大葱种子丸粒化及性能研究

马英剑, 陈罗云, 臧吉强, 段警博, 赵家祥, 郭鑫宇, 徐 勇, 吴学民

(中国农业大学 理学院 应用化学系 农药创新研究中心，北京 100193)

种子包衣 (seed coating) 是将种子处理剂直接或稀释后包覆在种子表面，形成具有一定强度和通透性的保护层，是众多发达国家广泛采用的种子加工现代化和种子质量标准化的重要措施[1-2]。种子包衣具有促进种子萌发及植株生长、防治作物幼苗病虫害的作用。现代农业生产中，为满足不同的包衣需求，种子包衣已发展出多种不同的类型，其中种子丸粒化 (seed pelleting) 是针对小粒种子和不规则种子衍生出的包衣类型[3-4]。种子丸粒化是通过一定的加工工艺，使丸粒化材料附着在种子表面，将不规则种子加工成具有一定大小和强度的丸粒，同时对种子发芽和生长不会产生负面影响[5]。经丸粒化包衣后，种子变为球形或近似球形，体积将有不同程度的增大，根据种子原始大小和使用需要可增重1～50 倍[6]。通过种子丸粒化，可使种子大小及形状标准化，且外表光滑，有利于提高播种效率，易于机械化播种。目前，种子丸粒化已在花卉、牧草[7]、中药材[8-9]等高价值种子的处理上得到广泛应用，取得了良好的经济和社会效益。

大葱Allium fistulosumL.是较常见的蔬菜品种，传统栽培模式为苗畦育苗移栽，移栽过程中容易对其根系造成伤害，且存在出苗不一、生产效率低等问题。良种化、标准化及机械化播种有利于育苗和移栽，但由于大葱种子为2～3 mm 黑色盾形，外形不规则，对实现标准化精量播种带来了较大难题。通过丸粒化技术改善其种子外形，可实现大葱的精量化播种和机械化种植，对提高大葱规模化生产效率和规范化生产水平具有一定参考价值。大葱苗期病害发生较为严重，主要有疫病和霜霉病等，常引起黄苗、死苗，造成减产。吡唑醚菌酯作为一种广谱性杀菌剂，具有持效期长、内吸传导性好等优点，对于大葱的主要病害具有良好的防治效果。通过丸粒化技术，将适宜的农药作为包衣材料中的活性添加成分，可能有助于促进早期幼苗的健康生长，达到增加经济效益的目的。

基于上述考虑，探究了不同填料和黏结剂对不规则种子丸粒化性能的影响，筛选确定了适宜大葱及类似不规则种子丸粒化的材料。在获得优化配方的基础上，利用扫描电镜、孔隙测定等手段表征了丸粒微观结构，为种子丸粒化的宏观性质提供了微观层面的解释，丰富了种子丸粒化的研究内容，可为寻找不同类型种子丸粒化的普遍规律提供理论基础。同时，评价了农药添加对丸粒化种子发芽和生长的影响，以期为促进种子健康保护提供参考。

1.1 材料与仪器

1.1.1 试验材料 大葱Allium fistulosumL.种子(三系金棒90-1)，由山东省章丘市刁镇种子站提供。

填料：硬脂酸镁 (筛孔径18 μm)、膨润土 (筛孔径75 μm) 和高岭土 (筛孔径38 μm)，河北佳士力化工有限公司；
滑石粉 (筛孔径18 μm) 和硅藻土 (筛孔径45 μm)，国药集团化学试剂有限公司。

黏结剂：羧甲基纤维素钠 (CMC)、壳聚糖(CS)、海藻酸钠 (SA)、聚乙烯醇 (PVA)、聚乙二醇6000 (PEG 6000)，国药集团化学试剂有限公司。

亲水低密度聚氨酯海绵 (厚度5 mm)，南京永盛海绵有限公司。

吡唑醚菌酯 (pyraclostrobin，纯度95.5%)，北京中保绿农科技集团有限公司。

1.1.2 主要仪器 BSA 型电子天平 (精度0.1 mg)，德国Sartorius 公司；
5BW50-15 种子丸化机，中国农业机械化科学研究院；
DHG-9031A 恒温电热干燥箱，上海精宏实验设备有限公司；
GWJ-2 数显谷物硬度计，北京金科利达电子科技有限公司；
GZC 500A 恒温光照培养箱，合肥右科仪器设备有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 填料筛选 将硬脂酸镁分别和硅藻土、膨润土、高岭土、滑石粉按一定比例混合 (表1)，得到不同的丸粒化填料，以质量分数为1%的羧甲基纤维素钠水溶液作为黏结剂，将10 g 大葱种子用100 g 填料制成丸粒。

