種子包衣技術(shù)及其應(yīng)用

吳鵬沖　路運(yùn)才

摘? ?要：種子包衣技術(shù)是在傳統(tǒng)農(nóng)作物拌種的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的種子處理技術(shù)，具有靶向性強(qiáng)、防治效果好、易于操作實(shí)施等特點(diǎn)，從而得到廣泛應(yīng)用。對種衣劑的作用機(jī)理、種類、成分及其在農(nóng)作物上的應(yīng)用等方面進(jìn)行了總結(jié)，并對當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中種衣劑使用所存在的問題進(jìn)行了分析，旨在為種衣劑的高效及安全使用提供參考。

關(guān)鍵詞：種子包衣技術(shù);種衣劑;應(yīng)用

種子包衣技術(shù)具有操作方便、殺菌殺蟲效果好等優(yōu)點(diǎn)。種衣劑處理種子靶向作用強(qiáng)、用藥量小，能夠顯著減少玉米苗期病蟲害的發(fā)生，避免種子及苗期受土傳病菌與蟲害的影響，減少田間雜草泛濫，并可促進(jìn)作物生長[1]。使用種衣劑處理種子，不僅省時(shí)省工，符合國家減少化肥與農(nóng)藥的“兩減”政策，對于玉米增產(chǎn)增收也發(fā)揮著重要作用。

種子包衣技術(shù)對防治作物地下害蟲具有很好的抑制作用，對防治作物病蟲害、促進(jìn)護(hù)苗促苗、增產(chǎn)、增強(qiáng)抗逆性等作用效果顯著，同時(shí)有利于保護(hù)環(huán)境，能提高經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益[2-4]。但隨著種衣劑的大面積使用，出現(xiàn)了諸如影響植株生長、污染生態(tài)環(huán)境及土壤水質(zhì)等副作用。因此，如何有效及安全使用種衣劑成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中需要解決的問題。

1? ?種衣劑的作用機(jī)理

種衣劑在土壤中遇水會發(fā)生膨脹，藥效不會被有效分解，可促進(jìn)種子在土壤中生根發(fā)芽。種衣劑中的藥劑通過緩慢氧化釋放，用于防治病菌侵襲，從而提高種子出苗率，以保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中單粒播種技術(shù)的普及，可減少播種量，降低農(nóng)民購種資金投入。種衣劑的藥效相對集中，比噴霧、莖葉噴灑等方法省時(shí)、省力、省藥。種子包衣技術(shù)可減少土壤、地下徑流，大氣等環(huán)境污染，使用較安全。種子包衣劑不易受風(fēng)吹雨淋和高溫日曬的影響，具有緩釋并長期維持種子活力的作用。其在作物種子周圍充分形成保護(hù)膜，有效防止土傳病菌與蟲害的相互侵襲，并發(fā)揮促進(jìn)植物生長和防治病蟲害的重要作用[5]。

2? ?種衣劑的種類

2.1? ?按適用作物分類

一是旱地作物種衣劑，指適用于旱地種植作物，如玉米、小麥類種衣劑。二是水田農(nóng)作物種衣劑，指適用于水田耕種的作物，如水稻種衣劑等。

2.2? ?按作物應(yīng)用范圍分類

一是單一作物種衣劑只適用于一種獨(dú)立作物使用，如玉米、棉花、小麥等專用型制劑，其藥效有較強(qiáng)的針對性，能解決某一突出問題。二是廣譜型種衣劑，可在多種作物中使用，具有相對廣譜的殺菌效果，我國目前研發(fā)的大多是此類種衣劑。

2.3? ?按用途分類

2.3.1? ?化學(xué)型種衣劑

其是目前廣泛使用的藥肥復(fù)合型藥劑，以化肥、農(nóng)藥、激素等為主要原料成分，并結(jié)合其他化學(xué)物質(zhì)組成，對抑制病菌、蟲害等具有較好的防治功效。該型種衣劑是薄膜種衣劑的重要發(fā)展方向。

