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试论种子处理技术与作物价值的提升（下）

花匠小妙招
2024-11-23 21:44

悬浮种子处理剂（FS）的组成

悬浮种子处理剂定义是将水不溶的固体农药有效成分，藉助于加入表面活性剂（润湿剂和分散剂）和添加剂（抗冻剂、消泡剂、增稠剂、成膜剂和安全剂）等加工成微细颗粒（一般粒径＜8μm）分散悬浮在水中，形成稳定带色的悬浮液体制剂。

FS用于种子包衣与其他种子处理剂（DS、WS和LS）相比有如下优点：

（1）不使用任何有机溶剂，而用水作介质，生产中避免易燃、易爆和中毒问题。

（2）无粉尘产生，对操作者和使用者安全，并对环境有利。

（3）可加工成较高含量的制剂，节省贮运和包装成本。

（4）种子处理后药液分布均匀，出苗率高。

（5）种子处理后药液不分离，脱落率低。

（6）种子处理后成膜性好，透气性好，提高出苗率。

（7）药液粒径比DS和WS更细，药效较高。

一般FS有如下组成：农药有效成分、润湿剂、分散剂、抗冻剂、消泡剂、增稠剂、成膜剂、安全剂，然后用水补足到100%。

当然，不仅限于这些，还可以包括其他的添加剂，如粘合剂、肥料、微量元素和其他辅助剂等。

1. 农药有效成分

根据需要可选用的农药有效成分包括杀菌剂、杀虫剂、植物生长调节剂等；不论它们是单剂还是混剂，都可以加工成悬浮种衣剂，但一般加工的农药有效成分以杀菌剂和杀虫剂居多。

对所用的农药有效成分要求基本类同于加工悬浮剂农药有效成分的要求：

（1）农药固体有效成分的熔点应>60℃，以保证农药有效成分在砂磨中不被熔化，呈颗粒状，便于研磨成微细粒子。

（2）在水中有低的溶解度，一般在20～40℃条件下最好低于200mg/L（当然上述要求并非绝对）。

（3）农药有效成分在化学上是稳定的（如在水中不水解和光照时不分解）。

2. 润湿剂和分散剂

润湿剂使用的目的是帮助排除农药有效成分粒子表面上的空气，便于加快粒子进入水中的润湿速度，使粒子迅速润湿。

分散剂主要为了提供粒子分散和阻止研磨粒子的絮凝和凝聚，保证粒子呈悬浮状态。

3. 抗冻剂

加入抗冻剂，增加悬浮种子处理剂承受的冻熔能力，提高制剂的低温稳定性。

4. 消泡剂

悬种子处理剂是水基性制剂,加工时由于加入表面活性剂，在生产和稀释产品时，会产生泡沫。泡沫将给加工带来诸多不便(如生产中产生冲料，降低生产能力和不易计量)，而且还会影响用户使用和药效，所以加入消泡剂是必要的。

5. 增稠剂

增稠剂用在悬浮种子处理剂中，主要是为了调整制剂的流动性，防止分散的粒子因受重力作用产生分离和沉淀，得到良好的长期贮存产品。

6. 成膜剂

成膜剂主要功能有：（1）空气和适量水分通过,维持种子生命的功能。（2）种子播种后，土壤中种子表面包衣的膜吸水膨胀而不被溶解，同时允许种子正常发芽，出苗生长。（3）使所含农药（和种肥等）物质能缓慢释放，确保较长时期防治病虫害的侵袭和促进幼苗的生长，增加作物的产量。