表1 丸粒化填料组分筛选Table 1 Screening of pelletized filler components

1.2.2 黏结剂筛选 在筛选得到性能较好的丸粒化填料组分基础上，分别使用质量分数为1% 的羧甲基纤维素钠 (CMC)、壳聚糖 (CS)、海藻酸钠(SA)、聚乙烯醇 (PVA) 和10%的聚乙二醇6000(PEG 6000) 制备丸粒化种子。

1.2.3 大葱种子丸粒化制备方法 称取10 g 外表饱满、大小均匀的大葱种子倒入包衣机种子盘中，设定转速为30 r/min，添加配制好的各黏结剂，待其充分、均匀附着在种子表面后，加入填料，使其吸附于种子表面。之后按相同操作交替加入黏结剂和填料，直至加完100 g 填料。在恒温电热干燥箱中烘干，供后续试验。丸粒化过程中，多次将种子过16 目 (孔径1 000 μm) 筛，以去除其中的废料和填料团聚成的死球。

1.2.4 丸粒化种子质量控制指标测定 针对采用上述不同配方制得的丸粒化种子的各项质量控制指标分别进行测定。

1.2.4.1 物理指标测定

1) 外观：肉眼观察丸粒的形状、完整程度和表面光滑程度等，并拍照记录。

2) 丸粒抗压强度[10]：使用GWJ-2 型数显谷物硬度计检测丸粒化种子发生形变及碎裂所需的最大力。重复测定20 粒，取平均值。

3) 有籽率和单籽率：随机取50 颗丸粒化种子，逐个剥开丸衣，记录其中含有大葱种子的丸粒数量，计算有籽率；
记录其中只含1 粒大葱种子的丸粒数量，计算单籽率。每组重复3 次，取平均值。

4) 丸粒直径：使用20 分度游标卡尺进行测量，每颗丸粒从相互垂直的3 个角度测量3 次，取其平均值作为丸粒直径；
测定20 颗丸粒的直径，取平均值。

5) 均匀度：待丸粒化种子烘干后，称量总质量 (md)；
将所有丸粒依次过5 目 (孔径4 000 μm)和7 目 (孔径2 800 μm) 的标准筛，称量粒径大小在5 目和7 目之间的丸粒的总质量 (mt)，按公式(1) 计算均匀度 (U，%)。

6) 千粒重[11]：取3 份丸粒化种子，每份100颗，使用电子天平分别称量每份丸粒化种子的质量，称量结果乘以10 倍得到千粒重，取3 次测定所得千粒重的平均值。

7) 增重倍数：分别测定丸粒化种子 (mc)和未丸粒化种子(mn)的千粒重，按公式(2)计算增重倍数W。

8) 崩解率[12]：在直径9 cm 的培养皿中放入裁好的海绵，加入20 mL 水，垫上一层滤纸，在滤纸上放50 颗丸粒。24 h 后记录裂开的丸粒数量，计算崩解率，测定3 次，取平均值。

9) 含水量：烘箱温度设置在 (103 ± 2) ℃。将小烧杯预先烘干至恒重，称量小烧杯质量 (m0)；
称取丸粒化种子4.5～5.0 g，置于预先烘干并称重的小烧杯中，称量，记录烘干前总质量 (m1)；
在(103 ± 2) ℃下烘干8 h，取出，在干燥器中冷却至室温，称重，记录烘干后总重量 (m2)。按公式 (3)计算含水量 (R，%)。

1.2.4.2 发芽指标测定 采用纸上发芽试验测定发芽率和发芽势[13]。在直径9 cm 的玻璃培养皿中垫上滤纸片，每皿放入50 颗丸粒化种子，置于恒温光照培养箱中培养，每天观察并记录发芽数 (以未经任何处理的裸种为对照)，计算发芽率；
记录到第10 天为止，并按第5 天的发芽总数计算发芽势。

