种衣剂防病虫害的研究进展

陈泽南 邹甜 王志伟等

摘要 主要从种衣剂的概念、特点、组成、分类等方面进行了综述，简介了种衣剂国内外发展进程，分析了种衣剂在防治病虫害方面的应用，指出了目前我国种衣剂发展存在的问题，最后从包衣机械、应用范围、毒性、有效成分等方面对种衣剂的前景进行了展望。

关键词 种衣剂；种子包衣；组成；病虫害；发展

中图分类号 S330.2 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2018）32-0010-04

Research Rrogress on Preventing Plant Diseases and Insect Pests of Seed Coating Formulation

CHEN Zenan， ZOU Tian， WANG Zhiwei et al

（College of Horticulture and Landscape Architecture， Hunan Agricultural University， Changsha， Hunan 410128）

Abstract The concept， feature， component， classification of seed coating formulation were summarized， and its advance was presented at home and abroad ， then the application on plant diseases as well as insect pests was analyzed. The current problems of seed coating in China were pointed out， finally， the prospect of seed coating agent including seed coating machine， field of application， virulence and active component was predicted.

Key words Seed coating formulation；Seed pelleting；Composition；Diseases and insect pests；Development

作者簡介 陈泽南（1993—），男，湖南益阳人，硕士研究生，研究方向：瓜类病害防治。*通讯作者，教授，博士生导师，从事瓜类种子生产与加工研究。

收稿日期 2018-06-06

种子是农业生产的根本，提高种子播种质量是提高农业生产效率的重要措施。种子自身携带的病原菌或土壤中的病原菌和地下害虫等会影响种子发芽，如果不采取特殊的处理，会导致病虫害爆发，造成农作物大面积减产[1]。种衣剂作为一种具有特殊功效的、高效、安全、环保的种子处理新技术，是在绿色农药新剂型（如悬浮剂、微胶囊型悬浮剂）的基础上发展起来的[2]，是提高种子科技含量、实现促产增收的重要途径，也是国家施行“种子工程”的重要部分[3]。种子包衣既能保障幼苗苗期茁壮成长又能起到防治苗期病虫害的作用，现已被列为我国重点推广的农业技术项目。种子在催芽过程中容易发霉出现黑色斑点，假若使用种衣剂不仅可以杀菌，而且使得种子外观美化，具有商品价值。显然，与拌种剂、浸种剂2种传统的田间作物保护方式相比，种子包衣更适合现代化大农业的需要，有利于区域性的综合防治，也有利于区域性的良种推广。

1 种衣剂概述

1.1 种衣剂的概念及特点

种衣剂是经特定工艺流程加工，在种子表面均匀包裹一层含有农药、肥料、生长调节剂、成膜剂及配套助剂的物质产品。它可以直接或稀释后再包裹在种子表面，形成一定强度和通透性的保护膜。它与一般的浸种和拌种等方式不同，种子不需马上播种，而能贮藏一年到两年。种衣剂被包裹在种子上立即固化成膜，在土中遇水只吸胀不溶解，而在种子周围形成一个屏障，药肥等有效成分随着种子的发芽、成苗而缓慢释放，逐渐被植株根系吸收，传导到植物体内各个部位，以达到保护种子和幼苗免受地下害虫及病菌的侵害、减少种子用量、提高种子发芽率、改善作物品质、促进作物生长等目的。

种衣剂具有以下特点：①包衣使作物良种标准化，丸粒化，商品化，且种衣剂含有特殊警戒色料，可防止伪劣种子流通。②便于机播和匀播。种子经丸化包衣后，大小基本一致，可实行精量播种，出苗壮且一致。③防治苗期病虫害和系统侵染性病害效果显著。一次包衣，杀虫剂往下缓慢释放，灭绝地下害虫，杀菌剂则往上通过內吸作用传导到地上部，使幼苗抵制病原菌的侵害。④节约种子和农药用量，符合绿色农业发展的理念。种衣剂内活性成分可减少苗子的死亡率。由于衣膜内农药药效期长，长达40～60 d，可减少用药次数和用量，节省劳动力，与沟施和叶面喷施相比，种子处理用药均较低[4]。⑤减少环境污染，有利于保护天敌。种子包衣用药集中，目的性强，能较大程度地减少农药危害，从而减少了人畜和害虫天敌的接触概率，保证生态系统的安全。⑥促苗增产。种衣剂内微肥、激素等有效成分在作物苗期逐步释放，促进幼苗生长，增强抗逆性，最终能提高作物产量5%～20%[5]。

