浅谈全链条发展种子处理剂技术

浅谈全链条发展种子处理剂技术 遇璐 谭利 丑靖宇 沈阳中化农药化工研发有限公司新农药创制与开发国家重点实验室 菏泽市农业局 摘 要： 种子处理剂技术作为当今世界非常盛行的一种作物保护手段, 具有高效、经济、环保、持效期长、多功能、便于机械化作业等诸多优点, 是降低农药使用量, 有效提高农药利用率的重要方式。旨在分析我国种子处理剂的全链条发展关键点, 有针对性地提出建议。关键词： 种子处理剂; 全链条; 发展; 作者简介：遇璐 (1984) , 女, 沈阳人, 工程师, 硕士, 主要从事农药制剂研究。E-mail:yulusinochem.com。作者简介：丑靖宇 (1972) , 男, 甘肃庆阳人, 教授级高级工程师, 博士, 主要从事农药环保剂型开发与助剂研究。E-mail:choujingyusinochem.com。收稿日期：2017-10-16Discussion on the Whole Chain Development of Seed Treatment TechnologyYU Lu TAN Li CHOU Jing-yu State Key Laboratory of the Discovery and Development of Novel Pesticide, Shenyang Sinochem Agrochemicals R Heze Municipal Bureau of Agriculture; Abstract： Seed treatment technology as one of popular and effective measures for crop protection, which is an important way to reduce pesticide use and improve pesticide utilization, with the advantages of high efficacy, low-cost, environmental friendly, long persistence, multi-function and mechanized operations. The aims were to analyze the status of seed treatment, explored the key points of the whole chain development and proposed the targeted suggestion.Keyword： seed treatment; whole chain; development; Received： 2017-10-16近年来, 种子处理剂作为农药大家庭中一个蓬勃发展的“青壮年”, 在如今我国农药应用零增长的大环境下, 其由于自身可以减少污染、减少工序、降低农药用量和施药次数等优势, 备受行业内外关注。种子处理剂能够有效控制病虫害, 进行种子处理的药剂还可促进种子的萌发与生长。在病虫害多发、施药人工成本逐年增加的大环境下, 种子处理剂逐步被越来越多的种植者所接受、认可和欢迎。种子处理剂的研发力度显著增加, 推广力度不断加大, 使该产业快速发展。目前国内种子处理剂的产量远不及需求, 按照每年大约 1 亿 hm 良种进行包衣统计, 需要种子处理剂 15 万20 万 t, 由此判断, 种子处理剂市场前景光明。国内种子处理剂市场飞速增长, 多种活性组分被开发成种子处理剂, 且在大豆、玉米等大田作物中占有相当份额。纵观全球种子处理剂市场, 专利产品前 3 名为跨国公司中的拜耳、先正达和巴斯夫。预期在未来 5 年时间, 种子处理剂市场的全球份额将达到 90 亿美元以上。种子处理剂的应用, 对加快农业发展方式转变、确保粮食有效供给具有重要意义。此外, 如何全链条有序地发展种子处理剂技术, 也是摆在我们面前的关键问题。