不同花生莢果類型對機械剝殼效果的影響

丁彬 謝吉先 馮夢詩 陳志德 常蕾 蔣瑩

摘要：為研究機械脫殼對不同莢果類型花生剝殼效果的影響，選取11個花生品種（包括普通型、曲棍形、繭形和蜂腰型莢果的大、中、小3種果型）進行試驗。結果表明，不同類型花生莢果機械剝殼差異較大。曲棍形（J1品種）和繭形（J2品種）莢果脫殼容易卡在篩孔或篩縫中，同時莢果混入籽仁中不易分離，剝凈率低。莢果形態雖均為普通型莢果，但是莢果大小、籽仁形態不同，剝殼率和破損率均有差異，珍珠豆型品種（J3和J4）的果殼與果仁間隙較小，機械剝殼時較易傷害籽仁;珍珠豆型品種（J7和J8）的籽仁與果殼間有一定的空隙，破損率最低;大果型和中大果型品種（J5、J6、J11）的花生籽仁在脫殼間隙中的停留時間長、被攪動次數多，增加了損傷機會，機械剝殼時籽仁破損率高。莢果繭形、籽仁中等偏大的品種類型（J10品種），在機械剝殼時容易傷害籽仁。花生籽仁與果殼之間有一定空隙、厚果殼的莢果類型（J9品種）具有一定緩沖彈性，從而使脫殼更加容易，脫殼損傷率下降。線性分析表明，花生出苗率與破損率之間呈顯著負相關關系。

關鍵詞：花生;機械脫殼;莢果類型;剝殼率;破損率

中圖分類號： S565.209.2;S226.4文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2022）05-0180-05

收稿日期：2021-06-02

基金項目：江蘇現代農業產業技術體系建設專項（編號：JATS[2020]262）;江蘇省現代農業發展專項（編號：TNY201910）。

作者簡介：丁 彬（1987—），男，江蘇徐州人，碩士，助理研究員，主要從事特色花生新品種選育及高效配套技術研究。E-mail：dingbin1224@126.com

通信作者：謝吉先，研究員，主要從事花生新品種選育及配套技術研究。E-mail：tzxjx@163.com。

近年來隨著我國花生產業的發展，花生脫殼機、分級精選機械和深加工機械的研究、開發和推廣得到充分重視[1]，機械剝殼已成必然。然而，機械剝殼破碎率較高，且破碎的花生多數是飽滿籽粒[2]。破碎的花生籽仁易失油、難儲存、價格低[3-4]，并因缺少完整的衣皮保護，容易脫脂、霉變，遭受黃曲霉毒素的侵染[5-6]。

目前，花生脫殼仍面臨諸多問題，其中剝殼率和破損率是衡量花生種子剝殼質量的重要指標之一[7-8]。除與脫殼機性能及其工作參數有關外，花生品種莢果性狀、果殼強度等也明顯影響花生剝殼質量。近年來，遠緣雜交育種技術、誘變育種技術、細胞工程育種技術、分子育種技術等越來越多的新技術在花生育種中應用，大大加快了花生育種的進程[9]，培育了一批高產、優質、早熟、抗逆性強、高含油量、高蛋白含量的優質種質[10]，但有關適宜機械剝殼的花生品種類型研究較少。為避免機械剝殼造成的種用花生籽仁損傷影響出苗率和產量，本試驗研究了機械剝殼對不同果型花生品種剝殼率、籽仁破損率及出苗率等性能指標的影響，旨在為選育和篩選適合機械化剝殼的花生品種提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗選用普通型、曲棍形、繭形和蜂腰形不同花生品種莢果的大、中和小3種果型。具體品種設置如下：J1，泰花4號（曲棍形，中大果型）;J2，泰花5號（繭形，珍珠豆型）;J3，泰花6號（普通型，珍珠豆型）;J4，蘇花0537（普通型，珍珠豆型）;J5，徐花18（普通型，大果型）;J6，泰花10號（普通型，中大果型）;J7，泰花7506（普通型，珍珠豆型）;J8，寧泰9922（普通型，珍珠豆型）;J9，泰花0311（蜂腰形，中大果型）;J10，泰花8號（繭形，中大果型）;J11，泰花9號（普通型，中大果型）。

1.2 試驗設計

試驗于2020年在江蘇省農業科學院泰州農科所試驗基地（泰州市農業開發區）進行，沙壤土，地勢平坦，排灌良好，肥力中等均勻。前茬芋頭后冬閑，4月23日耕翻整地，施用商品有機肥 15 000 kg/hm2、15%-15%-15%硫基綠聚能緩控釋復合肥600 kg/hm2，機械起壟，壟寬75 cm，壟面寬 45 cm，壟高15 cm，每壟播2行，穴距18～20 cm，重復3次。每小區4壟，寬3.2 m，長4.0 m，間隔 0.4 m，隨機區組排列，四周設保護行。在進行地膜覆蓋前用96%異丙甲草胺乳油1.5 L/hm2+水 50 L/hm2 噴霧化除，5月4日按試驗設計要求對小區進行人工鋪膜，5月8日以2、3粒/穴相間播種。7月10日用花生超生寶0.75 kg/hm2+水 50 L/hm2 化控，同時用蘇云金桿菌1.5 kg/hm2+水50 L/hm2兼治斜紋夜蛾。8月28日至9月3日成熟并收獲。