2.3.2? ?物理型種衣劑

主要由填充顆粒材料與其他黏合劑共同組成，其材料不含任何化學(xué)有效溶劑成分，主要應(yīng)用于香菜、蘿卜等小顆粒種子，使種子規(guī)范化、一體化，便于播種。

2.3.3? ?生物型種衣劑

其是以生物活性菌作為基礎(chǔ)原料，并與一些惰性材料所組成。該類種衣劑的活性成分低毒，一般不會降低作物種子的活性，對環(huán)境也不會產(chǎn)生危害，同時(shí)會有效提高作物的抗逆性，藥效穩(wěn)定耐用[6]。

2.3.4? ?特殊型種衣劑

指為滿足一些作物的特殊生長需要而專門研發(fā)的專用型特殊種衣劑，如具有除草、蓄水和防抗旱等用途的種衣劑。

2.3.5? ?混合型種衣劑

其是上述4類種衣劑有效成分的綜合型種衣劑，如綜合物理型與綜合化學(xué)型、化學(xué)型與物理生物型、化學(xué)型與特殊型，以及其他物理型與化學(xué)生物型、特殊型的綜合。如湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)研發(fā)的水稻稻田直播丸化種衣劑和油菜丸化劑是種衣劑的主要發(fā)展方向[7]。

2.4? ?按使用時(shí)間分類

現(xiàn)制現(xiàn)用型種衣劑是在播種前幾天或幾小時(shí)進(jìn)行種子包衣，待其風(fēng)干后立即播種。現(xiàn)制現(xiàn)用型種衣劑為保證包衣效果，存儲時(shí)間不宜過久。

預(yù)結(jié)合型種衣劑是作物種子與藥劑結(jié)合后做成包衣形式，種衣劑作用發(fā)揮較充分，可以隨時(shí)播種，也可以放置一段時(shí)間備用。

3? ?種衣劑的組成

種衣劑主要由活性化學(xué)成分與非活性化學(xué)成分組成?；钚曰瘜W(xué)成分主要包括植物殺菌劑、殺蟲劑、肥料和植物生長調(diào)節(jié)劑;非活性化學(xué)成分主要包括活性成膜劑及試劑輔助用抑制劑。成膜劑在種子表面形成保護(hù)層，促使活性化學(xué)成分緊緊依附在種子表面，對保持藥效持久具有重要作用。

3.1? ?殺菌劑

主要包括保護(hù)性專用殺菌劑和各種吸附性殺菌劑。保護(hù)性殺菌劑，如五氯硝基苯、福美雙、克菌丹等，可防治種子在土壤環(huán)境中的直接侵害，即防治土傳病害。但對種子自身攜帶的各種病菌的抑制效果甚微。吸附性殺菌劑，如噻菌靈、烯唑醇、戊唑醇等具有較強(qiáng)的吸附作用，對作物生長持久保護(hù)，對地下種子具有病害預(yù)防和治療作用。

3.2? ?殺蟲劑

殺蟲劑類藥劑易溶于水，在土壤中不易分解，藥效可持續(xù)40 d以上。對地下害蟲，如地老虎、螻蛄等幼齡蟲具有強(qiáng)勁的抑殺效果。目前，殺蟲劑已經(jīng)由硫丹、DDT等有機(jī)氯類等高毒、危害環(huán)境的老品種逐步向低毒、高效的新產(chǎn)品發(fā)展，如環(huán)氧嘧菌酯、咯菌腈、肟菌酯、吡蟲啉等[8]。

3.3? ?肥料

各種微量元素的復(fù)配，主要有銅、鋅、錳、硼、鉬等，為作物生長必需的微量元素。通過在種衣劑中添加微量元素，可以有效補(bǔ)充作物對微量元素的需求，其在30 d左右可全部降解為無毒物質(zhì)，避免滲入土壤及地下水造成污染。