7. 其他添加剂

（1）防霉剂

当使用改性淀粉和黄原胶等用作增稠剂时，加入防霉剂是必需的，它可避免因受到细菌分解而失去作用。

（2）pH调节剂

主要为了调整悬浮种子处理剂中达到农药有效成分合适的pH值范围，确保农药不被分解。

（3）安全剂

安全剂（亦称警戒剂）主要是为了专门标记悬浮种子处理剂产品，起警戒作用（与未包衣的种子有区别），一般可加入有颜色的染料或颜料作安全剂。

（4）稳定剂

加工过程中因农药有效成分含量低带进杂质或加入各种助剂成分，有时会影响制剂化学稳定性。加入稳定剂是为了提高农药有效成分的化学稳定性和制剂质量。

（5）激素和肥料

它们的加入，主要为了加强种子的生长和营养。但应该考虑它们的加入不会影响制剂的相容性和稳定性，这样才能添加。

悬浮种衣剂加工影响因素

1. 粒径和粒径分布

悬浮种子处理剂是将水不溶的固体农药有效成分经研磨加工成微细颗粒，分散并悬浮于水中带色稳定的液体制剂。由于粒子受重力的作用，其悬浮液倾向于分层和沉降（即水上浮，悬浮粒子下沉）。按经典的Stokes公式可知球形粒子的沉降速度与粒子直径平方成正比；粒子大易下沉，对贮存不利，且因而粒径控制在＜8μm是合适的，且加工悬浮剂粒径一样是可以做到的。

此外，粒子的粒径分布控制也很重要，因为悬浮种子处理剂体系属于热力学上不稳定体系，在很长时间内可以保持稳定。但由于粒子大小与其溶解度有关，随着时间的推移，会表现出粒子大小分布朝较大粒子方向移动，这种依靠消耗小粒子形成大粒子的过程称为“奥氏熟化”。通过研制得到窄的粒径分布可以减少奥氏熟化的影响，为此对粒子的粒径分布控制较窄是有利的。粒径和粒径分布可以用激光衍射粒度分布仪快速测定来保证其品质。

2. 悬浮种子处理剂的稳定性

悬浮种子处理剂除了粒子受重力影响倾向于分层和沉降之外，更多的不稳定性由以下因素使悬浮种子处理剂变得不稳定。一是由粒子的布朗运动而引起粒子间的碰撞产生絮凝和凝聚；二是由粒子的色散力和范德瓦的吸引力导致的不可逆凝聚和聚结；三是受“奥氏熟化”作用，导致粒子在贮存中结晶长大。

若悬浮种子处理剂变得不稳定，其外观表现出严重析水，致使药液分离。使用这种悬浮种子处理剂将有以下后果：

（1）导致包衣后种子上农药有效成分药液分布不均匀，对种子出苗率有很大影响。

（2）有的种子因沾药过多可能会产生药害。

（3）有的药液甚至会产生结块从而影响使用。

为了防止粒子的絮凝、凝聚和聚结，必须使粒子得到很好的分散，保证粒子呈悬浮状态。

因此选择好表面活性剂是十分重要的，既可选用提供静电斥力的离子型分散剂，也可选用提供空间位阻效应的非离子型分散剂，甚至有时可选用提供静电斥力和提供空间位阻效应兼有的聚合表面活性剂分散剂则效果更佳。关于表面活性剂的选用可以参考悬浮剂（SC）使用的分散剂。

3. 悬浮种子处理剂的粘度

粒子因受重力的作用，悬浮液倾向于分层和沉降。按经典的Stokes公式可知球形粒子的沉降速度除了与粒子直径平方成正比之外，还与分散介质的粘度成反比。通常悬浮种子处理剂中粒径在1~8μm，再要改变粒径来降低粒子的沉降速度的影响已很小。加入增稠剂，如聚乙烯醇、海藻酸钠、羧甲基纤维素、黄原胶和水溶性高分子化合物，可增加分散介质的粘度，降低粒子之间碰撞几率，明显阻止和延缓粒子沉降速度，从而改善悬浮种子处理剂的分层和沉降。

另一方面，悬浮种子处理剂是用来包覆种子的，必须要有一定的粘度，使种子在包衣运动的转盘上滚动而能均匀地包衣。为此悬浮种子处理剂的粘度必须控制在一定的范围内，粘度太大，包衣困难；粘度太小，种子不易包上。此外，悬浮种子处理剂需要用水稀释使用，也需要控制粘度以保证它在倒入水中时，能自发地或稍加搅动即能进行分散。

