在津巴布韦半干旱地区的非正规种子体系中，密封储存与传统储存技术对保持珍珠粟[Pennisetum glaucum (L.) R. Br]种子品质的效能

《Crop Protection》：Effectiveness of hermetic and traditional storage technologies in preserving pearl millet [ Pennisetum glaucum (L.) R. Br)] seed quality in semi-arid areas of Zimbabwe’s informal seed systems

　　摘要：珍珠粟（Pennisetum glaucum (L.) R. Br.）因其营养价值和高耐旱性，成为半干旱地区小农的重要粮食作物。但由于储存方式不当，种子安全面临威胁。虽然已有研究评估过用于珍珠粟储存的密封技术，但关于种子保存的相关信息仍十分有限。本研究利用农民提供的统一种子样本，评估了密封储存技术（金属储藏仓；PICS袋）与传统方法（合成杀虫剂；牛粪灰；未处理对照组）在保持种子质量方面的效果。研究采用完全随机区组设计，在穆兹区的两个生长季（2023/24年和2024/25年）进行，每隔8周采集一次样本，共32周，并通过单因素方差分析处理数据。结果表明，储存技术和储存时长对昆虫损害、重量损失、昆虫数量、水分含量、发芽率以及昆虫排泄物和蜕皮均有显著影响（p < 0.05）。2023/24年的平均昆虫损害率为0.8%（PICS袋）至5.2%（未处理对照组）；2024/25年这一数值则上升至5.2%（牛粪灰）至57.2%（未处理对照组）。发芽率在2023/24年为76.8%至91.3%，2024/25年为31.7%至70.2%。研究建议半干旱地区的小农使用PICS袋和牛粪灰来保持种子质量。金属储藏仓的效果在不同季节有所差异，这说明环境条件会影响到储存效果。经济分析显示，使用PICS袋比普通袋子更划算，其边际收益率为2294%。作为首次针对小农社区种子库中珍珠粟种子密封储存的田间试验，该研究为提升半干旱地区的种子安全提供了可行的技术方案。

引言：产后种子损失指的是从收获到播种期间种子在数量和质量上的下降。这类损失主要包括两个方面：数量损失，即种子实际重量的减少；质量损失，则涉及种子活力、营养价值及物理特性的劣化（Sharma等人，2023）。导致数量和质量损失的主要因素之一就是不恰当的储存技术（Corbineau，2024）。不良的储存条件无法为种子提供适宜的环境，从而影响其质量和活力。由于通风不良和湿度过高，低效的储存设施往往会导致高湿度，进而为储藏害虫的滋生创造条件。这些储藏害虫会严重降低种子质量，影响其发芽率和整体活力（Sharma等人，2023）。干燥处理和 proper的种子储存对于维持种子的质量、寿命以及长期生理特性至关重要。温度和相对湿度会显著影响种子的活力，因此，建议采用能够降低这些因素影响的环境控制型储存技术。为减少产后种子损失，需要使用密封容器、可控的改良大气环境以及保持适当的湿度水平（Jaques等人，2022）。高效的收获和产后处理对于获得高质量种子极为重要。在产后产业链中尽量减少种子损伤，是确保种子保持活力的关键。采用有效的收获和加工技术，对于维持种子的长期活力十分必要（Orobinsky等人，2018；Delouche，2021）。长期储存会加速种子老化并增加害虫侵害，进而降低种子的活力、质量与生长势（Corbineau，2024）。

非洲的小农主要依靠自家保存的种子以及社区网络来种植小米，其中44.6%的种子来自自家保存，21.1%来自亲友（McGuire & Sperling，2016）。当地市场也是种子来源之一，可提供最多18.7%的小米种子。而农业零售商、政府机构和非政府组织所提供的种子占比则分别仅为0.7%、2.4%和12.4%，这表明小农在很大程度上依赖非正式的种子体系（McGuire & Sperling，2016）。相比正式的种子系统，依靠商人网络运作的非正式种子体系在实现广泛的社会覆盖和地域覆盖方面更具可持续性。通过这些渠道，经过本地改良的种子能够到达正式系统难以覆盖的偏远且条件恶劣的地区（Sperling等人，2020）。因此，良好的家庭种子储存对于确保播种时能有优质种子至关重要。当地的种子储存方法依赖于代代相传的本土知识。在撒哈拉以南非洲地区，小农所采用的本土种子保存技术对于维持种子生产具有重要意义，尤其是因为商业种子价格高昂。相比之下，现代种子储存技术则运用先进的科学方法来提升种子的活力和寿命。尽管由于资源有限以及较强的农业生态适应性，当地方法对小农来说更为易行（McGuire & Sperling，2016；Hlatshwayo等人，2021），但现代技术通常需要更多的投资和基础设施（Rijal等人，2024）。

