作物包衣种子和包衣剂的应用
国际上,种子包衣技术研究应用是近30多年来发展起来的。日本把种子包衣技术称为“是农业丰收的奠基石”,可见种子包衣技术的重要性。我国包衣种子技术起步较晚,但应用研究和推广速度很快,这是我国“精细”农业的必然择选。目前,种子包衣技术在粮食作物、经济作物、花卉、牧草以及珍稀林木上的应用正迅速扩张,也是我国“种子工程”在近年取得的一路重大突破。
一、包衣种子的类型
在农业生产上可直接利用作为播种材料的器官都称为种子。包衣种子的对象一般指真种子。类似种子的干果(颖果、假果、瘦果、分果、坚果、荚果、核果等),而用以繁殖的营养器官不属包衣种子的范畴。按照对种子进行包衣的相对厚度,以及种子包衣后的相对大小和形状,可将包衣种子分为两类。
l.丸化种子丸衣化后各种子颗粒大小和形状上没有明显差别,都呈球形或比较接近球形。丸化处理是将某些化学物质,如粘土、滑石粉、硅藻土、泥炭、炉灰等隋性物质加入中、微量元素、激素、杀虫杀菌剂、抗生素、固氮菌、除草剂、驱鼠剂等,用胶液作为粘合剂,做成种衣。粘合剂常用阿拉伯树胶、聚乙烯醇等等,如烟草种子包衣粘合胶常用纤维素钠,棉花种子常用淀粉简单处理。将种子扩大数倍至上百倍。烟草种子一般需要扩大80-100倍。
中、微量元素、激素、杀虫杀菌剂、抗生素、固氮菌、除草剂、驱鼠剂等的添加,必须根据当地的生态条件和作物种子(品种)的要求而定。如在细菌病害(野火病、角班病、青枯病等)发生严重地区栽种烤烟,可在种衣剂中加入连霉素、结晶紫等抗生素。
2.包衣种子用某些化学物质包衣后,其形状、大小与原来的种子相似。现在,我们所说的包衣种子通常是特指丸化种子。如凉山州的烤烟包衣种子,从内到外包裹了三层种衣剂,第一层为填充剂,主要是通气、透水;第二层为隋性物质加肥料、杀虫杀菌剂等;第三层为隋性物质加高分子树脂吸水材料,吸水量可达吸水剂重量的100倍。这对旱区播种尤为重要。我州天然草场播种牧草正在采用这一新技术。
3.包衣或丸衣的选择对种子进行包衣或者丸衣,应视种子的大小和特殊要求而定。一般将种子千粒重≥50克的进行包衣,如:玉米、大豆、花生、向日葵、蓖麻等;将种子千粒重<50克的种子进行丸衣,如:水稻、小麦、大麦、高梁、大麻、菜子、芝麻、亚麻、桉树、白三叶草、烟草等。其目的是促进种子萌发、幼苗健壮生长以及机械播种方便。
二、包衣剂制作要求
1.包衣制剂制作必须保证满足种子萌发的水分、温度和氧气“三大要素”,添加营养成分、杀虫杀菌剂和其它辅助材料,同时提高种子和幼苗的抗逆能力。包衣种子播种后,包衣剂具有良好的透气性和保水性能。“透气”和“保水”本是一对矛盾,在包衣种子中提出了一个“裂解”的概念,“裂”为包衣种子播种后遇水,包衣剂开裂,但不溶解,或少量可溶物溶解。“解”则为遇水溶解,或固体物迅速分散。评价是否是好的包衣剂,应视作物不同,在一定的时间内包衣剂开裂,但包衣剂仍然松散地包裹在种子周围。这种包衣剂在在土壤中遇水可以膨胀而长时间不会被一次溶解,种子可以依此为营养慢慢地吸收,保证发芽生长,其间由于药肥的缓慢释放延长了肥效期,可长达数天或数周。如果包衣种子在土壤中遇水后,包衣剂迅速溶解掉了,而种子又裸露在土壤中,就失去了包衣种的意义,这种包衣种子仅仅起到了方便人工、机械播种的作用。而营养、杀虫、杀菌或生长调节的作用都“溶解、流失”掉了。