將2019年夏季收獲的花生種子自然晾曬3 d，以獲得相同含水率的花生樣本，每組樣品3 kg，每個樣品3次重復。然后統一采用花生種子剝殼機（曲阜市富興機械設備有限公司生產，型號為FX-BOa）剝殼后備用，其中大果、中果和小果不同果型在剝殼前更換脫殼凹板篩部件。

1.3 測定方法

每個處理通過機器剝殼后，通過統計未剝殼莢果質量來計算剝殼率;通過統計籽仁破碎質量和破皮質量來計算破損率;花生苗期通過統計出苗情況來計算出苗率;花生收獲并曬干后對小區產量進行測量;具體農藝性狀考查標準按《花生種質資源描述規范和數據標準》[11]要求。

剝殼率=（莢果總質量-未剝殼莢果總質量）/莢果總質量×100%;

破損率=（破碎質量+破皮質量）/籽仁總質量×100%;

出苗率=（出苗數/播種粒數）×100%。

1.4 數據處理

數據經Excel整理后進行數據分析：采用SPSS 16.0 軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 機械剝殼對不同花生莢果類型剝殼率的影響

由圖1可知，機械剝殼對不同花生莢果類型籽仁剝殼率影響差異較大，剝殼率范圍為36.14%～94.86%。J1品種剝殼率最低（36.14%），其次為J2、J4品種，分別為71.43%、76.67%;J3、J5、J7、J8、J10、J11品種的剝殼率在80%～90%之間;J6和J9品種剝殼率超過90%，其中J9品種剝殼率最高（94.86%）。J1品種莢果形狀為曲棍形，J2品種莢果形狀為繭形，J1和J2品種剝殼率較低，說明曲棍形和繭形且植物學類型為珍珠豆型莢果混入分離后的花生果仁中，不容易剝凈，使得脫殼難度增大且分離效率較低。

2.2 機械剝殼對不同花生莢果類型籽仁破損率的影響

花生果形及飽滿程度影響花生的脫殼性能，由圖2可知，機械剝殼對不同類型莢果花生品種籽仁破損率影響差異較大，范圍為0.93%～30.26%。J7、J8和J9品種籽仁破損率較低，分別為2.08%、1.33%和0.93%;其次是J1、J3、J10和J11品種，籽仁破損率在6.01%～8.76%之間;J2、J4、J5和J6品種籽仁破損率在11%～16%之間;J5品種籽仁破損率最高，為30.26%。本試驗的J2、J3和J4品種屬于珍珠豆型，莢果屬于小果，果殼與籽仁間隙較小，在進行機械剝殼時較易傷害籽仁，導致籽仁紅衣破損甚至破碎，從而影響花生脫殼質量。J5品種屬于大果型品種，花生籽仁在脫殼間隙中的停留時間長、被攪動次數多，增加了損傷機會，機械剝殼時容易傷害籽仁，所以破損率最高，為30.26%;J6、J10和J11品種屬于中大果型品種，破損率分別為11.71%、6.01%和8.34%;相反，花生籽仁與果殼之間有一定的空隙（J7和J8品種）或者厚果殼（J9品種）的品種具有一定緩沖彈性使脫殼更加容易，脫殼損傷率下降。

2.3 機械剝殼對不同花生莢果類型出苗率的影響

在自然條件下田間種子出苗情況可反映出種子的出苗能力。由圖3可知，機械剝殼對不同花生品種出苗率的影響存在差異，所有品種出苗率均≥90%，其中J1、J7、J8、J9、J10和J11品種出苗率最高（97.44%）;其次為J3、J2和J6品種，出苗率為95.00%、94.87%、94.87%;J4品種出苗率為92.31%;J5品種出苗率最低，為90.00%。

2.4 機械剝殼對不同花生莢果類型生育期的影響

由表1可知，各機械剝殼品種出苗期在5月19—22日，J1、J2、J6和J8品種出苗期最早（5月19日），J9品種出苗期最遲（5月22日）。J10和J11品種開花期最遲（6月13日），其他品種開花期均為6月12日。各品種的成熟期差異較大，J4品種成熟期最早（8月25日）;其次為J2、J7和J8品種，成熟期為8月26日;再次為J1、J6和J10品種，成熟期為8月27日;J3、J5和J11品種成熟期為8月28日;J9品種成熟期最遲，為9月3日。各品種的全生育期為109～118 d。