1.2.5 丸粒微观结构表征

1.2.5.1 形貌表征 选择代表性配方制成丸粒，将其破碎。取大小合适、内部结构完整的碎片粘到样品台上，喷金处理后在扫描电镜下观察，于不同放大倍数下拍摄丸粒内部和表面的扫描电镜照片。

1.2.5.2 孔隙分析 将制成的丸粒剥开丸衣后去除种子，收集丸衣，采用全自动压汞仪测定丸衣的孔径分布和孔隙率。

1.2.6 添加农药对丸粒化大葱种子的影响评估在获得大葱种子丸粒化优化配方的基础上，添加杀菌剂吡唑醚菌酯，制备成有效成分含量分别为10 、30 和60 g/kg (seed) 的丸粒化大葱种子。通过种子生长相关指标的测定，初步评估了农药添加对丸粒化大葱种子的影响。

2.1 不同填料对种子丸粒化性能指标的影响

2.1.1 物理指标 如图1 所示，大葱种子属于典型的不规则种子，外形为盾状，一面凸出，一面凹陷，极不利于机械化精量播种。丸粒化加工的目的就是使其变为规则的球形或近似球形，因此丸粒化后种子的外观形态是评价填料丸粒化性能的重要依据。

图1 大葱种子Fig. 1 Seeds of welsh onion

如图2 所示，相比于未包衣的种子，经过丸粒化后种子的外观均发生了较大的变化，外形更规则，并在不同程度上趋向于球型，但是由不同填料制得的丸粒化种子外观上仍存在着一定的差异。其中，填料组分为硬脂酸镁和滑石粉的F10、F11、F12 3 种配方制得的丸粒外观接近球型，并且随着硬脂酸镁含量的增加外观更趋近球型；
由硬脂酸镁和膨润土按不同比例混合得到的F4、F5、F6 3 种填料制得的丸粒外观也接近球形，且丸粒直径更小，但包裹不完全，部分丸粒可看到有黑色的种子露出，这可能是由于膨润土在丸粒化过程中容易黏附在包衣机内壁上，导致填料损耗较大，所以使用相同用量填料时所得丸粒的直径偏小，但这3 种配方制得的丸粒外观受硬脂酸镁含量的影响较小；
而填料组成为硬脂酸镁和硅藻土的F1、F2、F3 以及填料组成为硬脂酸镁和高岭土的F7、F8、F9 这几种配方制得的丸粒外观相对不规则，且在硬脂酸镁含量较低时丸粒外观不平整，且不成球型，随着硬脂酸镁含量的增加，外观逐渐变得规则。以上结果表明，硬脂酸镁对提高种子丸粒化后的外观形貌具有重要作用，这可能与其能提高填料的流动性有关。

图2 采用不同组分填料制得的丸粒化种子Fig. 2 Pelleted seeds prepared with different fillers

由表2 可见，所有填料配方中，由膨润土和硬脂酸镁组合 (F4、F5、F6) 所得填料制备的丸粒抗压强度最大，明显大于其他9 种填料组合，并且其抗压强度随着膨润土比例的增加而增大，说明膨润土能使丸粒具有较高抗压强度。原因可能是膨润土遇水后，水会进入其片层结构间，使片层间隙增大，导致膨润土溶胀，之后在干燥的过程中重新形成为一个整体[14]。该过程使得膨润土颗粒间间隙消失，填料间黏结更紧密，因此所得丸粒的抗压强度较大。而由硅藻土、滑石粉和高岭土与硬脂酸镁组合的填料制得的丸粒抗压强度较小，并且抗压强度随着硬脂酸镁比例增加而减小。这可能是由于丸粒化过程中，填料颗粒虽然在黏结剂作用下进行黏合，但颗粒间的黏结力较大，使得填料的可塑性差，干燥后颗粒间的黏结不够牢固，因此丸粒的抗压强度较小。

表2 由不同组分填料制备的丸粒的物理指标测定结果Table 2 The physical indexes of pellets prepared with different fillers

