一种基于透水交变真空技术的种子营养富集强化机及富集强化方法

技术领域

本发明涉及一种种子营养强化机及方法，属于植物种子处理领域。

背景技术

最早的种子处理开始于古埃及和罗马时期，研究者使用洋葱的汁液进行种子处理。在中世纪，氯化物的盐或粪肥被用于种子处理；自17世纪中叶，盐水处理种子被逐步采用；在18世纪中叶，第一个铜盐产品被首次引入。依然使用的热水消毒技术被认为起源于1765年德国的维滕贝格。种子在45℃热水中浸泡2h，可以有效杀死种子表面的一些病原真菌；浸种是对种子处理方式之一，浸种的作用是促进种子发芽和消灭病原物，现有的浸种方法有清水浸种、温汤浸种、药剂浸种等，目前的浸种装置和浸种方法存在以下几处缺陷：

1.现有的针对种子透水破胸真空营养富集强化装置生产效率较低，并且需要单独配真空系统；

2.通过静水浸泡种子的方法促进种子发芽，种子破胸营养富集量较小，种子富集均匀性较差；

3.现有的浸种方法促进种子发芽和营养富集时，营养强化周期较长，不利于大批量种子的催芽和营养富集。

综上所述，亟需一种工作效率高、不需单独配备真空系统，种子催芽以及营养富集周期短、效果较好的装置及使用方法用以解决上述问题。

发明内容

本发明解决了现有的种子催芽、营养富集装置和方法工作效率较低，种子营养富集不均匀，营养强化周期较长的问题。进而公开了“一种基于透水交变真空技术的种子营养富集强化机及富集强化方法”。在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。

本发明的技术方案：

一种基于透水交变真空技术的种子营养富集强化机，包括A真空催芽罐和B真空催芽罐，A真空催芽罐与B真空催芽罐结构相同，A真空催芽罐底部安装有A罐底座水箱，A真空催芽罐与A罐底座水箱通过A循环管路连通，A真空催芽罐上连接有A罐真空管，B真空催芽罐底部安装有B罐底座水箱，B真空催芽罐与B罐底座水箱通过B循环管路连通，B真空催芽罐上连接有B罐真空管，A循环管路的回水侧通过A罐吸气三通与B罐真空管连接，B循环管路的出水侧通过B罐吸气三通与A罐真空管连接。

进一步的，所述A循环管路包括A罐回水管和A罐进水管，A罐回水管的两端分别与A真空催芽罐出水口和A罐底座水箱入水口连接，A罐进水管的两端分别与A罐底座水箱出水口和A真空催芽罐入水口连接；所述B循环管路包括B罐出水管和B罐进水管，B罐出水管的两端分别与B真空催芽罐出水口和B罐底座水箱入水口连接，B罐进水管的两端分别与B罐底座水箱出水口和B真空催芽罐的入水口连接。

进一步的，所述A罐回水管上安装有A罐出水管阀，A罐进水管上按介质流动方向依次安装有A罐透水泵、A罐底座水箱阀和A罐进水管阀，A罐真空管上安装有A罐真空管阀。

进一步的，所述B罐出水管上安装有B罐出水管阀，B罐进水管上按介质流动方向依次安装有B罐透水泵、B罐底座水箱阀和B罐进水管阀，B罐真空管上安装有B罐真空管阀。

进一步的，所述A真空催芽罐内安装有A罐种袋垫板，多个A罐袋装种子均匀布置在A罐种袋垫板上，A罐底座水箱内装有A罐浸种水，所述B真空催芽罐内安装有B罐种袋垫板，多个B罐袋装种子均匀布置在B罐种袋垫板上，B罐底座水箱内装有B罐浸种水。

一种基于透水交变真空技术的种子营养富集强化机的富集强化方法，包括以下步骤：

步骤一：制备营养液，将营养组分和自来水混合，使营养组分充分溶解在自来水中，制得营养液备用；

步骤二：将晒后种子装入专用高透水性催芽网袋中，装种储量小于种袋最大容量的66％～72％，封口后形成A罐袋装种子和B罐袋装种子待用；

步骤三：将多个A罐袋装种子和多个B罐袋装种子分别按层次摆在A真空催芽罐内的A罐种袋垫板和B真空催芽罐内的B罐种袋垫板上，同层种袋间留有一定缝隙，邻层种袋错位摆放，使种袋均匀受氧、受水、受热；

