种子包衣技术及其应用

吴鹏冲　路运才

摘   要：种子包衣技术是在传统农作物拌种的基础上发展起来的种子处理技术，具有靶向性强、防治效果好、易于操作实施等特点，从而得到广泛应用。对种衣剂的作用机理、种类、成分及其在农作物上的应用等方面进行了总结，并对当前农业生产中种衣剂使用所存在的问题进行了分析，旨在为种衣剂的高效及安全使用提供参考。

关键词：种子包衣技术;种衣剂;应用

种子包衣技术具有操作方便、杀菌杀虫效果好等优点。种衣剂处理种子靶向作用强、用药量小，能够显著减少玉米苗期病虫害的发生，避免种子及苗期受土传病菌与虫害的影响，减少田间杂草泛滥，并可促进作物生长[1]。使用种衣剂处理种子，不仅省时省工，符合国家减少化肥与农药的“两减”政策，对于玉米增产增收也发挥着重要作用。

种子包衣技术对防治作物地下害虫具有很好的抑制作用，对防治作物病虫害、促进护苗促苗、增产、增强抗逆性等作用效果显著，同时有利于保护环境，能提高经济和生态效益[2-4]。但随着种衣剂的大面积使用，出现了诸如影响植株生长、污染生态环境及土壤水质等副作用。因此，如何有效及安全使用种衣剂成为农业生产中需要解决的问题。

1   种衣剂的作用机理

种衣剂在土壤中遇水会发生膨胀，药效不会被有效分解，可促进种子在土壤中生根发芽。种衣剂中的药剂通过缓慢氧化释放，用于防治病菌侵袭，从而提高种子出苗率，以保证农业生产中单粒播种技术的普及，可减少播种量，降低农民购种资金投入。种衣剂的药效相对集中，比喷雾、茎叶喷洒等方法省时、省力、省药。种子包衣技术可减少土壤、地下径流，大气等环境污染，使用较安全。种子包衣剂不易受风吹雨淋和高温日晒的影响，具有缓释并长期维持种子活力的作用。其在作物种子周围充分形成保护膜，有效防止土传病菌与虫害的相互侵袭，并发挥促进植物生长和防治病虫害的重要作用[5]。

2   种衣剂的种类

2.1   按适用作物分类

一是旱地作物种衣剂，指适用于旱地种植作物，如玉米、小麦类种衣剂。二是水田农作物种衣剂，指适用于水田耕种的作物，如水稻种衣剂等。

2.2   按作物应用范围分类

一是单一作物种衣剂只适用于一种独立作物使用，如玉米、棉花、小麦等专用型制剂，其药效有较强的针对性，能解决某一突出问题。二是广谱型种衣剂，可在多种作物中使用，具有相对广谱的杀菌效果，我国目前研发的大多是此类种衣剂。

2.3   按用途分类

2.3.1   化學型种衣剂

其是目前广泛使用的药肥复合型药剂，以化肥、农药、激素等为主要原料成分，并结合其他化学物质组成，对抑制病菌、虫害等具有较好的防治功效。该型种衣剂是薄膜种衣剂的重要发展方向。

2.3.2   物理型种衣剂

主要由填充颗粒材料与其他黏合剂共同组成，其材料不含任何化学有效溶剂成分，主要应用于香菜、萝卜等小颗粒种子，使种子规范化、一体化，便于播种。

2.3.3   生物型种衣剂

其是以生物活性菌作为基础原料，并与一些惰性材料所组成。该类种衣剂的活性成分低毒，一般不会降低作物种子的活性，对环境也不会产生危害，同时会有效提高作物的抗逆性，药效稳定耐用[6]。

2.3.4   特殊型种衣剂

指为满足一些作物的特殊生长需要而专门研发的专用型特殊种衣剂，如具有除草、蓄水和防抗旱等用途的种衣剂。

2.3.5   混合型种衣剂

其是上述4类种衣剂有效成分的综合型种衣剂，如综合物理型与综合化学型、化学型与物理生物型、化学型与特殊型，以及其他物理型与化学生物型、特殊型的综合。如湖南农业大学研发的水稻稻田直播丸化种衣剂和油菜丸化剂是种衣剂的主要发展方向[7]。

