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種子包衣是種子生產加工過程中的一個重要環(huán)節(jié),最主要的目的是通過包衣使農藥、微生物、營養(yǎng)元素、生長調節(jié)劑和排它物質等有效成分包被在種子表面,使種子從貯藏到成苗的過程中得到有效的保護和積極的促進,這是一個涉及到種子科學、病理、藥理、生理、化學和機械等的多學科集合。 一、包衣(Seed Coating)的種類: 包衣,顧名思義就是給種子穿上一件衣服。包衣材料主要由兩大部分組成:有效成分和介質。有效成分主要包括:農藥、營養(yǎng)元素、微生物、生長調節(jié)劑和排它物質等;介質主要包括:成膜劑、緩釋劑、附著劑、色漿等。根據所用的介質、包衣方式以及包衣的目的,可分為三類:膜狀包衣、包殼和丸; 膜狀包衣(Filmcoating):包衣材料在種子表面形成薄薄的一層,種子的大小和形狀沒有改變,通常包衣材料的干重不超過種子重量的20%,在國內常常把膜狀包衣俗稱為“包衣”或“種衣”,這項技術適用于各種蔬菜和大田作物種子。 丸; (Pelleting):根據播種機的尺寸和要求,使種子包衣后達到標準的大小和形狀(通常為正圓形),以適合各種播種機和播種器的特殊要求,丸;螅N子的體積和重量會增加幾倍甚至上百倍;另外,可以根據種子從萌發(fā)到成苗各階段的不同需求,將不同的農藥或肥料在丸粒中分層分布,從而可以達到分階段釋放的目的。種子丸粒間的誤差在0.5毫米之內,主要應用于價值高、籽粒較小和/或形狀不規(guī)則的蔬菜和花卉種子的精確播種上。 包殼 (Encrusting):包殼是一項應用范圍非常廣泛的種子包衣技術,主要用于增加種子的重量和改變種子的形狀,以適合機械化播種。與丸粒化最大的區(qū)別是,包殼一般只側重于種子重量的增加,對種子形狀的改變要求不高,包殼后種子之間的大小誤差也比較大,包殼后一般為種子原始重量的0.3—5倍。 二、包衣的基本指標: 1、 沒有植物毒性,包衣材料對種子本身和萌發(fā)的幼苗沒有毒性; 2、 良好包被性能,干燥后包衣不會因包裝和運輸等操作脫落而產生大量的粉塵; 3、 緩釋性能,農藥等有效成分不會因灌溉或是雨淋而迅速大量流失; 4、 農藥等有效成分可以在各種子間做到均勻分布; 5、 環(huán)保,對包衣和包裝的操作人員、農民播種和環(huán)境無毒無害; 6、 高質量種子包衣后,貯藏和發(fā)芽沒有任何不利影響; 7、 與農藥拌種相比,包衣后的種子表面光滑,利于機械化播種; 8、 更好的種子商品外觀 三、國內種子包衣技術的發(fā)展及存在的問題 國內種子包衣的發(fā)展 從上個世紀80年代,第一個國產種衣劑(Seed Coating Formulation)問世以來,國產種衣劑經過了近20年的發(fā)展,逐漸發(fā)展成為一項有近300家企業(yè),年產3—5萬噸產品的產業(yè);包殼和丸;矫嬉渤霈F了一些加工企業(yè),在煙草和牧草種子上有了一定的應用。但是國內的種子包衣技術與國外先進技術還是存在很大的差距。 概念性和理念性上的問題 1、基本原理的錯誤理解:國內很多基本的理論知識來源于對國外材料的翻譯,但是存在很多的歧義。比如說,把Slurry Treatment翻譯成用泥漿包上有效成分進行種子包衣。在歐美發(fā)達國家沒有出現包衣介質的時候,傳統(tǒng)的種子包衣方式就是將農藥和水進行混合形成漿狀物和種子進行混合。從字面上講,Slurry是泥漿的意思,但是Slurry Treatment與泥漿沒有任何聯系,正確的翻譯應該是“藥劑拌種”。