用处理种子来防治病虫害的方法历史悠久，在公元前数十年的古老年代，就有温汤浸种催芽，之后又有与盐、石灰、泥土及药剂浸种、拌种来防治地下害虫、防病和避鸟保苗。19世纪，开始出现种子包衣在蔬菜、花卉和牧草上的应用。20世纪，种子处理剂尤其是种衣剂（种子包衣）技术迅速发展，在实际应用中凸显优势，在农药剂型加工和应用技术融合中形成研究和应用热潮。进入21世纪，全球种衣剂市场份额约有320亿美元，2012年全球种子处理剂市场产值23亿美元，之后以10%以上的年复合增长率攀升，预计2018年产值翻番，仍有巨大的发展空间。作为农药发展趋势风向标的欧洲和美洲诸国，研发种子处理剂起步较早，种子处理剂市场相当成熟而明朗。我国每年农业用种量近150亿公斤，如此巨大的种子市场必然成为国际竞争的热点，欧美的农药跨国公司巨头，纷纷加大对种子和种子处理剂的研发投入和重组，加足研发种子处理剂的马力，加速对我国种子及种子处理剂市场的渗透和抢占。
先行者如此看重古老而年轻的种子处理剂，肯定是在实践调查的基础上，对未来发展趋势作出准确的判断和科学决策。
一、种子处理剂的优势和发展前景
1 种子是农作物生长发育和高产的基础，保种保苗特别关键。种子处理剂是在作物源头部位和病虫草生命力最薄弱的时机，集中用药，把种传和土传及初生代的病虫草等有害生物消灭在萌发状态，大大减轻了中后期的植保压力。用量少，效果好，且省工、省时、省种、省药，生产成本大为降低。还可通过种子处理剂，提供营养、氧气以及保水、抗寒、抗盐碱和诱抗等抗逆助长元素和生物药肥制剂，制成多功能多用途的种衣剂，保证幼苗的齐全健壮，为农作物优质、高产奠定坚实基础。
2 种子处理在小范围内进行，处理后的药剂又各自隐蔽地下紧护种子，不易流失和受大气、日照、高温等影响，残效期延长，而对大气环境、天敌和有益生物和地上农产品无不良影响。即使农药从种衣内有微量移出，因土壤吸附和微生物分解及植体酶系的生物降解，在土壤和农产品中的残留甚少。当农药残留量在作物、环境及人体中不超过危害的程度，农药就会在整个自然生态和人体中降解，远比地上铺天盖地喷药安全得多，符合预防为主、绿色防控、综合防治、保护环境的时代要求，特别有利于蔬菜等短生长期的地上部食用作物选用。
3 种子处理剂还可使难于机播的轻小种子加大成丸，容易使良种标准化和机械播种与精确施药紧密配合，能很好适应集约化、精细化、种肥药械一体化和优质、高产、高效大农业的发展趋势。
4 由于种子萌发后的根系是作物无机和有机物质内循环系统重要组成部分，是作物土壤营养和叶面光合作用物质交换的汇接点和物流通道，使药物自下而上顺势融入植物体的物质循环中，不易像地上施药那样，受外界自然因素如光、风、雨的直接干扰和破坏，而且作物地上部表面容药量有限又难顺畅传导，因此，种子处理剂将是农药施用智能化技术的最佳切入点。即种衣剂与植物生长调节剂、诱抗剂、信息传递物质及控制释放技术结合，通过种子多层包衣，发展和完善种衣剂的综合型智能化功能，可使受限于种苗期作用的现有种子处理剂，扩伸到作物整个生长期，最终实现定时、定向、定量地释放农药，达到农药施用的真正环保化和作物生命期的全程综合护养。因此，种衣剂及其使用技术有着广阔的发展空间和美好前景，这是我国农药剂型研究实现跨越式发展的重要突被口。因此，发展种子处理剂大有作为。
二、我国发展种子处理剂的有利条件