2.按照不同的作物种子,对包衣剂的物理、化学特性提出了不同要求。如“裂解度”,要求在自然吸水条件下5-10分钟膨胀裂解,干旱地区要求裂解时间短,而多雨、水源条件好的地区,裂解时间稍长。“强度”,即包衣种子平均抗压强度,一般在100-500克/粒。抗压强度低,包衣剂易裂解,且包装后易机械破碎;抗压强度度,裂解稍慢,但机模破碎低,便于包装、长途运输。抗压强度的高低,是由选材、粘合剂种类和浓度而决定。裂解快慢主要是由设计院内、外层材料的吸水膨胀系数不同而定。内层膨胀大于外层膨胀、种子膨胀大于内层刚性膨胀,则包衣剂迅速开裂。
目前烟草包衣种子,包衣后重量比裸种扩大了100倍,“裂解度”定为5分钟表开裂>99%,抗压强度平均单粒≥200克。我州烟草包衣种子,近两年来,选用的保水剂材料,适合凉山生态条件。但裂解度定为5分钟,时间过短,不利于充分利用包衣材料各类营养物等的平衡供给。抗压强度不宜超过400克/粒,最好为250克/粒,否则,明显影响出苗时间。如在水稻的包衣剂中,可添加过氧化钙,在土壤中能释放出氧气。但由于过氧化钙属碱性,因此,在旱作种子中应用会使出苗率显著降低。
3.包衣剂的化学营养成份,需包括植物生长所必须的16种营养元素和有益营养元素,营养元素与其它材料之间形成C键、络合、螯合化合态,电子吸附、粘土晶格形式最佳。旱作包衣剂中N素应以NO3-N为主,忌用CO(NH2)2态N。中、微量元素应视当地土壤中养分丰缺状况而定。如,四川省凉山州烟区土壤普遍缺B、Zn、Mo,在烤烟种子包衣剂中添加B、Zn、Mo元素非常重要。旱地育苗包衣剂中添加高分子吸水树脂。如,烤烟漂浮育苗,由于水肥条件良好,包衣剂中不需添加吸水树脂。
三、包衣种子的作用
1.增产作用经调查,小麦包衣后比对照增产11.7%,投入产出比1:15以上。玉米比对照增产11.7%,投入产出比1:15以上。玉米比对照增产11.2%,烤烟比对照增值10%左右,牧草(白三叶草)飞机播种比对照增产30%左右。
2.防病虫作用据调查,使用包衣种子小麦保苗率为96.2%,而对照只有80%上下,黄萎病防效达56.8%。玉米螟虫密度比对照降低2.97%,蚜虫降低1.93%、粘虫降低0.33%、地老虎2.01%、黑穗病发病率降低0.68%、锈病降低0.5%。使用包衣种子烤烟幼苗病害大多下降,猝倒病降低50%左右、炭疽病降低30%,野火病、角斑病几乎为0。烤烟使用包衣种子后,减少了匀苗、间苗农事操作,烤烟病毒病、尤其TMV病明显下降。这是包衣剂中的药力、肥力在胚、幼苗生长过程中作用的结果。
四、包衣种技术的发展方向
1.种子催芽包衣(引发包衣):在恒温控制下,将种子浸泡在清水中让种子吸胀,然后再恒温控制干燥,反复几次再干燥后,进行包衣。目的是打破种子休眠期,激活各种酶类、维生素、激素的活动,修复种子内部的糖类、脂类、蛋白质、系统酶、细胞器、膜系统和DNA、RNA(特别是mRNA)等的损伤。提高种子发芽势、发芽率,缩短出苗时间。
2.筛选新型材料,特别是选用缓慢释放氧气材料的研究,降低包衣剂成本的研究。为了普及应用包衣种子,今后仍需认真做好发芽性能的研究,便于准确精量播种和控制播种期,降低育苗成本。
3.促进精量播种机等以及发挥包衣种子优势的技术、材料、器械等的开发,研究包衣种子与其配套使用的技术。提高包衣种子外观质量,如抛光技术、着色技术等,防止包衣种子机械混杂。
信息来源:中国种植业信息网 (2003-10-10)