另一個經典的錯誤翻譯是,把包衣介質里的Polymer翻譯成了高分子聚合物,正確的翻譯應該是成膜劑。造成這些歧義的原因很簡單,譯者往往從字面上進行翻譯,而缺乏專業(yè)的技術知識。同樣的問題在整個種子行業(yè)里都廣泛存在,懂專業(yè)的人不懂外語,懂外語的人不懂專業(yè),這成為了這個行業(yè)與國外進行學習、交流和合作的一大障礙。 2、缺乏系統(tǒng)化的研究:種子包衣是一門復雜的學科,涉及到了種子科學、病理、農化、作物生理生化和化學等多個學科。不同的公司和研究機構有不同的側重點和強項,即使是在歐美等農業(yè)發(fā)達的國家里,也沒有任何一家公司能夠出品完全意義上的種衣劑(Seed Coating Formulation)。比較常見的是,農化公司研究種子包衣專用的農藥等有效成分,而一些涉及種子技術和科學的公司進行包衣介質——包衣劑(Seed Coating Liquid)的研究。在面對一個種子公司提出的一個待解決的課題時,來自不同公司的專家會走在一起共同研究。而國內在種子包衣領域缺乏多學科的配合,很多研究的進行都是孤立的,往往一個問題解決了,新的問題又出現了。 3、對包衣作用的夸大和不實宣傳:在國內種子包衣領域主要集中在對產品藥效等的商業(yè)化宣傳上,而對于種子包衣的一些技術性和原理性的知識普及非常缺乏,在蔬菜種子領域尤為明顯。我們可以在一些宣傳材料上看到,包衣(種衣)可以起到提高種子芽率、出苗整齊度,更有甚者說通過包衣可以打破種子休眠等作用,作用的時效也從促進花芽分化、;ū9搅颂岣吆笃谧魑锂a量等等諸如此類的夸大和不實說明。通過包衣介質對農藥等有效成分起到包被和緩釋的效果,對萌發(fā)的幼苗起到一定的保護和促進作用。但是種子芽率、種子出苗的整齊度和種子休眠是屬于種子種性的范疇,不論包衣中加入了何等靈丹妙藥,那么也只有在種子萌動(發(fā)芽)后才能接觸這些有效成分,可想而知,處于休眠狀態(tài)的種子或是沒有生活力的種子無法產生萌動,是如何接觸這些靈丹妙藥呢?所以說包衣能夠提高芽率之類的話根本就是無稽之談。另外,包衣特別是膜狀包衣,只能包被很少量的有效成分,再加上因灌溉等水淋因素會造成一定的流失,即使使用最好的包衣介質,最多也只能在種子萌發(fā)的前期(苗期)起到一定作用,因為幼苗的根和芽很快就會突破保護圈;即使是使用一些內吸傳導的有效成分,但是由于植物代謝的原因,也不可能延遲到作物座果的時候(幾個月甚至半年以后);另外,這些內吸傳導的有效成分是否對人體安全(對于1-2個月就可以采收的葉菜類蔬菜)必須得到驗證。 4、缺乏包衣成分對植物毒性的研究:通過查驗國內的相關報道,筆者發(fā)現國內對包衣成分的研究,特別是包衣中農藥的使用,絕大多數局限在藥理的研究上,即包衣中的農藥是否對某種病害或是害蟲有相應的防治作用,而忽視了這種農藥是否對種子或是幼苗有毒害作用;同樣的情況也發(fā)生在其他活性成分和包衣介質的研究和選擇上。要知道,種子包衣最基本的要求就是包衣中的所有成分對種子和萌發(fā)的幼苗沒有任何的不良影響;雖然包衣中某個成分能對某個(些)病害或某個生理現象起到保護或是促進作用,但是總體上卻會給種子或是幼苗帶來不利影響,那么其在種子包衣中的應用就失去了應有的意義。 5、對癥下藥:眾所周知,在種衣劑中加入農藥等有效成分是為了起到相應的防治效果,如果藥不對癥,只會增加用戶的成本。