上世纪50年代，我国就有土法药剂浸种、拌种、毒土、毒谷、毒饵、稻种包黄泥后撒播的用药习惯。1980年代，中国农业大学系统研发并组织生产的种衣用悬浮剂，在玉米、小麦、棉花、大豆、水稻、花生、蔬菜等作物种子中应用，受到广大农户欢迎，并产生了较好的经济、社会和生态效益，各地相继新建了近百个小型种衣剂专业加工厂和专门的研究机构及配套的包衣机、播种机生产厂，而且中西药及食品业成熟的制丸机可以借用，这充分表明种子处理剂在我国已有广阔的应用市场和良好的研发和生产基础。但是，由于当时选用的多数原药品种毒性高，且在水系中易分解，加之剂型单一，低水平重复厂点多，产品质量不稳定，时有中毒或药害发生，技术上又未出现突出的创新成果，因此，当时国内热了一阵的种衣剂又渐渐冷了下来。进入新世纪，国外拜耳的“高巧”（70%吡虫啉拌种剂，实则种衣剂）横空出世，以老原药、高含量、新种衣剂姿态展现在国人面前，之后先正达又面市了噻虫嗪、咯菌腈、精甲霜灵复合型种子处理剂，并旗开得胜，迅速占领了市场。对此态势，国内企业有的迷茫，有的观望，有的复制仿造，其效果与洋货还是有差距，但未就此引起众人对种子处理剂的高度重视和深层思考。难道国人不能在现已有利条件基础上，跳出旧模式，扩展思维，继续深入挖潜，开辟适合中国国情的种子处理剂发展道路吗？为此，笔者提出一些关于农药剂型发展和种子处理剂的粗浅看法，抛砖引玉，供业内相关同仁参考。
三、对当前农药制剂和种子处理剂发展的思考
1 农药制剂研究要深化
诚然，原药性能是综合防治效果的决定性因素，但鉴于新药创制本身存在着研发所需的时间、经费、原料、“三废”、技术积累等难题，因而，新药创制速度普遍低于有害生物抗药性发展速度，加之我国目前新药创制的质量和创新度相对滞后的现状，远水不解近渴，更应强化农药剂型和制剂的研究，加大对农药剂型和制剂研究的支持力度，以弥补高新农药的不足和减少对新药诞生的过度依赖。一方面，从新老原药的科学复配、选择合理的剂型、改善药剂易被展着吸收和在自然界的稳定性能、添加对路的植物生长调节剂、诱抗剂、增效剂及有害生物行为控制剂等具有增效作用的助剂及关联化学品等方法，来提高已有重点产品的生物防治效果；另一方面，研发新老品种的非叶部喷药的新剂型、新施药法及新用途等，以形成新的增长点，把高效、安全、经济、省力作为制剂研究的持续追求，这也是农药制剂研究当前和今后长期进行的永恒课题，绝不能让制剂产品仅停留在模拟实验条件下的物理和化学性能指标合格的水平上。
2 把种子处理剂作为农药剂型研发十分重要的方向
当前，我们着重狠抓的水性化、粒状化、无尘化、改造药械、飞机施药等措施，是解决地上喷雾药剂中的原料和施药时的安全环保及省力化问题，但很难根本解决地上普遍喷布作业对人畜、作物和大气环境及土壤的污染，因而不是农药制剂环保化的长远终极目标。为赶超先进、实现跨越式发展，农药剂型及制剂研发要把农业产业政策、农业耕作制度和方法的变革与施药技术紧密结合，才有广阔的发展空间。因而，兼并重组研发力量，在进一步提高现有重点制剂产品质量和药效的同时，针对各地不同重点农作物（水稻、玉米、麦类、棉花、油菜、大豆、花生、蔬菜、瓜类、甜菜、牧草、中草药、花卉和苗木等）防治有害生物和生长发育的地域需求，瞄准种子处理剂、药肥制剂大方向，主动出击，着重展开更接地气的综合功能型种子处理剂研究。
3 全面发展综合功能的种子处理剂