3.4? ?植物生長調(diào)節(jié)劑

一般是人工合成的，具有天然植物激素相似的一類化合物和具有生物學(xué)效應(yīng)的活性物質(zhì)。植物生長調(diào)節(jié)劑主要包括各種赤霉素類、生長素類、細(xì)胞分裂素類和生長延緩劑類，如NAA、GA3、B3、PIX、CCC及三唑類延緩劑等。

4? ?化學(xué)農(nóng)藥種衣劑

該類種衣劑是當(dāng)前作物生產(chǎn)中主要利用的劑型，能夠有效防治作物病蟲害，控制雜草生長及鼠類為害。其主要包括以下幾類。

4.1? ?咯菌腈

別名氟咯菌腈、適樂時(shí)，是一種吡咯菌腈類有機(jī)殺菌劑。通過有效抑制葡萄糖中與磷?；锩赣嘘P(guān)的物質(zhì)轉(zhuǎn)移而阻止真菌的正常生長，最終導(dǎo)致病菌死亡，具有廣譜殺菌抗病效果，適用于小麥、大豆、蔬菜、水稻、大麥、玉米、馬鈴薯等多種作物[9]。例如，防治小麥紋枯病、根腐病、稈黑粉病，大麥條紋病、網(wǎng)斑紋枯病等;防治玉米小葉青枯病、莖基腐病等;防治水稻立枯病、惡苗病、早期水稻葉瘟病;防治馬鈴薯瘡痂枯萎病、立枯病;防治蔬菜枯萎病、蔓枯病等。

4.2? ?戊唑醇

別名立克秀，為三唑類常用殺菌劑，屬硫醇脫甲基抑制劑，主要應(yīng)用于作物種子處理或葉面噴施的內(nèi)吸性殺菌劑[10]。戊唑醇可以防控禾本科作物的白粉病、黑穗病、網(wǎng)斑紅霉病、根腐病、銹病、赤霉病及香蕉樹葉斑病等。

4.3? ?嘧菌酯

屬甲氧基丙烯酸酯類，為廣譜內(nèi)吸性有機(jī)殺菌劑。主要應(yīng)用于植物莖葉噴霧與種子處理[11]，幾乎對所有真菌綱病害具有活性，如稻瘟病、白粉病、網(wǎng)斑霉菌病、霜霉病、銹病等[12]。在馬鈴薯、谷物、蔬菜、水稻、果樹及其他經(jīng)濟(jì)作物上應(yīng)用較多。

4.4? ?甲基立枯磷

又稱甲基利枯磷、立枯滅，是一種廣譜內(nèi)吸性有機(jī)殺菌劑。主要應(yīng)用于土傳病菌的防治。因其有較強(qiáng)的吸附能力，不易分解流失，故藥效持效期較長。適用于防治冬瓜、茄子等苗期立枯病，芹菜、番茄苗期白絹病，黃瓜、苦瓜枯萎病，以及西葫蘆、黃瓜、茄子苗期菌核病等。

4.5? ?多菌靈

又名棉萎靈，是一種新型廣譜性外用殺菌劑，通過阻止病原菌有絲分裂中紡錘體的形成，影響細(xì)胞分裂，起到消毒殺菌作用。

多菌靈對多種真菌，如半知菌、多子囊菌等引起的病害感染有防治效果。廣泛應(yīng)用于作物葉面噴施、種子處理和土壤處理等。對黃瓜、番茄枯萎病，茄子黃萎病，瓜類白粉病，油菜菌核病，豆類炭疽病等有一定的防治抗菌作用。

5? ?種衣劑的應(yīng)用

5.1? ?防治地下害蟲

地下害蟲是導(dǎo)致種子出苗率下降的因素之一。使用種衣劑防治作物地下害蟲，用藥量相對較少，防治效果較好，還減少了對土壤環(huán)境的直接污染。王運(yùn)兵等[13]研究發(fā)現(xiàn)，利用種子包衣技術(shù)既能消滅地下害蟲，又能有效地保護(hù)天敵，對玉米田地下害蟲起到雙向調(diào)節(jié)作用，保證了種子的萌發(fā)率與出苗率。

