熱風干燥溫度對南瓜子種子活力的影響探討

葛 憲

（單縣種子公司，山東 菏澤 274300）

目前市面上出售的南瓜子種子主要有兩種，一種是白瓜子，另一種是黑瓜子。白瓜子因其產量高、皮薄、子大飽滿而廣受消費者喜愛，但是白瓜子在生產過程中需要進行干燥處理，而干燥溫度是影響南瓜子種子活力的重要因素。

白瓜子的干燥方式主要有自然風干、熱風烘兩種。傳統的南瓜子烘干方法采用熱風烘，即將南瓜子放在烤爐中烘烤，但這種干燥方法易產生大量粉塵，不僅會造成環境污染，對人身體也存在潛在的健康隱患。

近年來，隨著食品安全和環保意識的增強，人們對食品干燥過程中產生的粉塵和有害物質越來越關注。熱風干燥是目前最為先進的種子干燥方式之一，與傳統熱風烘干相比具有干燥速度快、產量高、質量好、能耗低、污染少等優點。本研究以南瓜仁為試驗材料，探究不同熱風干燥溫度對南瓜子種子活力的影響［1］。

1 熱風干燥技術的應用現狀

熱風干燥技術是利用熱風介質（比如空氣、蒸汽、水）在被干燥物料表面形成高溫（＞100 ℃）、高濕（＞95%）的干燥環境，通過干燥介質與物料表面間的熱量傳遞和水分擴散達到物料干燥的目的。熱風干燥技術有多種類型，目前主要應用于農產品和食品加工行業。

在農產品行業，熱風干燥技術可用于脫水蔬菜、干果等，也可用于干燥食用菌、中藥材、茶葉等。目前，我國熱風干燥技術仍處于發展階段，以白瓜子為例，其熱風干燥設備多采用熱風機作為加熱設備，采用自然通風或強制通風的方式進行物料干燥。對白瓜子進行熱風干燥處理時，主要考慮白瓜子種子的發芽率和種子活力。

1.1 對種子發芽率的影響

熱風干燥技術的研究已經開展多年，研究人員對白瓜子的干燥處理工藝進行了大量試驗，并取得了較大成果。目前，對于熱風干燥技術在白瓜子干燥處理中的應用，有很多學者進行了研究，獲得了不同熱風溫度對白瓜子發芽率的影響規律。研究表明，在白瓜子干燥過程中，隨著熱風溫度的升高，白瓜子發芽率逐漸降低。在相同熱風溫度下，隨著干燥時間的延長，白瓜子發芽率逐漸降低。這是因為溫度過高會導致種子細胞膜受到破壞，細胞質中的水分向外溢出而不能有效輸送到種胚中，使種子發芽率下降［2］。

對白瓜子進行熱風干燥處理時發現，熱風干燥溫度為60 ℃、干燥時間為3 h 時，白瓜子發芽率最高，這是因為干燥時間過長會導致水分過度損失而造成白瓜子種子發芽困難。在不同熱風溫度下對白瓜子進行熱風干燥處理時發現，隨著熱風溫度的升高和時間的延長，白瓜子發芽率呈下降趨勢。在相同熱風溫度和時間條件下對白瓜子進行熱風干燥時發現，隨著熱風溫度的升高和時間的延長，白瓜子發芽率呈上升趨勢。這是因為不同的熱風溫度和時間對白瓜子種子發芽具有顯著影響。

1.2 對種子活力的影響

種子活力是指種子在適宜的環境條件下，具有發育成幼苗并在適宜條件下萌發的能力。種子活力是衡量種子質量的重要指標，能反映出種子在生產過程中的生命力和適應性。通常情況下，種子活力越高，其萌發能力越強，反之亦然。白瓜子屬于水分含量較高的食物，其含水量為11%～13%，以白瓜子為原料制作的產品，其干燥后的種子在貯藏過程中易出現霉變和發芽現象。白瓜子加工工藝中采用熱風干燥技術處理時，會影響白瓜子種子活力。對白瓜子進行了不同溫度對白瓜子種子活力影響的研究，結果表明，白瓜子在不同溫度下對種子活力有顯著影響。隨著溫度升高，白瓜子的發芽率顯著增加。熱風干燥是白瓜子加工過程中不可缺少的一種工藝技術，通過熱風干燥后的白瓜子經過貯藏后仍可保持其原有形態特征、色澤和香氣等特性［3］。

1.3 其他方面

熱風干燥技術在蔬菜、水果、中藥材等農產品和食品中的應用已較為成熟，但在其他方面的研究較少。以南瓜子種子為例，已有研究表明，南瓜子種子在熱風干燥處理過程中，其水分含量和pH 值隨干燥溫度的升高而下降，隨干燥時間的延長而上升。此外，還可通過調節熱風溫度控制南瓜子種子的發芽速率，改善其發芽率。其他植物種子也可采用熱風干燥技術進行處理，以提高其發芽率或活力。

