超微粉型油菜種衣劑的篩選及理化性能研究

摘 要：為了篩選超微粉型油菜種衣劑的合適配方，探明其理化性質，為新型油菜種衣劑的創制與應用提供參考，用3個自研超微粉型油菜種衣劑包衣油菜種子，通過發芽試驗與理化檢測，研究了超微粉型油菜種衣劑合適的配方、藥種比及其理化性能，并與進口種衣劑進行了比較。結果表明：在自研超微粉型油菜種衣劑WFZ-5、WFY-1和WFW-6中WFY-1為最佳配方，其最佳藥種比為1：300；WFY-1的pH 6.89，粘度為12.3 mPa/s，成膜時間7.8 min，包衣均勻度為95.5%，包衣脫落率為3.1%。WFY-1理化性能良好，能促進油菜生長，提高成苗率和苗素質，其綜合效果優于進口種衣劑SLS。

關鍵詞：種子包衣；超微粉型種衣劑；油菜；配方篩選；理化性質；苗素質

中圖分類號：S351.1，S565.4 文獻標志碼：A 論文編號：2013-0852

Abstract： This study aims to create a kind of superfine powder rape seed coating agent as reference for the research， application， and evaluation of new rapeseed coating agents through the screening on the three self-made superfine powder rape seed coating formulas to detect the best formula and coating ratio， and the physical and chemical properties based on the indoor germination emergence and seedling quality test. The results showed that the WFY-1 was the best formula with the optimized agent and seed ratio of 1： 300， pH value of 6.89， the viscosity of 12.3 mPa/s， forming-film time of 7.8 min， coating uniformity rate of 95.5%， and coating detached rates of 3.1%， which led to the conclusion that WFY-1 could promote germination， enhance adult seedling rate， and improve seedling qualities of capsicum seeds with the outstanding physical and chemical properties， and the general effects of this capsicum seed seed-coating agent were better than those of the import agent used in this experiment.

Key words： Seed-coating； Super Micro-powder Seed-coating Agent； Rape； Formulation Selection； Physico-chemical Properties； Seedling Quality

0 引言

種子包衣是一項新型農業高科技技術，是作物物化栽培技術的重要組成部分[1]，是實現作物良種標準化、加工機械化、播種精量化、栽培管理輕型化以及農業生產增收節支的重要途徑[2]。種衣劑自誕生之日起就受到許多國家的關注，歐、美、英、日等國相繼開發出了各自的作物種衣劑并廣泛應用于農業生產[3-5]。中國種衣劑的研制雖起步較晚，但發展較快[1，6]，已涵蓋糧、棉、油等多種作物。

就油菜種衣劑研究而言，國外文獻研究報道甚少，Borovko等[7]報道用單一的殺蟲劑或殺菌劑來防治春油菜的病蟲害，Magnier等[8]研究出的一種谷類作物種衣劑適用于油菜。國內有關油菜種衣劑的研究報道較多，張登峰[9]應用衛福種衣劑、適樂時懸浮型種衣劑、0.15%蕓苔素內酯包衣（拌種）油菜種子，發現這3種種衣劑均能提高油菜苗素質，但防蟲功效不明顯。時書玲[10]、蔣植寶等[11]報道應用25%種衣劑‘油菜2號’包衣油菜種子有抑制出苗的作用。張穎等[12]發現20%多福油菜種衣劑的抗蟲持效期不長；浙江省種子公司研發的生物型油菜種衣劑ZSB-RP[13]已推廣應用，結果顯示，ZSB-RP能提高油菜苗素質，對后期產量有良好效果，但對油菜苗期病害防效不大，且對出苗有一定抑制作用。李永紅等[14]還指出應用該生物型種衣劑包衣種子操作步驟繁雜。毋玲玲等[15]、李永紅等[14]在利用HN-3和AL 2種丸化種衣劑處理油菜種子時發現，丸衣不易吸水崩解導致油菜種子的發芽勢和發芽率明顯降低，且防病蟲效果不明顯。熊遠福等[16]運用高分子復合成膜材料與緩釋技術研制出的丸化型油菜種衣劑XYW-1，經過3年試驗示范表明，該種衣劑具有促進油菜生長、提高苗素質、增強抗逆能力、有效防治病蟲害、增加產量等作用，其功效全面、促進效果優于其他油菜種衣劑。超微粉型種衣劑的各成分粒徑小、比表面積和表面自由能很大，可以牢固地粘附在種子表面，活性成分持效期長；生產工藝簡單，藥種質量比大，可大幅度降低生產與運輸成本[17]。筆者在研制出超微粉型棉花種衣劑[17]的基礎之上，首次在油菜種衣劑領域提出“超微粉型”這一新劑型，運用高分子材料復合成膜理論與活性成分緩釋技術，初步創制出一種超微粉型油菜種衣劑。鑒于早期研究試用的種衣劑還存在著功效不全、持效期短、丸衣難裂解等問題[18]，且目前國內研發的懸浮型油菜種衣劑易分層沉淀、活性成分難以緩釋，藥種質量比低（1：50左右）、生產和運輸成本高[17]，中國目前所用油菜種衣劑主要依靠進口等現狀，旨在研發性能優良、成本低廉的新型油菜種衣劑，以期為新型油菜種衣劑的研制、應用及性能評價提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

