这时的种子水分,就称为该条件下的平衡水分。
暴露在空气中的种子,当所含水分的蒸汽压与空气相对湿度所产生的蒸汽压相等时,种子水分不发生增减,处在吸湿和解吸的平衡状态中,不能起到干燥的作用。只有当种子水分高于当时的平衡值,即种子内部的蒸汽压超过空气的蒸汽压时,水分才会从种子内部不断散发出来,使种子逐渐失去水分而干燥。种子内部的蒸汽压超过空气的蒸汽压越多,干燥作用就越明显。种子干燥就是不断降低空气水蒸汽分压,使种子内部水分不断向外散发的过程。
2.影响林木种子干燥的主要因素
2.1相对湿度
在湿度一定的情况下,干燥环境空气的相对湿度决定种子干燥的速度和失水量。干燥环境的空气湿度越小,其干燥的推动力越大,种子干燥的速度和失水量越大;反之,种子干燥的速度和失水量越小。
2.2温度
干燥环境的温度高,能增加空气的持水能力,降低空气相对湿度,从而使种子水分迅速蒸发。在相对湿度相同的情况下,温度高则水分子扩散速度快,从而有利于种子干燥。
2.3气流速度
种子干燥过程中,存在吸附种子表面的浮游状气膜层,阻止种子表面水分的蒸发。所以,必须用流动的空气将其逐走,使种子表面的水分继续蒸发。空气的流速越高,种子的干燥速度越快。
2.4种子本身的生理状态
新鲜种子的含水量较高、新陈代谢旺盛,宜缓慢进行干燥,或先低温后高温进行两次干燥。如果采用高温快速一次干燥,反而会破坏种子内的毛细管结构,引起种子表面硬化,内部水分不能通过毛细管向外蒸发。
2.5种子的化学成分
淀粉含量高的种子,组织结构较疏松,种子内毛细管粗大,传湿力较强,因此容易干燥。蛋白质含量高的种子,组织结构较致密,毛细管较细,传湿力较弱。油质种子的亲水力不强,因此比淀粉和蛋白质含量高的种子更容易干燥。
3.种子干燥的主要方法
3.1自然干燥
自然干燥就是利用日光、风等自然条件,使种子的含水量降至安全贮藏所要求的水分标准,马尾松、侧柏和油松等林木种子均可采取日光下堆晒的方法来干燥;榆树和云杉等林木种子在阳光下曝晒容易失去生活力,应采用通风干燥的方法使其干燥。根据种子干燥的要求,可将自然干燥分为晒干和阴干。
3.1.1晒干
即利用日光曝晒干燥种子。凡种皮坚硬、安全含水量较低,不会迅速降低发芽力的种子,如大部分针叶树、豆科及含水量低的蒴果种子,都可日光晒干。
3.1.2阴干
安全含水量高于气干含水量,一经干燥便很快脱水,易丧失生命力的种子,如栎类、板栗、油茶等;种子小、种皮薄、成熟后代谢活动旺盛的种子,如杨、柳、榆和桦等;含挥发性油质的种子如花椒种子等,一般采用阴干法。此外,凡经水选后或由肉质果中取出的种子,均忌日晒,只能阴干。
种子阴干应堆放在通风良好的室内或棚内,堆放不宜太厚,阴干过程中应经常翻动,以加速干燥和通风。
3.2人工加热干燥
人工加热干燥是利用加热空气作为干燥介质而通过种子层,使种子含水量降低到规定要求的方法。人工加热具有速度快、不受天气影响的优点,特别适用于南方多雨地区。但人工加热干燥需要一定的场所和设备,干燥成本较高,同时必须调控好干燥气流的温度,以防温度过高而灼伤种子。
3.3干燥剂干燥
干燥剂干燥就是将种子与干燥剂按一定比例封入密闭容器内,利用干燥剂的吸湿能力,不断吸收种子扩散出来的水分,从而使种子失水干燥的方法。干燥剂具有安全、能人为控制干燥程度等优点;不足之处是只能干燥少量种子。常用的干燥剂有变色硅胶、氯化锂、氯化钙、生石灰和五氧化二磷等。
4.结论与建议
在林木种子干燥的实际操作中,应根据林木种子干燥的基本原理,认真分析影响林木种子干燥的因素,选取正确的林木种子干燥方法,为林木种子调制奠定基础。 [科]