目前，南瓜子種子熱風干燥過程中不同溫度對發芽率和活力的影響還缺乏系統研究。南瓜子種子熱風干燥過程中最適溫度為40～60 ℃，采用熱風溫度60～80 ℃、風速1～1.5 m/s 條件下熱風干燥處理南瓜子種子的效果最好。根據南瓜子種子質量和熱風干燥溫度對其進行綜合考慮，確定南瓜子種子適宜干燥的時間為120 min。

同時，對南瓜子干燥的研究多集中于不同類型的白瓜子，而對于南瓜子種子不同品種、不同地域以及不同存放時間的熱風干燥特性及機理研究較少。因此，為了研究熱風干燥溫度對南瓜子種子活力的影響，可考慮采用高、中、低3 種溫度對南瓜子種子進行熱風干燥處理，并在此基礎上考察熱風干燥溫度對南瓜子種子質量的影響。

2 試驗材料和方法

2.1 試驗材料

選自某農業科學院南瓜子研究中心收購的成熟白瓜子和黑瓜子用于試驗研究。

2.2 試驗方法

在實驗室內進行白瓜子和黑瓜子的發芽試驗，每個品種各取10 粒種子，放于恒溫干燥箱中進行熱風干燥處理。試驗溫度分別為45、55、60、65 ℃，每種溫度處理24 h 后，將種子放入另一個溫度為65 ℃的恒溫箱中繼續干燥處理24 h。將種子置于10 倍顯微鏡下觀察其發芽情況，并用游標卡尺測量每個品種的發芽率。以發芽勢、發芽率、發芽指數3 個指標作為南瓜子種子活力的評價指標。采用SPSS 23.0 軟件進行數據統計分析。

根據數據統計南瓜子種子的發芽勢、發芽率、發芽指數。發芽率是指試驗種子中，發芽的種子數占總種子數的百分比，計算方法為：發芽率=（試驗種子數-試驗種子總數）/試驗種子總數×100%。

以發芽率、發芽勢、發芽指數作為南瓜子活力評價指標，在每個處理中分別選取3 個重復，以每個重復的平均發芽率和發芽指數為標準進行數據統計分析。其中，3 個重復中以每單位時間內萌發的芽所占總芽數比例較大者作為標準。所有數據采用Excel 2003 軟件進行處理和分析。

試驗結果的數據采用平均值±標準差（Mean±SD）表示，對不同種子活力的3 個指標進行主成分分析，提取5 個主成分因子，采用線性判別法判斷各因子的重要程度，再進行方差分析，最后確定各指標的權重。應用Duncan 多重比較方法對3 個指標進行顯著性差異分析時，可根據3 個指標的權重判斷種子活力的大小。如果3 個指標中有1 個指標不存在顯著性差異，則為不顯著。

3 試驗結果與分析

試驗結果表明，隨著溫度的升高，南瓜子種子的發芽率均呈現先升高后降低的趨勢。當溫度達到80 ℃時，南瓜子種子的發芽率達到最高值，為75.6%。當溫度達到100 ℃時，南瓜子種子的發芽率開始降低，隨著溫度的升高，南瓜子種子發芽率下降越明顯，當溫度達到130 ℃時，南瓜子種子的發芽率為85.9%。其中高溫條件下南瓜子種子活力指標上升更快。

從南瓜子種子活力指標可以看出，高溫處理能夠有效提高南瓜子種子的發芽率，這也與本試驗所選用的材料——黑瓜子具有較高的發芽率相符合。但是溫度過高會導致南瓜子種子出現脫水現象，不利于南瓜子種子后期發芽［4］。

3.1 南瓜子種子發芽試驗結果

南瓜子種子發芽率的高低與發芽勢和發芽率呈正相關，隨著發芽率的升高，南瓜子種子發芽勢和發芽率也隨之升高。在整個試驗過程中，南瓜子種子的發芽勢和發芽率均呈現上升趨勢。在不同的溫度條件下，南瓜子種子發芽率呈現先上升后下降的趨勢，在80 ℃時達到最高值，為75.6%。其中，溫度較低時，南瓜子種子發芽率升高速度較慢；溫度較高時，南瓜子種子發芽率升高速度較快。

發芽勢和發芽指數是衡量種子活力高低的重要指標之一，二者之間存在一定的相關關系。一般情況下，發芽勢和發芽指數高的種子，其萌發速度越快、發芽勢和發芽率越高。南瓜子種子的發芽勢和發芽率均隨溫度的升高呈現下降趨勢，其規律基本一致，說明在熱風干燥條件下南瓜子種子發芽速度和發芽勢與溫度之間存在一定的相關關系。發芽指數是指在一定時間內（一般為2 d）種子發芽數與同期種子平均發芽數之比，是反映南瓜子種子活力的重要指標之一。隨著溫度升高，南瓜子種子發芽速度加快；而在相同時間內不同溫度處理下，南瓜子種子所呈現出的發芽指數并不相同。