有时，悬浮种子处理剂加工时，粘度增加过大影响到原药粒子在介质中的分散，给加工带来困难，甚至会出现无法使用的情况，这时可以通过选用良好的分散剂体系，在介质中提供满意的分散。例如，谢红璐等研究选用聚萘磺酸盐与非离子表面活性剂（质量比3∶1）复配体系，能得到较好的协同效果，对15%福·克·酮种子处理剂（玉米）、17%多·克·酮种子处理剂（小麦）、15%多·福·酮种子处理剂（棉花）悬浮率达到90%以上，高于单一组分及其他阴离子分散剂体系。加入适量的非离子表面活性剂将改善聚萘磺酸盐体系的高温悬浮稳定性，并减少其粘度的变化。

一般悬浮种子处理剂的粘度应控制在800mPa·s以下，更好地在200~ 600mPa·s，视包衣种子类型不同而变，选择的增稠剂可参考悬浮剂使用的增稠剂。

4. 成膜剂

成膜剂对开发悬浮种子处理剂是一个重要的关键因素，好的成膜剂具有如下的特点：

（1）种子能平滑均匀地包衣，所包的膜能透过空气和适量水。

（2）不但对种子发芽没有影响，而且能使种子发芽速度均匀，能最大限度发挥药效。

（3）在种子处理（包装，运输和贮存）过程中，不会有碎屑和粉尘产生。

（4）包衣后膜均匀，不易脱落，种子间不会形成团粒，尤其是在较高温度和潮湿环境下不会发生粘结。

（5）处理包衣种子时的沉积物很容易从设备中清洗掉。

（6）经过包衣的种子有良好的种植性。

不同的作物种子，种植方式和包衣方式对成膜剂的要求也是不同的。例如水田和旱田种子处理剂的成膜剂就不一样，如水稻种子在播种前农民一般需浸种1~2天催芽，因此包衣的种子在浸种后，膜不能在水中很快地溶解，而只能溶胀；而包衣膜必须能透过空气和适量水，才能保证不影响种子的发芽，因此选好成膜剂是关键。采用测定膜的耐折性考察成膜强度，最终以包衣种子脱落率的方法来综合考察成膜剂的性能。

国内常用的成膜剂有聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、羧甲基纤维素、阿拉佰树胶、明胶、黄原胶、淀粉和具有粘结性和成膜性的高分子聚合物。上述许多使用成膜剂品种也适合作增稠剂，一般粘结性较强，但成膜性差（强度和耐磨性）；而使用高分子聚合物，经水解得到具有一定粘度的液体，选用时有一定困难。若选用粘结性较好品种时，其成膜强度较低、产品流动性差、成膜不均匀、耐磨性能差、容易成粉状脱落；反之成膜强度高的品种粘结性差，膜与种子亲和力差，容易成片脱落。目前高分子聚合物大多选用均聚物、共聚物、缩聚物和嵌段共聚物的高分子聚合物品种作为成膜剂；这种成膜剂能兼顾粘结性和强度的要求，得到如脱落率、包衣均匀性、难磨性、粘度和流动性等方面满意的性能。

一般说来，很多国外公司开发的成膜剂，往往是商业机密，在技术上进行严格控制和保密，一般是不公开的。虽然如此，这些成膜剂大多为聚合物类，其较好的类型有聚乙烯基吡咯烷酮均聚物、烷基乙烯基吡咯烷酮共聚物、乙烯醋酸酯/乙烯基吡咯烷酮共聚物、乙烯基醚/马来酸酐共聚物、聚乙烯基脂肪酸或芳香环酯、聚乙烯醛类树酯和聚丙烯树酯类。由于它们性能好，不易脱落，一般用量较少，但是价格昂贵。

壳聚糖是甲壳素脱乙酰的产物，在农业中广泛被用作杀菌剂、杀虫剂、果蔬保鲜剂以及可降解地膜和种子处理等应用。用作种子处理使用可提高种子发芽率、增强苗的抗病能力、提高作物产量，而且对人畜无毒害和对环境无公害。

