我国种衣剂的发展概况及其在种子上的应用
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作者: 宋顺华 郑晓鹰
一、种衣剂的概念
种衣剂是由农药原药(杀虫剂、杀菌剂等)、肥料、生长调节剂、成膜剂和其他助剂加工制成的,可直接或经稀释后包于种子表面,形成具有一定强度和通透性的保护层膜的农药制剂。
它由两部分组成:(1)活性组分,也是种衣剂的有效成分,包括杀虫剂、杀菌剂,有的种衣剂加入了植物生长调节剂和微量元素;(2)非活性组分,又称为助剂系统,包括分散剂、悬浮剂、防冻剂、警戒色、消泡剂、成膜剂。这些一般为技术的核心部分,不对外公开。与常规浸种或拌种不同的是,当它将药剂包于种子上时,能立即固化成膜为种衣,且种衣在土中遇水吸胀而几乎不被溶解,能保证种子正常发芽生长,而药、肥缓慢释放。
根据活性组分的不同,种衣剂一般可分为3种类型:(1)农药剂型,其有效成分主要是杀菌剂和杀虫剂,可防止种传病原菌、土壤病原菌和土壤中害虫的危害;(2)生物剂型,主要有效成分为有益的微生物,如根瘤菌和菌根,可增加生物固氮的能力,为作物提供营养;(3)复合型,有效成分包括杀菌剂、杀虫剂、微肥、植物生长调节剂等。根据不同需要,可研制使用不同剂型的种衣剂。从目前商品化的种衣剂来看,以农药剂型占多数。
二、种衣剂的发展概况
种衣剂能在一定生长期内为种子提供充足的养分,为种传病害提供药物保护,在一定程度上有杀灭地下害虫,防治种子带菌和苗期病害,提高种子发芽率,促进作物生长,节省用种的作用。种衣剂最早是基于小粒种子不便于播种而提出的。1926年美国的Thotnton和Ganulee首先提出了种子包衣的问题。20世纪30年代由英国的Germains种子公司在禾谷类作物上首次研制成功。1941年美国缅因州种子科技人员为便于小粒蔬菜和花卉种子的机械化播种而采用包衣种子。20世纪60年代由于欧洲温室育苗业的兴起而使种衣剂大规模商品化生产,同时由前苏联首先提出“种衣剂”的概念。
由于种子本身携带的病原菌以及土壤中的病原物等常常会影响种子萌发,并导致病虫害,造成生产的巨大损失。以前人们为了保证出苗率,通常增加播种量,但这种方法既浪费种子又不能消除病虫害及环境的不利影响;为了防治病虫害而过量使用农药又造成了成本上升、环境污染等一系列严重问题。因此种子包衣处理技术便应运而生。多年来,一直采用杀虫剂或杀菌剂拌种、浸种或土壤消毒等方法,但由于药剂对种子的粘着性不强,附着不均匀,效果不很理想,而且这种拌种针对性不强,既提高了成本,又严重污染环境。种子包衣是种子标准化的一种有效剂型,是实现种子规范化的必要措施,根据实际需要,研制适应不同情况的种衣剂,可以降低成本,减少环境污染,达到种子加工现代化、种子质量标准化与田间有害生物综合治理的目的。因此世界很多国家都颁布了专门条例,明确规定种子必须包衣才能出售使用。目前,美国的应用重点是玉米、棉花、大麦、蔬菜,意大利和德国是蔬菜、小麦,荷兰是花卉、蔬菜,英国是大麦、小麦、牧草,瑞士是蔬菜、花卉、苗木,日本是水稻、蔬菜。
我国种子包衣技术的研究起步较晚,但发展非常迅速。1976年我国原轻工业部甜菜糖业研究所对甜菜种子包衣进行了研究。1978年沈阳化工研究院进行了甲拌磷与多菌灵或五氯硝基苯为有效组分混配开始的种衣剂的探讨。1981年中国农科院土肥所对牧草种子进行了丸粒化包衣技术的研究。同年,北京农业大学在考察国外种衣剂开发情况的基础上研制成功十几种不同活性组分、适应不同作物良种包衣需要的系列化种衣剂,主要应用重点是玉米、小麦、棉花、蔬菜、大豆、花生等。
三、种衣剂的作用
一般认为,种衣剂的作用机理是由于种衣剂包于种子表面,当种子播入土壤,种子遇水后种衣只吸胀而不溶解,在种子周围形成保护性屏障。随着种子的发芽,药、肥缓慢释放,因此在一定生长期内为种子和幼苗提供充足的养分和药物保护,可防治种传和苗期病害,促进种苗健康生长发育,还可提高种子发芽率,使种苗更加健壮,增强种苗抗逆性,节省用种,最终起到保产、增产作用。
目前,我国对种衣剂的广泛研究和应用主要在以下几个方面:(1)种衣剂对种子发芽和幼苗生长发育的影响:相关研究表明,对种子进行包衣后,可促进种子萌发,提高发芽势、发芽率,株高、主根长、根系体积、基部茎粗、干物质的积累等有所增加,有促进生长和增产的作用;(2)应用种衣剂对作物可起到防病治虫的效果:据报道,种衣剂能有效的防治玉米丝黑穗病、茎基腐病、棉花立枯病、炭疽病、大豆根腐病、胞囊线虫病、小麦黑穗病、条锈病、全蚀病、纹枯病、水稻恶苗病、稻瘟病、立枯病、绵腐病等多种病害,同时,也能防治蛴螬等地下害虫,对根潜蝇、蚜虫、蓟马、金针虫、稻飞虱、稻瘿蚊等有较好的防治效果;(3)种衣剂对种子贮藏的影响:正常条件下种子包衣后发芽率下降速度比未包衣种子慢;(4)种衣剂的保产增产效果:全国农业技术推广服务中心统计表明,种衣剂在全国范围内的推广应用可保产增产,玉米增产10%以上,棉花增产8.8%以上,小麦增产6%以上,大豆增产16%以上,油菜增产6%以上,瓜菜增产10%以上,水稻增产6.6%以上。
使用种衣剂时,应注意以下问题;(1)严格禁止种衣剂、包衣种子入口;(2)严格禁止未成年人接触种衣剂和包衣种子。
目前种衣剂的应用还存在很多问题:(1)种衣剂中的有些杀虫剂属于高毒农药,而且目前市场上多数种衣剂是农药剂型,这类种衣剂通常会污染环境和危害人畜的安全。(2)种衣剂必须有较好的成膜性,而目前国产的成膜剂性能不稳定。(3)要求能随着实际的需要,研制适应不同情况的种衣剂。种衣剂的使用一定要与种子健康检验相结合,根据种子的健康状况及携带病虫的种类而使用不同成份的种衣剂,这样可减少对环境的污染和对人畜安全的威胁。快速、有效、灵敏的种子健康检验方法是合理利用种衣剂的前提。
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