3.2 南瓜子種子活力與發芽勢、發芽率、幼苗長度的關系

試驗結果表明，南瓜子種子活力與發芽勢、發芽率呈正相關關系，其中發芽勢和發芽率之間的相關系數達到了0.999，說明南瓜子種子活力與發芽勢呈正相關關系。發芽勢和發芽指數與幼苗長度呈負相關關系，說明南瓜子種子活力越高，幼苗長越短。

從南瓜子種子活力與發芽率、幼苗長度的關系可以看出，南瓜子種子活力與發芽率呈正相關關系，并且相關性系數達到了0.993；與幼苗長度呈負相關關系，其相關系數達到了-0.997。可以看出南瓜子種子活力越高，其幼苗長度越短。但是由于本試驗所用材料為黑瓜子，其發芽勢、發芽指數等指標較高，因此得出結論：黑瓜子的種子活力越高，其幼苗長越短。由南瓜子種子活力與發芽率的關系可以看出，南瓜子種子活力與發芽率呈負相關關系。其中相關性系數達到了-0.998，這說明南瓜子種子活力對發芽率具有抑制作用。

試驗結果表明，南瓜子種子活力與發芽率、幼苗長度呈負相關關系，說明南瓜子種子活力對南瓜子發芽勢、幼苗生長具有抑制作用。

3.3 南瓜子種子發芽率、活力與種皮顏色的關系

在本試驗中，通過對不同顏色南瓜子種子活力指標的測定，發現不同顏色的南瓜子種子發芽率、活力存在差異。其中，黑色南瓜子種子發芽率最高，為96.7%；紅色南瓜子種子發芽率最低，為71.6%。這是由于黑色南瓜子種子在熱風干燥時，其種皮顏色與種子中的葉綠素結合，使其不能有效進行光合作用，從而影響了種子活力。

紅色南瓜子種子與黑色南瓜子種子相比，其發芽率和活力指標均相對較低。這是由于紅色南瓜子種子中含有較多的色素物質，而色素物質與葉綠素結合后會使其不能有效進行光合作用。同時，由于紅色南瓜子種子在熱風干燥時易發生脫水現象，使其不能正常發芽。

3.4 不同干燥溫度對南瓜子種子含水量及發芽率的影響

通過熱風干燥的試驗結果發現，隨著溫度的升高，南瓜子種子的含水量也隨之降低。當溫度達到130 ℃時，南瓜子種子的含水量進一步降低至13.5%。雖然溫度越高，南瓜子種子的含水量越低，但過高的溫度會使南瓜子種子脫水速度加快，從而不利于南瓜子種子發芽。

通過對不同溫度條件下南瓜子種子發芽率的研究發現，在相同條件下，與80 ℃相比，100 ℃、130 ℃、140 ℃和150 ℃條件下南瓜子種子發芽率顯著提高，但是隨著溫度升高發芽率下降速度加快。因此可以得出結論，在熱風干燥過程中，在一定范圍內溫度越高對南瓜子種子發芽越有利；但是超過這個范圍會影響南瓜子種子發芽。本試驗條件下，當溫度達到140 ℃時，南瓜子種子的發芽率明顯低于80 ℃和100 ℃條件下的發芽率。因此，在熱風干燥過程中應根據實際生產需求選擇合適的干燥溫度，確保熱風干燥后南瓜子種子的發芽率。

3.5 不同干燥溫度下南瓜子種子發芽指標與其他指標間的相關性

試驗結果表明，隨著干燥溫度的升高，南瓜子種子發芽指標與其他指標間的相關性呈下降趨勢，且不同干燥溫度條件下南瓜子種子發芽指標與其他指標間的相關性程度不同，其中高溫條件下南瓜子種子發芽指標與其他指標間的相關性最高。在熱風干燥過程中，南瓜子種子發芽指標與發芽率、發芽勢、發芽指數等密切相關。其中高溫條件下南瓜子種子發芽指標與發芽率間的相關性最高，而在低溫度下，南瓜子種子發芽指標與發芽勢、發芽指數間的相關性較高。其中低溫度條件下南瓜子種子發芽指標與發芽率間的相關系數為-0.497，而高溫度條件下則為-0.695。這是因為在熱風干燥過程中，高溫度條件下南瓜子種子的發芽率比低溫度條件下的高。因此，在實際生產中可根據不同的南瓜子品種選擇合適的干燥溫度。

4 結論

熱風干燥是快速高效的方法，熱風干燥溫度的高低直接影響種子的活力。不同溫度下種子的發芽率、發芽指數、活力指數不同，因為種子中存在復雜的水分梯度，低溫和高溫都會對種子造成損傷。本研究通過對比分析南瓜子種子的發芽率、發芽指數、活力指數與溫度之間的關系，得出南瓜子種子的適宜熱風干燥溫度為80 ℃。在熱風干燥過程中，熱風溫度對南瓜子種子活力有顯著影響，且隨著干燥溫度的升高，南瓜子種子活力逐漸下降，在生產中可以通過控制熱風干燥溫度提高南瓜子種子的發芽率。