不同丸化种衣剂配方对酿酒高粱出苗及生长的影响

doi:10.11686/cyxb2024292

草业学报 ›› 2025, Vol. 34 ›› Issue (6): 70-84.DOI: 10.11686/cyxb2024292

不同丸化种衣剂配方对酿酒高粱出苗及生长的影响

宁小静¹(), 任秋洁¹, 王丽娟¹, 贾小琳¹, 石孝均¹^,²^,³, 王洁¹^,²^,³()

^1.西南大学资源环境学院，重庆 400716
^2.国家农业科学北碚观测实验站，重庆 400716
^3.合川土壤质量与生态环境重庆市野外科学观测研究站，重庆 401557

收稿日期:2024-07-23 修回日期:2024-09-20 出版日期:2025-06-20 发布日期:2025-04-03
通讯作者: 王洁
作者简介:Corresponding author. E-mail： mutouyu@swu.edu.cn
宁小静（2001-），女，山东临沂人，在读硕士。E-mail： ningxiaojing8992@163.com
基金资助:
国家重点研发计划课题(2023YFD1902805);重庆市大学生创新创业训练计划资助项目(S202410635248);中国国家留学基金委项目(202206995018)

Effects of different pelleted seed coating formulations on seed germination and seedling growth of three brewing sorghum （Sorghum bicolor） cultivars

Xiao-jing NING¹(), Qiu-jie REN¹, Li-juan WANG¹, Xiao-lin JIA¹, Xiao-jun SHI¹^,²^,³, Jie WANG¹^,²^,³()

^1.College of Resources and Environment，Southwest University，Chongqing 400716，China
^2.National Agricultural Science Beibei Observatory and Experiment Station，Chongqing 400716，China
^3.Chongqing Field Scientific Observatory of Soil Quality and Ecological Environment，Chongqing 401557，China

Received:2024-07-23 Revised:2024-09-20 Online:2025-06-20 Published:2025-04-03
Contact: Jie WANG

摘要/Abstract

摘要：

为筛选西南地区典型酿酒高粱品种最适丸化种衣剂配方，降低直播高粱病虫危害和干旱胁迫，实现精量化播种与高质成苗，以金糯粱9号、泸糯8号、红缨子为试验材料，采用不同助剂（阿拉伯胶和硅藻土、丸粒化粉和硅藻土）、生物活性物质（杀菌剂戊唑醇、杀虫剂溴氰虫酰胺、植物生长调节剂芸苔素内酯）和功能材料（海藻酸、保水剂高吸水性树脂）对种子进行丸粒化处理，通过室内发芽试验和穴盘播种试验，探究不同配方对酿酒高粱种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明，使用硅藻土为填充剂，15%的阿拉伯胶溶液为粘结剂在丸化粒径为5 mm时对3个品种高粱种子的发芽情况影响较小，丸化种子崩解时间短，有较高的单籽率和有籽率，质量最佳；种衣剂中生物活性物质选择杀菌剂∶杀虫剂∶植物生长调节剂=1∶1∶1的配方，能显著提高高粱的发芽率、幼苗株高和根长，金糯粱9号、泸糯8号、红缨子的发芽率分别提高了4.6%、3.1%、6.3%，株高分别提高了11.0%、19.0%、38.1%，根长分别提高了18.9%、50.7%、100.5%；种衣剂中功能材料选择添加适宜浓度的海藻酸，能有效促进高粱生长，其中，金糯粱9号使用浓度为0.1%的海藻酸效果较好，发芽率提高了9.6%，株高和根长分别提高了32.5%、130.9%；泸糯8号和红缨子使用浓度为0.3%的海藻酸效果较好，发芽率分别提高了11.8%、19.7%，株高分别提高了37.6%、63.9%，根长分别提高了113.2%、156.3%。综上所述，丸化高粱种子最佳粒径为5 mm，种衣剂配方为：硅藻土37.5%、阿拉伯胶9.42%、海藻酸13.27%、杀菌剂13.27%、杀虫剂13.27%、植物生长调节剂13.27%，金糯粱9号最适海藻酸浓度为0.1%，泸糯8号和红缨子最适海藻酸浓度均为0.3%。研究结果可为实现西南地区酿酒高粱丸粒化播种提供理论依据和技术支持。