国内曾有用壳聚糖作为20%克·福悬浮种子处理剂成膜剂的研究应用报道。结果表明，成膜时间均高于现用的成膜剂的成膜时间；质量分数在2.5%以下时，室内测定使用成膜时间在20 分钟之内；其包衣种子的脱落率在10%左右，包衣均匀度在95%以上，包衣覆盖率为86.8%~91.8%符合农业部关于种衣剂质量要求。

5. 安全剂

国际上对不同作物，有不同的颜色作为警示，以区分类别。通常地，谷物种子是红色，水稻是黄色，棉花为黑色，瓜菜为紫、蓝、绿色。安全剂色料已由原来用的染料改用颜料，有时还可增加莹光色料，对检查包衣的均匀度有利或为了满足不同作物种子包衣的需要。

对同一种作物使用同样的色料，其外观色泽度往往与悬浮种子处理剂的粒子细度有关（国外样品一般显得较亮丽）；通常粒子细度越细，则色泽亮，牢固度强，稀释时也不易变淡。虽然如此，一般不会影响使用效果的。

悬浮种衣剂的生产

1. 悬浮种子处理剂的制备

悬浮种子处理剂的制备主要分成两部分：一是农药有效成分的粒径大小先通过320目筛过滤（否则，先经过预磨）。二是按配方量（如同做SC一样）进入砂磨机砂磨，经过砂磨后一定时间，通过激光粒度分布仪测定粒径及其粒径分布，直到粒径＜8μm，并控制粒径分布(最好90%在2～5μm），得到均匀和合格的悬浮物料，经测定各项质量指标，合格后即为成品。

2. 悬浮种衣剂的砂磨设备

在悬浮种子处理剂的生产中，除了按配方投料之外，选择合适的砂磨机很重要，一般有立式和卧式砂磨机两种，都能使用。国内生产悬浮剂使用的连续密闭卧式砂磨机，都可用来生产悬浮种子处理剂；在国际上一般都使用瑞士的Dyno-mill、CoBall-mill和比利时Super-mill等连续密闭砂磨设备来生产悬浮剂和悬浮种子处理剂，砂磨时间短、效率高、安全性强，可以保证达到所要求的粒径和粒径分布。

3. 悬浮种子处理剂的质量检验

参照SC产品检测方法，对悬浮种子处理剂各项性能指标进行测定，如农药有效成分含量分析、悬浮率、流动性、稀释稳定性，尤其是高温和低温下贮藏稳定性试验等。

当使用悬浮种子处理剂针对某一种子进行包衣后，还需进行成膜性测定、种子的小样包衣和包衣脱落率测定试验；最后再进行种子的发芽试验，只有当发芽率合格后，悬浮种子处理剂才能成为（真正的）合格产品，允许进入市场。

4. 悬浮种子处理剂研制比例

（1）王凤芝等研制15%克百威·戊唑醇悬浮种子处理剂，用羧甲基纤维素作成膜剂，黄原胶为增稠剂，玫瑰精作安全剂，得到的优化配方：克百威14%、戊唑醇1%、烷芳基聚氧乙烯聚氧丙烯醚1%、苯乙烯苯酚甲醛树脂聚氧乙烯醚磷酸盐3%、黄原胶0.2%、成膜剂0.2%、乙二醇5%、玫瑰精0.5%、正辛醇0.5%、水补至100%。测试结果表明，产品悬浮率在90%以上，热贮［（54±2）℃，14天］分解率小于5%，种子包衣质量比1∶150包衣均匀，粘度为580~ 590mPa·s，包衣脱落率小于2.5%。