1.2 种衣剂的组成

1.2.1 活性成分。

种衣剂的活性成分主要包括农药、微肥和生长调节剂、微生物等，是种衣剂直接发挥作用、直接反映种衣剂功效的有效成分。

①农药，包括杀菌剂和杀虫剂。杀菌剂有福美双、多菌灵、百菌清、三唑酮等。杀虫剂有呋喃丹、吡虫啉、噻虫嗪、氟虫腈等。由于一些药剂毒性太高，现在逐渐发展新型低毒高效的农药品种，并由单一成分向复合成分发展，以达到互补增效、降低病虫害抗药性的目的[6]。

②微肥，主要是各种微量元素的集合，主要有铜、锌、锰、硼、钼等。这些微量元素是植物生长发育所必须的，但需求量很少。它们是植物体内多种酶或辅酶的组成成分，对植物本身生长、发育和代谢起到促进和调节的作用。通过种衣剂里添加微量元素的方法可以改善植物的缺素症。

③植物生长调节剂，是人工合成的具有植物激素相似作用的化合物和从生物中提取的天然植物激素，具有调节作物生长，改善作物品质的功能。主要包括生长素类、赤霉素类、细胞分裂素类及生长延缓剂，如IAA、NAA、ABT、GA3、BA、PIX、CCC及三唑类延缓剂等。应考虑与其他成分的配伍性加以选择。

④有益微生物包括芽孢杆菌、木霉菌等。

1.2.2 非活性成分。

非活性成分包含种衣剂中的成膜剂及一系列助剂。其中助剂包括分散剂、渗透剂、防冻剂、乳化剂、增稠剂、稳定剂、缓释剂、警戒色料等。

成膜剂是直接影响种衣剂质量的最关键性的组分，它包被在种子表面，形成透气、透水的薄膜，其分解速度决定了种衣剂中有效成分被植物吸收的程度。成膜剂的发展，经历了从物理型到以高分子聚合物为主的化学型。成膜剂一般可分为四大类：①淀粉类，如氧化淀粉、羧甲基淀粉等。黏性小，成膜性差。②纤维素类，例如乙基纤维素、羟丙基纤維素等。黏度中等，成膜性较好。③合成高聚物类，比如聚丙烯酸酯、聚己内酯等。黏度高，成膜性好，是目前应用最广泛的成膜材料。④其他天然物质类，如碱性木质素、阿拉伯树胶等。目前，我国研究应用较多且成膜性好的成膜材料有羧甲基纤维素钠、聚苯乙烯等。

1.3 种衣剂的分类

1.3.1 按应用范围分类。①多种作物种衣剂：适用于多种作物的种衣剂，如中国农业大学研制的适用于不同地区、不同作物品种包衣的种衣剂系列型号30多个，主要用于水稻、小麦、玉米、棉花、大豆等[3]。

②单一作物种衣剂：只应用于一种作物，针对性强，用于其他作物时会产生药害或出现药效下降。防病防虫效果强于多种作物种衣剂。

1.3.2 按剂型分类。

①干粉型种衣剂：是经气流粉碎之后搅拌均匀而制成的，生产技术要求较高。

②悬浮型种衣剂：是经湿法研磨后而成的悬浮分散体系，一般采用雾化包衣。生产简单，包衣效果好，但不耐贮存，固形物含量低（一般在1%～50%），药剂与种子的质量比一般较小，在1∶50左右。目前应用最广泛，市场上90%的种衣剂都是悬浮型种衣剂[7]。