关键词: 丸化种衣剂, 酿酒高粱, 种子萌发, 苗期长势

Abstract:

Pelletized seed coatings reduce the incidence of pests and diseases， protect seeds against drought stress during direct seeding， and improve the precision of sowing， ensuring healthy seedlings. The aim of this study was to identify the most suitable formulation of pelletized seed coating for three typical varieties of brewing sorghum （Sorghum bicolor） cultivars： Jinnuoliang No. 9， Lunuo No. 8， and Hongyingzi. Different additives including fillers and pelleting aids （gum arabic and diatomite）， bioactive substances （the fungicide tebuconazole， the insecticide cyantraniliprole， and the plant growth regulator brassinolide） and functional materials （alginic acid， a super absorbent polymer water retention agent） were combined to create seed coatings. Then， the effects of seed coatings with different formulations on the seed germination and seedling growth of the three sorghum cultivars were investigated in an indoor germination test and a hole tray sowing test. The results showed that a combination of diatomite as the filler and a 15% solution of gum arabic as the bonding agent had a minimal impact on seed germination across the three sorghum varieties when pellets were 5 mm in size. The seed coating agent disintegrated rapidly and there was a high proportion of single-seeded pellets， which contributed to its superior result. The seed coating containing fungicide∶insecticide∶plant growth regulator at a 1∶1∶1 ratio as the bioactive ingredients significantly improved the seed germination rate and the seedling plant height and root length. Specifically， the application of this seed coating ingredient to seeds of Jinnuoliang No. 9， Lunuo No. 8， and Hongyingzi increased the germination rate by 4.6%， 3.1%， and 6.3%， respectively， increased the seedling height by 11.0%， 19.0%， and 38.1%， respectively， and significantly increased the root length by 18.9%， 50.7%， and 100.5%， respectively. Including an appropriate concentration of alginic acid in the seed coating also effectively promoted sorghum seedling growth. Specifically， alginic acid at a concentration 0.1% in the seed coating significantly improved Jinnuoliang No. 9’s seed germination rate by 9.6%， plant height by 32.5%， and root length by 130.9%. Alginic acid at a concentration of 0.3% in the seed coating agent achieved the best results for Lunuo No. 8 and Hongyingzi， significantly increasing their germination rate by 11.8% and 19.7%， plant height by 37.6% and 63.9%， and root length by 113.2% and 156.3%， respectively. The optimal pellet size for sorghum seeds was 5 mm， and the best seed coating formulation was 37.5% diatomite， 9.42% gum arabic， 13.27% alginic acid， 13.27% fungicide， 13.27% insecticide， and 13.27% plant growth regulator. The most effective alginic acid concentration was 0.1% for Jinnuoliang No. 9， and 0.3% for Lunuo No. 8 and Hongyingzi. The results of this research provide scientific data to underpin the development of practical guidelines and technical support for pellet-seeding of brewing sorghum in Southwest China.

Key words: pelletized seed coating agent, brewing sorghum, seed germination, seedling growth

宁小静, 任秋洁, 王丽娟, 贾小琳, 石孝均, 王洁. 不同丸化种衣剂配方对酿酒高粱出苗及生长的影响[J]. 草业学报, 2025, 34(6): 70-84.