（2）夏红英等研制28%吡虫·多悬浮种子处理剂，以海藻酸钠为成膜剂，明胶为增稠剂，未加安全剂。用正交设计法，确定配方组成：15%吡虫啉、13%多菌灵、3%TX-6、2%明胶、0.5%海藻酸钠、5%乙二醇、1%农乳600#、3%高岭土、水补至100%。通过技术指标测定，各项指标均符合悬浮种子处理剂的标准要求，产品悬浮率在90%以上，包衣脱落率小于8.9%（大部分在4.5%~5.8%）。

（3）崔勇等研制的10%顺式氯氰菊酯·戊唑醇悬浮种子处理剂用10%PVA-1799作成膜剂，硅酸铝镁为增稠剂，得到最终配方：顺式氯氰菊酯7.5%、戊唑醇2.5%、EL-80 5%、10% PVA-1799 15%、NNO2%、乙二醇5%、警戒色3%、自来水补至100%。通过技术指标测定，各项指标均符合悬浮种子处理剂的标准要求，产品悬浮率在95%以上，粘度240~280mPa·s，包衣脱落率小于6.6%。

（4）李慧明等采用湿法研磨工艺，通过对润湿分散剂、增稠剂、成膜剂等进行筛选和优化，研制得到18%噻呋·噻虫胺悬浮种衣剂的优化配方。其最佳配方为：噻虫胺15%、噻呋酰胺3%、硅酸镁铝1.3%、SC-2728（聚羧酸盐）3%、SP-SC（高分子双亲型）31.5%、DP1000（聚羟酸盐）1.5%、GY-W07（阴离子）1.5%、SK423（醋酸乙烯酯聚合物）3%、丙二醇5%、柠檬酸0.2%、有机硅消泡剂0.2%、红色警戒色1%，水补足至100%；按配方制备18%噻呋·噻虫胺悬浮种衣剂进行冷贮和热贮稳定性试验均合格，pH值7.1，黏度670mPa·s，噻呋酰胺悬浮率95.30%，噻虫胺悬浮率94.72%，包衣均匀度97%，包衣脱落率2.15%，噻呋酰胺分解率0.33%，噻虫胺分解率0.80%，各项技术指标均达到悬浮种衣剂标准要求。

悬浮种子处理剂应用效果

（1）候生英等用3%苯醚甲环唑悬浮种子处理剂（先正达公司产品）防治小麦全蚀病。田间药效试验表明，3%苯醚甲环唑悬浮种子处理剂以400～600mL/kg种子包衣可以提高小麦出苗率，减少种子用量，而且对小麦安全。3%苯醚甲环唑悬浮种子处理剂500mL/kg种子包衣对小麦全蚀病的防效（苗期97.65%、孕穗期85.47%、乳熟期77.61%）、产量（增产率23.74%）均优于15%三唑酮WP防效（苗期94.12%、孕穗期70.91%、乳熟期66.06%）、产量（增产率15.18%）。

（2）陈付琴等用6%戊唑醇悬浮种子处理剂防治小麦纹枯病和散黑穗病，6%戊唑醇FS对小麦纹枯病有良好防效，而且对小麦安全。每100kg麦种用6%戊唑醇FS有效成分2、3、4g，冬前防效分别为72.3%、80.2%和81.7%，拔节期防效分别为62.3%、69.4%和76.1%，乳熟期防效分别为58.5%67.2%和71.7%。经Ducan's新复极差测验，每100kg麦种用6%戊唑醇FS有效成分3g，与用立克秀（2%戊唑醇WS，德国拜耳公司产品）有效成分3g的防效相当。

用6%戊唑醇FS防治小麦散黑穗病效果明显，防效均在90%以上。按100kg麦种用6%戊唑醇FS有效成分2、3、4g拌种包衣，防效分别为91.1%、93.9%和95.9%；立克秀（2%戊唑醇WS）有效成分3g的防效为95.2%，两者差异不显著。

用6%戊唑醇悬浮种子处理剂防治小麦纹枯病和散黑穗病作用显著。每100kg麦种用6%戊唑醇FS有效成分2、3、4g分别比空白对照增产23.4%、33.9%和35.7%；用6%戊唑醇FS有效成分3g处理的产量分别与3g处理的立克秀相当。

