种子处理剂的现状、品种及发展趋向

作者：中化化工科学技术研究总院 伍振毅；上海市农药研究所 张一宾 张翼翾

种子处理为当今世界十分盛行的一种作物保护手段。其用药少、效果高、对人畜和环境影响小、持效期长，无论从经济上、健康上、药效上都为种植者带来极大的利益，获得很高收益，成为了人们关注点。
 
现今，有不少作物保护剂被作为种子处理剂。近年来，全球各种作物采用种子处理剂处理的占有相当份额，特别是谷物（麦类）、玉米、大豆等大田作物。表1即为全球主要作物种子处理剂市场变化。
 
由表1可见，从2001年至2012年，玉米、大豆、棉花、水稻、油菜等作物的种子处理剂占有率有所增长，特别是玉米、大豆增长甚快，而谷物、甜菜及其他类作物则有所下降。
                
从农药类别看，杀菌剂和杀虫剂为种子处理剂的主要类别。近10年来，由于杀虫剂新颖品种的不断面市，杀虫剂的市场份额成倍增长，而杀菌剂的市场则为减半下降。表2即为近年来杀菌、杀虫剂作为种子处理剂的市场份额变化情况。
 
表1  全球主要作物种子处理剂市场变化

作物	2001年市场占有率(%)	2012年市场占有率(%)
谷物	40.0	29.0
玉米	15.0	25.0
马铃薯	7.0	5.0
甜菜	6.0	—
棉花	5.0	9.0
油菜	5.0	7.0
大豆	5.0	18.0
水稻	—	5.0
其他	7.0	2.0

表2  近年全球各类农药种子处理剂的市场占有率变化

年份	杀菌剂	杀虫剂	其他/混剂
1994年	68%	21%	11%混剂
1997年	60%	25%	15%混剂
2012年	34%	52%	13%混剂

同时，近几年来，全球种子保护剂使用目的旨在：（1）保护作物防控害物，确保作物健康生长；（2）对被病虫害侵染作物进行治疗；（3）干扰或破坏害物的生命周期。
 
近几年，全球在种子处理方面发生了质的变化。（1）一些毒性较高、对环境影响大的农药品种逐步被活性高、用量低、对环境安全的新颖品种所取代；（2）落后的使用方法被更安全或更简便的方法所替代；（3）操作困难、施用不便、对环境有不良影响的传统剂型被效果更佳、施用方便、环保安全的水基化剂型及种子包衣等所顶替；（4）引进更先进及更精确的施用设备，明显提高使用效率。
 
由此，种子处理剂越来越成为当今农药发展的主体方向，正因为其有众多的亮点也成为人们推动农药行业进步的新切入点。
 
1  种子处理剂的优越性

1.1  增产增益,为种植者创造更大更多利益

作物种子经种子处理剂处理后，可提早种植，种植密度可增加，产量增多；可有效防控地下害物侵袭，降低补种需求；并大大减少农药用量，降低用药成本，增加收益。
 
1.2  降低对环境影响,确保环保和安全

由于种子处理剂仅用于种子处理，使药剂的暴露明显降低。与垄沟用药相比，据报道，药剂在土壤表面暴露降低90%；与茎叶用药相比，降低了99%。种子处理大大消除了处理及种植的种子对人及非靶标生物的影响。
 
1.3  有利于作物健康生长,有助于对一些疑难病虫害的防治,简化防治手段

土传病害在作物保护中往往难以防治，如猝倒病、立枯病等，采用土壤处理往往用药量高，处理十分繁琐、复杂，工作量很大；而种子处理，对这些土传病害的防治则十分有效，并可大大节约药剂用量，减少处理工作量。
 
2  全球作为种子处理剂的农药品种

有不少农药品种可作为种子处理剂，几十年来，全球种子处理剂发生了很大的变化。它们不断向高效、安全的方向发展，新颖品种不断问世，尤其是杀虫剂、杀菌剂及杀虫剂与杀菌剂的混剂。这些种子处理剂对作物病虫害的防治及农业稳产、丰产做出了很大贡献。
 