5.2? ?增強(qiáng)作物抗逆性

我國農(nóng)作物的種植區(qū)域跨度廣，地形多變復(fù)雜，種植模式、氣候、土壤條件差別很大。澇漬、干旱、鹽堿、高溫、嚴(yán)寒等非生物脅迫條件成為作物生長發(fā)育的主要限制因子。

在原有種衣劑成分的基礎(chǔ)上添加蕓苔素、褪黑素、ABA、脯氨酸、海藻糖等物質(zhì)，開發(fā)如抗低溫、抗旱、抗鹽堿等類型種衣劑是當(dāng)前的熱點(diǎn)。陳恒偉等[14]研究發(fā)現(xiàn)，在炎熱干燥的條件下，用高吸水樹脂種衣劑可以促進(jìn)玉米生長和葉綠素的增加，減少M(fèi)DA（丙二醛）的積累，提高玉米幼苗的抗病害能力。研究表明，種子包衣處理可促進(jìn)作物根系增長，使根莖分枝增多，根重及苗重增加，提高種子的生長發(fā)芽勢、出苗率、葉綠素含量和植物活力指數(shù)等[15]。

5.3? ?提高作物品質(zhì)與產(chǎn)量

使用種衣劑可有效控制病蟲害發(fā)生，提高作物品質(zhì)和產(chǎn)量。種衣劑中含有的微量元素可彌補(bǔ)作物營養(yǎng)元素的不足，提升作物表觀、口感、色澤等品質(zhì)性狀。房鋒等[16]研究發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用含有吡蟲啉·戊唑醇和克百威·福美雙·三唑酮的種衣劑處理種子，能改善玉米長勢，提高產(chǎn)量。

6? ?存在問題及對策

種子包衣技術(shù)于20世紀(jì)60年代在英、美等西方發(fā)達(dá)國家普遍推廣使用。我國對于種衣劑的研究相對較晚，20世紀(jì)80年代才進(jìn)入大田試驗(yàn)研究階段，90年代有一定規(guī)模且應(yīng)用呈快速發(fā)展階段。對種衣劑的探究經(jīng)歷了從無到有、從單一劑型到復(fù)合劑型、從單個(gè)老品種發(fā)展到多種新品種的過程，種衣劑在我國的使用面積逐漸明顯、增大，但與發(fā)達(dá)國家產(chǎn)品相比，還有很多不足。目前存在的主要問題包括以下幾方面。

（1）包衣技術(shù)和成膜技術(shù)存在問題，如懸浮種衣劑，其成膜時(shí)間較長，成膜不均勻;包衣易脫落、質(zhì)量差，且衣膜易被水溶解;耐磨性較差，易發(fā)生藥害[17]。

（2）在種衣劑所組成的殺蟲劑與殺菌劑中，其含有中毒或高毒農(nóng)藥，會對環(huán)境中的有益昆蟲、鳥類及哺乳動(dòng)物造成不同程度的損害[18]，同時(shí)藥劑殘留在土壤與作物中，會影響到生態(tài)環(huán)境與人畜健康。

（3）丸粒化種衣劑包衣產(chǎn)品的多種子丸和空丸現(xiàn)象，嚴(yán)重影響播種的均勻度與出苗率。

（4）種衣劑目前多應(yīng)用在大田作物上，在觀賞花卉及附加值高的蔬菜上推廣應(yīng)用較少。

（5）對于具有抗旱、抗寒、抗鹽漬等抗逆性專用種衣劑開發(fā)推廣較少[19]。

目前，種衣劑在玉米、水稻、大豆、小麥等傳統(tǒng)糧食作物的種子處理中已經(jīng)普遍應(yīng)用。但在以下幾個(gè)方面需要加強(qiáng)，一是增加如生物防治劑等高效低毒的藥劑成分，減少非靶標(biāo)因素;二是種衣劑的包衣成膜要均勻分布;三是用于包衣的種子也需均勻一致、干凈無瑕疵、活力高、含水量符合國家良種標(biāo)準(zhǔn);四是在防治病菌、蟲害的基礎(chǔ)上，加大研發(fā)地域化、專用化的種衣劑;五是開發(fā)適合小宗雜糧、蔬菜、草坪、花卉等高附加值經(jīng)濟(jì)作物的種衣劑。