种子处理剂是浸种剂、拌种剂和种衣剂的总称，它们均不属农药，而是由基础剂型在施药方法的引伸发展而得名。拌种剂一般指在种皮外形成不牢固的吸附层，对种子和土壤中病虫有效，但药物容易脱落，时限短暂；而种衣剂的显著特点是包衣后在种子外形成较牢固的薄膜或壳层，有较持久的药效和较高的环境安全性，选用较多。国内现已大量应用的悬浮种衣剂，是从施药法角度出发命名，若从剂型分类角度出发，可称谓种衣用悬浮剂较为确切。作为广义的种衣剂，是在多种剂型，如悬浮体（FS、SES、CSS、PAS浆糊剂）、固体（DS、SPS、DFS、WS、WGS、CGS）及液体（ASS、MES、EWS、SLS）等剂型的理化性能和全面植保功能的基础上，增添成膜（成丸）及作物营养、保健、抗逆功能来制作的。根据作物种苗期多发病、虫、草、鼠、鸟害等情况，选择相应的农药品种，再根据作物种子物理性状和农药理化性质，选择上述三种物态分散体系中最佳剂型，以保证包衣效果、质量稳定和充分显效。上述三种物态分散体各有自身优势和用场，液态剂型包衣层为透明或半透明的薄膜，制作和应用简易，但容纳技术元素有限。而粉体剂型包衣层为一定厚度的不透明外壳，易加入较多和较高含量的作用成分及生物制剂或使小种子变大，且易形成水气通透的空隙，易于出苗，还可根据作物不同生育阶段的综合需求或避免各种衣层的相互作用，选用浸种或成膜液体和粉体交替包衣的多层种衣，尽力实现一次用药全程生效，粉体剂等固体剂型更有助于上述目标的实现。
作物要健康生长发育，也和人类及动物一样，需要防病壮体和营养保健，作物的病、虫、草、鼠、鸟害往往复合发生，构建一个重点突出而又综合治理的种子处理剂配方体系，符合作物生长发育规律，不必再分解成特别繁杂的单项功能种衣剂。
种衣剂按其包衣后存放时间分为现制现用（存放1小时至几天）型和预结合型（一年以上），后者种衣保护作用时间长，但一般要经过包衣后较严格的干燥处理，能适应复杂处理和长期贮存过程，而又不影响播种时发芽出苗的作物种子可以选用，但增大了种子所需仓库容量及安全维护的麻烦。前者能及时发挥种子萌发势潜能，萌发保险系数较高，并回避了干燥、贮存包衣种子所带来的不便，易于普遍推广和被集约化、机械化的农户所采纳。
上世纪90年代，沈阳化工研究院研发成功并取得专利权的水稻直播用种衣粉剂，是日本保土谷公司配方的综合优化型，它用复合微量元素平衡原理，来克服碳酸钙的单盐毒害而造成的出苗率下降和早衰，增添了保水剂及植物生长调节剂，从而取得快速生根发育和结实的良好效果。即稻种浸种催芽后，用过氧化钙主成分包衣的种衣粉剂，形成如花生衣形状的外壳，可直接成株成行地播入湿润稻田土中，在两个月之内缓慢放氧，满足稻种快速发芽和根系发育的需求，节省了育苗、移植插秧等花费的人力、物力、财力和时间，结果比育苗插秧省工30%～40%，省种、省水、省肥各约10%，综合成本降低20%～30%，另可平均增产10%以上（5%～35%）或持平，比以往直播法增产20%～40%，稻谷出米率高，味美可口。该成果已通过专家鉴定和科技部全国试点推广，凡除草剂和直播机配套且农技操作到位的试点，均取得了显著的增产效果，但因与推广工厂化育苗和机械抛秧相抵触，且中试厂又未能获得农药定点资质，无法正式生产应用而被迫搁浅。
上述水稻种子处理剂，还可在浸种消毒的同时，培养稻种抗寒和抗盐碱等的抗逆能力，而后再用粉剂包衣，防病除害，促成苗齐匀健壮。此外，还通过改革工艺，提高过氧化钙原粉含量和产品规格，更换供氧源等综合措施来提高包衣质量和产品效果。
水分、温度和氧气，是任何作物种子萌发缺一不可的必备条件。土壤中的水分和温度可以人为控制和把握。空气中含约20%的氧气，但水中最多只能溶解15 ppm氧气，而土壤中几乎为零，显著影响种子的萌发和出苗，上述水稻种子处理剂，就是解决稻种在土壤中也能发芽出苗的难题。对氧的反应十分明显的还有其它作物种子，如麦类、玉米、大豆、番茄、甜菜等种子，可探索浸种引发，而后用综合功能的种衣剂包衣，以进一步挖掘它们的增产潜能。
