播種時種衣劑的粉塵問題

侯文君 編譯（上海市農藥研究所，上海200032）

播種時種衣劑的粉塵問題

侯文君 編譯
（上海市農藥研究所，上海200032）

用農藥對種子進行包衣，農藥用量低，副作用少，能有效防治害蟲，被廣泛應用。種衣劑也可使多種農藥集于一起使用，減少了燃料的使用，降低了土壤流失和壓縮風險，降低了農作物種植的勞動強度，有助于綜合害物管理政策的貫徹。種衣劑主要的劣勢為內吸性農藥會殘留于植物的吐水、花粉和花蜜中，在播種中被磨損的種子會分散到環境中。在最近幾年，種衣劑的農藥殘留已導致蜜蜂數量的減少，表面水的污染。主要影響粉塵飄移的因素有種衣劑質量、種子播種技術和環境條件。

本文對種衣劑在播種中粉塵產生的最新信息和影響進行了綜述。

1 農藥種子處理

種子處理是指用具有殺菌和/或殺蟲活性的包衣產品處理各種種子，在種子表面形成保護膜，種子播種后活性成分在土壤中形成保護區域以預防土傳病蟲的危害。種子處理劑也可防治早期葉面病蟲害。在20世紀70-80年代，對真菌病原菌或害蟲有較好選擇性的種子處理產品上市。

與田間農藥應用方法相比，種子處理劑具有許多優勢：所用活性成分少，環境中殘留低，對非靶標生物的暴露少。此外，種衣劑的有效保護時間長，從出苗到生長，減少了其他方式的用藥。由此可知，種子處理是綜合害物管理項目的一個重要部分。

雖然種子處理有諸多益處，但也存在一定風險，如制備或應用種子處理劑的工人的意外暴露，處理的種子和糧食的意外混合使糧食供應被污染，內吸性農藥轉移到植物的吐水、花粉和花蜜中，播種中受損種子散落而污染環境。雖然蜜蜂的死亡被認為與多種因素有關，但粉塵引起的問題主要與新煙堿種子包衣有關。而以下因素卻使農藥粉塵的影響更嚴重：種子處理質量不好；使用未改進的氣動式播種機；由于氣候條件惡劣延遲播種，而在油菜開花期播種玉米；播種時干燥有風。

2 來自農藥處理種子的粉塵

在種子包衣，種衣劑貯存、處理和運輸過程中，以及播種機對種子的損壞，會產生受損的包衣顆粒，這些顆粒含有農藥活性成分。在播種過程中也會因磨損產生粉。

2008年萊茵河谷上游發生蜜蜂中毒事件后，Pistorius等人（2009）測定了82個批次的玉米種子中的粉塵量。對過6 mm篩徑的不同品種的玉米和不同殺蟲劑進行了試驗。粉塵按粒徑的大小分為粗（＞0.5 mm）和細（＜0.5 mm）兩種。每80 000粒種子（1 hm2地所需的種子量）產生的粉塵為2～60 g，其中3.6 g細粉，4.9 g大粉塵。大粉塵主要為大的破碎玉米種子。細粉塵主要由于包衣不太理想而產生。試驗發現細粉塵中噻蟲胺濃度（18.5%～28.2%）高于粗粉塵中的（11.4%～14.7%）。Marzaro等人（2011）檢測到播種機出風口大的粉塵中噻蟲胺的濃度約為20%，高于相同產品噴霧施用后粉塵中的濃度。Devarrewaere等人應用微計算機斷層掃描技術第一次詳細地研究了種衣劑產生粉塵的粒徑大小分布、組成、性狀、密度、表面和空氣動力學特性。

3 粉塵的產生和飄移

已有數個研究人員調查了包衣種子在播種過程中農藥粉塵的產生和飄移。粉塵的產生是指農藥粉塵從播種機的釋放，粉塵的飄移是指在播種過程中或播種后很短的時間內，農藥粉塵主要在氣流的作用下，脫離靶標的運動。

決定粉塵風險大小的最重要因素被分為3類：種子處理質量、種子播種技術和環境條件（Nikolakis等人，2009）。

3.1 種子處理技術

種子處理技術或被處理種子的耐磨性被定為是影響種衣劑對環境污染大小的最重要因素之一。影響種衣劑的起塵性和耐磨性的主要因素為種子的質量和潔凈度；制劑；種子處理方法和處理物配方。