2.1  作为种子处理剂的杀菌剂的发展

作为种子处理剂的杀菌剂甚多，近年来也有很大发展。一些毒性高、对环境有不良影响的品种被逐渐淘汰，退出了市场。一些新开发的安全、高效的杀菌剂类别和品种则不断被开发作为种子处理剂。表3即为各时期被开发作为种子处理剂的杀菌剂类别、代表品种及特点。而表4则为目前作为种子处理剂的杀菌剂品种。
 
表3  各时期作为种子处理剂的杀菌剂类别、代表品种及特点

时期	类别及代表品种	性状
20世纪30年代前	有机汞类/醋酸苯汞	价格低、广谱,因毒性极高,20世纪70年代被禁用
20世纪30年代	二硫代氨基甲酸酯类/福美双;芳烃类/五氯硝基苯	广谱种子保护剂,对皮肤有刺激
20世纪50年代	酞酰亚胺类/克菌丹	广谱种子保护剂,药害,起粉尘
20世纪60年代	酰胺类、苯并咪唑类/萎锈灵 多菌灵、甲基硫菌灵	第一代内吸杀菌剂,需与克菌丹、福美双等混用,对子囊菌、担子菌无效
20世纪70年代	三唑类/三唑醇	第一个防治气传病害种子处理剂,白粉病易产生抗性
20世纪80年代	苯酰胺类/甲霜灵  三唑类/戊唑醇	对双卵菌纲及霜霉病高效,易产生抗性  广谱,对腥黑穗病特效
20世纪90年代	苯基吡咯类/咯菌腈  三唑类/苯醚甲环唑	广谱、高效、残效长,对光不稳定  广谱,对腥黑穗病特效
21世纪前10年	甲氧基丙烯酸酯类/嘧菌酯	广谱,对丝核菌属和镰刀菌属有效,对一些腐霉属有效
21世纪10年代	琥珀酸脱氢酶抑制剂类/氟唑环菌胺	对丝核菌属有效,在防种子腐烂方面有优异活性,须关注抗性

2.2  现作为种子处理剂的杀菌剂品种

目前可供种子处理的杀菌剂品种甚多，它们主要防治镰刀菌、丝核菌、种腐病、腐霉病和拟茎点霉菌五大土传病害。表4则为目前用于种子处理的杀菌剂品种。
 
表4  用于种子处理的杀菌剂品种

3  作为种子处理剂的杀虫剂

3.1  近40年来全球种子处理用杀虫剂变化情况

相比而言，在全球农药品种中，杀虫剂多于杀菌剂，但是作为种子处理剂的杀虫剂品种没有杀菌剂多。自新烟碱类杀虫剂和双酰胺类杀虫剂问世后，杀虫种子处理剂有了很大改观，此两类杀虫剂被大量用于种子处理。这些杀虫剂对替代高残留、高毒的杀虫种子处理剂做出了极大的贡献，发挥了很大的作用。表5为近40年来用于种子处理杀虫剂的变迁情况。
 
表5  近40年来用于种子处理杀虫剂的变化情况

上市年份	类别和代表品种	防治害虫
1948年	有机氯类/林丹	虫蛆、叩头虫
1954年	有机磷类/二嗪磷	虫蛆、金刚钻、蝼蛄等
1958年	有机磷类/乙拌磷	虫蛆、叩头虫、蓟马、蝼蛄等
1965年	有机磷类/毒死蜱	虫蛆、叩头虫、蝼蛄等
1966年	氨基甲酸酯类/灭多威	虫蛆、蝼蛄、叩头虫等
1967年	氨基甲酸酯类/克百威	虫蛆、蝼蛄、叩头虫等
1971年	有机磷类/乙酰甲胺磷	虫蛆、金刚钻、蓟马、跳甲、瘿蚊、火蚁
1984年	有机磷类/甲基嘧啶磷	虫蛆等
1994年	新烟碱类/吡虫啉	虫蛆、金刚钻、蓟马、火蚁、跳甲等
1996年	拟除虫菊酯类/氯氰菊酯	虫蛆、叩头虫等
1998年	苯基吡咯类/氟虫腈	稻水象甲等
1999年	拟除虫菊酯类/氯菊酯	虫蛆、蝼蛄、叩头虫等
2000年	新烟碱类/噻虫嗪	虫蛆、蝼蛄、金刚钻等
2003年	新烟碱类/噻虫胺	虫蛆、蝼蛄、金刚钻等
2008年	双酰胺类/氯虫苯甲酰胺	金龟子、虫蛆、稻象甲等

