作物种衣剂及其在苎麻上的应用研究进展
2014-01-23白玉超肖呈祥崔国贤
齐 亮,白玉超,肖呈祥,崔国贤
(湖南农业大学农学院,长沙410128)
作物种衣剂及其在苎麻上的应用研究进展
齐 亮,白玉超,肖呈祥,崔国贤*
(湖南农业大学农学院,长沙410128)
种子包衣是防治病虫害、提高作物产量的重要途径之一。综述了近年我国作物种衣技术的发展、种衣剂的种类及种衣剂应用效果等方面的最新研究与应用,提出了种衣剂在苎麻种子上应用的研究方向。
作物;种衣剂;苎麻;应用展望
种衣剂是指应用手工的或者机械的途径在精选种子外面均匀包裹的一层药剂[1]。种衣剂包括杀菌剂、杀虫剂、微肥、植物生长调节剂、着色剂、填充剂、成膜剂、扩散剂、稳定剂、防腐剂等材料[2]。种衣剂随着种子播到地下以后,不易溶解于土壤中的水,而是均匀分布在种子周围,形成一种类似于“保护圈”的物质[3],待种子发芽、成苗时,活性成分缓慢有序释放出来,并通过根系被内吸传导到植株各部分,使种衣剂中的有效成分得到最大程度的利用,从而减少或阻止病菌和害虫对种子及幼苗的危害,达到增效的目的[4]。在实际生产中,根据使用目的以及使用方法的不同,在种衣剂中加入不同的活性成分,形成了不同类型的种衣剂。大体可分为物理型种衣剂、化学型种衣剂、生物型种衣剂、特异型种衣剂和综合型种衣剂[5~7]。
1 作物种衣剂研究进展
种子处理技术的应用,最早可追溯到1866年。Blessnig为了解决当地农民播种时遇到的棉花籽粒小且不均匀、播种量难以掌握的问题,用面糊对棉花种子进行处理,最早进行了试验。到20世纪20年代,美国的Thomtno和Ganulee提出了种子包衣的概念,随后英国的Germains种子公司首次成功研制出了应用于禾谷类作物种子上的种子处理剂。到20世纪中叶,随着科学技术的进步,种子处理技术得到了迅猛发展,种衣剂开始大批量生产并商业化,并逐步扩展到了洋葱等蔬菜种子以及花卉种子的处理上[7,8]。20世纪70年代到80年代期间,随着高分子聚合物、高分子技术等的发展,棉花种衣剂和大豆种衣剂相继研制成功,同时,由植物生长调节剂、高分子聚合物粘着剂和化学药剂复配而成的种衣剂也被研制出来[9]。
我国在20世纪70年代开始研究种子包衣技术。虽然起步较晚,但是发展很快。轻工部甜菜糖业研究所于1976年首次开展种子包衣技术在甜菜上的应用研究。随后中国农业大学、中国农业科学院土壤肥料研究所、棉花研究所等单位相继在不同的作物种子上展开技术研究,成功探索出较为先进的种子包衣技术,可以适用于多种作物的种子[10]。1981年中国农业科学院土壤肥料研究所开展了田间效果试验,验证了种子包衣处理对牧草种子的实际效果。中国农科院棉花所陈建华等对国外棉花种子包衣技术进行了研究和论证[11]。中国农业大学自1980年以来开始对种子包衣技术展开细致深入的研究,并配制出能够用于不同地区的多种作物的种衣剂,于1991年获得发明专利[12]。此后,全国其他地区根据各自地区特点,也相继开发出具有不同特点和适应性的种衣剂。如庄伟建等对花生种衣剂进行研究,筛选了适合在我国南方地区推广和应用的花生种衣剂[13];段文学等研制的具有促进大豆生长发育,增加大豆根瘤量,高效防治大豆根腐病的大豆微复药肥I号种衣剂等。
90年代我国的种子包衣技术还主要集中在防治玉米、棉花、大豆等主要作物的病害,保证出苗效果研究和应用上,随着对种衣技术的不断深化研究,种衣剂应用领域不断扩大,已经在经济作物、粮食作物、瓜果、蔬菜、中草药等多种作物上得到了不同程度的推广应用,并在防治作物病虫害、增加产量、改善品质等方面发挥了重大作用[14]。
2 种衣剂在苎麻生产中的应用效果
2.1 有效防控作物苗期的病虫害
通过在小麦、玉米、大豆等作物上多年的试验示范表明,种衣剂中的化学、生物活性成分,对于不同的靶标病、虫、草害有十分明显的防控效果,种子包衣可有效减少因病、虫、草害引起的作物缺苗、死苗以及成苗率低等现象[15,16]。苎麻的主要害虫有苎麻夜蛾、金龟子等叶面害虫,以及地老虎等地下害虫,病害主要有苎麻花叶病以及根腐线虫病等。这些病虫害严重影响着苎麻的生长发育,以及苎麻的产量和品质。对湘苎3号进行种衣剂处理(咯菌腈+精甲霜灵)的试验表明,种衣剂对于解决苎麻在生长发育过程中的病虫害问题有很好的效果。
2.2 促进幼苗生长