有籽率测定结果显示，不同填料对种子丸粒化有籽率的影响较小，丸粒有籽率均在95% 以上。就单籽率而言，由硬脂酸镁和膨润土组成的F4、F5 和F6 的单籽率最低，这是由于膨润土在润湿后黏性较高，滚动过程中丸粒容易相互粘连，形成多籽的丸粒，因而单籽率较低。而滑石粉和硅藻土组成的F10、F11、F12 丸粒单籽率最高，说明硬脂酸镁和滑石粉组合后丸化过程中种子不易粘连。与此同时，在所有填料中，随着硬脂酸镁比例增加，丸粒单籽率升高，尤其是单籽率较低的F1～F6 组合，其单籽率随硬脂酸镁含量的增加显著提高。这是由于硬脂酸镁流动性好[15-16]，在丸粒化过程中可在一定程度上防止种子粘连，从而提高丸粒的单籽率。结合外观和丸粒抗压强度的结果，可以发现，丸粒的单籽率、外观以及抗压强度之间具有一定的关联性，外观较好的丸粒其粉料流动性好，丸粒化过程中不易相互粘连，通常单籽率也较高，而抗压强度较大的丸粒，其粉料间黏结力强，在丸粒化过程中容易相互粘连，通常单籽率较低。

综合以上物理指标，可以看到，采用F11 填料配方制备的丸粒化大葱种子在丸粒抗压强度、有籽率和单籽率等3 个指标上表现均较好，是比较合适的种子丸粒化填料组合。

2.1.2 发芽指标 发芽率和发芽势是评价种子质量的重要指标，丸粒化的基本要求是不能降低种子的发芽指标。由表3 可以看出，未丸粒化种子的发芽率和发芽势稍高于丸粒化种子，说明丸粒化对种子发芽率和发芽势存在一定影响。但从统计分析的结果看，由硬脂酸镁和硅藻土 (F1、F2、F3) 以及硬脂酸镁和滑石粉 (F10、F11、F12) 组合填料制备的丸粒，除F3 所得丸粒化种子的发芽率显著低于对照外，其余均无显著差异，表明这两组填料组合丸粒化对发芽无显著影响。而硬脂酸镁与膨润土组合的填料F4、F5、F6 制备的丸粒发芽率和发芽势显著低于对照，对种子发芽影响较大，这可能是因为硬脂酸镁与膨润土组合填料制备的丸粒抗压强度大，种衣外壳更硬，对种子发芽具有一定的阻碍作用。而硬脂酸镁与高岭土组合的填料F7、F8、F9 制备的丸粒化种子发芽率和发芽势显著好于F4、F5、F6 制备的丸粒化种子。

表3 丸粒化种子发芽率和发芽势测定结果Table 3 The germination rates and germination potentials of pelletized seeds

从发芽试验结果看，硬脂酸镁和硅藻土 (F1、F2、F3)、硬脂酸镁和滑石粉 (F10、F11、F12) 组合对大葱种子发芽影响较小，适合作为大葱种子丸粒化的填料。

综合考虑，填料组分配方F11 (硬脂酸镁和滑石粉按质量比1 : 2 混合) 是大葱种子丸粒化相对合适的填料组合，由其制得的丸粒化种子外观为规则球形，且各项指标合格。

2.2 不同黏结剂对种子丸粒化性能的影响

在以硬脂酸镁和滑石粉按质量比1 : 2 混合作为填料对大葱种子进行丸粒化的基础上，通过对以下各项指标的测定评估不同黏结剂的性能。

2.2.1 物理性能指标 图3 为未包衣大葱种子和使用不同黏结剂制备的丸粒化种子外观。从中可以看出，以1% PVA 溶液作为黏结剂时丸粒外观较差，形状不圆且存在明显凹陷；
采用其余4 种黏结剂制备的丸粒则外观均较好，为近似球形。这可能是由于1% PVA 溶液会使硬脂酸镁和滑石粉的可塑性变差，使得丸粒化过程中种子外观改变较难，因此制得的丸粒不规则。

图3 采用不同黏结剂制得的丸粒化种子Fig. 3 Pelleting seeds prepared with different binders

由不同黏结剂制备的丸粒化种子的抗压强度、有籽率和单籽率测定结果见表4。其中，以1% CMC 溶液和1% CS 溶液为黏结剂制得的丸粒的抗压强度较大，与其他3 种黏结剂制备的丸粒差异显著。这说明CMC 和CS 对硬脂酸镁和滑石粉的黏结能力更强，丸衣中填料颗粒间黏结更紧密，抗压强度更大，更适合作为大葱种子丸粒化的黏结剂。