③胶悬型种衣剂：是制成的胶悬分散体系。活性成分在衣膜中分布比悬浮型更均匀，包衣更强固。

④微胶囊型种衣剂：是具有一定强度的胶囊，活性成分可分散到100 μm以内的微粒，能有效控制其释放速率[8]。

2 种衣剂的发展状况

2.1 国外种衣剂

早在1886年，美国人Blessing为了方便播种，用面糊给棉花种子进行丸粒化包衣。20世纪30年代英国的Germains种子公司在禾谷类作物上首次研制出旱作物种衣剂，使之商品化。1962年美国首先将药物融入泥浆进行简单的种子包衣。70年代至80年代种衣剂在美国、德国等西方发达国家得到大力发展，在作物、蔬菜、牧草和苗木等方面广泛应用。发展新型环境友好的种衣剂是目前研究的趋势。Lizrragapaulin等[9]用壳聚糖（CH）和过氧化氢比较种子包衣和幼苗喷雾对玉米物候、生化反应的影响，结果表明，H2O2种衣剂提高了富含优质蛋白的玉米品种种子发芽率，增加了株高；CH和H2O2的苗期喷雾对2个玉米品种的蛋白含量有促进作用，而对种子和幼苗的CAT活性无显著影响。Hotta等[10]研发了新型水凝卡拉胶混合物包衣材料，它们具有生物降解、无毒、良好的吸水或持水能力等特点，能提高发芽率、出苗率和重要生长期尤其在逆境下的种子存活率。关于种衣剂的作用机理研究不深，有待加强。Smalling等[11]评价了种衣剂中新烟碱杀虫剂和杀菌剂的滤取及对土壤的吸附性，发现过滤效果取决于种子种类，对不同土壤类型的吸附受亲水性农药（噻虫嗪、甲霜灵）限制，而疏水性农药的分区依赖于种子种类和土壤性质。Vermeulen等[12]用近红外超光谱成像评价了谷物类的农药种衣剂，比传统的超高效液相色谱法更好。

2.2 国内种衣剂

种衣剂在我国起步于1976年，轻工业部甜菜糖业研究所对甜菜种子进行包衣处理的研究。20世纪80年代，中国农业大学（原北京农业大学）率先对种衣剂进行系统性研究，李金玉等[13]成功研制出了适用于我国不同地区、不同作物良种包衣的含有不同活性成分的种衣剂系列。到20世纪90年代，种衣剂在我国迅速发展。1991年邵宝富等[14]用有益微生物为活性成分研制出ZSB生物型种衣剂，能提高产量，改善品质，对棉花苗期病害，西瓜立枯病、炭疽病等都有抑制作用，但对虫害无防效。1994年王洪英等[15]改良旱作物种衣剂，以农药、微肥、激素等为活性成分，与高吸水树脂混合研制出了玉米等作物的薄膜种衣剂。如今，以北农、华农、天津科润为代表的种衣剂公司结合国内需要，相继开发了含丙硫克百威、戊唑醇、吡虫啉、高氯等杀虫、杀菌剂[16]。

2.3 种衣剂防病虫害研究

2.3.1 棉花种衣剂。

史文琦等[17]评价了25%噻虫嗪·咯菌腈·精甲霜灵悬浮种衣剂5.175 g/kg种子对棉花立枯病和猝倒病防效效果，防效分别为93.3%和92.7%，均有较好的防治效果。与对照组有效成分为25 g/L咯菌腈悬浮种衣剂，用药量为0.200 g/kg种子的防效相当。刘景坤等[18]研究了50%噻虫嗪悬浮种衣剂对棉花蚜虫的防治效果，大田试验结果表明，在有效剂量为187.5 g/hm2的条件下，防治效果好，50%噻虫嗪种衣剂对棉花4、5叶期蚜虫的防效分别达到83.94%、53.94%。

