摘要:玉米是全球最重要的糧食作物之一,但其苗期易受多種病害的影響,導(dǎo)致產(chǎn)量下降,給種植戶造成經(jīng)濟(jì)損失。種子包衣技術(shù)作為一種有效的防治手段,在提升作物抗逆性和減少化學(xué)農(nóng)藥使用方面展現(xiàn)出巨大潛力。本文綜述了近年來關(guān)于玉米種子包衣劑預(yù)防苗期病害的研究進(jìn)展,分析了不同類型的包衣劑及其成分、苗期病害的種類及其影響,探討了影響包衣劑效果的各種因素,以期對未來的研究方向和技術(shù)發(fā)展提供參考依據(jù)。
關(guān)鍵詞:玉米種子;包衣劑;苗期病害;病害防控
玉米作為一種至關(guān)重要的糧食作物,在全球糧食安全和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)中扮演著舉足輕重的角色。但隨著氣候變化和農(nóng)業(yè)實踐的不斷變化,尤其是生長期初期,玉米作物面臨著越來越多的挑戰(zhàn),特別是其發(fā)病問題尤為突出。這些病害不但對農(nóng)作物的生長發(fā)育造成影響,而且對農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收益、全球糧食供給的穩(wěn)定性等都可能造成嚴(yán)重后果。
種子包衣技術(shù)是一種現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中廣泛采用的技術(shù),它涉及將種子包裹在一層保護(hù)性材料中,通常包括各種肥料、殺蟲劑、生長調(diào)節(jié)劑等有益的成分。該技術(shù)的應(yīng)用不但可以提高種子的抗病能力還可以促進(jìn)種子的發(fā)芽、幼苗的生長,從而使農(nóng)作物的整體產(chǎn)量和品質(zhì)得到很好的提高,因此這種技術(shù)的應(yīng)用不僅可以提高作物的抗病性,而且可以起到很好的促進(jìn)作用,使作物的生長速度加快,對農(nóng)作物的耐逆性有很好的提高,農(nóng)藥的使用量減少,促進(jìn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
通過對已有研究的全面分析及評價,本文將對不同種子包衣劑對玉米苗期病害的防治作用進(jìn)行深入探討,以期達(dá)到研究目的。本文的研究對各種包衣劑在實際應(yīng)用上的性能加以重點(diǎn)評價,包括它們抑制病害、促進(jìn)作物的生長以及潛在的對環(huán)境的沖擊等。通過對這幾方面分析,以期為農(nóng)作物的健康生長、最大限度的增產(chǎn),為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者提供科學(xué)依據(jù),助力其選擇合適的包衣劑產(chǎn)品。
1 苗期病害概述
在玉米苗期,植物可能會遭受多種病害的侵襲,比如玉米苗期極易發(fā)生的玉米粗縮?。∕RDV)、由幾種鐮刀菌或腐霉菌單獨(dú)或復(fù)合侵染所引起的玉米青枯病、苗枯病、絲黑穗病等[1]。此外,還包括由多種病原體引起的其他病害,例如病毒性病害玉米矮花葉病,會通過蚜蟲等傳播,影響植株的光合作用,導(dǎo)致產(chǎn)量降低,線蟲病害如玉米根結(jié)線蟲病,會破壞根系,影響植株對水分和養(yǎng)分的吸收,進(jìn)而影響整個植株的健康。相關(guān)學(xué)者對玉米苗期疾病發(fā)生原因及規(guī)律也進(jìn)行了相關(guān)研究。例如,土壤肥力、質(zhì)地和栽培措施等諸多因素都可能會導(dǎo)致玉米苗期疾病的發(fā)生[2]。玉米幼苗期疾病在連續(xù)種植玉米且未施用有機(jī)肥料的田地中較為嚴(yán)重,而在實行輪作的地塊則較輕微。該病害通常會先在田間零星出現(xiàn),隨后逐年擴(kuò)散至整個田地,甚至呈現(xiàn)出逐年加劇的傾向[3]。為了有效防止苗期病害,除了選擇抗病品種和合理的種植管理措施外,種子包衣技術(shù)的應(yīng)用也顯得尤為重要。
2 玉米包衣劑
包衣劑是用于種子表面的一層保護(hù)膜,它不僅能夠保護(hù)種子免受外界環(huán)境的侵害,還能提供種子生長所需的營養(yǎng)成分。玉米包衣劑的類型多樣,其成分也各有不同,其成分要依據(jù)所要解決的問題和目標(biāo)病害而定。常見的玉米包衣劑成分包括殺菌劑、殺蟲劑、微量元素和生長調(diào)節(jié)劑等[4]。這些成分共同作用,可以有效預(yù)防和控制苗期病害的發(fā)生。
2.1 包衣劑類型