步骤四：向A罐底座水箱内注入A罐浸种水，向B罐底座水箱内注入B罐浸种水；

步骤五：打开A罐出水管阀、A罐进水管阀、A罐底座水箱阀和B罐真空管阀，启动A罐透水泵，实现A真空催芽罐内的A罐袋装种子透水浸种破胸和B真空催芽罐内的B罐袋装种子真空预处理；

步骤六：当A罐袋装种子达到破胸标准时间后，关闭A罐透水泵、A罐进水管阀和A罐出水管阀，打开B罐出水管阀、B罐进水管阀、B罐底座水箱阀和A罐真空管阀，启动B罐透水泵，实现B真空催芽罐内的B罐袋装种子透水浸种破胸和真空催芽罐内的A罐袋装种子真空强化处理；

步骤七：当B罐袋装种子达到破胸标准时间后，关闭B罐透水泵、B罐出水管阀、B罐进水管阀和A罐真空管阀，向A罐底座水箱内加入制备好的营养液，打开A罐出水管阀、A罐进水管阀、A罐底座水箱阀和B罐真空管阀，启动A罐透水泵，实现A真空催芽罐内的A罐袋装种子透水营养富集和B真空催芽罐内的B罐袋装种子真空强化处理；

步骤八：当A罐袋装种子达到营养富集标准时间后，关闭A罐透水泵、A罐出水管阀、A罐进水管阀、A罐底座水箱阀和B罐真空管阀，向B罐底座水箱内加入制备好的营养液，在确保A真空催芽罐内常压状态下打开A真空催芽罐1快开门，移出A罐种袋垫板上营养富集过的A罐袋装种子沥水备播，将新的A罐袋装种子装入A真空催芽罐内，关闭A真空催芽罐快开门，将带有营养组分的A罐浸种水排入营养液储罐在后续营养液制备和补充时使用，在A罐底座水箱内加入新的清水，打开B罐出水管阀、B罐进水管阀、B罐底座水箱阀和A罐真空管阀，启动B罐透水泵，实现B真空催芽罐内的B罐袋装种子透水营养富集和A真空催芽罐内的A罐袋装种子真空预处理；

步骤九：当B罐袋装种子达到营养富集标准时间后，关闭B罐透水泵、B罐出水管阀、B罐进水管阀和A罐真空管阀，在确保B真空催芽罐内常压状态下打开B真空催芽罐快开门，移出B罐种袋垫板上营养富集过的B罐袋装种子沥水备播，将新的B罐袋装种子装置B真空催芽罐内，关闭B真空催芽罐快开门，将带有营养组分的B罐浸种水排入营养储液罐在后续营养液制备和补充时使用，在B罐底座水箱内加入新的清水，完成一个工作循环后，依次重复步骤五至步骤九，进行下轮循环营养富集强化作业。

本发明的有益效果:

1.本发明的一种基于透水交变真空技术的种子营养富集强化机及富集强化方法，通过两组装置的透水与真空的交互变位能大幅提高营养强化作业效率，作业效率是传统催芽种子营养富集强化效率的8倍，并且不需要额外配备真空系统；

2.通过本发明的一种基于透水交变真空技术的种子营养富集强化机及富集强化方法，显著增加芽种内营养物质含量，芽种内营养物质增加量500㎎/kg以上，是传统破胸种子营养富集量的8倍以上；

3.本发明的一种基于透水交变真空技术的种子营养富集强化机可大规模智能化作业生产，真空发芽罐可根据需要扩大规模设计，减少大规模作业的作业工序、人员成本和设备投资，便于自动化、智能化生产管控，并且通过本发明的营养强化机进行种子营养富集强化周期较短，适用于大量的种子进行透水破胸和营养富集。

附图说明

图1是一种基于透水交变真空技术的种子营养富集强化机的主视图；

图2是一种基于透水交变真空技术的种子营养富集强化机的俯视图；

图3是A真空催芽罐和A罐底座水箱的结构示意图；

图4是图3的B-B线的剖视图；

图5是B真空催芽罐和B罐底座水箱的结构示意图；

图6是种子营养强化机工艺流程图。

图中1-A真空催芽罐，2-A罐袋装种子，3-A罐真空管阀，4-A罐真空管，5-A罐出水管阀，6-A罐回水管，7-A罐吸气三通，8-A罐进水管阀，9-A罐进水管，10-A罐底座水箱阀，11-A罐底座水箱，12-A罐浸种水，13-A罐种袋垫板，14-B真空催芽罐，15-B罐真空管阀，16-B罐真空管，17-B罐出水管阀，18-B罐出水管，19-B罐吸气三通，20-A罐透水泵，21-B罐进水管阀，22-B罐进水管，23-B罐透水泵，24-B罐底座水箱，25-B罐浸种水，26-B罐种袋垫板，27-B罐袋装种子，28-B罐底座水箱阀。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述都是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，避免不必要的混淆本发明的概念。

