作物物化栽培技术是目前栽培技术中最具活力的前沿领域,是现代农业发展的必由之路。作物种子包衣技术是作物物化栽培技术的重要组成部分,是实现农业植保“五化”(良种标准化、加工机械化、播种精量化、栽培管理轻型化、病虫预防普及化)的重要途径。自20世纪30年代英国Ger-mains种子公司首次研制出旱地作物种衣剂以来,种衣剂的研制与应用迅速发展到包括英国在内的美国、日本、中国等20多个国家,并相继研发出了棉花、玉米、大豆、小麦、水稻等作物的种衣剂,其中绝大部分通过推广应用已取得了显著的经济效益、社会效益和生态效益,赢得广大植保科技工作者的好评。
1 国内外种衣剂应用市场发展趋势
1.1 国际种衣剂应用市场发展趋势
1.1.1 种子处理技术的发展
国外种子处理已有数百年的历史,进入上世纪中叶,美国加得森公司创始人发明了商业拌种机,随后又研制出各种系列的种子处理设备,种子药剂处理开始进入工业时代。60~70年代,随着世界农药工业的蓬勃发展,用于种子处理的杀虫剂、杀菌剂大量问世,同时一些国家又研制出专用种子处理剂和种衣剂。如美国有利来路有限公司研制开发的卫福悬浮液,OLIN公司以多菌灵、呋喃丹、氯唑磷或五氯硝基苯为活性成分制成的棉花种衣剂,FMC公司以呋喃丹为主要成分的玉米种衣剂防治玉米螟和地下害虫。目前,世界上农业发达国家的种子药剂处理普及程度很高,如美国3,500万公顷玉米、500万公顷棉花全部经过商业性药剂处理,小麦、大麦50%以上经过拌种;加拿大、英国、法国、丹麦、以色列等拥有比较先进的种衣剂研制及应用技术,良种包衣率达到95%以上。德国、日本、俄罗斯、新西兰、加拿大及欧美许多国家广泛应用种子包衣和丸粒化技术,其中一些发达国家甜菜、蔬菜及形状不规则的种子,绝大部分都要经过丸粒化处理。特别是二十世纪80年代后种子处理技术发展跃上了一个新的水平。其特点首先是高效、经济、安全农药新品种的开发不断替代传统的种子处理剂;其次是新型种衣剂如悬浮剂、悬乳剂的开发应用使种子处理技术达到了新的水平;第三是薄膜包衣种子技术的研究开发,推动着种子处理朝着产业化、机械化和商品化的方向迅速发展;第四是随着生物技术及分子生物学的不断发展,利用生物制剂进行种子处理的研究得到了广泛开展。这也是未来种子处理剂的发展。
1.1.2 全球种衣剂应用市场空间巨大
根据Markets & Markets出版的一份最新市场研究报告《2011—2016年种子处理市场趋势及全球展望》,全球种子处理剂的市场将是作物保护市场中增长速度最快的农药产品,主要由于政府鼓励将种子处理剂纳入到作物保护实践中,这一举措促进了种子处理市场的发展。拉美及亚太市场发展将尤其迅猛,由于这些地区农民更多地种植转基因作物,对残留限量要求有较高的认识。到2016年,由于大量种植转基因大豆、玉米等作物,北美市场将占全球种子处理市场22%的份额,年增长率为16.4%。由于受到政府部门的持续推动、种子处理市场的拉动、种子处理企业之间的互动,种衣剂产品高利润的驱动,从而发起了“100%种子处理运动”,鼓励采用种子处理技术,亚太地区是另一个增长迅速较快的地区市场。据专家分析,到2016年,亚太地区市场价值将有望从2010年的1.575亿美元增长到2.482亿美元,年增率为14.4%;全球种子处理剂的市场有望从2010年的22.5亿美元增长到34.3亿美元,总体增长幅度将可达到34.4%。
1.2 国内种衣剂应用市场发展趋势