1.1.1 油菜種子 ‘灃油966’為常規品種，湖南省春云農業科技股份有限公司生產。

1.1.2 超微粉型油菜種衣劑 WFZ-5，5.5%惡霉靈種衣劑；WFW-6，6.5%吡蟲啉種衣劑；WFY-1，10%吡·多種衣劑，湖南農業大學研制。

1.1.3 懸浮型種衣劑 SLS，2.6%適樂時種衣劑，藥種質量比1：500，瑞士諾華公司生產。

1.2 主要儀器

2000型分光光度計（尤尼科上海儀器有限公司）；LRH-150-G2型光照培養箱（廣東省醫療器械廠）；pHS-3C型酸度計（上海雷磁儀器廠）；NDJ-1型旋轉粘度計（上海恒平科學儀器有限公司）；DHG-9246A型電熱恒溫鼓風干燥箱（上海精宏實驗設備有限公司）；AX200型電子天平（日本島津公司）；LRH-36水浴震蕩器（上海精宏實驗設備有限公司）；BY300A小型包衣機（上海黃海藥檢儀器有限公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 包衣方法

（1）超微粉型種衣劑。準確稱取油菜種子，放入小型包衣機內，啟動包衣機，用微型噴霧器噴少許蒸餾水至種子表面均勻濕潤；按藥種質量比（藥種比）準確稱取超微粉種衣劑，緩慢加入包衣機內，至種子包衣均勻為止。取出包衣種子放入試樣篩內，在（40±1）℃烘箱內烘干。

（2）懸浮型種衣劑。準確稱取油菜種子，放入小型包衣機內，啟動包衣機；按藥種質量比準確稱取懸浮型種衣劑，用滴管將其緩慢加入包衣機內，至種子包衣均勻為止。取出包衣種子放入試樣篩內，在（40±1）℃烘箱內烘干。

1.3.2 發芽試驗及苗素質測定 所涉及的發芽試驗均采用砂床發芽法[19]，分別以各種衣劑包衣的種子為處理（T），以未包衣種子為對照（CK），每個處理設3次重復，每個重復取100粒種子置于發芽盒內，放入光照培養箱內，于溫度27℃、光照6000 lx條件下進行發芽試驗。按文獻[19-20]所述方法，播種后第5天測發芽勢，第8天測發芽率，第17天測成苗率，第18天測定苗高、莖粗、總根數、鮮/干重。

1.3.3 超微粉型種衣劑配方篩選 按照1.3.1所述方法，用3種自研超微粉型種衣劑WFY-1、WFZ-5、WFW-6，按藥種比1：300分別包衣油菜種子。按照1.3.2所述方法進行發芽試驗及苗素質測定，從3種自研超微粉型種衣劑中篩選出最佳超微粉型種衣劑。

1.3.4 超微粉型種衣劑藥種比篩選 用方法1.3.3中確定的最佳超微粉型種衣劑，分別按藥種比A（1：180）、B（1：300）和C（1：420）包衣油菜種子，按照1.3.2所述方法進行發芽試驗及苗素質測定，從而確定其最佳藥種比。

1.3.5 超微粉型與懸浮型種衣劑應用效果比較 用懸浮型種衣劑SLS和方法1.3.3、1.3.4中確定的最佳超微粉型種衣劑及其藥種比，分別包衣油菜種子，按照1.3.2所述方法進行發芽試驗及苗素質測定，比較2種種衣劑對油菜萌發、苗素質的影響。