殺菌劑對種子表面和內(nèi)部的致病菌起抑制或殺滅作用,從而減少病害的發(fā)生,是玉米包衣劑中不可缺少的成分之一。常用的殺菌劑有三唑類、咪唑類、苯并咪唑類三種。這些殺菌劑將種子表面均勻覆蓋在包衣過程中,形成一層有效阻止致病菌侵襲的防護(hù)屏障。如種子包衣劑,采用精甲霜靈咯菌腈戊唑醇與種菌唑甲霜靈戊唑醇配方或其他試劑配制,對提高玉米出苗率,對莖基腐病、絲黑穗病、苗枯病等均起到有效的預(yù)防和治療作用[5-6]。此外,田間藥效試驗結(jié)果中不同劑量殺菌劑復(fù)配后的包衣劑,也明顯顯示出對提高玉米出苗率及其安全性的有效作用[7]。
殺蟲劑的使用則是為了預(yù)防和控制種子在萌發(fā)和生長初期可能遭受的蟲害。例如,在包衣劑中加入30%吡蟲啉和30% 噻蟲嗪,可以防治玉米蚜蟲且防效極高[8]。有的包衣劑中還添加了能有效防治地下害蟲對玉米幼苗造成損害的有機(jī)磷或擬除蟲菊酯類殺蟲劑,如地虎、鼴螂等[9]。試驗表明,在一定濃度范圍內(nèi),玉米種子包衣處理采用克百威、丙硫克百威和丁硫克百威3種原料,也可提高玉米苗期的安全性[10]。
另外,添加微量元素和生長調(diào)節(jié)劑,對種子發(fā)芽率和幼苗長勢的改善都有一定的幫助。如鋅、硼等微量元素對玉米根系發(fā)育和營養(yǎng)吸收有促進(jìn)作用,而對種子萌發(fā)、幼苗生長有促進(jìn)作用的生長調(diào)節(jié)劑如赤霉素、消炎乙酸等。綜上,玉米包衣劑在提高種子抗病能力的同時,通過多種成分的綜合應(yīng)用,促進(jìn)其健康成長。因此,在玉米種植過程中,預(yù)防苗期病害,提高玉米的產(chǎn)量和品質(zhì),因此,合理選用和使用包衣劑,是一項十分有意義的工作。
2.2 影響包衣劑效果的因素
2.2.1 環(huán)境因素
對影響包衣劑效果的因素進(jìn)行深入研究、探討時一定要著重從外界因素方面來看:土壤類型、氣候狀況等。砂土、黏土等不同類型土壤,包衣劑的附著、分解過程會受到不同方式的影響,與包衣劑的最終發(fā)揮直接關(guān)系。具體而言,包衣劑的性能會受到土質(zhì)、結(jié)構(gòu)及化學(xué)性質(zhì)的雙重作用。比如,土質(zhì)的黏土可能造成包衣劑的附著性增強(qiáng),而沙土則可能使包衣劑被沖刷得比較容易。另外,包衣劑的持久性和穩(wěn)定性也會受到氣候條件、包括溫度、濕度、雨量等的重要影響。高溫多雨的環(huán)境中,包衣劑或較快分解,使種子表面保護(hù)時間縮短,或使種子發(fā)芽及生長期間更容易被病蟲所侵襲。反之,包衣劑的分解速度在干旱或溫度低的條件下會變慢,使包衣劑的保護(hù)作用得以延展。所以,要提高種子處理技術(shù)的效率及效果,了解和掌握這些環(huán)境因素對包衣劑效果的影響是十分必要的。
2.2.2 種子品質(zhì)
影響包衣劑作用發(fā)揮的一個至關(guān)重要的因素是,種子品質(zhì)在很大程度上決定著包衣劑效果的優(yōu)劣。種子的健康狀況涵蓋了種子的生命力、是否受到病蟲害的侵襲以及種子的成熟度等多個方面,對包衣劑的效果都會產(chǎn)生直接和顯著的影響,因此,包衣劑的生長是一顆健康的種子,包衣劑中含有的營養(yǎng)成分,以及各種保護(hù)性物質(zhì),都能被更有效地吸收和利用,從而更好地保護(hù)種子,促進(jìn)種子的成長。反之,如果種子本身存在活力不足、遭受病蟲侵害或成熟度不夠等健康問題,則可能導(dǎo)致這些病弱種子對包衣劑中有益成分的不能充分利用,從而導(dǎo)致保護(hù)效果欠佳,對種子的生長起不到應(yīng)有的保護(hù)和促進(jìn)作用。
2.2.3 使用技術(shù)
正確的包衣技術(shù)和運(yùn)用方法是必不可少的,這樣才能保證包衣劑發(fā)揮功效。這就涉及配比上的包衣藥問題,在配比上包括施用時機(jī)和在制作時的劑量。如果在配制的包衣劑的時候沒有正確的比率的話,就有可能造成種子表面包衣層破壞,這樣導(dǎo)致種子在正常呼吸及發(fā)芽過程中受到嚴(yán)重影響。另外,如果包衣劑的配比不夠勻稱,就有一些不能被保護(hù)起來的種子造成生長發(fā)育的危害。與此同時,選擇施用的時機(jī)也很重要,如果是在氣候不適宜的情況下,如在濕度太高或者溫度不適合,在包衣的時候做起來,就有可能導(dǎo)致包衣劑過早地失效,從而失去了它應(yīng)該有的作用。所以只有掌握了運(yùn)用技術(shù)得當(dāng),才能保證充分地發(fā)揮出包衣劑的作用。
3 包衣劑對苗期病害的預(yù)防效果
包衣劑的使用在玉米生產(chǎn)中已日益普遍,其功效在苗期預(yù)防病害中已得到普遍認(rèn)可??蒲腥藛T通過科學(xué)試驗和田間試驗發(fā)現(xiàn),包衣劑對玉米出苗率和幼苗生長質(zhì)量的提高,能明顯降低苗期病害發(fā)生率。如含有特定殺菌劑、殺蟲劑的包衣劑,對絲黑穗病、蚜蟲等真菌類、害蟲引起的病害,能起到有效的控制作用。此外,包衣劑中添加的鋅、鐵、錳等微量元素及能促進(jìn)種子發(fā)芽、幼苗生長的生長素、細(xì)胞分裂素等對種子萌發(fā)、幼苗生長起重要作用的生長調(diào)節(jié)劑中的微量元素和生長調(diào)節(jié)劑成分,使植株整體抗病能力得到增強(qiáng)。