具体实施方式一：结合图1-图6说明本实施方式，本实施方式的一种基于透水交变真空技术的种子营养富集强化机，包括A真空催芽罐1和B真空催芽罐14，A真空催芽罐1与B真空催芽罐14结构相同，A真空催芽罐1底部安装有A罐底座水箱11，A真空催芽罐1与A罐底座水箱11通过A循环管路连通，A真空催芽罐1上连接有A罐真空管4，B真空催芽罐14底部安装有B罐底座水箱24，B真空催芽罐14与B罐底座水箱24通过B循环管路连通，B真空催芽罐14上连接有B罐真空管16，A循环管路的回水侧通过A罐吸气三通7与B罐真空管16连接，B循环管路的出水侧通过B罐吸气三通19与A罐真空管4连接；

具体的，所述A循环管路包括A罐回水管6和A罐进水管9，A罐回水管6的两端分别与A真空催芽罐1出水口和A罐底座水箱11入水口连接，A罐进水管9的两端分别与A罐底座水箱11出水口和A真空催芽罐1入水口连接；所述B循环管路包括B罐出水管18和B罐进水管22，B罐出水管18的两端分别与B真空催芽罐14出水口和B罐底座水箱24入水口连接，B罐进水管22的两端分别与B罐底座水箱24出水口和B真空催芽罐14的入水口连接，当A真空催芽罐1透水系统启动后，A罐底座水箱11内的A罐浸种水12通过A罐进水管9流入A真空催芽罐1内对A罐袋装种子2进行透水浸种破胸，A真空催芽罐1内的A罐浸种水12再通过A罐回水管6流回A罐底座水箱10内，在A罐浸种水12流经A罐回水管6时水流压力经过A罐吸气三通7通过B罐真空管16吸取B真空催芽罐14内的空气，逐渐提高B真空催芽罐14内的真空度，对B真空催芽罐14内的B罐袋装种子进行真空处理；当A真空催芽罐1透水系统关闭，B真空催芽罐14透水系统开启后，B罐底座水箱24内的B罐浸种水25通过B罐进水管22流入B真空催芽罐14内对B罐袋装种子27进行透水浸种破胸，B真空催芽罐14内的B罐浸种水25再由B罐出水管18流回B罐底座水箱24内，在B罐浸种水25流经B罐出水管18时的水流压力经过B罐吸气三通19吸取A真空催芽罐1内的空气，逐渐提高A真空催芽罐1内的真空度，对A真空催芽罐1内的A罐袋装种子2进行真空处理。

具体实施方式二：结合图1-图6说明本实施方式，本实施方式的一种基于透水交变真空技术的种子营养富集强化机，所述A罐回水管6上安装有A罐出水管阀5，A罐进水管9上按介质流动方向依次安装有A罐透水泵20、A罐底座水箱阀10和A罐进水管阀8，A罐真空管4上安装有A罐真空管阀3，A管出水管阀5用于控制A罐回水管6中介质的流量大小，A罐透水泵20用于将A罐底座水箱11内的A罐浸种水12输送至A真空催芽罐1内，A罐底座水箱阀10控制A罐底座水箱11的启闭，A罐进水管阀8用于控制A罐进水管9中介质的流量大小，A罐真空管阀3用于控制A罐真空管4的启闭。

具体实施方式三：结合图1-图6说明本实施方式，本实施方式的一种基于透水交变真空技术的种子营养富集强化机，所述B罐出水管18上安装有B罐出水管阀17，B罐进水管22上按介质流动方向依次安装有B罐透水泵23、B罐底座水箱阀28和B罐进水管阀21，B罐真空管16上安装有B罐真空管阀15，B管出水管阀17用于控制B罐出水管18中介质的流量大小，B罐透水泵23将B罐底座水箱24内的B罐浸种水25输送至B真空催芽罐14内，B罐底座水箱阀28控制B罐底座水箱24的启闭，B罐进水管阀21用于控制B罐进水管22内介质流量的大小，B罐真空管阀15用于控制B罐真空管16的启闭。