2.4   按使用时间分类

现制现用型种衣剂是在播种前几天或几小时进行种子包衣，待其风干后立即播种。现制现用型种衣剂为保证包衣效果，存储时间不宜过久。

预结合型种衣剂是作物种子与药剂结合后做成包衣形式，种衣剂作用发挥较充分，可以随时播种，也可以放置一段时间备用。

3   种衣剂的组成

种衣剂主要由活性化学成分与非活性化学成分组成。活性化学成分主要包括植物杀菌剂、杀虫剂、肥料和植物生长调节剂;非活性化学成分主要包括活性成膜剂及试剂辅助用抑制剂。成膜剂在种子表面形成保护层，促使活性化学成分紧紧依附在种子表面，对保持药效持久具有重要作用。

3.1   杀菌剂

主要包括保护性专用杀菌剂和各种吸附性杀菌剂。保护性杀菌剂，如五氯硝基苯、福美双、克菌丹等，可防治种子在土壤环境中的直接侵害，即防治土传病害。但对种子自身携带的各种病菌的抑制效果甚微。吸附性杀菌剂，如噻菌灵、烯唑醇、戊唑醇等具有较强的吸附作用，对作物生长持久保护，对地下种子具有病害预防和治疗作用。

3.2   杀虫剂

杀虫剂类药剂易溶于水，在土壤中不易分解，药效可持续40 d以上。对地下害虫，如地老虎、蝼蛄等幼龄虫具有强劲的抑杀效果。目前，杀虫剂已经由硫丹、DDT等有机氯类等高毒、危害环境的老品种逐步向低毒、高效的新产品发展，如环氧嘧菌酯、咯菌腈、肟菌酯、吡虫啉等[8]。

3.3   肥料

各种微量元素的复配，主要有铜、锌、锰、硼、钼等，为作物生长必需的微量元素。通过在种衣剂中添加微量元素，可以有效补充作物对微量元素的需求，其在30 d左右可全部降解为无毒物质，避免渗入土壤及地下水造成污染。

3.4   植物生长调节剂

一般是人工合成的，具有天然植物激素相似的一类化合物和具有生物学效应的活性物质。植物生长调节剂主要包括各种赤霉素类、生长素类、细胞分裂素类和生长延缓剂类，如NAA、GA3、B3、PIX、CCC及三唑类延缓剂等。

4   化学农药种衣剂

该类种衣剂是当前作物生产中主要利用的剂型，能够有效防治作物病虫害，控制杂草生长及鼠类为害。其主要包括以下几类。

4.1   咯菌腈

别名氟咯菌腈、适乐时，是一种吡咯菌腈类有机杀菌剂。通过有效抑制葡萄糖中与磷酰化物酶有关的物质转移而阻止真菌的正常生长，最终导致病菌死亡，具有广谱杀菌抗病效果，适用于小麦、大豆、蔬菜、水稻、大麦、玉米、马铃薯等多种作物[9]。例如，防治小麦纹枯病、根腐病、秆黑粉病，大麦条纹病、网斑纹枯病等;防治玉米小叶青枯病、茎基腐病等;防治水稻立枯病、恶苗病、早期水稻叶瘟病;防治马铃薯疮痂枯萎病、立枯病;防治蔬菜枯萎病、蔓枯病等。

4.2   戊唑醇

别名立克秀，为三唑类常用杀菌剂，属硫醇脱甲基抑制剂，主要应用于作物种子处理或叶面喷施的内吸性杀菌剂[10]。戊唑醇可以防控禾本科作物的白粉病、黑穗病、网斑红霉病、根腐病、锈病、赤霉病及香蕉树叶斑病等。

4.3   嘧菌酯

属甲氧基丙烯酸酯类，为广谱内吸性有机杀菌剂。主要应用于植物茎叶喷雾与种子处理[11]，几乎对所有真菌纲病害具有活性，如稻瘟病、白粉病、网斑霉菌病、霜霉病、锈病等[12]。在馬铃薯、谷物、蔬菜、水稻、果树及其他经济作物上应用较多。

4.4   甲基立枯磷

又称甲基利枯磷、立枯灭，是一种广谱内吸性有机杀菌剂。主要应用于土传病菌的防治。因其有较强的吸附能力，不易分解流失，故药效持效期较长。适用于防治冬瓜、茄子等苗期立枯病，芹菜、番茄苗期白绢病，黄瓜、苦瓜枯萎病，以及西葫芦、黄瓜、茄子苗期菌核病等。