種子在處理前要進行適當的清潔，去除有機塵粒，有機塵粒會對種衣劑產生的粉塵量有很大的影響。在種子進入種子處理器（包衣）前，要經過一個抽吸系統，充分地吸氣，去除所有的塵粒，這個過程非常重要。處理種子的制劑質量也很重要。主要參數包括固體粒徑的大小（有效成分、顏料等）和制劑中聚合物的含量（即黏合劑）。干粉制劑易于脫離種子，而液體處理，藥劑能更好地附著在種子上，不易脫落。黏合劑的加入進一步增加了藥物的黏附性。最終用于處理種子的“藥漿”配方也很重要，這直接影響種子包衣的質量。適當加入黏合劑（成膜劑）以確保“藥漿”具有一定的黏性。

此外，包衣方法也可預防處理、運輸和播種過程中粉塵的產生。Greatti等人（2006）也發現不同的玉米種子用相同的產品包衣后，其產生的粉塵量不同。可用Heubach檢驗法定量測定種子包衣后的耐磨性，此法已被定為標準的方法，已用于許多研究中。

3.2 播種技術

目前主要有3種播種方式，撒播（broadcast seeding）主要用于覆蓋作物，是在土壤表面隨機地散撒種子；條播（bulk drilling）是隨機地密度大地把種子（如谷物）置于溝中，然后覆蓋，主要采用機械或氣動式播種機（利用高氣壓把種子送入條播開溝器中）。精密播種是種子成行種植，行間距一致，如玉米、向日葵、棉花、豆和甜菜。精密播種機根據種子分離機制的不同可分為3種：真空分離、機械分離和高壓分離。精密播種機主要利用真空進行種子分離。

這些真空氣動式播種機利用中心離心風機產生抽吸壓把種子吸取到開孔圓盤上進行精準播種。而受損的種衣劑顆粒隨排出的氣體從風機的出風口高速排出，進入環境。標準的播種機，氣流出口一般在風機上，高于地面1.5～2 m，使受損的種子包衣顆粒分散在環境中。此外，播種圓盤轉動也會磨損種衣劑產生粉塵。在春季，玉米的種植季，真空氣動式播種機的普及應用，是種衣劑粉塵飄移的主要來源。

3.3 環境條件

雖然未進行過詳細研究，但環境條件也會對粉塵飄移有明顯的影響。如果小塊的玉米田處在一個多樣化的生態環境中，即其周圍種植油菜、果樹等吸引蜜蜂的作物，則粉塵飄移的危害風險就會增加。這會使相鄰作物暴露于粉塵飄移中，特別是當玉米種植時間和鄰近植物的開花期為同一時間時，粉塵飄移帶來的影響會更大。氣候條件也有影響，干燥和風會有益于粉塵的形成和飄移。

4 粉塵緩減措施

緩減在此的廣泛意義為“風險降低”，即采取一切措施降低粉塵飄移的風險。緩減措施包括提高種子質量，改善機械性能，加強管理。噴霧飄移可通過設置樹籬和其他邊界隔離措施緩減，而相關的減緩粉塵飄移措施仍未被研究。

4.1 提高種子處理質量

根據種子類型和種子處理產品的不同，選擇適當的黏合劑和最佳使用量，使處理種子具有最大的耐磨性。不同種類的種子（玉米、油菜、谷物、向日葵和蔬菜等），其表面性質和幾何形狀差異很大，需要應用特定的黏合劑。這些黏合劑一般為天然或合成聚合物，如阿拉伯膠、羥甲基化纖維素、白明膠、干酪素和聚醋酸乙烯酯等。專家應指導種子處理公司如何優化種子處理機器的設置，使用何種黏合劑使種衣劑的耐磨性最大。種子處理的方法，以及種子包衣前后的種子的清潔過程也值得關注。可用標準化的Heubach粉塵檢測儀評估種子處理的質量。Schnier等人（2003）比較了3個Gaucho FS 350制劑的耐磨性，發現特定黏合劑的使用優化了種子的承載量，使種子磨損減少50%。Heimbach（2011）發現不加黏合劑時每100 g小麥種子的Heubach平均值為1.4 g，而使用黏合劑后為0.3 g。

4.2 改進種子播種技術

提高種子處理質量固然重要，但也需要通過改進播種機器的技術方案來降低粉塵的產生。

有多種空氣導流板或設備可用于降低粉塵的飄移，它們可把空氣導入種植種子的犁溝中。此外，真空系統排出的氣體從數個管子排出，而不是一個出口，這樣就會降低排出氣體的速度，而且是經擴散器、緩沖器或排肥盤排于地面，而非空中。