具体实施方式四：结合图1-图6说明本实施方式，本实施方式的一种基于透水交变真空技术的种子营养富集强化机，所述A真空催芽罐1内安装有A罐种袋垫板13，多个A罐袋装种子2均匀布置在A罐种袋垫板13上，A罐底座水箱11内装有A罐浸种水12，所述B真空催芽罐14内安装有B罐种袋垫板26，多个B罐袋装种子27均匀布置在B罐种袋垫板26上，B罐底座水箱24内装有B罐浸种水25。

具体实施方式五：结合图1-图6说明本实施方式，本实施方式的一种基于透水交变真空技术的种子营养富集强化方法，包括以下步骤：

步骤一：营养液制备，营养组分与自来水按要求比例混合，使得营养组分充分溶解在水中，制得营养液备用；

步骤二：种子装袋，将晒后种子装入专用高透水性催芽网袋中，装种储量不超过种袋最大容量的70％，种袋不宜过大，封口后成多个A罐袋装种子2和B罐袋装种子27备用；

步骤三：袋装种子码装，将A罐袋装种子2和B罐袋装种子27按层次摆在在A真空催芽罐1内的A罐种袋垫板和B真空催芽罐14内的B罐种袋垫板26上，同层种袋间留有一定缝隙，邻层种袋错位摆放，使种袋均匀受氧、受水、受热；

步骤四：水箱注水，向A罐底座水箱11注入适量适温A罐浸种水12，向B罐底座水箱24内注入适量适温B罐浸种水25；向罐内注入超过种子顶部10～20cm的浸种水25以确保种子被完全没入，稻种的浸种水25适宜温度在30～33℃之间，玉米种子的浸种水适宜温度在25～30℃之间，对于不同农作物种子浸种水25的温度不同；

步骤五：A罐袋装种子2透水浸种破胸-B罐袋装种子27真空预处理，打开A罐出水管阀5、A罐进水管阀8、A罐底座水箱阀10和B罐真空管阀15，关闭B罐进水管阀21和B罐出水管阀17，启动A罐透水泵20，A罐浸种水12经A罐进水管9从A真空催芽罐1底部流入，浸透A罐袋装种子2后经A罐回水管6和A罐吸气三通7直通段流回A罐底座水箱11，该透水循环一定时间后A罐袋装种子2得以透水浸种破胸，透水浸种破胸过程的压力水流通过A罐吸气三通7吸气端和B罐真空管16不断吸取B真空催芽罐14内空气，逐渐提高B真空催芽罐14内真空度，使B真空催芽罐14内新进的B罐袋装种子27进行真空预处理，提高后续种子浸种、破胸和催芽过程水分与营养组分向种子内渗透效率，实现A罐内袋装种子2透水浸种破胸和B罐内袋装种子27的同步真空预处理，完成附图6中的首轮同步透水与真空作业；

步骤六：B罐袋装种子27透水浸种破胸-A罐袋装种子2真空强化处理，当A罐袋装种子2达到破胸标准时间后，关闭A罐透水泵20，启动B组装置透水系统，打开B罐出水管阀17、B罐进水管阀21、B罐底座水箱阀和A罐真空管阀3，关闭A罐进水管阀8和A罐出水管阀5，启动B罐透水泵23，B罐浸种水25经B罐进水管22从B真空催芽罐14底部流入，浸透B罐袋装种子27后经B罐回水管18和B罐吸气三通19直通段流回B罐底座水箱24，该透水循环一定时间后B罐内袋装种子27得以透水浸种破胸，透水浸种破胸过程的压力水流经过B罐吸气三通19吸气端通过A罐真空管4不断吸取A真空催芽罐1内空气，逐渐提高A真空催芽罐1内真空度，使A真空催芽罐1内破胸的A罐袋装种子2进行真空强化处理，提高后续工序营养组分向种子内渗透效率，实现B罐内袋装种子27透水浸种破胸和A罐袋装种子2的同步真空强化处理，完成附图6中的第二轮同步透水与真空作业；