表4 采用不同黏结剂制备的丸粒化种子的物理指标测定结果Table 4 The physical indexes of pellets prepared with different binders

采用5 种黏结剂制备的丸粒其有籽率均无显著性差异，但在单籽率上则存在较大差异。其中，以1% CMC、1% SA 和10% PEG 6000 溶液作为黏结剂制备的丸粒单籽率较高，与以1% CS和1% PVA 溶液作黏结剂制备的丸粒之间差异显著。研究表明，以1% CS 和1% PVA 溶液作黏结剂时，丸粒化过程中种子容易粘连，不适合作为种子丸粒化的黏结剂。

2.2.2 发芽指标 从表5 中可看出，采用黏结剂1% CMC、1% SA 和1% PVA 制得的丸粒化种子的发芽率与发芽势均与对照无显著差异，表明该丸粒化对种子活力基本无影响；
而黏结剂1%CS 和10% PEG 6000 则对种子发芽有明显的抑制作用，发芽率和发芽势均显著低于对照。原因可能是由于CS 在水中溶解性较差，在配制1%CS 溶液时使用了1% 醋酸作为溶剂，由于醋酸的存在使得1% CS 溶液的pH 值偏低，导致种子活力显著降低，因而发芽率和发芽势显著低于对照；
而10% PEG 6000 溶液在植物抗逆性研究中被用于模拟不同程度的渗透胁迫[17]，因此，使用其作为黏结剂可能会使大葱种子处于高渗透压环境中，大葱种子受到渗透胁迫，导致其活力下降，因此发芽率和发芽势显著低于对照。

表5 采用不同黏结剂制备的丸粒化种子的发芽率和发芽势测定结果Table 5 The germination rates and germination potentials of pellet seeds prepared with different binders

通过对丸粒化种子发芽势和发芽率的比较可知，1% CS 和10% PEG 6000 溶液对大葱种子发芽有明显的抑制作用，而1% CMC、1% SA 和1%PVA 溶液对大葱种子发芽基本无影响。

综合考虑以上试验结果，确定以1% CMC 溶液作为黏结剂时丸粒化性能较好，所制备丸粒化种子的各项指标均合格，推荐可将1% CMC 溶液作为黏结剂用于大葱种子的丸粒化，也可考虑拓展到其他蔬菜、花卉及牧草等种子的丸粒化中。

2.3 较优配方制备丸粒化种子质量控制指标测定结果

通过对填料和黏结剂的筛选研究，可以确定大葱种子丸粒化的较优填料和黏结剂配方组成为：将硬脂酸镁和滑石粉按质量比1 : 2 混合作为填料 (F11)，以1% CMC 溶液作为黏结剂。对采用该最优配方制备的丸粒的各项质量控制指标进行测定，结果 (表6) 表明：丸粒抗压强度较高，抗压能力较好，不易碎裂；
有籽率及单籽率接近100%，空丸和多籽的丸粒较少；
发芽率为88.30%，发芽势为68.70%，与对照均无显著差异。丸粒化后大葱种子的各项质量控制指标均符合种子丸粒化的要求[18]。

表6 采用较优配方制备的丸粒化种子的质量控制指标测定结果Table 6 The quality control indexes of pelleted seeds prepared with a better formula

2.4 丸粒微观结构表征

在选定1% CMC 溶液作为黏结剂的基础上，对采用填料组合F11 (最优配方) 制备的丸粒的微观结构进行表征。同时，除F11 外，采用膨润土和硬脂酸镁组合填料F4、F5、F6 制备的丸粒化种子在抗压强度和发芽方面与其他配方相比存在显著差异，因此，对用填料组合F5 制备的丸粒化种子的微观结构也进行了表征，以分析比较其与最优配方丸粒化种子的不同之处。

2.4.1 微观形貌表征 图4 是采用填料F11 制备的丸粒的内部和表面扫描电子显微镜照片。在低倍镜下，丸粒中心区域相对平整，而边缘区域有明显层次感，这是因为中心区域与种子直接接触，丸粒化过程中与种子表面相互作用形成较平整区域，而外围区域的层次感则是由于粉料在丸粒化过程中逐层黏合而形成，说明每次添加的粉料并没有与丸粒完全结合，中间还存在一定的空隙，这可能对丸粒强度存在一定影响；
而在高倍镜下则可以观察到片状的填料。在低倍镜下可观察到相对平整的丸粒外表面，且存在明显划痕，这是由于丸粒硬度较低，在制样过程中表面产生了轻微划伤；
而在高倍镜下可以观察到片状的填料，填料间结合不是很紧密，部分填料松散分布在表面，这可能是造成丸粒表面硬度低的原因。