2.3.2 玉米种衣剂。

岳瑾等[19]研究了适宜玉米生长及防治病虫害有效的种衣剂配方，选取了6种种衣剂设置5种药剂组合，结果表明高巧300 mL+顶苗新100 mL+立克秀100 mL+普绿通375 g的增产效果最明显，对地下害虫、蚜虫、褐斑病的防效较好，达到77%以上。杨书成等[20]做了60 g/L戊唑醇悬浮种衣剂对玉米丝黑穗病防治效果试验，结果表明该种衣剂对玉米丝黑穗病的防治效果达57.03%～91.06%，有较好的防效，且对玉米安全，玉米增产达25.8%～44.4%，建议在生产上推广应用。Kuhar等[21]利用吡虫啉、噻虫嗪包衣甜玉米种子，防治甜玉米跳甲害虫和细菌性枯萎病，结果显著降低了跳甲对叶片的侵害，与此同时也降低了细菌性枯萎病的发生。Zeng等[22]用天然多糖类多聚物研制了环境友好型种衣剂替代传统有毒的种衣剂，田间试验表明其对玉米小斑病防效达93.72%，对地老虎防治达81.29%，此外LD50值是传统种衣剂的10倍。

2.3.3 水稻种衣剂。

张志敏等[23]研究了种子包衣剂对水稻盘育秧生长的影响，表明种子包衣剂的防病效果排序为咪鲜胺>咪鲜·吡虫啉>噁霉灵>CK；3种种衣剂处理的盘育秧秧苗丙二醛含量降低、叶绿素含量和超氧化物歧化酶活性提高，且提高了秧苗的综合素质。李伟群等[24]研究了30%吡蚜酮悬浮种衣剂对水稻出苗率、生长的影响及对稻飞虱的防控效果，结果发现在高剂量（7 g/kg种子）下包衣虽然对水稻种子出苗有一定抑制作用，但对水稻幼苗的生长起到促进作用，其作用随药剂量的增加而增强。此种衣剂对稻飞虱的防控效果较好，且防效与使用剂量也呈正比，其药后24、31、38、45、52和59 d对稻飞虱防效范围可达35.38%～97.35%。田间控制效果可达52 d。齐麟等[25]研究了15%吡唑醚菌酯悬浮种衣剂对水稻稻瘟病病菌的防治效果，发现EC50为7.32 μg/L，对稻瘟病病菌抑制率高的吡唑醚菌酯濃度为2.00 mg/L。

2.3.4 小麦种衣剂。

毕秋艳等[26]研究了5种种衣剂对小麦土传病害的防治效果，发现与其他药剂处理相比，230 g/L吡虫啉·苯醚·咯悬浮种衣剂综合防治效果最优，且对小麦增产有明显效果。其次按药效大小排序分别为60 g/L戊唑醇悬浮种衣剂>30 g/L苯醚甲环唑悬浮种衣剂>25 g/L咯菌腈悬浮种衣剂>15%多·福悬浮种衣剂。李铭东等[27]探讨了用三唑酮种衣剂包衣小麦种子后对出苗生长的影响和防病增产效果。田间试验结果表明，三唑酮种衣剂基本上不影响出苗数，对冬麦区小麦条锈病和白粉病有显著的控制效果，分别达到76.2%和77.0%，产量增加8.95%；而对春麦区小麦全蚀病土传病害的防治效果达83.6%，产量增加13.09%。

2.3.5 大豆种衣剂。

周园园等[28]研发了生物种衣剂SN101，自主筛选了巨大芽孢杆菌Sneb482、简单芽孢杆菌Sneb545和费氏中华根瘤菌Sneb183等能抵制大豆胞囊线虫病的菌株，并进行了多菌株复合配比。试验结果表明SN101不妨碍大豆出苗，对大豆胞囊线虫病防效显著高于商品种衣剂（重茬丹）和空白对照，达到46.51%。能明显促进大豆产量的增加。陈申宽等[29]选取35.6%阿维菌素、多菌灵、福美双悬浮种衣剂研究对大豆苗期病虫害的防治，对照组为常用的35%多福克种衣剂。结果表明新型种衣剂防效较好，优于35%多福克种衣剂，且包衣处理后大豆增产幅度达10.83%～15.39%，可在生产中推广应用。