第一、在專家的指導下使用種子包衣專用的農藥(Seed Treatments),農藥要對病蟲害有效,對種子和幼苗沒有毒害作用;第二、因地施藥,針對種子的播種地的病害“對癥下藥”,避免浪費;第三、最優(yōu)化使用,根據農藥的作用效果和時效,計算出達到最佳防治效果的前提下每粒種子需要的農藥數量,根據種子的千粒重,計算出每公斤/噸種子需要的農藥數量。目前在歐美等農業(yè)發(fā)達國家,農化公司會針對每個種子公司的具體情況給出不同的使用方案,不論是大田的玉米和棉花還是蔬菜,即使是同一種作物或是同一品種,由于品種特性和播種地的不同,同一種農藥也會有不同的使用比例。而目前在國內,農化公司的這種針對性服務是非常缺乏的。 6、缺乏對包衣介質的研究:一個好的種衣是由有效成分和包衣介質組成的,為了使有效成分更好地發(fā)揮作用,包衣介質起到了非常重要的作用。如果有效成分不能均勻地分布在每粒種子上,如果在種子萌動之前絕大多數有效成分已經被灌溉或是雨水淋失,如果農藥不能很好地包被在種子表面而產生有毒粉塵危害加工人員和農民等等,即使這些有效成分是靈丹妙藥,但是無法發(fā)揮應有的作用甚至帶來負面影響,也是枉然的。目前國內在包衣介質的研究和使用上還有待于大幅度提高,出現了好的農藥并沒有得到應有的防治效果的現象。 (膜狀)包衣 1、蔬菜種子:目前國內蔬菜種子包衣的研究還非常落后,不論是包衣中能使用的農藥等有效成分還是包衣介質的研究都非常薄弱,究其原因還在于這個產業(yè)本身。中國蔬菜種子行業(yè)目前依然處于一種非常混亂的狀態(tài),國家的政策和企業(yè)的自身素質都有待于提高。目前國內蔬菜種子包衣存在的主要問題有: 1)對包衣作用的誤解:種子公司認為進口種子的高芽率等優(yōu)良特點是因為種子進行了包衣,認為種子進行了包衣就可以在種性方面得到質的飛躍;而一些種衣劑生產企業(yè)利用種子公司的這種心理,夸大包衣的作用,結果事與愿違,出現了很多的問題; 2)目前大多數蔬菜種子包衣的主要出發(fā)點是為了讓自己的種子美觀,甚至有的公司希望通過包衣遮蓋種子生產過程中質量控制不嚴而出現的種子質量問題; 3)缺乏蔬菜種子包衣專用的農藥等有效成分的相關產品;另外,絕大多數種子公司對不同產品播種地的相關病害缺乏針對性的了解; 4)目前蔬菜種子行業(yè)的包衣就是一個染色的過程,比較常見的“種衣劑”主要是由色素+珠光粉組成,個別的含有一定的殺菌劑;有的甚至認為包衣在水中不掉色、不溶解為好,從而使用工業(yè)染料;存在的問題有:“包衣”后的種子芽率急劇下降,種子難以干燥,需要在太陽下晾曬,色素成分和珠光粉非常容易從種子上脫落等等;即使個別的沒有出現芽率下降的現象,但是這些產品對農藥等有效成分不具備包被和均勻分布的性能; 5)包衣后的種子芽率嚴重下降,主要原因是這些“種衣劑”企業(yè)缺乏或沒有對包衣進行認真研究,在經濟利益的驅使下,所使用的成分對種子產生了很大的毒害作用,另外,染色后種子難以重新干燥也是導致芽率下降的另外一個重要原因。目前,在蔬菜種子行業(yè)中是否影響芽率成為了衡量一個“種衣劑”的好壞的最重要指標,而在歐美等發(fā)達國家,不影響種子芽率是最基本的指標。 6)浸種問題:大多數農藥等有效成分都是水溶性的或是通過某種助劑而溶于水的,只有這樣才能被植物吸收而起到作用。