种子包衣的研究现状及实施良好农业规范的必要性

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(1.北京市农林科学院蔬菜研究中心，农业部华北地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室，农业部都市农业(北方)重点实验室， 北京 100097；2.安徽农业大学园艺学院， 合肥 230036)

在生产上，防治病虫的方法主要有使用化学药物浸拌种、苗期喷洒以及土壤处理等，这些方法不仅成本高、效果差，而且污染严重。种子包衣是20世纪80年代中期研究开发的一项促进农业增产丰收的高新技术，包衣过的种子播种后，能迅速吸水膨胀，随着种子内胚胎的逐渐发育以及幼苗的不断生长，种衣剂将含有的各种有效成分缓慢地释放，被种子幼苗逐步吸收到体内，从而达到防治苗期病虫害、促进生长发育、提高作物产量的目的[1]。但由于目前国家对于包衣种子生产检验等环节无统一标准，致使产品质量参差不齐，使得包衣种子对环境、农产品品质安全的影响没有定论。良好农业规范(Good Agriculture Practice，简称GAP)是国际通行的从源头加强农产品质量安全控制的有效措施，结合GAP在我国各产业的应用情况，建立既适应我国生产实际又能够得到国际互认的GAP认证的种子包衣处理关键技术势在必行。

1 种子包衣的研究现状与应用进展

国外种子包衣剂的开发应用较早。20世纪20年代，美国的Thornton和Ganulee率先提出了种子包衣问题。但真正把种子包衣剂与苗期病虫害综合治理有机地结合到一起的是20世纪70年代末，1978年美国得克萨斯试验站研制的可以有效防止棉花立枯病的种衣剂，该种衣剂由山梨糖和粘着剂醋酸纤维等配成；1983年美国FMC公司研制开发成功吠喃丹种子处理剂，应用到多种作物上，大大推动了对种子包衣剂的研究和应用。

我国种子包衣技术研究起步较晚，全面系统开展种子包衣技术研究，是从研究种衣剂开始的。种子包衣剂(种衣剂)是指由相关药剂、营养元素、成膜剂、分散剂和助剂加工而成并形成具有一定强度和通透性的可直接包覆于种子表面的活性悬浮剂。一般来说种衣剂的主要有效成分有3种。一是激素，二是肥料，三是农药[2]。经过20多年的发展，种子包衣技术已经广泛应用于小麦、玉米、白菜、黄瓜等大田作物和蔬菜作物。

1.1 种子包衣对种子发芽特性及幼苗素质的影响

梁颖等采用自制复合型小麦种衣剂对小麦种子进行包衣处理，处理结果表明，该种衣剂不影响小麦的出苗，并能提高小麦种子的出苗率和α-淀粉酶活性，降低幼苗株高，增加干物重、根冠比及幼苗健壮度，提高幼苗叶绿素含量、光合速率、根系活力和SOD、CAT、POD的活性，可以明显促进小麦种子的萌发以及幼苗的生长和抗性的提高等[3]。但种衣剂对小麦其它生育期生长的影响需进一步探讨。陈恒伟等将高吸水树脂(SAP)作为种衣剂，在模拟干旱条件下，研究不同的药种比包衣对玉米种子发芽生长的作用，结果表明，合理包衣后对种子的发芽率、幼苗的茎长和茎重以及叶重等指标有显著影响，均显著增加，且PPO的活性有所提高，而MDA的含量有所降低[4]，说明玉米种子被高吸水树脂种衣剂包衣处理后能显著促进玉米幼苗的生长发育，但SAP对其他作物的适用效果还有待进一步研究。谢冬娣对大白菜夏秋品种夏阳白种子进行壳聚糖包衣处理，结果表明，壳聚糖可以增加株重、根长和最大叶面积，促进苗期幼苗素质，且幼苗内源激素IAA和GA的含量也有所提高[5]。李明等使用包衣剂包衣黄瓜种子，测试种子的发芽状况，试验发现，由于种衣剂中生物活性物质的存在使得黄瓜幼苗生长加快，酶活力、叶绿素、可溶性蛋白及过氧化物酶含量均有一定程度的提高，同时用相同方法处理辣椒种子也得出了相同结论[6]。常显民等用不同的种子包衣材料对黄瓜种子的室内发芽、田间出苗及种子健康度进行了测定，试验结果表明，化学农药包衣造成5.6%的种子幼芽形态学畸形，远大于其他处理，并指出合理的天然物质种子包衣材料配方将成为最有潜力的化学农药替代或部分替代品[7]。张静等利用不同浓度的多效唑包衣处理番茄种子，结果表明，番茄种子被多效唑包衣后能够延迟种子的平均发芽和出苗时间，用150～300 mg/L多效唑包衣处理的番茄种子，其根系活力和壮苗指数都能有效提高，有利于番茄壮苗的培育，但对于番茄的整个生育期还有待进一步试验[8]。诸葛龙等[9]利用自己设计和研制的3个种衣剂品种包衣处理不同作物种子，以研究对发芽特性和种子活力的影响。胡子昭研究了以新型阴离子表面活性剂——矽力康复合肥制成的新型种衣剂对棉花种子的生物效应，研究表明，采用矽力康复合肥型种衣剂包衣后种子的发芽率高达96.7%，且种子出土时间提早5～9 d，在第20天包衣种子出土率也由空白的64.2%提高至87.5%[10]。