由表5可见，全球杀虫用种子处理剂在近40年来发生很大变化，一些高毒、不安全的杀虫剂逐步予以替代，尤其是近几年新开发的杀虫剂，如新烟碱类、苯基吡咯类和双酰胺类则正成为杀虫种子处理剂的主力军。
 
表6则为目前用于种子处理的杀虫剂品种。从品种数看，其显著少于用作种子处理剂的杀菌剂，但市场占有率则远高于杀菌剂，且增长十分迅速。
 
由表6可见，在以上23个常用的杀虫种子处理剂中，有机氯类1个、有机磷3个、氨基甲酸酯类5个、拟除虫菊酯类1个、新烟碱类7个、苯基吡咯类2个、双酰胺类3个及微生物源类3个。以上，传统的有机氯类、有机磷类及氨基甲酸酯类杀虫剂类共9个，约占近40%，对此必须注意。
 
表6  用于种子处理的杀虫剂品种

阿维菌素、啶虫脒、丙硫克百威、苏云金杆菌、克百威、丁硫克百威、氯虫苯甲酰胺、毒死蜱、噻虫胺、溴氰虫酰胺、呋虫胺、乙拌磷、乙虫腈、氟虫腈、氟苯虫酰胺、吡虫啉、噻虫啉、林丹、烯啶虫胺、多杀霉素、七氟菊酯、噻虫嗪、硫双灭多威

3.2  作为种子处理剂的混剂和其他种子处理剂

众所周知，土壤中不仅有各种害虫，还有各种病原菌，它们往往会共栖于土壤，危害作物种子。开发既可防病又可防虫的混剂，即通过混配制成杀虫杀菌种子处理剂，亦为种子处理剂的一个方向。此外，除草剂的安全剂、杀线虫剂、植物生长调节剂和营养物质也常用于处理种子，以图保护种子或增强种子活力。如有人在磺酰脲类除草剂中加入安全剂双苯噁唑酸或cyrosulfamide。而含有氟草肟的种子处理产品，可使高粱免受异丙甲草胺（或精异丙甲草胺）伤害。
 
线虫也是危害种子及影响其发芽的重要害物，人们己大量使用杀线虫剂处理种子，可很好保护作物免受病原线虫危害。如今，生物源杀线虫剂更为人们青睐，近年来一些环保、安全的品种，其中包括不少生物品种。如在美国，2005年将淡紫拟青霉菌（商品名Melocon）作为蔬菜杀线虫剂；2006年将阿维菌素（商品名Avicta）作为棉花、2010年作为玉米用杀线虫剂；2007年将硫双威＋吡虫啉混剂（商品名Aeris）作为棉花田杀线虫剂；2011年将芽孢杆菌（Bacillus firmus）（商品名VOTiVO）用作玉米和大豆田杀线虫剂，再有，枯草芽孢杆菌和根瘤菌也被引入或与化学农药混用作为种子处理剂使用。
 
业已知晓，植物激素（即植物生长调节剂）也在种子处理中得以应用。例如有人通过改良固氮根瘤细菌，使其能有效地用于豆科作物种子处理，使细菌与植物建立共生关系而发挥作用。
 
4  我国登记使用的种子处理剂

4.1  近年来我国种子处理剂登记呈显著增长态势

国内种子处理剂产品的正式登记始于1985年，首次获得正式登记证的品种为35%甲霜灵拌种剂，此产品主要用于防治谷子白发病。之后登记业务发展缓慢，到2000年仅有5个品种。为与国际规则对接，农业部于2003年颁布了国家标准《农药剂型名称及代码(GB/T 19378—2003)》，对种子处理剂进行了规范，划分为固体制剂和液体制剂两大类，明确了种子处理干粉剂（DS）等8种剂型。近10年来，伴随着农药产业规模的扩张，种子处理剂的销售额也快速增长。与此同步，种子处理剂的登记业务又呈现显著增长态势。文献显示，截至2012年底，取得中国登记的种子处理剂产品337个，其中正式登记为326个。
 
