科学研究 - 北见工业大学：用高分子化学控制发芽，试验验证减轻农作业负担

当下这个季节通常北海道正处于农闲期。在寒冷的北海道，一年两熟或一年两茬复种难以实现，冬季农闲的倾向尤为明显。等到水不再刺骨时，农户们会突然进入忙碌时期。近年来的劳动力短缺已然成为困扰他们的“心病”。即便是粮食自给率超过200%的这片北国沃土也不例外。“要是能索性把作业提前到冬天完成就好了”——我们采访了回应农户需求，以高分子化学挑战控制种子发芽的浪越毅副教授。

在北见工业大学致力于解决农业问题的浪越毅先生

洋葱“直播”难实现，耗时费力的“移栽”

此次采访的地点，是位于日本北海道东部的北见市。包含该市在内的鄂霍次克地区是日本第一产业的集聚地——渔业规模位居北海道首位，农业规模也仅次于十胜地区，位列全北海道第二。其中洋葱种植产业尤为发达，北见市出产的洋葱，占到了日本国内出货量的约两成。

北见市的洋葱田（供图：北海道农政事务所）

洋葱的种植，需要花费很大成本。农户需要在冬季利用塑料大棚育苗，待开春后再移栽到室外的农田之中。98%的洋葱产量都采用这种耗时费力的“移栽”模式。该模式还需要投入高达3000万日元的设备，成为新晋农户入行的一大壁垒。

让农户感到雪上加霜的是，劳动力短缺问题。开春之后，农户便会陷入极度繁忙的状态。为了应对随之加重的劳作负担，原本以移栽为主流种植模式的甜菜，现在正逐步转向将种子直接播撒到农田里的“直播”模式。但洋葱和水稻的直播种植难度较高，目前尚未得到推广。

利用聚合物控制发芽时间

在此背景下，北见工业大学的浪越毅先生（地球环境工学科副教授）正推进相关研究，力图实现洋葱等作物的直播种植以减轻农户负担。他的设想是，通过聚合物对种子进行包衣处理，从而控制种子从播种到发芽的时间。

用聚合物包衣处理的洋葱种子。通过多种聚乙烯基醚进行聚合反应，可将包衣材料调整为在5摄氏度左右发生软化的状态

聚合物会形成一道屏障，阻断水分与种子的接触，因此即便播入田间，种子也不会立即发芽；包衣用聚合物被调整为在5摄氏度左右软化状态，所以会随春季气温回升逐步溶蚀分解。结果就是春天到来后，水分得以接触到种子，最终生长发芽——这便是这套技术的原理。也就是说，农户只需在气温低于5摄氏度的冬季完成播种，待季节轮转、气温回升后静待种子发芽即可。

虽然这听起来这个想法或许有些异想天开，但浪越先生表示：“其实目前用到的多数种子都经过了包衣处理。不过，大多数的包衣主要是为了方便自动播种机作业、实现均匀撒播，同时提高种子的品种辨识度。”

浪越先生正在攻关的冬季直播栽培系统（供图：浪越先生）

为实现晚秋播种，同步研发双层包衣技术

浪越先生的目标是实现农作业的均衡化。经过反复向农户征求意见，发现只要能将农忙期的作业转移到农闲期，就能大幅降低农户的负担与种植成本。而他正力图用高分子化学的知识应对这项挑战。

浪越先生在提升功能上同样全力以赴。这是因为在5摄氏度以下的环境中开展农事作业不仅要忍受严寒，还面临着农田封冻后无法播种、农机设备也容易发生故障等难题。为此，为实现作物刚收获后的晚秋时节也能够播种，他正在试验一种在原有包衣基础上添加低温水溶型聚合物、对种子实施双层包衣处理的方法。

这项为实现即便在气温超过5摄氏度的秋季也能够播种而在内层与外层使用性质完全相反的聚合物进行包衣处理的技术，目前已提交专利申请（供图；浪越先生）

浪越先生也在考量该项技术的其他应用方向。他表示，希望能够从各个维度实现对种子发芽的控制，例如促进低温环境下难发芽的南瓜种子萌发，或是在聚合物逐步溶蚀的过程中，实现肥料的缓慢持续释放。

反复开展田间实证，发芽率已达一定水准

这项研究的契机来自农户的呼声。2016年前后，浪越先生在探索跨学科融合型研究课题的过程中，通过与当地农户的座谈，了解到农忙农闲的失衡已成为一大课题。他回顾道：“原本我并非只以农业为研究方向，但作为在北见的研究人员，我认为这是一项值得钻研的课题。”

“加之弃耕转行的农户数量增加，单户农户的种植面积呈持续增长趋势。北海道农户的平均年龄为58岁，虽比全国平均水平年轻约10岁，但老龄化进程不断加剧已是不争的事实。必须尽早采取应对措施。”

2025年，受夏季高温少雨天气影响，北海道全境的洋葱出现鳞茎小型化问题，出货量的减少导致市场价格大幅上涨。浪越先生通过“直播”模式种植的洋葱，品质与传统“移栽”模式种植的洋葱相当。

目前技术落地还面临诸多课题。农业领域中，产量与收入直接挂钩，因此农户很难冒险从传统模式转向新的种植方法。浪越先生为了验证即便改用直播也不会造成产量下降，从当地农户手中借用了部分农田，持续开展实证试验。种子发芽率已从2022年恒温器内试验初期的40%，大幅提升至2025年农田实际种植中的64%。日本农林水产省向种苗企业等明确的洋葱种子发芽率合规基准为70%，由此来看，该技术的发芽率已接近行业基准。