1.3.6 種衣劑理化性能測定 按照文獻[21]所述方法，測定方法1.3.3中確定的最佳超微粉型種衣劑的pH、粘度、成膜性、成膜時間、包衣均勻度和包衣脫落率等理化指標，并與懸浮型種衣劑SLS進行比較。

1.4 試驗時間、地點

室內試驗于2012—2013年在湖南農業大學生命科學樓分析測試中心完成。

1.5 統計分析

試驗平行3次，結果為3次平均值，相關測試數據運用DPS V3.01數據處理軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 超微粉型油菜種衣劑的配方篩選

2.1.1 種衣劑對油菜萌發的影響 種子包衣的主要作用之一在于是否能促進種子的萌發和幼苗的生長。由表1可知，3種超微粉型油菜種衣劑與CK比較，WFY-1的發芽勢、發芽率均分別降低了0.9%，成苗率提高了0.8%；WFW-6的發芽勢、發芽率、成苗率分別降低了10.0%、9.8%、12.7%，且成苗率與CK比較有顯著差異；WFZ-5的發芽勢、發芽率、成苗率分別降低了8.6%、5.7%、16.2%，且成苗率與CK比較有顯著差異。可見，WFY-1包衣油菜種子對其萌發出苗無影響且能促進成苗；WFW-6、WFZ-5則對萌發、出苗、成苗等有一定的抑制作用。

2.1.2 種衣劑對油菜苗素質的影響 由表2可知，與CK比較，WFY-1的苗高降低了4.4%，莖基寬、總根數、鮮重、干重分別提高了10.5%、32.0%、44.8%、59.3%；WFW-6的苗高降低了23.9%，莖基寬、鮮重和干重分別提高了11.1%、43.0%、17.6%，總根數一致；WFZ-5的苗高降低了12.0%，莖基寬與其一致，總根數、鮮重和干重分別提高了16.0%、42.0%和14.5%；3種種衣劑的鮮、干重與CK比較均差異顯著；3種種衣劑之間比較，則以WFY-1為佳，其干重與另兩者的差異達顯著水平。可見，WFY-1、WFW-6、WFZ-5包衣油菜種子后均具有矮化、壯苗的作用，其中以WFY-1的促進作用更顯著。綜合可知，在3個自研超微粉型油菜種衣劑配方WFZ-5、WFY-1和WFW-6中WFY-1為最佳超微粉型油菜種衣劑。

2.2 超微粉型油菜種衣劑的藥種比篩選

2.2.1 藥種比對油菜萌發的影響 同一種衣劑的藥種比不同，其對油菜種子萌發的影響也不同。由表3可知：WFY-1的3種藥種比包衣油菜種子后，B促進萌發的效果要優于A和C。從發芽勢來看，B分別比A、C提高了7.0%、8.6%；從發芽率來看，B分別比A、C提高了4.4%、7.0%；從成苗率來看，B分別比A、C提高了10.8%、11.1%。

2.2.2 藥種比對油菜苗素質的影響 同一種衣劑，藥種比不同，對油菜苗素質的影響也不同。由表4可知：B提高苗素質的效果優于A和C，且差異顯著。從莖基寬來看，B分別比A、C提高了12.7%、16.9%；從總根數來看，B分別比A、C提高了30.3%、33.3%；從鮮重來看，B分別比A、C提高了7.0%、6.9%；從干重來看，B分別比A、C提高了29.4%、23.6%。綜合2.2.1和2.2.2可知，超微粉型油菜種衣劑WFY-1的最佳藥種比為1：300。

2.3 超微粉型與懸浮型種衣劑應用效果比較

由表5可知，與CK、SLS相比，WFY-1的發芽勢、發芽率分別降低了0.9%、1.4%和0.9%、1.2%，成苗率分別提高了0.8%、1.3%；苗高均降低了4.4%，莖基寬分別提高了10.2%、9.7%；總根數均提高了32.0%，鮮重分別提高了44.8%、43.9%，差異均達顯著水平；干重分別提高了59.3%、57.7%，差異均達顯著水平。可見，超微粉型種衣劑WFY-1能顯著提高油菜苗素質，其作用效果優于懸浮型種衣劑SLS。