2.3.6 花生种衣剂。

朱秀苗等[30]研究了不同种衣剂组合对花生病虫害的防效，结果表明，600 g/L吡虫啉悬浮种衣剂（高巧）10 g+25 g/L咯菌腈悬浮种衣剂10 mL+水100 mL拌种子4 kg 处理后，在花生叶斑病和虫害的防治方面，均有较理想的效果。且该组合花生产量最高，达到7 921.05 kg/hm2，比对照组增产荚果1 342.10 kg/hm2，增幅为20.40%。丁国祥等[31]研究了卫福和高巧种衣剂对花生病虫害的防治效果，结果表明10 mL高巧+33 mL卫福比较适合投入农业大面积生产，而10 mL高巧+25 mL卫福和10 mL优伴+25 mL卫福在提高产量和防病效果的方面相当。谢文娟[32]研制了环保型花生种衣剂PC，通过田间试验表明其对花生根腐病、叶斑病及蛴螬等都有防治效果。

2.3.7 番茄种衣剂。

李进等[33]研究不同种衣剂对番茄品种“天粉2号”苗期立枯病和猝倒病的防效。结果发现，番茄9号种衣剂包衣处理效果最明显，5种种衣剂处理都能促进番茄生长，提高番茄种子的发芽势、发芽率、发芽指数，增加幼苗株高、茎粗、鲜重和干重。各种包衣处理能有效防治番茄苗期立枯病和猝倒病，防效相仿，达到72%～84%。张静[34]研究了种子包衣对番茄防病壮苗效果，结果表明：与对照相比，6种杀菌剂包衣中，硫酸铜和杀毒矾包衣处理后成苗率高，对猝倒病和立枯病防效较好；同时筛选出了最佳包衣组合（300 mg/L多效唑+5%硫酸铜）对防控番茄幼苗徒长和苗期猝倒病、立枯病均有显著效果。

3 种衣剂发展存在的问题

我国种衣剂的研发相对较晚，与西方发达国家相比还有不少缺陷。主要问题有：①包衣工艺存在问题，以悬浮种衣剂为例，包衣率低、种衣易脱落、衣膜易溶于水；②种衣剂中的多数杀菌剂、杀虫剂属于高毒或中毒农药，有副作用，其中杀菌剂会表现药害，抑制幼苗生长，杀虫剂则主要表现在药剂残留方面[35]。农药的使用，往往会污染环境和对人畜安全造成威胁；③各种药剂在包衣配方中最佳用量未能定量[36]；④抗逆境种子包衣剂研究较少，如抗旱、抗寒、pH调节等特异性种衣剂[37]；⑤目前我国种衣剂主要推广于大田作物，而在高附加值的蔬菜及花卉种子中的推广很少[4]。

4 展望

经过20多年发展，种衣剂被广泛应用，由于其防效显著且环保，受到广大种植户的喜爱。种子包衣是融种子、农药、机械等多学科为一体的一项先进技术。种衣剂的应用，使化学药剂的施用方式由叶面施用转变为种子处理，大大地减少了农药用量及施用次数，为作物简化栽培做出重大贡献，对环境相对安全，具有非常广阔的发展前景[38]。

为了使种衣剂合理、迅速地推广应用，笔者认为应该做到以下几点：①研发新型种子包衣机械，提高自动化程度，改善包衣效果[36]。②研发专用型抗逆性种衣剂，使种子在特殊环境下有抵抗能力。③扩大种衣剂的应用范围，推广适合蔬菜等高附加值作物的种衣剂[37]。④种衣剂的发展方向应为高效、低毒低残留、有效成分含量高，由于化学农药大面积的使用会污染环境，这就为研发生物防治型种衣剂中提供了契机。但是生物型种衣剂的使用效果容易受环境影响或短期内无法凸显，如OCallaghan等[39]研发荧光假单胞菌种衣剂，发现该细菌对温湿度要求较高。将生防菌引入种衣剂中有两种发展趋势：多种生防菌共存组成多功能生物制剂；将生物防治剂与化学农药进行复配[6]。⑤研制天然物质作为替代种子包衣的材料[40]。

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