长期以来，小农一直依靠各种本土的种子保护方法。一种常见的方法是把当地采集的干树叶磨成细粉，再与种子混合，以此作为天然杀虫剂，用来防治害虫（昆虫和真菌）（Duguma，2020）。另一种方法是在烹饪用火上熏制种子，这种方法能让种子含有能驱赶储藏害虫的化合物，不过其在储存过程中的效果并不稳定（Duguma，2020；Berhe等人，2022）。除了这些本土保护方法，人们还会使用植物材料及其他生物质燃烧后的灰烬来保护储存的种子（Duguma，2020；Bagul等人，2023）。可以通过发芽率来评估这些本土种子保存方法的效力。一般来说，经过灰烬和树叶粉末处理的种子，其发芽率明显高于经过火熏处理的种子（Duguma，2020）。发芽率的差异体现了这些本土方法效果的差异性（Mngoli等人，2015）。

为应对气候变化和气候波动导致的农作物减产所带来的种子短缺和多样性下降问题，撒哈拉以南非洲地区和亚洲的部分地区建立了社区种子库。社区种子库是由当地管理的设施，旨在保存多种植物的种子，以维护遗传多样性并帮助小农（Vernooy等人，2017；Song等人，2021）。社区种子库能让社区拥有能够适应本地条件的抗逆作物，进而提升农业生物多样性和气候适应能力（Bhattacharya & Mummenhoff，2024；Nakum等人，2025）。尽管潜力巨大，但社区种子库仍面临诸多挑战，比如种子商业化程度低、基础设施不足，以及种子储存和质量控制方面的培训不够（Nyongesa等人，2026）。这些问题影响了社区种子库在种子储存以及扩大种子生产规模方面的效率。加强社区种子库、国家基因库以及农民田间学校之间的协作，有助于提升种子储存、检测和分发效率，同时也有助于提高气候适应能力和实现长期可持续发展（Vernooy等人，2022）。

尽管本土种子储存方法很重要，但由于无法长期有效保持种子质量，越来越多的小农开始放弃使用这些方法。为此，他们开始采用密封储存技术的理念，利用容易获得的材料，如密封性良好的回收水瓶，来实现这一目标。这种低成本的方法能够创造低氧环境，并控制温度和湿度，有效防止害虫侵害和霉菌生长，从而延长种子的活力（Chigoverah & Mvumi，2016；Odjo等人，2022；Corbineau，2024）。像普渡大学改进型作物储存袋这样的密封储存技术，是为保护粮食和种子免受储藏害虫侵害而设计的专用产品（Mlambo等人，2018；Ngwenyama等人，2022）。同样，金属储藏仓也是一种密封储存装置，主要由镀锌铁板制成，用于保存各类干农产品，尤其是玉米、小麦、高粱和水稻等谷物（Tefera等人，2011；Kimani等人，2018）。其密封环境能够阻止水分和氧气进入，从而导致害虫死亡（Chaithanya等人，2023）。

在撒哈拉以南非洲地区，关于密封储存技术的大多数研究和实际应用都是针对作为食品的珍珠粟，而非用作种植籽苗的种子。多项研究结果表明，密封储存能够有效降低害虫活动，减少谷物变质，保持储存期间的种子质量（Chigoverah & Mvumi，2016；Baributsa等人，2017；Ngwenyama等人，2020；Mubayiwa等人，2021；Ngwenyama等人，2022；Deressa等人，2025；Nakoma-Ngoma等人，2025）。在易受自然害虫侵扰的萨赫勒地区，密封储存有效保持了珍珠粟谷物及其制品的感官品质（Sankhon，2024）。Asanga和Mills（1986）也指出，即便初始的自然害虫侵染程度很高，珍珠粟谷物在密封环境下也能成功储存，且储存期间几乎不会出现品质下降。他们的研究证明，密封储存能够大幅抑制害虫活动和谷物损伤，从而有助于提升小农农业系统的粮食安全水平。

还有些研究对现代密封储存技术进行了评估，进一步提供了相关证据。例如，Bawa等人（2025）在模拟萨赫勒地区环境的实验室中测试发现，普渡大学改进型作物储存袋在为期六个月的储存期内，能有效减少谷物损失、害虫损害和虫害发生。这些结果进一步证明了密封储存技术作为一种无需使用杀虫剂的储存方法，能够提升谷物质量和食品安全性。不过，谷物质量评估仅在储存期开始和结束时进行，因此无法了解整个储存期间谷物质量的变化情况。

同样，Joshi和Rao（2025）在印度进行了模拟自然环境的实验室储存实验，评估了密封袋在自然害虫侵扰条件下保持珍珠粟谷物质量的效果。他们发现，珍珠粟谷物在密封袋中储存长达六个月后，其营养价值、颜色、碾磨特性、碾磨产量以及基本成分依然保持不变。此外，他们还监测了储存环境中的氧气和二氧化碳浓度变化，为理解密封储存的原理提供了重要线索（Joshi & Rao，2025）。虽然该研究也测量了发芽率，但并未具体探讨在实际社区种子管理系统中的种子系统表现。总体而言，这些研究揭示了当前相关研究存在的诸多局限性。大多数研究都是针对可供食用的谷物，而非种植用种子。而且，现有很多研究都是在实验室或科研站条件下进行的，而非真实的农村储存环境中。此外，大多数关于珍珠粟储存的研究都只单独评估了一种密封储存技术，要么是袋子，要么是金属储藏仓，因此很难在同一实验中同时比较这两种储存方式的相对效果。最后，目前对于温度和相对湿度等环境因素如何与储存技术相互作用，从而影响种子的质量和活力，研究还远远不够。