2.4 超微粉型油菜種衣劑的理化性質

pH、粘度、成膜性、成膜時間和包衣均勻度、包衣脫落率等指標是種衣劑的重要理化指標，體現著種衣劑的物理、化學性能，直接決定著種衣劑的穩定性及包衣與應用效果。從表6可知，WFY-1的pH為6.89，呈弱酸性，SLS的pH為7.61，呈弱堿性，這主要是根據種衣劑中有效成分穩定性要求而確定的，有資料表明，弱酸性環境更有利于油菜種子的萌發[22]。粘度高低直接影響包衣牢度及產品穩定性。粘度太小，衣膜厚度不夠，衣膜在貯運等過程中易脫落。粘度太大，難以包衣均勻，包衣均勻度會下降，故須有適合的粘度[23]，WFY-1的粘度為12.3 mPa/s，SLS的粘度為9.8 mPa/s。成膜性能的優劣是影響衣膜中活性成分能否緩釋及緩釋持續時間的關鏈性因素[23-24]。WFY-1成膜均勻，衣膜可完整刮下，成膜性良好，SLS可以成膜，但衣膜無法完整刮下，成膜性較差。成膜時間的長短表示種衣劑成膜速度的快慢，成膜時間越短，衣膜固化快，包衣種子不易粘連，越有利于機械化包衣[23-24]。WFY-1的成膜時間為7.8 min，SLS為8.5 min，兩者均適合于機械包衣。包衣均勻度的高低表示包衣時衣膜在種子表面分布的均勻程度。包衣均勻度越高，則衣膜分布越均勻，活性成分在種子上分布均勻，不易產生藥害[23-24]，WFY-1和SLS的包衣均勻度都達到了95%以上，包衣均勻。包衣脫落率的高低表示包衣后衣膜附著在種子表面的牢固程度，SLS的包衣脫落率為6.6%，WFY-1的包衣脫落率為3.1%，說明WFY-1所成衣膜在種子表面附著更牢固，不易因貯運等操作而脫落。綜上所述，種衣劑XFY-2的理化性質優于種衣劑SLS。

3 結論

試驗表明，自研的3種超微粉型油菜種衣劑配方WFY-1、WFZ-5、WFW-6中，WFY-1為最佳配方；其合適的藥種質量比為1：300；超微粉型油菜種衣劑WFY-1能促進油菜種子出苗、成苗及提高苗素質。其綜合作用效果優于進口懸浮型種衣劑SLS。

檢測顯示，超微粉型油菜種衣劑WFY-1的pH 6.89，粘度12.3 mPa/s，成膜性良好，成膜時間7.8 min，包衣均勻度95.5%，包衣脫落率3.1%；表明超微粉型油菜種衣劑WFY-1理化性能良好，具有包衣種子成膜快、包衣均勻、衣膜不易脫落等特點，有利于機械包衣。

4 討論

超微粉體種衣劑是利用特殊成膜材料和助劑，用粉體工程學技術在特定條件下載入高活性成分而成的一種超細粉粒狀固體種衣劑[25]。超微粉種衣劑的各組成成分粒徑小、比表面積和表面自由能很大，可以牢固地粘附在種子表面，加入適量水成膜，形成一個活性成分緩慢、持續、持久的釋放體系，活性成分持效期長[17，25]；其生產工藝簡單，避免了目前廣泛研制與應用的懸浮型種衣劑采用濕法研磨等繁瑣工藝；活性成分含量高、藥種質量比大，高達1：300以上，可大幅度降低生產與運輸成本[17]。因此，超微粉型種衣劑是種衣劑劑型發展的主要方向之一。

筆者將該劑型首次應用到油菜種衣劑的創制中，運用高分子材料復合成膜理論與活性成分緩釋技術，研制了3種超微粉型油菜種衣劑配方。本試驗結果表明，超微粉型油菜種衣劑WFY-1理化性能良好；能促進油菜種子萌發，提高幼苗綜合素質，為培育健壯苗和增產奠定了生物學基礎。至于超微粉型油菜種衣劑WFY-1對大田栽培油菜的出苗、成苗、苗素質、產量的影響及其防治病蟲害的效果，正在試驗之中，結果將另文報道。

超微粉型油菜種衣劑可以克服丸化型油菜種衣劑存在的抑制種子萌發、推遲出苗等主要缺點，克服懸浮型油菜種衣劑易分層沉淀、生產和運輸成本高等不足，有望成為油菜種衣劑發展的主要劑型之一。

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