4 种子处理剂的配方组成及选择
（1）杀菌剂
防治各种作物种传和土传病菌及苗期病虫害是种子处理剂的首要目标，如水稻的恶苗病、干线虫病、稻瘟病、纹枯病、白叶枯病和胡麻斑病等，其它作物有自身常发的病害，应选用对路且在土壤中较稳定的某些安全的杀菌剂，同时应兼顾土壤立枯病、青枯病、枯萎病、茎枯病、根腐病、根肿病、猝倒病防治。如咯菌腈、噻呋酰胺、硅噻菌胺、啶酰菌胺、氟啶胺、嘧菌酯、三氮唑核苷、灭锈胺、克菌丹、多菌灵、甲基立枯磷、噁霉灵、戊唑醇、噻菌灵、己唑醇、嘧菌环胺、福美双、腈苯唑、腈菌唑、灭菌唑、咪鲜胺、萎锈灵、异菌脲、苯醚甲环唑、种菌唑、土菌灵、粉唑醇、精甲霜灵、拌种灵、三唑醇、烯唑醇、抑霉唑、多抗霉素、武夷菌素、春雷霉素、荧光假单胞杆菌、几丁聚糖、氨基寡糖素、葡聚烯糖、寡雄腐霉、腐植酸、木霉菌、甲哌鎓、三乙膦酸铝、五氯硝基苯、氧化亚铜、乙蒜素、浸种灵等，以及其它低毒性杀菌剂都可以选用。
（2）杀虫剂、驱鼠剂及驱鸟剂
杀虫剂主要防治地下害虫、线虫（病）及小麦吸浆虫及苗期蚜螨，小麦、玉米、大豆、花生及蔬菜等旱田作物种衣剂中，根据地域情况酌情添加。由于杀虫剂、杀鼠剂容易造成虫鼠和种子的两败俱伤，应选择兼备触杀、熏蒸和胃毒或驱避、拒食作用、性能稳定的广谱农药品种。内吸性药剂对苗期病虫也有效。如吡虫啉、噻虫嗪、呋虫胺、氟虫腈、丁虫腈、吡蚜酮、阿维菌素、杀螟丹、毒死蜱、辛硫磷、印楝素等。有明显驱鼠效果的品种为放线菌酮、福美双、稻瘟灵、萘酚、噻酚、薄荷等，部分农药对老鼠也有一定兼治效果。三氧化二铁可驱避麻雀。
（3）微肥、植物生长调节剂及诱抗剂
种子萌发所需的营养及能量是靠自身贮存物的生化反应代谢物来提供的，而这些生化反应又要硼、锌、锰、钼、铜、铁、镁、钴等微量元素（＜0.05%）参与催化。各种作物对微量元素需求和承受量不等，如禾本科作物对锰的需求量大于豆科、茄科、十字花科作物，而双子叶作物对硼的需求量大于单子叶作物，水稻对硅的需求量大于番茄，北方易缺锌、锰、铁，南方易缺硼、钼、钒，必须因作物和土壤而异，应以易被吸收利用的络合态或螫合态等形式，在安全量范围内添加。氮、磷、钾、钙、镁、铁等大中量肥源，已在土壤基肥中，只有地上部生长需用时补给。稀土元素、氨基酸肥、固氮菌等亦可选用。
植物生长调节剂及诱抗剂，可促进根系和幼苗早生快发，提高光合作用效率和抗逆性，加速营养生长和生殖生长，对提高作物产量和品质具有重要作用，与肥料配合一般可产生协同效应。苄氨基嘌呤、硅丰环、吲哚丁酸、复硝酚、烯效唑、萘乙酸、胺鲜酯、水杨酸、脱落酸、茉莉酸、壳聚糖、海藻糖等可以选用。
（4）除草剂
目前，除草剂在种子处理剂中的应用较少，苄嘧磺隆可用于水稻种衣剂中，对于转基因的作物种子可试用草甘膦、草铵膦、2,4-滴、麦草畏等除草剂于相应种衣剂中，其它除草剂均要加入安全剂或某些除草剂混合，在充分试验后方可选用，绝不可冒然或勉强而为之。种衣剂中的安全剂也可免受残留于土壤中的除草剂危害。
（5）保水剂及赋形剂
在粉体种衣剂中，选用高分子吸水剂和比表面积或阳离子代换量大的白炭黑、硅藻土、凹凸棒土、珍珠岩粉、轻质碳酸钙、膨润土、泥炭、钙镁磷肥、硼泥、磷石膏等作为保水剂及赋形剂。人工合成的高分子吸水剂多为聚丙烯酸类和聚淀粉衍生物类，性能优异，用量小，目前价格较昂贵，不常选用。
（6）成膜剂及粘结剂