參考文獻(xiàn)：

[ 1 ] 吳凌云，李明，姚東偉.化學(xué)農(nóng)藥型種衣劑的應(yīng)用與發(fā)展[J].農(nóng)藥，2007（9）：577-579，590.

[ 2 ] Gesch R W，Archer D W. Influence of sowing date on emergence characteristics of maize seed coated with a temperature-activated polymer[J].Agronomy Journal，2005，97（6）：1543-1550.

[ 3 ] 陳超.玉米種衣劑劑型優(yōu)化及田間應(yīng)用研究[D].合肥：安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)，2018.

[ 4 ] 岳瑾，王品舒，張金良，等.不同種衣劑對玉米生長及病蟲害防治效果研究[J].農(nóng)業(yè)科技通訊，2017（6）：70-73.

[ 5 ] 懷燕.水稻稻種相關(guān)細(xì)菌及其生防種衣劑的研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2010.

[ 6 ] 張燕慧.紫花苜蓿（Medicago sativa）新型種衣劑的研制[D].蘭州：蘭州大學(xué)，2007.

[ 7 ] 李錦江.丸化型水稻種衣劑的理化性能和生物學(xué)效應(yīng)研究[D].長沙：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2006.

[ 8 ] 高云英，譚成俠，胡冬松，等.種衣劑及其發(fā)展概況[J].現(xiàn)代農(nóng)藥，2012，11（3）：7-10.

[ 9 ] 華乃震.高效、低風(fēng)險(xiǎn)葉面殺菌劑和種子處理劑咯菌腈的市場與應(yīng)用評析[J].農(nóng)藥市場信息，2016（29）：28-31.

[ 10 ] 王澄宇.兩種新型種衣劑的研制[D].北京：中國農(nóng)業(yè)大? 學(xué)，2005.

[ 11 ] 張帥.吡唑醚菌酯和氟嘧菌酯對斑馬魚的氧化脅迫及? DNA損傷[D].泰安：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2017.

[ 12 ] 沈迎春.氰烯菌酯對串珠鐮孢的毒力及對水稻惡苗病防?治效果[D].南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2007.

[ 13 ] 王運(yùn)兵，石明旺，郭志剛，等.種衣劑對玉米田昆蟲群落?的調(diào)節(jié)作用[J].河南職技師院學(xué)報(bào)，1999（3）：38-41.

[ 14 ] 陳恒偉，姜紹通，周建芹，等.高吸水樹脂種衣劑對玉米?種子生理特性的影響[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)?版），2004（3）：242-246.

[ 15 ] 楊文清.GA3、6-BA和2，4-D在黃瓜種衣劑中的應(yīng)用效應(yīng)[D].杭州：浙江大學(xué)，2006.

[ 16 ] 房鋒，紀(jì)春濤，聶樂興，等.3種種衣劑對玉米種子保護(hù)作用及產(chǎn)量影響[J].農(nóng)藥科學(xué)與管理，2008（11）：38-42.

[ 17 ] 文洪波.“苗博士”種衣劑包衣雜交水稻種子的安全貯存研究[D].長沙：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2006.

[ 18 ] 王寧堂.種子包衣技術(shù)研究現(xiàn)狀、問題及對策[J].陜西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，57（5）：131-133.

[ 19 ] Su L，Li J，Xue H，et al.Super absorbent polymer seed coatings? promote seed germination and seedling growth of Caragana? korshinskii in drought[J].Journal of Zhejiang University-? Science B，2017，18（8）.