這些導流板或附件設備一般易于去除，恢復到“傳統播種”狀態。Pochi（2012）等人發現，使用空氣導流板可使空氣中有效成分的濃度降低72%～95%。Herbst等人（2010）發現使用改進的機器后，離開靶標的地面沉積量能減少90%以上，而Biocca等人（2011）發現導流板能減少50%有效成分的粉塵產生。他們也提及避免超真空水平有助于減少粉塵的飄移。Nilolakis等人（2009）在田間測定了5個改進的真空氣動式播種機、1個未改進的標準真空氣動式玉米播種機、1個氣壓式播種機和一個機械播種機的粉塵飄移值。他們發現改進真空氣動式玉米播種機、機械播種機和氣壓式播種機很相似，都比未改進的真空氣動式玉米播種機的粉塵飄移少許多。另一方面，也有人報道改進的播種機仍釋放大量微米級粉塵顆粒。此外，許多農民仍然喜于用沒有空氣導流板的播種機，因為在干燥的播種條件下，使用導流板能產生大量的固體粉塵，使能見度低以及污染設備。

除使用空氣導流板外，Pessina和Facchinetti建議使用濾水器過濾排出的空氣，然后把這個水作為農藥進行土壤處理。

4.3 法規和管理

在大多數國家，已根據歐盟理事會指令91/414/EEC建立了一套法律體制來保護蜜蜂和其他傳粉昆蟲免受農藥和其他農化產品的不良影響。

在不同的國家，玉米種子質量標準不同，Heubach值范圍為0.75～1.3 g/10萬個種子。在德國和奧地利，玉米上甲硫威的最大允許的Heubach值為0.75 g/10萬個種子。用甲硫威包衣的玉米種子可能只能用改進的播種機播種，粉塵飄移比傳統的真空氣動式播種機至少降低90%。為此，建立了標準的試驗方法來測試改進的播種機的粉塵飄移降低情況。目前，已批準150多個減少粉塵飄移的播種技術，并用于“減少飄移的JKI玉米播種機”。

法國當局已為種衣劑工廠制定了“粉塵表”，規定每100 kg的包衣種子釋放的粉塵不能多于4 g。在荷蘭，規定所有的殺蟲劑玉米種衣劑每10萬個種子產生的粉塵不得超出0.75 g。

在2008年（在意大利蜜蜂中毒事件發生后），意大利政府頒布了一條法律措施，暫停使用登記用于玉米種子包衣的4個有效成分（吡蟲啉、噻蟲嗪、噻蟲胺和氟蟲腈），以預防蜜蜂中毒。在2009和2010年春天沒有蜜蜂中毒事件的記錄。

荷蘭、法國、比利時和德國等國家強制在播種某些包衣種子時必須在播種機上安裝導流板，雖然在實際操作中并不總是如此。這說明不同國家間在應用改進播種技術方面有很大的不同。總的來說，不同國家風險評估過程不同，粉塵飄移緩減策略也不協調一致。

除了法規外，作物保護行業已啟動管理措施，以增加農民、種子處理公司和播種設備生產廠家對粉塵飄移的認識，鼓勵他們采取措施以減少種子的磨損和粉塵的產生。

5 總 結

用農藥對種子進行包衣防治害物具有諸多優勢，被廣泛應用，但內吸性農藥會殘留于植物的吐水、花粉和花蜜中，而且在播種的過程中存在磨損的種子顆粒散落在環境中的風險。農藥粉塵飄移造成的蜜蜂數量的減少主要與新煙堿殺蟲劑的使用有關。農藥粉塵的飄移可能帶來額外的風險。磨損的種衣劑顆粒的數量和它們的特性主要取決于包衣的過程（種子的質量和清潔度、制劑、種子處理方法等）、貯存條件，還有在播種前和過程中所進行的操作和運輸。

粉塵飄移風險主要受種子處理質量、種子播種技術和環境條件的影響。粉塵飄移緩減措施主要為提高種子處理質量、在真空氣動式播種機安裝空氣導流板，直接把排出的氣體導入種植種子的犁溝中，或使用過濾器過濾排出的氣體。

一些歐洲國家已出臺法律保護蜜蜂和其他傳粉昆蟲免受農藥粉塵飄移的不利影響。歐洲要求至少歐洲成員國種子處理質量必須具有相似的水平，強制使用緩減飄移的種植設備。

10.16201/j.cnki.cn31-1827/tq.2016.02.08

TQ450

A

1009-6485（2016）02-030-03

侯文君，男，E-mail: 824767090@qq.com。

2016-03-20。