1.2 种子包衣对作物苗期病害及抗逆性的影响

王汉芳等[11]利用10.4%吡虫啉·烯唑醇悬浮液种衣剂处理郑麦366以观察对小麦纹枯病、蚜虫的防治效果并得出最佳用药量。赵新农等[12]研究了水稻种子药剂包衣对秧田期秧苗素质及病虫害的影响。张婷等[13]通过将农药与木霉菌粉剂复配对玉米种子包衣处理，以研究其对玉米出苗与生长的影响。刘晓帆等[14]连续3年在重茬大豆地块进行包衣大豆种子应用的试验、示范。程智慧等[15]使用杀菌剂包衣处理番茄种子，以观察番茄苗期两种病害的防治效果。孟焕文等研究了放线菌剂和种衣剂对西瓜防病壮苗的效果，综合研究表明，放线菌剂A处理的西瓜幼苗长势较好，植株健壮，壮苗指数高，叶绿素含量高，根系活力强，研究指出，种衣剂包衣也是防病壮苗有效而简易实用的方法，但菌剂拌土较费工[16]。盛玮等[17]观察研究了壳聚糖包衣对小麦种子发芽和幼苗耐盐性的影响。此外，阮松林等[18]研究了壳聚糖包衣对杂交水稻种子发芽和幼苗耐盐性的影响，也得出了相似结论。吴凌云等则将种子引发和杀菌剂包衣处理结合起来研究对西瓜种子萌发和幼苗素质的影响，结果表明，这种结合处理可以提高温室西瓜种子萌发特性，缩短平均出苗时间，提高出苗率和幼苗素质，增强抗逆能力[19]。程季珍等[20]则分别用工业级壳聚糖和食品级壳聚糖对大白菜种子进行包衣，研究筛选能提高种子的抗逆性和耐贮性的包衣处理方法。闻敏等为了观察种子生活力的变化，使用不同药种比的种衣剂处理玉米种子进行种子贮藏试验，试验发现，以1∶50，1∶75的药种比处理玉米对种子贮藏的效果比较好[21]。

1.3 种子包衣对作物生长及产量的影响

徐冀骥通过对不同加工精选种子包衣处理，研究种子包衣对提高早籼嘉育948秧苗素质及产量的效果，结果表明，种子包衣除能提高种子出苗率和成苗率、增强秧苗素质、减轻纹枯病发病率外，还能显著提高水稻产量[22]。张自启等研究了不同小麦种衣剂对小麦生长及产量的影响，研究结果表明，不同小麦种衣剂对小麦的生长及产量的影响差异较大[23]。王永锋等研究表明，3种包衣剂都能协调大豆的营养生长和生殖生长的关系，增加产量，其中2号包衣剂产量增加8.65%，差异达极显著水平，1号包衣剂产量增加5.35%，差异达显著水平[24]。汪祖龙等研究了种子包衣技术与烯效唑处理对油菜经济性状及产量的影响，结果表明，种子包衣的产量明显高于对照，增产22.3%，且种子包衣与烯效唑的协同处理，增产效果更明显[25]。曾德芳等[26]以天然高分子多糖为主要原料，辅之以微肥、微量元素、生物抑菌剂等助剂制备出一种新型高效环保型黄瓜种衣剂，具有明显的经济与环境效益。

2 GAP的发展与应用

GAP认证起源于欧洲，自诞生以来一直保持着强劲的发展势头。目前，GAP认证已经被世界范围的61个国家的24 000多家农产品生产者所接受。良好农业规范认证近年来已成为各国农产品质量认证认可制度的重要组成部分。欧盟、美国、日本等国以及我国都在推行良好农业规范管理体系，联合国粮食与农业组织(FAO)也积极向发展中国家推荐良好农业规范管理体系。良好农业规范之所以能成为国际通行的农产品质量管理体系，关键是该体系是与国际接轨的认证制度，其理念符合国家对农产品质量安全“全程监管、源头治理”的思路和产业政策[27]。GAP作为规范农业生产经营活动的主要技术手段，能够提升农业生产的标准化水平，对保证农产品质量与安全具有重要意义。