2.5 籽仁破損率與出苗率線性分析

使用線性分析對不同品種籽仁破損率與出苗率關系進行擬合，結果如圖4所示。出苗率與破損率之間呈顯著負相關關系，決定系數r2=0.875 6。雖然花生在播種時將破碎籽仁剔除，但是機械對剝出完整籽仁內部仍有損傷，這說明破損率越高的花生品種，機械剝殼后其完整籽仁內部損傷率越高，出苗率越低。保障高產花生品種特性的前提條件是高出苗率，本試驗中J1、J7、J8、J9、J10和J11品種出苗率最高，因此相對產量位居前列。

2.6 不同類型莢果產量差異

從莢果產量結果看，機械剝殼條件下不同類型莢果產量變幅為3 499.95～4 487.70 kg/hm2，其中J3品種最低（3 499.95 kg/hm2）。J8、J9、J10和J1品種的產量位居前四，分別為4 487.70、4 462.95、4 398.15、4 395.15 kg/hm2，且差異不顯著（P>0.05）;其次是J11、J6、J7品種，分別為 4 361.10、4 358.10、4 327.20 kg/hm2，產量差異不顯著;再次是J5、J2、J4、J3品種，分別為4 135.80、3 870.45、3 703.65、3 499.95 kg/hm2，產量之間差異顯著（表2）。

3 討論與結論

狹義的花生脫殼概念是指使花生外殼碎裂、從果殼中分離出籽仁的過程，僅指1個操作環節或稱工序;廣義的花生脫殼則是指將花生莢果加工成籽仁的整個操作過程，包括脫殼前（花生莢果清選和分級等處理）、脫殼中、脫殼后（籽仁清選、挑選、分級和包裝）等多個環節，是一個十分復雜的加工處理過程[12]。美國花生按脫殼加工目的不同，分為專用和商用花生脫殼;按脫殼后花生籽仁用途不同，分為榨油、種用、食品加工、檢驗和科研用花生脫殼[13]。目前，市場上花生脫殼設備以打擊揉搓為主的旋轉打桿凹板篩式結構，其技術性能和作業環節存在對品種適應性差、難以實現不同品種的高質量脫殼、脫殼后籽仁破損率高、脫凈率低等問題。因此，現有設備難以滿足種用花生機械化脫殼的要求，主要用在食用、油用花生的脫殼上，種用花生脫殼還主要依靠人工，這與規模化種植相矛盾，嚴重制約了花生產業化發展[14]。

花生物料特性（花生品種、莢果類型、花生莢果與籽仁幾何尺寸及其分布規律、花生殼與籽仁力學性質、花生飽滿程度及其花生殼厚度等）、花生處理環節（花生收獲、干燥、莢果清選和分級等處理狀況）和脫殼環境（脫殼時的花生殼與籽仁含水率、脫殼溫度及其衛生條件等）等多方面因素影響花生的脫殼效果[15]。王京等以遼寧省主栽花生品種大白沙、黑花生、兩粒紅和小白沙為研究對象，結果表明，硬度最大的大白沙品種破損力最大，硬度最小的小白沙品種的破損力最小，黑花生和兩粒紅的破損力較為接近[16]。郭陞垚以泉花551為試驗材料，研究手工剝殼和機械剝殼2種方式對不同含水率春花生種子發芽和出苗的影響，結果表明，手工剝殼的春花生種子含水率在6.23%時種子出苗率最高，機械剝殼的花生種子含水率在19.60%時種子出苗率最高[17]。Davis研究了溫度對花生脫殼性能的影響，結果表明，莢果溫度2 ℃時的脫殼損傷高于 18 ℃，即莢果溫度越高，脫殼損傷越小[18]。

花生殼的主要成分是粗纖維，花生殼形狀的不同使得個體間纖維分布存在一定差異，且花生殼接縫處的抗壓強度相對較低，使得破損力存在一定的差異性，導致其力學特性較為復雜[19]。研究表明，單粒型花生莢果比雙粒型和三粒型的強度大，脫殼難度也相應增大[20]。從不同形態莢果剝殼率來看，曲棍形莢果J1品種剝殼率極低。繭形莢果J2和J10品種剝殼率僅為71.43%和83.59%。J6和J9品種剝殼率較高，分別為92.61%和94.86%，莢果類型為普通型和蜂腰形。J3、J4、J5、J6、J7、J8、J11品種莢果形態雖均為普通型莢果，但是莢果大小、籽仁形態均不一樣，剝殼率和破損率均有差異，J3和J4屬于珍珠豆型，果殼與籽仁間隙較小，機械剝殼時較易傷害籽仁;J5、J6和J11品種屬于大果型和中大果型品種，花生籽仁在脫殼間隙中的停留時間長、被攪動次數多，增加了損傷機會，機械剝殼時容易傷害籽仁;J7和J8品種屬于珍珠豆型，籽仁與果殼之間有一定空隙，破損率僅為2.08%和1.33%，線性分析表明，花生出苗率與破損率之間呈顯著負相關關系。因此，在生產大面積機剝用種中建議采用普通形和蜂腰形莢果形態，且以中大果珍珠豆型為佳，本試驗所選的11個品種中J7、J8和J9品種機械剝殼效果最好。

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