Stathers等人（2020）指出，在低收入和中等收入国家，针对减少谷物产后损失的干预措施的研究仍然有限，尤其是在小农层面。此外，他们还提到，只有少数基于田间试验的研究通过多年对比来评估这类干预措施的长期效果（Stathers等人，2020）。为弥补这些不足，本研究在社区种子库的条件下，对密封储存技术以及传统储存方法进行了多年对比评估，旨在确定它们在保持珍珠粟种子的数量、质量和发芽率方面的效果。研究涵盖了两个储存季节（2023/24年和2024/25年），每株种子的储存期为8个月，这一时长反映了小农通常的储存时间。本研究假设，密封储存技术在保持珍珠粟种子质量方面，与传统储存方法的效果相当。这项研究丰富了关于密封储存技术的文献资料，也为了解小农在实际操作中面临的状况提供了更有参考价值的见解。

地点描述：关于密封储存技术以及牛粪灰作为替代本土种子储存方法的效能的田间试验，是在穆兹区的三个社区种子库中进行的，分别位于第3区（Chimukoko）、第12区（Masahwa）和第15区（Chikwizo）（见图1）。这三个地方的地理坐标分别为：第3区，南纬16° 56' 58''，东经32° 30' 35.6''；第12区，南纬17° 05' 35.8''，东经32° 47' 31.0''；第15区，南纬17° 16' 52''，东经32° 36’ 59''。2023/24生长季中，昆虫对种子造成的损害程度在0.8%到5.2%之间，初始值约为0.2%。其中未经处理的对照组损害程度最高，为5.2%，其次是金属储藏仓处理组（2.5%）、Actellic Gold Dust处理组（1.6%）、牛粪处理组（1.0%）以及密封袋处理组（0.8%）。在不同时间点，各处理组的昆虫种子损害程度存在显著差异：8周时（F4, 38 = 17.00；p < 0.001）、16周时（F4, 38 = 12.95；p < 0.001）、24周时（F4, 38 = 33.31；p < 0.001）以及32周时（F……）

储存技术的整体性能
本研究旨在评估在小型农户种植条件下，密封储存技术作为传统储存方法替代方案在保持珍珠粟种子质量方面的效果。研究假设认为密封储存技术在保持种子质量方面与传统储存方法相当，但这一假设仅得到部分支持。在两个储存季节中，密封袋始终能够保持较低的昆虫种子损害程度、较小的种子重量损失、稳定的水分含量以及较高的……

结论
与传统或常规方法相比，密封袋在保护珍珠粟种子的质量以及维持其发芽率方面更为有效，尤其适用于社区种子库。牛粪灰也表现出良好的效果，其种子保护效果与密封袋相当，这表明它有望成为资源匮乏的小型农户实用的低成本储存选择。基于这些研究结果，本研究建议采用……

未来研究方向
本研究揭示了若干需要在未来研究中加以解决的研究空白，包括：1. 需要进一步开展试验，以测试耐热型金属储藏仓密封件的效果。2. 应将田间试验安排在相同的季节和环境条件下进行，以提高不同季节间的可比性，并减少天气变化带来的偏差。3. 由于这是一项涉及农民的实践性研究，因此……

作者贡献说明
Loveness K. Nyanga：写作——审阅与编辑，写作——初稿撰写，验证，监督，项目管理，方法论，研究实施，资金获取，概念构思。Gracious Chingoma：写作——审阅与编辑，写作——初稿撰写，可视化，方法论，研究实施，正式分析，数据整理。Brighton M. Mvumi：写作——审阅与编辑，写作——初稿撰写，可视化，验证，监督，资源协调，项目管理，方法论，未引用的参考文献Levy-De la Torre等人，2022年。

伦理审批
本研究未涉及人类参与者或脊椎动物，因此无需伦理审批。

利益冲突声明
本研究不存在任何利益冲突。

资金支持说明
本研究得到了瑞士发展与合作署资助的赞比亚和津巴布韦市场与种子获取项目（MASAP）的支持。作者感谢NIRAS A/S为该项目提供的资金援助。

利益冲突声明
所有作者均声明没有利益冲突。

致谢
作者感谢参与实验的农民和推广人员所提供的支持。同时，我们也感谢社区技术发展组织（CTDO）为本次研究的田间活动所给予的帮助。

Gracious Chingoma | Loveness K. Nyanga | Irene Kadzere | Brighton M. Mvumi
津巴布韦哈拉雷市Mt. Pleasant，邮政信箱MP167，津巴布韦农业、环境与食品系统学院农业与生物系统工程系