我国首先将GAP在中药材生产上开展试点。国家认监委2003年首次提出要在我国食品链源头上建立GAP标准体系，且于2004年China GAP的编写制定工作开始启动。2005年5月国家认监委与欧洲零售商协会已签署了《中国国家认证认可监督管理委员会与EUREPGAP/FoodPLUS技术合作备忘录》，该备忘录的签署为双方加强在良好农业规范领域的合作奠定了良好的基础，并将进一步推进中国良好农业规范与国际接轨的进程。2005年12月31日，国家质检总局，国家标准委联合发布了GB/T 20014.1—2005《良好农业规范》国家标准，并于2006年5月1日正式实施。2007年8月，国家认监委对2006年1月发布的《良好农业规范认证实施规则(试行)》(CNCA-N-004:2006)进行了修订，自2008年1月1日起施行。为进一步完善良好农业规范认证制度，规范良好农业规范认证活动，保证认证活动的一致性和有效性，充分发挥认证认可对促进我国综合农业生产能力和农业可持续发展的作用，根据《中华人民共和国认证认可条例》等法规、规章的有关规定，2015年5月，国家认监委对2007年8月21日发布的《良好农业规范认证实施规则》(国家认监委2007年第22号公告)进行了修订，并于2015年8月1日开始实施。至此，我国已建立了27项良好农业规范国家标准，已应用到农业生产的多个领域，对提高我国农产品质量安全水平和帮助企业跨越国外技术壁垒、促进农产品出口和农业可持续发展起到了重要的推动作用。

2.1 GAP在畜牧养殖业上的应用

GAP在畜牧养殖业上的应用，主要体现在畜牧养殖业生产中影响畜禽健康、福利、饮水及饲料兽药的使用、初级畜产品原料安全、环境控制和生态环境保护等各环节，并需要分别确定相应控制点和符合性规范。王吉谭等探讨了良好农业规范(GAP)在畜牧业中的应用，指出做好畜禽养殖企业 GAP 规范管理，做好生产过程控制和记录，对于畜禽品种、畜(禽)舍环境、饲料和饮水、病害药物防治以及员工日常操作管理等都做了规定[28]。李树臣分析了GAP 实施前后对生猪生长状况及猪肉肉质差异，发现实施 GAP 后能提高生猪肉质质量，对提高生猪产肉性能有较好的效果[29]。王程等对GAP在肉鸽养殖过程的危害来源和危害分析、预防和控制等方面的应用进行总结，指出要以借鉴GAP基本原则为基础，并考虑肉鸽养殖实际的需要，先统计养殖过程中重点控制对象及可能存在的危害因素，组成危害控制点清单；然后评价此控制方法的合理性，进而补充完善，从而构成一个独立完整的管理标准体系[30]。郑玉艳等[31]通过研究EUREPGAP 标准要求、关键控制点(HACCP)原理在《良好农业规范 蜜蜂控制点符合性规范》中的应用，确定出蜜蜂饲养的3个关键控制点，分别是蜂场选址、蜜蜂的饲养以及蜂产品的采收和保存。健康养殖是保障食品安全的源头，是食品安全管理体系的重点，也是难点。良好农业规范强调的正是通过全面、严格、规范的养殖过程管理，切实保证健康养殖，真正做到从农地到餐桌的全过程食品安全控制。

2.2 GAP在作物种植业上的应用

我国在GAP标准的研究、制定与实施方面，中药材GAP 走在了前面。最近几年来，GAP普遍应用于我国中药材行业，但在农产品GAP应用上仍处于探索阶段。肖明等分析了青海蚕豆种植业执行GAP的控制要点，根据GAP中对水、肥、植保等控制要点的良好规范，提出了具有针对性的控制措施[32]。董秀金等指出，在草莓GAP体系中，草莓GAP生产关键控制点的确立对于草莓GAP体系的建立具有重要意义，并且明确了草莓生产产前、产中、产后3个环节共12个关键控制点[33]。而任红等[34]将GAP应用于海南甜瓜设施栽培生产中，为确保生产的甜瓜能满足质量安全要求，提出要对产地环境、品种选择、田间管理、采收等产前、产中、产后关键点的确定和控制。王强等[35]基于良好农业规范(GAP)环境友好型施肥的要求，研究丘陵地区番茄栽培中施肥对番茄生长和环境的影响。樊建英等根据ChinaGAP标准相关控制点的要求，并结合叶菜类生产管理的实际情况，从施肥、灌溉、植保3个方面初步研究了2个菜心品种的生长情况，研究表明，在菜心生产上，底肥施肥方式采用生物有机肥与氮磷钾复合肥的方式，灌溉方法利用微喷灌技术，病虫害防治采用物理、生物农药与化学农药相结合的方法，3种方法相结合可以使菜心达到基本无农药残留标准，而且产量和品质显著提高，且节水效果明显[36]。赵伯涛等[37]根据良好农业规范标准的要求，结合出口型德国小香葱的质量安全要求，提出从环境预防、品种控制、规范用肥、IPM防治、化学防治等方面对德国小香葱生产过程中的病虫害进行综合控制。实行GAP管理有力地推动了种植业的规模化管理，强调全程质量控制和可追溯性，在一定程度上促进了社会主义新农村的发展，对带动农业发展，扩大农产品出口，在国际市场树立起良好的形象起到了很好的推动作用。

