现代物理种业的发展前景展望

摘要：随着现代科学技术的发展，以电、热和机械为代表的物理技术处理种子的方法开始得到研究与应用，一种以物理手段为植物生长发育促进因子的新型农业技术应运而生。文章从农作物种子具有电、热和机械三大物理特性入手，阐述了现代物理技术在农作物种子的播前处理上取得的效果，对现代物理工程技术对于种子产业发展的前景进行了展望，诠释了现代物理种业的概念，并提出了政策性建议，

关键词：现代物理工程技术;种子播前处理;现代物理种业;政策建议

健康是优质种子的重要标志，是保证增产的根本内因[1]。随着现代科学技术的发展和对种子的深入研究，以电、热和机械为代表的物理技术处理种子方法开始得到应用，以物理手段为植物生长发育促进因子的新型农业技术应运而生[2]。作为重要的农业生产资料，研究种子的物理特性将为其繁育、生产、加工、播前处理，以及相关加工机械装备的设计，生产工艺过程的检测与控制等领域提供了理论基础和技术支撑，其研究成果的应用对提高种业现代化水平有重要的作用。

1 传统种子播前处理方法弊端

1.1 化学方法 种子播前处理的常规化学方法主要有包衣、拌药、化学脱绒、药剂浸种等，这些方法虽对农作物在灭菌防病、增产等方面起到了一定的作用，但也存在诸多弊端。如化学处理方法易产生药害，造成土壤环境的破坏；某些防治病虫的药剂不能与根瘤菌、植物生长调节剂同时用于种子处理等，而且化学处理方法并不能真正提高种子自身适应环境的整体抗病、抗寒、抗旱及早熟等性能[3]。

1.2 生物方法 生物学方法是指利用微生物来保护种子在萌发过程中免遭植物病原菌侵害的一种技术手段。过去30年中，很多报道称已找到许多有价值的可用于生物防治的高效微生物，但事实上真正投入到应用领域的却非常少[4]。由于生物防治剂的自身特点，无法使其能像化学药剂一样适应更广泛的地理环境，因而影响了在实际中的应用。

2 基于种子播前处理的现代物理工程技术

农作物种子具有电、热和机械三大物理特性[5]。围绕电特性的研究包括冷等离子体处理技术、磁处理技术、微波处理技术、生物频谱处理技术、电处理技术、超声波处理技术、激光处理技术、静电处理技术、声波处理技术；围绕热特性的研究包括热处理技术、太阳能照射技术、热空气等；围绕机械特性的研究包括抗压、抗拉、抗剪切、耐磨等方面。

2.1 电特性 农作物种子的电特性一般可分为2类：一类是指在其内部存在某种能量而产生的电位差，即生物电。另一类是指影响其所在空间的电磁场及电流分布的一些特性，如电阻、电导和介电特性等[6]。农作物种子的电特性与其含水率、成熟度、新鲜度、硬度、损伤程度以及抗病能力等性质有直接或间接的联系，电特性直接关系到农作物种子的生长、贮藏、加工和分级等过程，具有很大的研究价值和发展前景。种子电处理是指为了一定的目的对种子施以电能的过程。目前对于农作物种子电特性的研究主要是冷等离子体和磁化2个方面。

2.1.1 冷等离子体处理 低温等离子体是继固态、液态、气态之后的物质第4态，通过冷等离子体发生器放电使气体电离而产生。气体放电中气体分子和原子吸取了外界的能量被分解和电离，成为带负电的电子和带正电的离子，形成等离子体[6]。当种子通过等离子体辉光放电区时受到光照作用，光能被吸收和散射，吸收的部分能量迫使电子产生振动而转化为热能，当物质分子吸收了光子，其电子会从较低能态（基态）跃迁到较高能态（激发态），使分子吸收能量而引起能级跃迁，即由基态跃迁到激发态能级，引起物质的能态跃迁，从而增强种子生命活力。

2.1.2 磁化处理 种子磁化技术是近年发展起来的一项先进种子处理技术，应用于种子的外磁场主要有恒

现代物理种业的发展前景展望邵长勇1，3 尤 泳1 王光辉1 王志琴1 唐 欣2 刘亮东1 王德成1，4（1中国农业大学工学院，北京 100083；2山东省农业管理干部学院，济南 250100；

3山东省种子有限公司，济南 250100；4农业部土壤-机器-植物系统技术重点实验室，北京 100083）

基金项目：公益性行业（农业）科研专项（201203024）；教育部中央高校基

本科研业务费专项资金项目(2013QJ019)

通信作者：王德成