步骤七：A罐袋装种子2透水营养富集-B罐袋装种子27真空强化处理，当B罐袋装种子27达到破胸标准时间后，向A罐底座水箱11内定量加入制备好的营养液，关闭B罐透水泵23，启动A组装置透水系统对A罐袋装种子2进行透水营养富集，打开A罐出水管阀5、A罐进水管阀8、A罐底座水箱阀10和B罐真空管阀15，关闭B罐进水管阀21和B罐出水管阀17，启动A罐透水泵20，含有营养组分的A罐浸种水12经A罐进水管9从A真空催芽罐1底部流入，浸透A罐袋装种子2后经A罐回水管6和A罐吸气三通7直通段流回A罐底座水箱11，该透水循环过程中，A罐浸种水12中的营养组分通过水溶液透过组织软化的种皮(特别是露白或破胸区域的种皮)渗透到A罐袋装种子2种子内部，真空处理后的漏白或破胸种子内外微小压差会加速营养组分向种子内部的渗透和传质进程，营养组份在胚乳或子叶中的积累水平不断增加，伴随着种子的进一步萌发，营养组份从胚乳或子叶中向胚芽和胚根加速传递，直至芽种内新增营养组份含量达到相对饱和状态，完成破胸种子营养富集和某些营养形态的生物转化；A罐袋装种子2透水营养富集同时，A罐回水管6内的压力水流经过A罐吸气三通7吸气端通过B罐真空管16不断吸取B真空催芽罐14内空气，逐渐提高B真空催芽罐14内真空度，使B真空催芽罐14内露白或破胸的B罐袋装种子27进行真空强化处理，提高后续工序营养组分向种子内渗透效率，实现A罐袋装种子2透水营养富集和B罐袋装种子27的同步真空强化处理，完成附图6中的第三轮同步透水与真空作业；

步骤八：B罐袋装种子27透水营养富集-A罐袋装种子2真空预处理，当A罐袋装种子2达到营养富集标准时间后，向B罐底座水箱24内定量加入制备好的营养液，关闭A罐透水泵20，停止A组装置透水营养富集，在确保A真空催芽罐1内常压条件下，打开A真空催芽罐1快开门，移出A罐种袋垫板13上的营养富集过的A罐袋装种子2沥水备播，并将新的A罐袋装种子2装进A真空催芽罐1，关闭A真空催芽罐1快开门，将带有营养组分的A罐浸种水12排入营养液储罐在后续营养液制备和补充时使用，并按上述步骤四向A罐底座水箱11注入适温A罐浸种水12；打开B罐出水管阀17、B罐进水管阀21、B罐底座水箱阀和A罐真空管阀3，关闭A罐进水管阀8和A罐出水管阀5，启动B罐透水泵23，带有营养液的B罐浸种水25经B罐进水管22从B真空催芽罐14底部流入，浸透B罐袋装种子27后经B罐回水管18和B罐吸气三通19直通段流回B罐底座水箱24，该透水循环过程中，B罐浸种水25中的营养组分通过水溶液透过组织软化的种皮(特别是露白或破胸区域的种皮)渗透到B罐袋装种子27种子内部，真空处理后的漏白或破胸种子内外微小压差会加速营养组分向种子内部的渗透和传质进程，营养组份在胚乳或子叶中的积累水平不断增加，伴随着种子的进一步萌发，营养组份从胚乳或子叶中向胚芽和胚根加速传递，直至芽种内新增营养组份含量达到相对饱和状态，完成破胸种子营养富集和某些营养形态的生物转化；B罐袋装种子27透水营养富集同时，B罐回水管18内的压力水流经过B罐吸气三通19吸气端通过A罐真空管4不断吸取A真空催芽罐1内空气，逐渐提高A真空催芽罐1内真空度，使A真空催芽罐1内新进的A罐袋装种子2进行真空预处理，提高后续种子浸种、破胸和催芽过程水分与营养组分向种子内渗透效率，实现B罐袋装种子27透水营养富集和A罐袋装种子2的同步真空预处理，完成附图6中的末轮同步透水与真空作业；

步骤九：B罐袋装种子27出种、进新种，为步骤五中B真空催芽罐14内真空预处理做准备，当B罐袋装种子27达到营养富集标准时间后，关闭B罐透水泵23，停止B组装置透水营养富集，在确保B真空催芽罐14内常压条件下，打开B真空催芽罐14快开门，移出B罐种袋垫板26上的营养富集过的B罐袋装种子27沥水备播，并将新的B罐袋装种子27装进B真空催芽罐14，关上B真空催芽罐14快开门，将带有营养组分的B罐浸种水25排入营养液储罐在后续营养液制备和补充时使用，并按上述步骤四向B罐底座水箱24注入B罐浸种水25。为上述步骤五B组装置真空预处理做好作业准备，进行下轮循环营养富集强化作业。

本实施方式只是对本专利的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。