针对种子处理剂技术全链条发展, 包括种子处理剂农药品种、靶标作物应用范围确定、新配方制剂技术研制、产业化工艺技术提升、安全性关注及药害避免、市场专业应用推广、种业客户及农户认可接受等方面的探究, 对进一步推广促进种子处理剂行业有重要意义。1 种子处理剂活性组分种子处理剂的农药活性组分, 既可以通过不断研究摸索, 从旧药、老品种中引进;也可选择加大新药、新组合、新品种的开发研究投入, 开发出全新的种子处理剂品种。然而, 当前面临的问题是农药活性组分研发成本持续增加, 将传统农药改变剂型等手段予以新用, 已经成为非常流行的使用方式。针对农药活性成分新用途和使用方法的研究, 是农药产业化发展的一个重要方向。有不少农药品种的使用方式不断开发, 用于种子处理。几十年来, 全球种子处理剂发生了很大的变化, 不断向高效、安全的方向发展, 新颖品种不断问世, 尤其是杀虫剂、杀菌剂以及杀虫剂与杀菌剂的混剂。这些种子处理剂对作物病虫害的防治以及农业稳产、丰产做出了很大贡献。作为种子处理剂应用的杀菌剂较多, 一些毒性高、对环境有害的品种逐步被淘汰, 逐渐退出市场。一些新开发的安全、高效杀菌剂类别和品种不断被开发作为种子处理剂。尤其是近些年新开发的杀虫剂, 如新烟碱类、苯基吡咯类和双酰胺类正成为杀虫种子处理剂的主力军1。众所周知, 土壤中既有害虫, 还有多种多样的病原菌存在, 他们共存于土壤中, 危害作物种子的生长发育。通过混配制成杀虫杀菌种子处理剂, 是种子处理剂发展的一个新方向。2 靶标作物应用范围在全球的种子处理剂市场中, 主要应用作物品种占据 80%的市场, 包括小麦、玉米、大豆等最主要的应用作物品种。当前, 国内种子处理剂包衣技术的研究主要集中在小麦、玉米、大豆、棉花、花生等作物上, 而对于其他作物应用的延伸推广, 尚存在挖掘的潜力。在应用范围方面, 存在问题主要是某些作物已经全覆盖推广, 而有些作物尚处于空白, 缺失专用的种子处理剂产品和药剂, 例如高附加值的经济作物油菜、烟草、蔬菜等, 这些靶标作物的扩大, 包衣应用技术的升级, 正是我们需要深入研究的课题。此外, 一些有特色作物的种子处理包衣技术, 也是全链条发展中至关重要的问题。比如, 目前水稻种子处理剂品种的逐年增加, 水稻包衣行为在行业中不断提升, 在杀菌方面, 目前水稻种子处理剂主要集中用于防治立枯病、恶苗病等苗期病害, 而用于防治水稻纹枯病及水稻稻瘟病的品种较少甚至存在空白状态。在杀虫方面, 登记的药剂品种非常单一, 主要集中在对于蜜蜂毒性高的新烟碱类杀虫剂吡虫啉、噻虫嗪等活性组分上。当前种子处理产品登记作物范围, 应逐渐由大田作物向小宗作物发展, 同时要加大力度研究新型肥料在种子处理领域的应用。整体来看, 国内各类靶标作物的种子处理剂应用范围还有待进一步系统规划拓展。3 新配方制剂技术研究种子处理剂的配方研究是全链条中技术需求度最高的环节, 国内种子处理剂与跨国公司产品的主要技术差距也体现于此。事实上, 种子处理剂的配方开发与应用靶标作物种类、种子自身特性、制剂制备工艺、应用技术推广、市场需求发展息息相关。新配方制剂技术的研究需要安全、低毒的有效成分和性能良好的关键助剂成膜剂。种子处理剂制备加工过程中助剂体系的优化筛选, 尤其是某些结构类型的助剂虽然对制剂产品的物理化学性能有不可或缺的作用, 但是该助剂对种子的发芽是否有影响, 助剂体系的复配应用是否有增效作用, 助剂的来源厂家是否稳定, 批次稳定性是否合格, 这些错综复杂的因素对种子处理剂制剂配方技术的研究都是极其重要的。种子处理剂的制备过程中需要提高设备的效率, 通过助剂体系的优化以及工艺过程的摸索, 才可保证制备产品包衣时有效成分能够分布均匀。种子处理剂的制剂配方技术难度不同于一般产品, 其包括种子高效、全方位的安全性检测, 如贮存安全性试验、大田安全性测试等, 还需要包衣方法和程序的严格控制、包衣设备的匹配程度、包衣过程中加水量的控制等等。