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图/表 16

表1 丸化种衣剂助剂处理

Table 1 Auxiliary treatment of pelletizing seed coating agent

处理Treatment	助剂配方（体积比）Additive formulation （volume ratio）
A₁	15%阿拉伯胶∶硅藻土=5∶11。15% concentration gum arabic∶diatomite=5∶11.
A₂	20%阿拉伯胶∶硅藻土=5∶11。20% concentration gum arabic∶diatomite=5∶11.
A₃	25%阿拉伯胶∶硅藻土=5∶11。25% concentration gum arabic∶diatomite=5∶11.
W₁	丸粒化粉∶硅藻土=2∶8。Pellet powder∶diatomite=2∶8.
W₂	丸粒化粉∶硅藻土=3∶7。Pellet powder∶diatomite=3∶7.
W₃	丸粒化粉∶硅藻土=4∶6。Pellet powder∶diatomite=4∶6.

表2 添加生物活性物质处理

Table 2 Treatment with the addition of bioactive substance

处理Treatment	生物活性物质Bioactive substance
CK	裸种 Bare species
M₁	添加杀菌剂 Add bactericide
M₂	添加杀菌剂∶杀虫剂=1∶1。 Add bactericide∶insecticide=1∶1.
M₃	添加杀菌剂∶杀虫剂∶植物生长调节剂=1∶1∶1。Add bactericide∶insecticide∶plant growth regulator=1∶1∶1.

表3 添加功能材料处理

Table 3 Treatment with the addition of functional materials

处理Treatment	功能材料Functional materials
CK₁	裸种 Bare species
CK₂	不添加功能材料 No functional materials are added
MH₁	添加0.1%浓度海藻酸 Add 0.1% concentration alginic acid
MH₂	添加0.3%浓度海藻酸 Add 0.3% concentration alginic acid
MH₃	添加0.5%浓度海藻酸 Add 0.5% concentration alginic acid
MS₁	添加质量占比0.5%的SAP。Add super absorbent polymer （SAP） with a mass ratio of 0.5%.
MS₂	添加质量占比1%的SAP。Add super absorbent polymer （SAP） with a mass ratio of 1%.
MS₃	添加质量占比2%的SAP。Add super absorbent polymer （SAP） with a mass ratio of 2%.

图1 不同助剂处理对丸化高粱种子崩解时间的影响A1为15%阿拉伯胶∶硅藻土=5∶11；A2为20%阿拉伯胶∶硅藻土=5∶11；A3为25%阿拉伯胶∶硅藻土=5∶11；W1为丸粒化粉∶硅藻土=2∶8；W2为丸粒化粉∶硅藻土=3∶7；W3为丸粒化粉∶硅藻土=4∶6；不同小写字母表示相同粒径下不同助剂处理在P<0.05水平差异显著，不同大写字母表示不同粒径处理在P<0.05水平差异显著，下同。A1 is 15% concentration gum arabic∶diatomite=5∶11； A2 is 20% concentration gum arabic∶diatomite=5∶11； A3 is 25% concentration gum arabic∶diatomite=5∶11； W1 is pellet powder∶diatomite=2∶8； W2 is pellet powder∶diatomite=3∶7； W3 is pellet powder∶diatomite=4∶6； Different lowercase letters indicate that there is significant differences in P<0.05 level among different auxiliary treatments under the same particle size. Different capital letters indicated that different particle sizes had significant differences at P<0.05 level. The same below.

Fig.1 Effect of different auxiliary treatments on disintegration time of pelleted sorghum seeds

图2 不同助剂处理对丸化高粱种子千粒重的影响CK为裸种，下同。CK is bare species， the same below.

Fig.2 Effects of different auxiliary treatments on thousand-grain weight of pelleted sorghum seeds

表4 不同助剂处理对丸化高粱种子有籽率、单籽率的影响

Table 4 Effects of different auxiliary treatments on seed content and single seed percentage of pelleted sorghum seeds （%）