3 在种子包衣处理中推行GAP的意义和必要性

种子包衣技术是起源于欧美等发达国家的一种新的种子处理方法。它是提高种子科技含量、实现种子质量标准化的一项重要内容[38]。种子包衣技术集优良品种、植保和土肥多学科技术为一体[39]，已成为提高农作物产量和品质的一项有力措施，在农业生产中发挥了重要作用。根据《全球化学种子处理剂市场预测报告》显示，2014年全球化学种子处理剂市值为24亿美元，预计2022年将增至41亿美元。2014—2022年间复合年增长率将达到6.9%[40]。种子成本提高及天气条件变化是市场增长的主因。市场驱动因素包括：农场面积扩大、法规要求提高带来的巨大压力以及使用多组分产品需求的增加。市场限制因素包括：投入产出比不均衡以及化学产品带来的环保问题。生物种子处理剂将成为新的市场增长机遇。目前欧美等农业发达国家种子包衣已经发展成为种子领域中的一个成熟产业，我国种子包衣技术起步较晚，现有的种子包衣研究还处于一个比较落后的阶段，种子包衣安全性评价研究还十分薄弱，目前我国种子包衣处理上尚没有相关GAP 标准。因此，为适应国际农产品市场准入规则，进一步提升我国种子包衣处理技术水平、管理水平，执行良好农业规范(GAP)是当务之急[41]。

我国包衣种子质量安全管理存在的突出问题包括：种子包衣率低、种衣易脱落、衣膜易溶于水、活性成份易淋失；包衣种子发芽慢、发芽率低；缺乏针对性、药效低、成本高；包衣种子难以安全贮存[38]，另外，计划性不强，包衣时间滞后；种衣剂标签标注不规范；安全防护措施不到位，也是比较突出的问题[42]。尤其是，很多种子企业安全意识淡薄，雇佣临时人员进行包衣操作，操作人员没有经过相关的技术培训，操作技能较差，在包衣过程中不采取任何防护措施，甚至有的操作人员徒手接触种衣剂或包衣种子，严重忽视了种子包衣处理过程中存在的安全隐患。同时，我国的种子质量安全认证尚未与国际接轨，不利于扩大出口。种子包衣处理GAP体系是种子包衣处理前、处理过程中、处理后直到其销售到农民手中全程质量保障体系，包括种子包衣处理技术规程、监控管理体系和检测技术体系[39]。

可追溯性是GAP的关键要素之一，完善的可追溯性系统可以帮助生产者在产品出现问题时将损失降低到最小程度，检查追溯性的目的是判断每一批产品是否都能够追踪其来源。种子包衣部门应建立从种子、种衣剂、包衣机至包衣操作、标志、包装、运输、贮存全过程的产品标识或批次识别的完整档案记录和追踪体系，这也是建立完整的内部质量管理体系的基础。种子包衣部门应建立可追溯性系统，确保能够识别包衣种子的批次及其原料批次、加工和分销记录。可追溯性系统应按规定的时间间隔保持可追溯性记录，以满足体系评价的需要，使潜在不安全产品能够被召回和处置。可追溯性记录应考虑终产品的保质期，并应符合顾客、法律法规要求。

在我国建立种子包衣处理GAP体系应主要针对种子包衣处理前、处理中和处理后的操作规范，关注环境保护、工员健康、安全和福利，保证包衣种子生产和使用过程的产品质量安全。通过建立种子包衣处理GAP体系，可以有效提升我国包衣种子生产的标准化水平，增强我国的包衣种子在国际贸易中的国际互信，促进我国包衣种子出口，消除技术壁垒的一项重要措施。同时，有利于增强生产者的安全意识和环保意识，保护劳动者的身体健康，自然界的生态平衡和我国农业的可持续性发展。

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