在田間試驗中進(jìn)一步驗證了包衣劑的防治作用。通過對包衣種子與未包衣種子的生長對比發(fā)現(xiàn),在苗期包衣籽抗病性較高,生長勢較強(qiáng)。尤其是病害高發(fā)的環(huán)境下,無論是存活率還是產(chǎn)量,包衣種子的存活率都比未包衣種子有較大幅度的提高。這些結(jié)果表明,在實際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,種子包衣技術(shù)具有十分重要的應(yīng)用價值,可以為減輕農(nóng)藥使用量、降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益提供一種行之有效的防治病害的手段。
然而,雖然包衣劑對苗期病害的預(yù)防有積極作用,但也需要慎用包衣劑。使用不當(dāng),輕則破壞環(huán)境污染,重則破壞生態(tài)平衡。因此,今后的研究應(yīng)著重開發(fā)利用生物源殺菌劑和殺蟲劑替代化學(xué)合成物質(zhì)的環(huán)保型包衣劑,以及在保證其對環(huán)境影響最小化的同時,優(yōu)化包衣劑的使用技術(shù),如對包衣劑的用量和施用方法進(jìn)行控制。此外,研究還應(yīng)關(guān)注不同地域、不同氣候條件下包衣劑的適應(yīng)性和效果,從而為促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的不同農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境提供更為精確的防控策略。
4 應(yīng)用前景與挑戰(zhàn)
玉米種子包衣劑隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步,環(huán)境友好意識增強(qiáng)而具有十分廣闊的應(yīng)用前景。第一,生物技術(shù)的發(fā)展提供了一個新的可能性,使玉米包衣劑有了新的創(chuàng)新空間。比如,利用生物農(nóng)藥和生物肥料代替?zhèn)鹘y(tǒng)化學(xué)物質(zhì),在提高作物的抗病性和產(chǎn)量的同時,可以減少對環(huán)境的污染。另外,由于納米包衣劑具有極佳的防護(hù)性能和控釋能力,納米技術(shù)的應(yīng)用為包衣劑的改進(jìn)帶來了新的契機(jī),未來有望在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用包納米。
然而,包衣劑技術(shù)雖然有巨大的發(fā)展?jié)摿Γ趯嶋H應(yīng)用中仍面臨著不小的考驗。首先就是包衣劑費(fèi)用問題不能忽略。優(yōu)質(zhì)玉米包衣劑價廉,在發(fā)展中國家及小規(guī)模農(nóng)戶中,可能會對其普及形成制約。所以,未來研究的一個重要方向是:開發(fā)性價比較高的包衣劑產(chǎn)品。玉米包衣劑對環(huán)境的作用也不可忽略。玉米包衣劑雖然可以有效地防治苗期病害,但是可能會出現(xiàn)造成破壞環(huán)境以及生態(tài)平衡等問題。因而,要保證玉米包衣劑可持續(xù)應(yīng)用的,就要研制環(huán)境友好型包衣劑以及制定合理使用指南制度體系系統(tǒng)產(chǎn)品體系。最后,包衣劑的使用效果受到多種因素的影響,包括種子品質(zhì)、土壤條件、氣候因素等。因此,未來的研究需要更加深入地探討這些因素如何影響包衣劑的效果,以便為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者提供更加精準(zhǔn)的使用建議,確保包衣劑在不同環(huán)境條件下的應(yīng)用效果。
綜上所述,玉米種子包衣劑作為一種有效的病害防控手段,在提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)方面具有顯著優(yōu)勢。然而,為了實現(xiàn)其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用,還需要在成本控制、環(huán)境影響、使用技術(shù)等方面進(jìn)行深入研究和創(chuàng)新。通過跨學(xué)科的合作和持續(xù)的技術(shù)進(jìn)步,種子包衣劑有望成為推動農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要工具。
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