成膜剂及粘结剂是种衣剂均匀、快速、牢固成膜成型，而又能膨胀、裂缝或露孔，不影响种子吸水通气的主要物质。成膜剂及粘结剂多为高分子有机黏性化合物，其中聚丙烯酸和聚乙烯脂肪酸的聚缩合物、淀粉类共聚衍生物、纤维素衍生物、天然胶、海藻酸、甲壳素、高级醇、高级脂肪酸及它们的接枝聚合物或混合物、膨润土、石膏、硅酸铝镁、蜡类、松香等动植物胶等，根据种衣剂性能要求，均可对应选用。
（7）刺激感知反应物
与医药个体用药不同，农药的施用方式是群体施药，其结果是喷出的绝大部分农药散落在土壤、大气和无病虫的作物部位，这是造成农药巨大浪费和农产品及环境污染与抗药性飚升的主要根源，因而准确定向、定量、定时用药，是实现农药制剂环保化的理想目标，是实现农业可持续发展的必然选择。而刺激感知反应物就是实现目标中信息表达的开关和媒介。刺激感知反应物，即对环境刺激敏感的化学物质。当外界温度、水分、二氧化碳、光照、酸碱度、外袭物分泌物、植物体反应代谢物及酶系统等变化时，这些包覆或与农药结合的高分子均聚物、共聚物、嵌段或接枝聚合物、共混物等，发生氢键断裂、溶胀或体积、物相、渗透压等的突变，来控制药物的定时、定向释放。如温度敏感物聚乙烯甲醚、N,N-二甲基丙烯酰胺、聚N-异丙基丙烯酰胺；酸碱敏感物壳聚糖聚环氧化合物、壳聚糖聚丙烯酸、甲基丙烯酸葡聚糖酯、甲基丙烯酸酯聚合物、聚2-乙基丙烯酸；光敏感物叶绿素、呋喃香豆素及三苯基甲烷氰基与聚N-异丙基丙烯酰胺聚合物；时间敏感物，聚乳酸、聚氨基酸；靶向敏感物β-环糊精两性物、两性嵌接共聚物、纳米释药载体、传导载体及激素、引诱剂等，它们是药物使用智能化技术的重要资材，需要不断研制和发现。
其他种衣剂剂型要求的湿润、分散、悬浮和稳定性能所需的助剂及辨别色素（染料或颜料）等按需添加。
上述诸多辅助剂均在不断发展和创新，在无高性价比助剂之前，也可在广泛的化工及相关行业内寻找类似物和复配制品。同时，也不宜在一个配方中添加太多物质，应根据制剂个性化总体设计要求，加以选择和分步实施，而且尽量做到一物多用，最好是加入物都兼备生物活性，这样既能节省原料，又可减少多成分间的相互干扰，但关系产品质量和效果的组分不能偷工减料，常还需用复配组分加以解决。
种子处理剂的最大风险是药害造成的缺苗、毁苗，而药害的主要根源是配方组成、原料质量及杂质和加工制作质量。一定要经过周密反复的物理、化学实验和生物试验鉴定，保证绝对安全后方可上市应用。
5 作物种子物理性状与剂型选择
不同作物种子的外形和种皮性状差异很大，常见作物中如水稻种留种壳，棉花留绒毛，玉米、大豆、花生外种皮光滑，油菜、甜菜、蔬菜、烟草、花草种子是无规小粒、形形色色，它们附着药剂的难易度不同，应选用易于附着药剂的一种或多种处理方法，如玉米、大豆、花生也可用速干液体剂包衣，棉花及某些蔬菜种子，可先浸种或湿润而后用粉体剂包衣成壳成丸。另外，单子叶作物种子发芽出苗后种子总保留在土壤中，能长时间发挥种衣剂作用，而双子叶作物发芽出苗时种子被顶至土壤上部或地面，种衣剂作用发挥不充分。若有必要，可同时用缓释药肥予以弥补。对于不宜包衣或需要移植的大蒜、韭菜、大葱、甘薯、马铃薯、烟草等作物或地下害虫、线虫或杂草十分严重的地块，也需要土壤处理剂的密切配合。缓释性载药粒肥也有文章可做，在种子处理剂容易出现安全问题时，由于作物根系的向肥性，药剂也可被作物吸收，而发挥类似种衣剂的作用。
总之，从长远看，作物的“地下工作”比“地上工作”更有发展前途，因此，在尽可能改善“地上工作”的同时，高瞻远瞩地开展“地下工作”，从而超前地跨进更高水平施药技术的理想彼岸。
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