品种 Variety	处理 Treatment	单籽率Single seed rate			有籽率Containing seed rate
品种 Variety	处理 Treatment	6 mm	5 mm	4 mm	6 mm	5 mm	4 mm
金糯粱9号 Jinnuoliang No.9	A₁	99.00±1.00a	99.67±0.58a	100.00±0.00a	99.67±0.58a	99.00±1.00a	97.67±0.58ab
	A₂	98.33±0.58ab	98.67±1.53a	99.67±0.58a	100.00±0.00a	99.33±1.16a	98.33±1.53ab
	A₃	96.33±1.15b	99.00±1.00a	99.33±1.16a	99.67±0.58a	100.00±0.00a	99.33±1.15a
	W₁	97.67±0.58ab	99.67±0.58a	100.00±0.00a	100.00±0.00a	99.33±1.16a	97.67±0.58ab
	W₂	97.67±1.16ab	99.33±0.58a	100.00±0.00a	100.00±0.00a	99.00±1.00a	96.67±1.53b
	W₃	97.67±1.52ab	99.33±0.58a	100.00±0.00a	100.00±0.00a	98.67±1.16a	94.33±1.16c
泸糯8号 Lunuo No.8	A₁	98.33±0.58ab	98.67±1.15ab	99.33±1.15a	99.67±0.58a	99.00±1.00a	96.33±1.15ab
	A₂	98.00±1.00ab	97.00±1.00bc	100.00±0.00a	100.00±0.00a	99.67±0.58a	98.00±1.00ab
	A₃	96.67±1.53b	96.00±1.00c	98.67±1.53a	100.00±0.00a	100.00±0.00a	99.00±1.00a
	W₁	99.67±0.58a	99.00±1.00a	100.00±0.00a	100.00±0.00a	99.33±0.58a	99.00±1.73a
	W₂	98.33±1.53ab	97.67±0.58abc	100.00±0.00a	100.00±0.00a	98.67±0.58a	97.33±1.53ab
	W₃	97.67±1.15ab	99.00±1.00a	100.00±0.00a	99.33±1.15a	99.33±1.15a	96.00±2.00b
红缨子 Hongyingzi	A₁	99.00±1.00ab	99.00±1.00a	100.00±0.00a	98.67±0.58b	99.33±1.15a	97.67±1.15b
	A₂	98.00±1.73ab	98.33±1.53a	100.00±0.00a	99.67±0.58ab	100.00±0.00a	98.67±1.53ab
	A₃	97.67±0.58ab	95.33±0.58b	99.33±0.58b	99.33±1.15ab	100.00±0.00a	98.00±1.00ab
	W₁	99.33±0.58a	99.67±0.58a	100.00±0.00a	100.00±0.00a	99.00±1.00a	100.00±0.00a
	W₂	97.00±1.00b	98.33±0.58a	99.67±0.58ab	100.00±0.00a	98.67±1.53ab	98.33±1.15ab
	W₃	97.67±1.15ab	99.00±1.00a	100.00±0.00a	99.33±0.58ab	97.00±1.00b	96.67±1.53b

表5 不同粒径处理对丸化高粱种子有籽率、单籽率的影响

Table 5 Effects of different particle size treatments on seed content and single seed percentage of pelleted sorghum seeds

品种 Variety	粒径 Particle size （mm）	单籽率均值 Average single seed rate （%）	5%显著水平 5% significant level	1%极显著水平 1% extremely significant level	有籽率均值 Average containing seed rate （%）	5%显著水平 5% significant level	1%极显著水平 1% extremely significant level
金糯粱9号 Jinnuoliang No.9	6	97.78	b	B	99.89	a	A
	5	99.28	a	A	99.22	a	A
	4	99.83	a	A	97.33	b	B
泸糯8号 Lunuo No.8	6	98.11	b	B	99.83	a	A
	5	97.89	b	B	99.33	a	A
	4	99.67	a	A	97.61	b	B
红缨子 Hongyingzi	6	98.10	b	A	99.50	a	A
	5	98.28	b	A	99.00	ab	A
	4	99.83	a	A	98.22	b	A

图3 不同助剂处理对丸化高粱种子发芽率的影响

Fig.3 Effects of different auxiliaries on germination rate of pelleted sorghum seeds

图4 不同生物活性物质处理对丸化高粱种子发芽率的影响CK为裸种，M1为添加杀菌剂，M2为添加杀菌剂∶杀虫剂=1∶1，M3为添加杀菌剂∶杀虫剂∶植物生长调节剂=1∶1∶1，下同。CK is bare species， M1 is added bactericide， M2 is added bactericide∶insecticide=1∶1， M3 is added bactericide∶insecticide∶plant growth regulator=1∶1∶1， the same below.