从种子处理剂的相关标准来看, 除了重点关注对种子的安全性外, 种子处理剂产品的物理稳定性和其他应用性能如干燥性能、包衣流动性、脱落率和耐磨性能也是质量控制的关键点。我国现行的产品标准编写规范无论是相关质量控制指标还是规定的检测方法都已经不适应当今技术条件下开发的产品。因此, 在开发配方技术中, 各项指标性能的评判, 更需要行业内相关技术人员加快拟定标准的步伐, 推动种子处理剂技术的提升与改进。4 产业化工艺技术提升目前, 种子处理剂已然成为农药制剂产品发展的重要方向, 而种子处理剂的产业化技术更是当今开发种子处理剂的重中之重, 也是行业内种子处理剂发展关键期的瓶颈问题。种子处理剂制剂配方技术的先进程度, 直接体现在产业化技术是否能够实现, 即所开发的最终产品是否可以真正实现先进的配方技术, 否则, 就无法供应产品, 而且还会增大或放大风险, 使小试成果难以实现。种子处理剂产业化技术的关键点包括对粒度分布的控制, 做到粒度合理分布是确保产品安全性的前提。当工艺放大后, 应保证每一颗包衣种子都能被活性组分所覆盖, 有些种子负载组分过多, 势必影响发芽;但负载过少, 则会因为剂量不够而影响药效, 因此, 在产业化放大中, 对制剂粒度大小及分布的控制至关重要。除此之外, 生产过程中温度、压力的控制、产品的黏度控制、流变性的研究以及警色剂的选择, 都是需要相关技术人员在产业化研究中多加关注的。在种子处理剂的产业化过程中, 防止生产交叉污染更为关键。在生产过程中, 要采取最严格的防止交叉污染措施, 比如在选择种子处理剂车间时, 最好设在工厂的上风向, 且预设车间不允许制备除草剂或植物生长调节剂产品;此外, 其他车间尤其除草剂车间的工作人员不可以进到种子处理制剂车间, 相关生产设备、物料、零部件、工具的使用不得交叉互换。在种子处理剂生产切换品种时, 需要多次清洗, 确认清洗水务必符合要求, 且经过生物测定确认。总之, 在种子处理剂开发时, 必须充实专业的产业化技术, 这样才能更加有效、安全地发挥种子处理剂活性组分作用, 确保产品真正为农民所用2。5 安全性关注药害避免近些年, 种子处理剂药害事故在全国各地每年都有发生, 特别是在春季发生较多。除去种子本身的缺陷 (陈种、劣种等) 、气候的多变 (如倒春寒) , 与种子处理剂技术直接相关的主要有两个方面的原因, 首先是种子处理剂本身的质量缺陷, 不同品种、不同发育程度的种子都在销售;其次, 相关技术指导的严重缺位。正是因为种子处理剂是一种高风险剂型, 所以产品的质量和制剂配方技术水平格外重要, 在制剂配方技术开发研究过程中, 控制把握好影响种子处理剂因素包括粒径分布、粘度、流变性、成膜性等, 才能从根本上保证种子处理剂的质量3。种子处理剂虽然在本质上是一种农药产品、一种化学产品, 而且在农户的种植亩成本占比很小, 但如果使用不当, 最终颗粒无收的教训也十分惨痛。种子处理剂安全性的关键影响因素, 包括种子自身的质量、种子处理剂产品物理化学性能、包衣均匀度、包衣脱落率、包衣附着性等。谈及安全性药害问题, 不得不提央视曝光的 2015 年 10 月 26 日发生的一起种子处理剂典型药害事件。事件发生在黑龙江地区, 由于使用“南北 7 号”包衣玉米种子造成 8 万 hm 玉米减产问题。种子生产商丰泽种业提供的产品检测结果表明, 拜耳公司的“立克秀”产品脱落率为 24%, 远远高于行业脱落率标准 5%。而拜耳公司相关人员则表示, 种子问题是由于种业种子产品缺少关键产品“顶苗新”, 难以对抗种子腐烂及苗期根腐病, 才对玉米种子出苗生长造成影响, 应该与拜耳公司产品无关。其实, 优秀的种子处理剂产品, 还是需要优良的种子相辅相成, 种子的发芽势、发芽率以及含水量等指标对包衣后种子出苗有很大影响。只有种子处理剂技术产品和种子本身的质量双管齐下, 相关技术人员加强专业指导, 才能避免药害事件重演。实际上, 如果用户在正常条件下使用种