（3）朱桂梅等用25%丙硫·克百威悬浮种衣剂防治水稻干尖线虫病。25%丙硫·克百威悬浮种子处理剂每公斤种子4mL、8mL包衣水稻种子，对水稻种子的发芽和出苗没有影响，水稻苗显著高于对照；实际产量、穗长、每穗实粒数都显著高于不用药处理。该悬浮种子处理剂（浸种处理）对于干尖线虫病的防效（94.48%和94.10%）以及悬浮种子处理剂8mL/kg干播防效（95.29%）均高于95%杀螟丹可溶粉剂6000倍浸种处理的防效（92.80%）。

（4）崔勇等用10%顺式氯氰菊酯·戊唑醇悬浮种子处理剂防治玉米丝黑穗病。田间药效试验结果表明，10%顺·戊悬浮种子处理剂用于玉米种子包衣，药-种子质量比1∶150、1∶200、1∶250，对地下害虫防效（按保苗率计算）分别为73.3%、65.0%、68.3%，与对照药16%克福·醇种子处理剂（药-种子质量比1∶50）对地下害虫防效68.3%相当；10%顺·戊悬浮种子处理剂对玉米丝黑穗病防效各处理均为100%，与对照药16%克福·醇种子处理剂（药-种子质量比1∶50）对地下害虫防效100%也相当。试验药剂处理区玉米生长正常，未见药害症状出现。

（5）李慧明等研制18%噻呋·噻虫胺悬浮种衣剂药剂，通过花生种子的拌种处理，进行田间蛴螬防效试验，其防效为90.59%，虫口减退率为93.66%，分别优于对照药剂600g/L吡虫啉FS（防效为81.55%，虫口减退率为88.38%）、8%呋虫胺FS（防效为82.08%，虫口减退率为90.49%）和18%氟腈·毒死蜱FS（防效为78.46%，虫口减退率为89.44%）的防效。

（6）赵加涛等采用30%噻虫嗪悬浮种衣剂FS（瑞士先正达公司产品），选用保山大面积推广的多棱品种保大麦13号，分别采用20、30、40、50、60 mL30%噻虫嗪FS伴10kg大麦种子防治蚜虫。结果表明，不同剂量30%噻虫嗪FS伴种处理能有效控制蚜虫对大麦的危害，蚜虫发生初期防效为100%，蚜虫增长期防效为70.6%～99.1%，蚜虫盛发期防效为40.8%～78.8%，且持效期长达5个月。每10kg种子采用20《农药市场信息》传媒50mL30%噻虫嗪FS拌种处理，对大麦出苗率均无显著影响，对大麦生长较安全，对大麦产量及产量构成因素具有积极作用。有效穗增加7.5万～28.5万穗/hm2，穗实粒数增加0.7～2.7粒，千粒重增加1.3《农药市场信息》传媒3.1g，产量增加933《农药市场信息》传媒1200kg/hm2。

结语

当今国内外，都非常重视和关注农业的持续增长，并从环境保护角度，十分注重种子处理的包衣；从而改善种子的质量，兼治病、虫、害和保证全苗来增加种子的附加值。

种子处理剂可由种衣剂工厂按配方和加工工艺直接制成最后产品，使包衣种子达到良种化、标准化和商品化。可避免用户临时使用农药伴种和浸种出现失误以及导致药害和人畜中毒，符合我国大力提倡少喷药、少投入、多产出、高效和优质的农业要求。

悬浮种子处理剂是当今使用最广泛、应用最安全和环保、最经济、效果最好的种子处理剂类型，相比于其他类型的种子处理剂，在国内外占有率在90%以上，是国内外种子处理剂发展的方向。目前应该大力提倡研发高效、低毒、安全、经济和适合各种作物的悬浮种子处理剂品种，以满足国内市场的需要。

（本文刊登于《农药市场信息》杂志2023年第14期本期专稿与第15期农药论坛，欲知更多精彩内容，欢迎点击下方电子书链接查看。）