Fig.4 Effects of different bioactive substances on germination rate of pelleted sorghum seeds

图5 功能材料添加对丸化高粱种子发芽率的影响CK1为裸种，CK2为未添加功能材料，MH1为添加0.1%浓度海藻酸，MH2为添加0.3%浓度海藻酸，MH3为添加0.5%浓度海藻酸，MS1为添加质量占比0.5%的SAP，MS2为添加质量占比1%的SAP，MS3为添加质量占比2%的SAP，下同。CK1 is bare species， CK2 is no functional material added， MH1 is added 0.1% concentration alginic acid， MH2 is added 0.3% concentration alginic acid， MH3 is added 0.5% concentration alginic acid， MS1 is added SAP with a mass ratio of 0.5%， MS2 is added SAP with a mass ratio of 1%， and MS3 is added SAP with a mass ratio of 2%， the same below.

Fig.5 Effect of functional material addition on germination rate of pelleted sorghum seeds

表6 不同生物活性物质对酿酒高粱种子出苗率的影响

Table 6 Effects of different bioactive substances on seedling emergence rate of brewing sorghum seed （%）

处理 Treatment	金糯粱9号 Jinnuoliang No.9	泸糯8号 Lunuo No.8	红缨子 Hongyingzi
CK	88.5±2.12bc	73.0±1.41b	68.5±2.12c
M₁	87.0±2.83c	73.0±1.41b	67.5±0.71c
M₂	93.0±1.41ab	88.0±0.00a	75.5±2.12b
M₃	95.0±1.41a	91.0±1.41a	84.5±0.71a

图6 生物活性物质添加对酿酒高粱幼苗株高和根长的影响

Fig.6 Effect of bioactive substance addition on seedling plant height and root length of brewing sorghum

图7 生物活性物质添加对酿酒高粱地上部、地下部生物量的影响

Fig.7 Effects of addition of bioactive substances on aboveground and underground biomass of brewing sorghum

表7 不同功能材料对酿酒高粱种子出苗率的影响

Table 7 Effects of different functional materials on seed emergence rate of brewing sorghum （%）

处理 Treatment	金糯粱9号 Jinnuoliang No.9	泸糯8号 Lunuo No.8	红缨子 Hongyingzi
CK₁	88.5±2.12d	73.0±1.41c	68.5±2.12d
CK₂	95.0±1.41c	91.0±1.41b	84.5±0.71c
MH₁	99.5±0.71a	95.5±2.12ab	93.0±2.83ab
MH₂	98.5±0.71ab	98.0±1.41a	96.0±4.24a
MH₃	95.0±0.00c	94.5±3.54ab	91.0±2.83abc
MS₁	96.0±1.41bc	92.0±2.83b	88.5±3.54bc
MS₂	96.5±0.71abc	94.0±1.41ab	91.5±2.12ab
MS₃	98.0±1.41abc	95.0±1.41ab	94.0±2.83ab

图8 功能材料添加对酿酒高粱幼苗株高和根长的影响

Fig.8 Effect of functional material addition on seedling plant height and root length of brewing sorghum

图9 功能材料添加对酿酒高粱地上部、地下部生物量的影响

Fig.9 Effect of functional material addition on aboveground and underground biomass of brewing sorghum

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不同丸化种衣剂配方对酿酒高粱出苗及生长的影响

Effects of different pelleted seed coating formulations on seed germination and seedling growth of three brewing sorghum （Sorghum bicolor） cultivars

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