包衣的種子如果進行浸種,特別是在溫水中長時間浸種會出現兩個問題:第一、絕大多數農藥等有效成分會溶于浸種所用的溫水中;第二、如果包衣中使用了一些劇毒或是高劑量下會對萌動種子產生不利影響的成分,在容器中浸種會導致小環(huán)境中農藥含量高于種子萌發(fā)時的承受范圍,而導致藥害;所以說包衣的種子不應采用浸種催芽的方式,而應直接播種在穴盤、營養(yǎng)缽、苗床或是大田里; 2、大田種子:包衣在大田種子行業(yè)不但從普及范圍到產品的數量及國家的重視程度上,都要比蔬菜種子行業(yè)好很多,但是依然存在不少問題: 1)農藥的劑型和質量上:我們的產品在細度、附著力和藥效等重要指標上,與一些跨國巨頭企業(yè)存在很大的差距;某些劇毒的農藥(如呋喃丹)仍在使用; 2)在包衣介質的研究和使用上:比較常用的就是使用一些高分子聚合物如聚乙烯(很有可能來源于初始階段的錯誤翻譯)+色素+農藥進行種子“包衣”,而這些高分子化合物無法起到包被、成膜和緩釋等作用。通常包衣后的種子干燥慢、農藥在種子表面分布不均勻、粉塵嚴重、對加工和包裝工人有很大的毒性,包衣層非常容易因灌溉和雨水而流失,等到種子萌發(fā)時,農藥等有效成分所剩無幾,造成浪費的同時,污染了環(huán)境。 包殼和丸粒化 由于播種方式以及成本的原因,包殼和丸粒化在國內的研究和應用還處于一個起始階段,應用在煙草和部分牧草和蔬菜種子上。目前存在的問題主要有: 1、包殼和丸粒化后的種子之間大小存在很大差異,形狀不規(guī)則; 2、種子外部的包衣材料容易產生粉塵、破碎; 3、播種后,只有當外部的包被材料溶解后,種子才能接觸到水分,農藥等有效成分長期緩釋的目的無法實現; 4、為了增加包殼和丸粒的強度,加工過程中加入一些膠狀物質,雖然能夠增加產品的強度,但是在一定程度上會對種子的萌發(fā)起到抑制作用。 包衣機器 包衣機器的使用應該是種子包衣過程中又一個里程碑式的標志,使用好的包衣機器可以大大提高生產效率,并且得到的包衣種子有很好的一致性;一些特殊的包衣機器還能夠得到更好的包衣效果。 目前國內生產包衣機器的廠家為數眾多,生產的包衣機器品種繁多,但是這些包衣機器中,真正有自我知識產權的卻少之又少,大多數還處于對國外產品的模仿階段。包衣機器在質量和理念上也存在很多問題和偏差,特別是在蔬菜種子上尤為嚴重,有時機器包衣在質量上、效果上和效率上還不如手工進行包衣。 1、廠家在機器的研發(fā)過程中與種子企業(yè)及種衣劑企業(yè)相脫離,缺乏對種子以及種衣劑的足夠了解,種子公司使用機器時會出現這樣或那樣的問題; 2、部分包衣機器設計存在缺陷,做工粗糙。優(yōu)質的包衣機器應該是內壁光滑,種子出口處對種子無明顯撞擊;低速下,種子流動無死角,高速下,種子與內壁無猛烈撞擊;而市場上部分包衣機器,內壁做工粗糙,種子出口處會對種子產生明顯撞擊,包衣過程中種皮破損,甚至種子破碎的現象經常出現,這些可見的和不可見的機械損傷會影響種子的儲藏壽命,傷口也容易被病菌感染; 3、缺少適合不同種類作物種子的物理特點和加工批量的系列機器。特別是蔬菜種子普遍籽粒較小、形狀差異很大、有些適合于圓粒種子包衣的機器并不適合扁粒種子的包衣;另外,與大田種子相比,加工批次較小,精度要求較高。 四、中國種子包衣技術應用的展望 目前歐美等農業(yè)發(fā)達國家種子包衣已經發(fā)展成為種子領域中的一個成熟產業(yè),即使與印度相比,我國現有的種子包衣研究還處于一個比較落后的階段?上驳氖菄覍@個產業(yè)的投入不斷增加,種子企業(yè)對其的關注不斷提高,以及專業(yè)生產基地的規(guī)模發(fā)展和重茬病害等原因帶來對種子包衣的不斷需求。我們相信,通過正確的引導,理論的完善,科研水平的不斷進步以及整個種業(yè)領域對質量要求的不斷提高,在不久的將來,我們會逐漸縮短與發(fā)達國家的差距,從而為種子公司帶來更大的利潤,為農民減少投入、增加收益。 |
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