4.2  已登记种子处理剂的一些特点

总体看，我国种子处理剂的研发及应用起步较晚，特别是原药创制方面与国际水平差距较大，这导致目前国内登记的种子处理剂以混配制剂为主，约占已登记数量的2/3。国内登记的单剂品种仅有吡虫啉和戊唑醇2个热点品种。
 
从登记的作物种类看，玉米、小麦、棉花、大豆、水稻和花生是其中的六大热点作物。但水稻的登记数仅为35个（2012年数据），其市场份额远低于玉米和小麦。据分析，水稻播种环境较为复杂，南北方气候、土壤、水温及病虫害种类等因素，对种子处理剂及其应用技术要求较高。
 
另外，国内登记的种子处理剂的主打剂型是悬浮种衣剂，这可能与国内的使用习惯有关，也与该剂型的特点有关。悬浮种衣剂含有成膜剂成分，能够对种子进行包衣而使有效成分能更好地附着于种子表面。当然，也有人认为，农机推广部门大力宣传，方便使用，导致悬浮种衣剂在我国成为主打剂型。
 
4.3  今后我国种子处理剂登记的趋势

种子是作物生长的基础，种子处理事关粮食安全，因此全球各大跨国公司都十分注重发展种子及相关业务。有专家预测，种子处理剂未来有可能替代近年来热点农药品种草甘膦，而成为今后数年农化市场中增长最快的产品类别。早在2011年在四川召开的全国秋播作物工作会议上，我国农业部就要求将中国秋播作物拌种量所占比例提升至70%以上。有专家预测，未来3年内，我国种子处理剂登记品种将达到700个，比2012年增加约1倍，已有一批企业涌入了种子处理剂领域。随着国内企业更多地参与国际市场竞争，相信今后种子处理剂的品种及剂型将更加丰富、多样性，而不仅仅局限于悬浮种衣剂。另外，由于转基因作物种植面积的持续扩张，对种子处理剂也提出了新的要求，有理由相信，这方面的产品研发和品种登记业务将面临一个长期的增长。
 
5  种子处理发展趋向

种子处理剂由于具有特有的优势而深受人们关注，并得以广泛发展。在2014年，全球种衣剂市场为9.94亿美元，估计到2019年达14.27亿美元，2014—2019年年均增长率7.5%。在2013年占全球种子处理剂市场55%的美国和欧洲是全球主要种子处理剂市场。其中，美国和法国在2014—2019年年均增长分别为8.1%和9.0%。
 
尽管种子处理剂发展很快，但在发展中存在的一些问题必须引起注意，一是用于各类作物的产品数量不匀，有的作物有充足的产品，有的没有或很少。在推广应用中，药企和种企各自为政，缺乏合作。二是在使用中缺少相应的技术服务，以致药害事故屡有发生。尤其是产品加工质量不稳定时，遇到气候变化更易发生事故，故必须加强管理，做好配套技术服务。而造成药害的缘由则与配方组成、原料质量及杂质和加工工艺密切相关。其三为由于种子处理剂盈利诱人，导致产品优劣参差不齐，并多为仿效国外品种，缺乏自身技术含量，使产品良莠不齐，缺少特色，并在研究中缺乏深入调研，技术含量不足，造成产品存在各种缺陷。
 
鉴于种子处理还存在某些不足，故必须（1）进一步开发新的高效、安全、环保品种，尽早替代目前还在大量使用的高毒、高残留品种，如灭多威、克百威等。开发新品种，填补某些防治空白，使某些疑难病虫害可尽快得以解决。（2）强化制剂研究，尽力实现一物一剂型，做到有的放矢。同时剂型必须向水基化、颗粒化及省力化发展。（3）开发多功能具综合性能的种子处理剂。（4）必须加强种子处理设备的开发，采用封闭体系自动喷雾的装置，提高处理效率和安全性。（5）加强研究，设立种子处理剂及使用技术的指导系统并向更广泛范围发展。
 
随着科学研究的不断深入和发展，种子处理剂的品种和应用将会健康成长。