图4 以1% CMC 溶液作为黏结剂、采用填料F11 制备的丸粒的扫描电镜照片Fig. 4 SEM images of pellets prepared with 1% CMC solution as binder and F11 as filler

图5 是采用填料F5 制备的丸粒内部和表面的扫描电镜照片。在低倍镜下，可以观察到丸粒内部的填料是一个整体，没有层次，说明在丸粒化过程中，填料粉末间结合紧密，没有明显的空隙，膨润土颗粒间进行了微观结构上的重组；
而在高倍镜下可以观察到丸粒内部具有片层结构，可见到图C 左边存在一团较明显的圆形填料，可能是未分散均匀的硬脂酸镁。低倍镜下观察到丸粒表面具有一定的粗糙感，无明显划痕；
而在高倍镜下，虽然丸粒表面也可以观察到片层状的填料，但表面填料结合紧密，基本为一个整体，松散性的填料较少。

图5 以1% CMC 溶液作为黏结剂、采用填料F5 制备的丸粒的扫描电镜照片Fig. 5 SEM images of pellets prepared with 1% CMC solution as binder and F5 as filler

与采用硬脂酸镁和滑石粉作为填料 (F11) 相比，以硬脂酸镁和膨润土作为填料 (F5) 制备的丸粒，其填料间的结合更紧密，丸粒的强度更大，这与填料研究中丸粒抗压强度的结果一致。两种填料 (分别含膨润土和滑石粉) 制备的丸粒在高倍镜下均表现出类似的片层状结构，这可能是由于膨润土和滑石粉都具有片层状的微观结构所致，但是可以观察到其中硬脂酸镁和膨润土制备的丸粒片层结构更加致密，填料间黏结更紧密，进一步解释了该组填料制备的丸粒抗压强度较大的原因。

2.4.2 孔隙分析 通过压汞法对F11 和F5 两种填料制备的丸粒的孔隙进行分析，结果见表7。采用硬脂酸镁和滑石粉(F11) 制备的丸粒，其孔隙率、平均孔径和孔面积中径均大于采用硬脂酸镁和膨润土 (F5) 制备的丸粒，但后者的孔体积中径和总孔面积更大，这可能是由于两种填料制备的丸粒的孔径分布不同所致。填料F5 制备的丸粒其总孔容更小。两种填料制备的丸衣的孔容分布均有两个峰形区，其中F11 制备的丸粒两个峰中间的孔径分别在100 nm 和150 000 nm左右，其孔体积中径为1 399.57 nm，处于两个峰的中间区域，说明两个峰积分面积基本一致，大孔的存在使得其体积中径较大。填料F5 制备的丸粒其孔容分布也有两个峰形区，中间孔径分别在30 nm 和200 000 nm 左右，两个峰形区的积分面积也相近，孔体积中径为2 879.83 nm，同样位于两个峰形区中间。孔容分布出现两个峰值的原因可能是由于剥下的丸衣在堆积时，丸衣碎片间存在一定的缝隙，即存在间隙孔，注入汞后，由于表面张力的存在，间隙孔不会立即填满，测试时间隙孔的体积也被记录了下来 (即大孔径区域的峰形区)，与丸衣内部的微孔相比，间隙孔数目少，但其孔容大，对测得的孔体积中径有显著影响。

表7 采用填料F11 和F5 制备的丸粒的孔径分析结果Table 7 The pore size analysis of pellets prepared with filler F11 and F5

图6 采用填料F11 和F5 制备的丸粒其孔容和孔面积随孔径的分布情况Fig. 6 Distribution of pore volumes and pore areas of pellets prepared by F11 and F5 with pore sizes

