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从头呵护,未来更好 ——种子处理技术与农药减量使用

  据不完全统计,我国目前用于农作物良种包衣推广面积已达6.0亿多亩,种子处理面积约3亿亩,按全国共有种植面积约22亿亩次测算,各类作物种子处理的面积约40%。以全国病虫防治面积70亿亩次计算,占比为13%。在种子处理剂型方面,种衣剂占主要地位,商品化率高的作物种子,如玉米、棉花、大豆种子实施种衣剂包衣的比率高,但是水稻的包衣比率较低。

 

种子处理剂在病虫上的重要作用

 

  1.一些病虫害只有通过种子处理才能得到很好的控制,例如种传的病虫害,玉米丝黑穗病、水稻恶苗病、小麦全蚀病、蔬菜的病毒病等。

  2.对于一些病虫害,种子处理是最优策略。例如南方水稻黑条矮缩病、小麦黄矮病、地下害虫等。

  3.一些病虫害可以通过种子处理的方式防治,而且具有费省效宏的效果。例如作物苗期的病虫害,能够充分发挥种子处理精准用药,减少农药用量的优势。

  4.种子处理剂一般情况下防效在80%以上,尤其在土传、种传病害和地下害虫发生危害严重的地区使用,防效更为突出。

 

  近几年,我国种子处理剂得到了很大的发展。至2017年底,登记的种子处理剂产品数量共有798个,其中种衣剂696个,拌种剂21个,种子处理剂146个,涉及的有效成分种类有50多种,登记配方种类约130多种。种子处理剂登记产品的防治对象包括近40种病虫害,其中害虫种类12种,病害种类24种,线虫1种。通过种子处理,仅粮食作物每亩地按照5%的增产率计算,可以增产大约350亿斤粮食(14亿亩次,按平均亩产1000斤折算)。

 

   表1 种衣剂主要登记的作物和产品分布

 

品 种

总数量

杀 菌

杀 虫

病虫兼顾

病虫兼顾占比%

玉 米

292

172

185

57

19.5

小 麦

238

179

83

20

8.4

棉 花

130

61

77

9

6.9

水 稻

118

56

67

4

3.3

花 生

72

38

48

14

19.4

大 豆

45

36

31

23

51

马铃薯

20

9

11

 

 

油 菜

9

1

8

 

 

 

种子处理剂的几大功能

 

  根据不同成分和配方,种子处理剂一般具有以下一种或几种功能:

  1.直接杀死种子携带病菌或防止土传病菌侵染,提高出苗率和成苗率,防治病害;     

  2.通过驱避、触杀、内吸、胃毒等作用机制驱避或杀死地下或地上害虫;   

  3.增强种子活力,促进全苗、壮苗;

  4.提高种子的耐贮性,防种子劣变;     

  5.刺激植株地上部分生长和根系发育;     

  6.提高种子或幼苗在逆境条件下的生存能力;

  7.提高作物品质和产量。

  基于这些功能,种子处理在农药减量控害上具有突出的效果。

 

种子处理技术对农药减量作用

 

  种子处理可以实现精准用药,提高农药的利用率。种子处理技术可以直接或间接(如丸粒化技术)将定量的药剂包衣于种子表面,其农药回收率近100%,在相对较低的有效成分用量条件下就可以达到病虫害防治等多种效果。

  种子处理使植株带毒,使害虫在低龄幼虫时即受到农药的作用,更有利于控制害虫的增长;病害在未侵入前或侵入初期即接触农药,更有利于阻止病害的侵入及发展。

  种子处理能够增强植物的抗逆性和抗病性,减少逆境和生理病害对植株的危害,减少病虫害的发生,进而减少农药使用次数。

  由于种子处理剂仅用于种子处理,使药剂的暴露明显降低。据报道,与垄沟用药相比,药剂在土壤表面暴露降低90%;与茎叶用药相比,降低了99%。种子处理大大消除了处理及种植的种子对人及非靶标生物的影响,保护了天敌,有利于害虫的控制。

  我国种植面积22亿亩次,全年农药使用有效成分量为33万吨左右,平均每亩用药150g;我国种子处理面积为9亿亩次,按照种子处理可以减少1次农药使用计算,简单估算大约减少农药用量1.35万吨,占比为4%。

 

种子处理家族新成员

 

  1.微生物菌剂

  微生物菌剂种子处理已经有数十年的应用历史,典型的如根瘤菌拌种。随着微生物技术的发展,菌剂拌种得到越来越多的应用,目前在小麦、燕麦上都取得良好效果。微生物菌剂种子处理有几大优点:

  (1)安全性好,微生物菌剂对种子的药害低,不容易产生药害;

  (2)能够改善种子周边环境,如改善土壤结构、疏松土壤,减少种子周围有害菌,且能自我增殖;

  (3)能分泌多种有益作物生长的物质,促进作物出苗和分蘖生长,能够提高各主要器官物质积累量,提高作物产量和品质;

  (4)固氮菌能够减少氮肥的用量,解钾菌能够提高钾的利用率,增加植物细胞的密度和细胞壁强度,提高植株抗逆性。

  微生物菌剂目前主要是解决活性稳定性、杂菌污染的问题,同时需要开展复合研究,提供更多功能。

 

  2.植物生长调节剂

  利用植物生长调节剂处理种子的做法也行之有年。植物生长调节剂可以促进种子的萌发和促进幼苗生长,一些植物生长调节剂还能够改善植株对盐碱、低温、干旱等逆境的抗性。例如加入芸苔素内酯在种子处理剂中,可以有效地减少吡虫啉等烟碱类农药对种子发芽的抑制作用;氯化胆碱和赤霉素混合浸种,可以增加水稻种子的发芽率和幼苗的质量;用于玉米拌种,可以明显提高种子萌发率。

 

  3.抗病诱导剂

  抗病诱导剂可以诱导植株对病害的抗性,减少病害在苗期对植物的侵害。这一类物质包括甲壳素及其衍生物,例如壳聚糖、氨基寡糖素等,还包括如腐植酸、海藻素、聚谷氨基酸、水杨酸、超敏蛋白等,可以提高植物体内的几丁质酶、过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)等的活性,有利于增强植物的抗病性和抗逆性。合成的抗病诱导剂如异噻菌胺,种子处理后有利于提高水稻对稻瘟病的抗性。

 

  4.营养物质

  植物的营养元素,如磷酸盐、聚磷酸盐、中微量元素等,可减少幼苗根系质膜所受的伤害,提高幼苗SOD和POD活性,提高根系抗逆性;可以促进种子萌发、增强种子活力、提高幼苗质量。如澳大利亚埃尔夫公司的拌种肥。另外农用稀土种子处理后也对种子萌发、苗期健康具有良好的作用。

 

  5.制剂技术

  在剂型上,智能控释是发展主要方向。通过微囊悬浮剂、纳米剂型的应用,使产品具有智能化控释的性能,有助于实现持效期更长、降低药害、更精准地被作物生长的不同阶段利用的目的,达到产品高效化、对病虫害持续控制的效果。

 

问题与展望

 

  农药登记问题。新《农药管理条例》规定混合制剂农药中的有效成分最多为3个,限制了种子处理剂向多功能的发展。随之而来的是种子处理剂之间的可混性,尤其是种衣剂之间的可混性需要研究。

  种子处理剂的安全性问题,特别是种衣剂在逆境下对种苗的安全性问题,需要进一步研究。种衣剂的质量评价体系和标准,特别是在种子健康标准方面的评价体系,需要完善。

  随着这些问题的解决,种子处理技术将迎来更美好的未来。

口/李永平

 
 
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