4.5   多菌灵

又名棉萎灵，是一种新型广谱性外用杀菌剂，通过阻止病原菌有丝分裂中纺锤体的形成，影响细胞分裂，起到消毒杀菌作用。

多菌灵对多种真菌，如半知菌、多子囊菌等引起的病害感染有防治效果。广泛应用于作物叶面喷施、种子处理和土壤处理等。对黄瓜、番茄枯萎病，茄子黄萎病，瓜类白粉病，油菜菌核病，豆类炭疽病等有一定的防治抗菌作用。

5   种衣剂的应用

5.1   防治地下害虫

地下害虫是导致种子出苗率下降的因素之一。使用种衣剂防治作物地下害虫，用药量相对较少，防治效果较好，还减少了对土壤环境的直接污染。王运兵等[13]研究发现，利用种子包衣技术既能消灭地下害虫，又能有效地保护天敌，对玉米田地下害虫起到双向调节作用，保证了种子的萌发率与出苗率。

5.2   增强作物抗逆性

我国农作物的种植区域跨度广，地形多变复杂，种植模式、气候、土壤条件差别很大。涝渍、干旱、盐碱、高温、严寒等非生物胁迫条件成为作物生长发育的主要限制因子。

在原有种衣剂成分的基础上添加芸苔素、褪黑素、ABA、脯氨酸、海藻糖等物质，开发如抗低温、抗旱、抗盐碱等类型种衣剂是当前的热点。陈恒伟等[14]研究发现，在炎热干燥的条件下，用高吸水树脂种衣剂可以促进玉米生长和叶绿素的增加，减少MDA（丙二醛）的积累，提高玉米幼苗的抗病害能力。研究表明，种子包衣处理可促进作物根系增长，使根茎分枝增多，根重及苗重增加，提高种子的生长发芽势、出苗率、叶绿素含量和植物活力指数等[15]。

5.3   提高作物品质与产量

使用种衣剂可有效控制病虫害发生，提高作物品质和产量。种衣剂中含有的微量元素可弥补作物营养元素的不足，提升作物表观、口感、色泽等品质性状。房锋等[16]研究发现，应用含有吡虫啉·戊唑醇和克百威·福美双·三唑酮的种衣剂处理种子，能改善玉米长势，提高产量。

6   存在问题及对策

种子包衣技术于20世纪60年代在英、美等西方发达国家普遍推广使用。我国对于种衣剂的研究相对较晚，20世纪80年代才进入大田试验研究阶段，90年代有一定规模且应用呈快速发展阶段。对种衣剂的探究经历了从无到有、从单一剂型到复合剂型、从单个老品种发展到多种新品种的过程，种衣剂在我国的使用面积逐渐明显、增大，但与发达国家产品相比，还有很多不足。目前存在的主要问题包括以下几方面。

（1）包衣技术和成膜技术存在问题，如悬浮种衣剂，其成膜时间较长，成膜不均匀;包衣易脱落、质量差，且衣膜易被水溶解;耐磨性较差，易发生药害[17]。

（2）在种衣剂所组成的杀虫剂与杀菌剂中，其含有中毒或高毒农药，会对环境中的有益昆虫、鸟类及哺乳动物造成不同程度的损害[18]，同时药剂残留在土壤与作物中，会影响到生态环境与人畜健康。

（3）丸粒化种衣剂包衣产品的多种子丸和空丸现象，严重影响播种的均匀度与出苗率。

（4）种衣剂目前多应用在大田作物上，在观赏花卉及附加值高的蔬菜上推广应用较少。

（5）对于具有抗旱、抗寒、抗盐渍等抗逆性专用种衣剂开发推广较少[19]。

目前，种衣剂在玉米、水稻、大豆、小麦等传统粮食作物的种子处理中已经普遍应用。但在以下几个方面需要加强，一是增加如生物防治剂等高效低毒的药剂成分，减少非靶标因素;二是种衣剂的包衣成膜要均匀分布;三是用于包衣的种子也需均匀一致、干净无瑕疵、活力高、含水量符合国家良种标准;四是在防治病菌、虫害的基础上，加大研发地域化、专用化的种衣剂;五是开发适合小宗杂粮、蔬菜、草坪、花卉等高附加值经济作物的种衣剂。

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