而在孔面积随孔径分布的图中，只在小孔径区出现了峰。其中F11 制备的丸粒峰形区中间孔径在40 nm 左右，而F5 制备的丸粒其峰形区中间孔径在15 nm 左右，与表面积中径一致。这是由于孔表面积主要是由小孔贡献，虽然间隙孔孔容与内部微孔接近，但其孔表面积要远小于内部微孔，对孔面积的贡献很小，因此间隙孔对孔面积中径的影响小，峰形区的中间孔径与孔面积中径接近；
填料F5 制备的丸粒虽然其孔隙率小，但由于其孔径小，因此孔面积反而更大。

孔隙测定结果与扫描电镜观察结果一致，采用填料F11 制备的丸粒在致密程度上不如填料F5 制备的丸粒，其内部的孔体积和孔径更大；
而由填料F5 制备的丸粒孔径较小，尽管其孔体积小，但是比表面积更大。同时，孔隙测定结果进一步证明，采用硬脂酸镁和膨润土作为填料制备的丸粒，填料间黏结更加致密，因而具有更高的丸粒强度。

2.5 添加农药对大葱种子丸粒化的影响

在保证不产生药害的情况下，通过在种子丸粒化过程中添加农药可实现播前植保、带药下田的目的。因此，添加农药对丸粒化种子影响的评估至关重要。由表8 中可以看出，添加不同浓度吡唑醚菌酯的丸粒化种子，其发芽率和发芽势相较于未丸粒化种子均有所下降，但差异不显著，表明在大葱丸粒化过程中合理添加适量的农药，对种子发芽影响较小，不会产生毒害作用。

表8 添加不同浓度吡唑醚菌酯后丸粒化种子的发芽情况Table 8 The germination of pelleted seeds with different concentrations of pyraclostrobin

本研究以不规则大葱种子作为丸粒化研究对象，通过测试抗压强度、有籽率、单籽率、发芽率及发芽势等指标，在探究填料种类、黏结剂种类及组合配比对大葱种子丸粒化影响的基础上，获得了适合大葱种子丸粒化的优化配方。结果表明：以硬脂酸镁和滑石粉按质量比1 : 2 混合作为填料，以质量分数为1%的羧甲基纤维素钠水溶液作为黏结剂时，较适合用于大葱种子的丸粒化，所制得丸粒的各项性能指标合格，符合种子丸粒化的要求。另外，通过扫描电子显微镜观察和孔隙率分析，比较了由不同填料制备的丸粒间的差异，发现填料间结合越紧密，所得丸粒的抗压强度越大，但发芽率相对偏低。本研究从微观结构角度进一步说明了丸粒化后的结构与强度和发芽率之间的关系，有助于理解丸粒的结构和形成过程，为种子丸粒化技术提供了新的研究手段。同时，本研究发现，合理添加适量农药对丸粒化种子的发芽影响较小，为种子丸粒化和种子健康研究提供了理论依据，对提高我国良种精量化播种和规范化、自动化种植水平具有一定参考价值。

谨以此文庆贺中国农业大学农药学学科成立70 周年。

Dedicated to the 70th Anniversary of Pesticide Science in China Agricultural University.

作者简介：

马英剑，男，硕士研究生。2021年7 月于扬州大学植物保护专业获农学学士学位，2021 年9 月在中国农业大学农药学专业攻读硕士学位，主要从事农药制剂加工与助剂应用研究。

陈罗云，男，硕士研究生。2018年7 月于中国农业大学农药学专业获理学学士学位，2020 年9 月于中国农业大学农药学专业获理学硕士学位，主要从事农药制剂加工与助剂应用研究。

吴学民，男，2001 年7 月于中国农业大学获博士学位。现为中国农业大学理学院教授，博士生导师，主要围绕农药原药、制剂和助剂开发、应用与工业化生产，农林业有害生物防治，以及农药面源污染治理等方面开展研究工作。主持或参加国家自然科学基金、“十三五”国家重点研发计划等多项国家级科研项目，以第一完成人获得省部级以上奖励4 项；
近年来主持开发了以白僵菌、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、噻虫啉、印楝素和1-甲基环丙烯为代表的十几个农药制剂新品种。现任九三学社北京市第十四届委员会委员、九三学社北京市委科技服务工作委员会副主任、九三学社中国农业大学第四支社主委、国家林业和草原局病虫害应急防治专家、农药应用与发展协会农药制剂与助剂专业委员会主任委员、《农药学学报》编委等职务。