苎麻主要是以收获地上部分为主的作物,在收获时较大的株高,较粗的茎以及较高的鲜皮品质对于苎麻的种植至关重要。种衣剂中的某些植物生长调节因子,可以调节植物的代谢,促进作物的生长。吴荣华等[17]于2013年进行了玉米种衣剂筛选试验,发现种衣剂处理的玉米均表现出不同程度的增产功效,表现最好的增产率达到27.99%。大量试验证明,作物种子在经种衣剂处理后,表现出了出苗快、茎秆粗壮、真叶多、叶色浓绿、百株鲜重提高等特点,表明种衣剂促进了作物生长,为苎麻的增产打下了基础[18]。
2.3 减少环境污染
在传统的栽培过程中,苎麻病虫害的防治主要靠一些高毒农药的喷施来进行。由于农药没有选择性,会将害虫与天敌一起杀死,如吡虫啉类杀虫剂对于防治多种作物的害虫有较好效果,但是欧盟近期却对其颁布了禁用令,原因是该类杀虫剂对于蜜蜂有较大影响。另一方面,有些农药的高残留对环境造成了巨大的影响。采用种子包衣技术,可有效延长药效持续期,一般播种后40~50 d不需要喷施农药,减少了苗期喷药次数,保护了天敌[19]。此外,由于种衣剂中生物活性成分的加入,可以减少农药化学成分的使用,减少对环境的不良影响。
2.4 减少田间投入
由于病虫草害等的影响,苎麻种子田间出苗成苗率很低,生产中多选择提高用种量或干脆用扦插等方式来提高成苗率,因而生产成本大大增加。种衣剂的推广,推动了种子标准化的发展进程。种子经过精选加工,提高了质量,更加适合精量点播或机械播种,可有效减少播种量三分之一甚至更多;种衣剂中有效活性成分可以防治土传、种传病害以及害虫,可有效减少死苗现象发生,保证苎麻种子的成苗率;同时缓释技术的应用延长了持效期,使田间用药次数减少,省种省药,减少了劳动力成本的投入,从而降低生产成本[20]。
3 研究展望
目前,在世界范围内,种衣剂已经在多种作物上获得了普遍的推广和应用,并取得显著的经济效益[21]。中国于20世纪70年代末开始研究,经过了多年的研究与探索,也已取得了较好的经济效益和社会效益[22]。但是与国外相比,中国在成膜材料、成膜技术、包衣技术等方面仍然比较落后,主要表现在成膜慢、包衣覆盖率不高、脱落率较高(特别是干粉型)、易溶于水、活性成分易淋失[23];包衣剂技术欠发达,安全性不高,包衣后种子发芽慢或发芽率低;包衣种子难以安全贮存;包衣靶标针对性不强、药种质量比低、成本高;有的种子包衣后虽可提高秧苗素质,但不能提高出苗率,有的甚至降低成苗率,不能增产[24]。苎麻种子由于其质量轻,体积小,而种子丸粒化等种子处理技术不够先进等因素,导致种衣剂在苎麻生产中应用较少[25,26],造成了苎麻种衣剂研究与应用的空白。因此,着力于研究成膜材料、成膜技术、包衣对种子的安全性、包衣种子储藏安全性及包衣技术,解决苎麻、蔬菜等小粒种子包衣难的问题将是我国未来种衣剂发展的方向。同时还应在种衣剂作用机理方面加大研究力度,建立并完善种衣剂理论,以便指导种衣剂的研制与推广工作。
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Crop Seed Treatment and Its App lication Progress on Mam ie
QILiang,BAIYu-chao,XIAOCheng-xiang,CUIGuo-xian*
(College of Agronomy,Hunan Agricultural University,Changsha,Hunan 410128,China)
Seed treating is an importantway to protect crops from disease and insects as well as to improve its yield.This article abstracts new ly progress about development,kinds and function of crop seed treatment study.Itmainly analyzed the situation and problems of application and development in future of seed treatment on ram ie.
Crops;Seed treatment;Ramie;View of application
S143.92
A
1001-5280(2014)04-0440-03 DOI:10.3969/j.issn.1001-5280.2014.04.26
2014 03 09
齐 亮(1987-)男,黑龙江绥化人,硕士研究生,主要研究方向为苎麻生理生化,Email:qiliangsany@163.com.*通信作者:崔国贤,教授,博士生导师。