我国使用种子处理剂的历史悠久,古代就有温汤泡种和药剂浸种。20世纪50年代,开始推广浸种、拌种技术,用于防治地下害虫,保护种子的正常生长发育,但种衣剂的真正发展是从80年代才开始的。在过去的20年里,种衣剂的发展大概可以分为3个阶段:研究阶段、推广阶段和发展成熟阶段。1983年原北京农业大学成功地研制出了以克百威和多菌灵组成的国内第一个种衣剂产品,并从1985年到1993年,国家批准应用农大新技术,兴建种衣剂厂13家,开发了适宜于不同地区、防治不同作物、不同病虫害的一系列化合物。截止目前,国内外已经登记的种衣剂产品80多种,生产厂家超过100家,原药3个以上。在这些种衣剂中,国产种衣剂以“三多”(多剂型、多功能、防治多种病虫害)的复合型种衣剂较多,病虫复合型种衣剂占种衣剂品种的80%左右,此外还有一些药肥复合型种衣剂,品种以悬浮种衣剂为主,还有其他一些剂型。从而使良种标准化与病虫防治、补素化有机地结合起来,使种子步入商品化阶段。
2 “大北农”种衣剂研发现状
2.1 “大北农”种衣剂重点研发对象
北京大北农科技集团股份有限公司(以下简称“大北农”)从2005年就开始研究种衣剂,研发的重点对象是以30克/升苯醚甲环唑悬浮种衣剂为主。
2.2 掌握的关键技术
30克/升苯醚甲环唑悬浮种衣剂的关键技术是把95%苯醚甲环唑原药、苯乙基酚聚氧乙烯醚缩合物、烷基苯磺酸钙、改性三氧硅烷聚醚、丙烯酸复合树脂、有机硅消泡剂、乙二醇、山梨酸钾、黄原胶、水混合均匀,进入砂磨机研磨,直至悬浮液的细度达到要求(D90=5mm),即可得到研发的目标产品——30克/升苯醚甲环唑悬浮种衣剂。
2.3 产品特点
一是药效好。悬浮种衣剂中被分散的固体原药平均粒径为0.1~7.0 mm,颗粒近于球形,粒度范围小,分布均匀;同时由于在研磨过程中形成的微小气泡吸附于颗粒表面,从而促使悬浮率和稳定性提高;浸种后附着力强,成膜率高,从而保障了种子的发芽率;二是生产使用安全,成本低,对环境污染小。悬浮种衣剂一般是以水为连续相的分散体系,采用砂磨机湿法生产,这样既可节省大量的有机溶剂、降低成本,又可减少有机溶剂对操作者的刺激和对环境的污染。生产中不产生“三废”,且具有“三无”(无粉尘、无可湿性粉尘、无杂尘)的粉尘飞扬,生产、贮运均较安全。
2.4 研发成果
“大北农”研发的30克/升苯醚甲环唑悬浮种衣剂于2010年4月荣获“北京市自主创新产品”证书,2012年1月荣获“2011年度中国农民最喜爱农药品牌”,2012年1月荣获国家发明专利(专利号为ZL200810056925.2),2012年7月荣获“安徽省高新技术产品”证书,2012年9月荣获首届中国绿色农药博览会金奖,2012年11月荣获“2012年中国质量平价协会科技创新奖——科技创新产品优秀奖”。
3 “大北农”种衣剂研发方向
3.1 种衣剂研发思路
一是借助中国农科院高水准的研发条件,合作开展生物种衣剂系列产品的研发,以提高企业的研发能力;二是高起点研发植物免疫蛋白诱抗种衣剂,以提高“三杀”(杀虫、杀菌、杀草)效果;三是利用高分子吸水剂包衣,以提高作物的抗旱能力;四是开展对高选择性除草剂的开发和除草剂安全剂的研究,以提供开发具有除草功能的种子处理剂的技术。
3.2 产品研发重点
一是结合“大北农”现有研发条件,针对现有产品——30克/升苯醚甲环唑悬浮种衣剂,进一步优化配方与生产工艺;二是结合北京市生物农药创新联盟(“大北农”农化产业为该联盟成员单位之一)的优势,针对生物农药的需求,新上植物免疫蛋白诱抗种衣剂;三是结合常年病虫发生趋势,针对常发性病虫害,研发出常规性的种衣剂;四是结合长期病虫预报,针对突发性病虫害,有选择性地研发出具有避灾性的种衣剂。
3.3 技术攻关重点
种衣剂作为农药行业难得的高利润产品,受利益驱动,市场上的产品也良莠不齐。农民因使用质量不当的种衣剂造成了恶劣影响,在一定程度上影响了种衣剂的声誉。劣质种衣剂的出现,有少数企业为了谋求利润故意为之,但更主要的因素是企业不能有效突破种衣剂的技术瓶颈。在生产实践中,种衣剂的推广与应用存在“三大”重点问题需要进行攻关:一是出苗延迟,防效不稳定;二是种衣剂配方存在局限性,在某些病虫害突出的年份,种衣剂的防治效果不能体现出来;三是种衣剂使用不当容易造成药害。