吡虫啉拌种技术

吡虫啉拌种技术

前言:

国内吡虫啉产品的剂型多为供喷雾法使用,用于种子及土壤处理的吡虫啉制剂所占比例极少。全世界范围内,吡虫啉用于土壤及种子处理的量,约占总用量的60%左右,目前中国远低于这一水平;国家农业部于2010年秋季在四川召开的秋播作物工作会议上,要求将中国秋播作用拌种量所占比例提升至70%以上。吡虫啉拌种市场在中国具有极大的潜力。

尽管农业部药检所早在2000年后已下发一批吡虫啉专业拌种剂(含湿拌种剂、悬浮种衣剂、种子处理可分散粉剂),但因市场接受问题,销量有限,基本没有造成成型影响。自2009年前后,因拜耳、青岛华垦加大高巧牌600克/升吡虫啉悬浮种衣剂推广力度,加之吡虫啉拌种的卓越表现,吡虫啉拌种快速被市场接受。尤其是2010年高巧在河南、山东小麦、花生拌种市场取得重大突破,直接带动吡虫啉拌种剂市场。

目前吡虫啉拌种剂市场极为混乱,大量厂家,包括国家知名制剂企业。利用广大农民、农资经销商对种子及土壤处理专用剂型认知上的缺失,纷纷将吡虫啉喷雾用剂型,尤其是高含量吡虫啉乳油、悬浮剂、可湿性粉剂、可溶性液剂,修改包装后用于拌种处理。尽管吡虫啉对种子是安全的,但农药中大部分助剂、溶剂、填料对种子萌发存在一定药害风险。这类产品本质上属于私自扩大农药登记范围,不但药效难以保证,且存在极大的药害风险。近两年已有大量类似事件报导。 吡虫啉拌种核心技术表现为用药剂量,吡虫啉拌种对剂量要求极高:如剂量不足,则吡虫啉拌种的持效期优势无法体现;如剂量过大,则对作物种子萌发及生长存在明显抑制作用。

吡虫啉拌种效果直接取决于剂型:非专业拌种剂剂型受其中助、溶剂限制,存在极大药害风险,且药物利用率难以预计,无法准确把握剂量。

尽管吡虫啉在无作物土壤中是稳定,半衰期可达150天之久,但由于土壤微生物的影响,吡虫啉在耕地中降解较快,根据国家环境所的数据,吡虫啉在东北黑土中半衰期为4天,红壤中为10天,水稻土为11天。专业拌种剂型中所添加的稳定剂,是保证拌种效果的关键。

所谓吡虫啉拌种的概念是局限的,在部分作物上(如油菜、花生),吡虫啉播种沟撒施或毒土处理,对害虫的防治效果远高于单纯拌种。广义的吡虫啉拌种技术包含拌种、耕作层土壤处理和播种沟撒施。

鉴于江苏省农药研究所股份有限公司是民族吡虫啉合成工业诞生地,多年来始终从事吡虫啉应用的深化研究,同时也是国内首批获得吡虫啉拌种剂型登记证件的农药企业。我研究所在汇总现有科研成果及应用经验的基础上,编辑此文,大致论述吡虫啉拌种技术,以期对民族农药的进一步发展有所贡献。

吡虫啉拌种毒理学及农药应用工艺学综述

吡虫啉基本特性介绍

氯化烟酰杀虫剂这个名词指硝基甲撑、硝基胍及其开链类似物,植物性杀虫剂烟碱属于此类化合物。1978年,在苏黎世的国际纯粹化学与应用协会(IUPAC)会议上,Soloway等人提出了一类称为杂环硝基甲撑(heterocyclic nitromethylenes)类杀虫剂的新化合物,并提出此类化合物中杀虫活性最高的为SD35651。1979年,Solowar等又提出过一种此类化合物,但未报道其生物活性。日本拜耳农业化学(Nihon Bayer Agrochem)的化学家们对此类化合物的杀虫潜能表现了极大的乐观。1984年,日本特殊农药制造公司合成和硝基胍NTN33893作为杀虫剂,1985年进行了登记并推荐通用名为咪蚜胺(imidacloprid),现中文通用名为吡虫啉。吡虫啉是第一个作用于烟碱型乙酰胆碱受体的氯化烟酰类化合物,现已在60多个国家进行了登记,

吡虫啉具有以下几方面的农业特性:

杀虫作用机制独特

吡虫啉属于神经毒剂,其作用靶标是害虫虫体神经系统突触后膜的烟酸乙酰胆碱酯酶受体,干扰害虫运动神经系统正常的刺激传导,因而表现为麻痹致死。这与一般传统杀虫剂不同,因而对有机磷、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯类杀虫剂产生抗性的害虫,改用吡虫啉仍有较佳的防治效果。与这三类杀虫剂混用或混配增效明显。

易引起害虫产生抗药性

由于吡虫啉的作用位点单一,害虫易对其产生耐药性,使用中应严格控制施药次数。为避免害虫产生耐药性,在同一作物上严禁连续使用两次。

2007年、2008年全国范围内水稻褐飞虱大爆发,与水稻上多年连续使用吡虫啉,导致褐飞虱对吡虫啉产生极高耐药性,进而失去防治效果有直接关系。

2005年9月28日,全国农业技术推广服务中心农技植保函(2005)270号文件《关于中晚稻褐飞虱对吡虫啉抗药性情况的通报》,建议各地在水稻褐飞虱防治中暂时停止使用吡虫啉。吡虫啉是至今为止第一个因抗性问题被停止使用的农药成分。

植株体表内吸功能弱

尽管多年来普遍认为吡虫啉具有内吸活性,但2009年山东农业大学为研究吡虫啉在植物叶部是否具有内吸效果,对经模拟雨水冲洗后番茄和甘蓝叶片中吡虫啉的持留量进行了测定。

采用喷雾法处理供试植物番茄和甘蓝,然后模拟雨水冲刷,并通过测定供试植物叶片上吡虫啉残留量来判断。结果表明,吡虫啉在番茄叶片上被冲刷率为70%左右,在甘蓝叶片上被冲刷率在85%左右,且每种供试植物叶片上不同时间的冲刷率基本持平,说明吡虫啉在番茄、甘蓝叶面上无内吸现象存在。

环境中消解迅速

国家环境保护局南京环境科学研究所1997年报导,吡虫啉光解半衰期为6.81小时,在东北黑土、太湖水稻土和江西红壤中的降解半衰期分别为10.7、11.1h和4.1天。山西农业大学采取室内模拟方法研究了吡虫啉在温度、光解作用下在油菜叶面的消解趋势,结果表明,在14、25、35摄氏度下,吡虫啉的消解半衰期分别为8.7、3.8、2.9天;在光照强度为500、3000、6000lx条件下,吡虫啉的消解半衰期分别是6.9、6.2和3.7天;

山东农业大学研究表明,在自然环境中,吡虫啉喷雾后,随着时间的延长,吡虫啉在植物(番茄)叶或茎上的残留量迅速减少,施药后第2天,滞留叶片上的化合物消失率已达56.12%,滞留茎上的化合物消失52.57%,至药后第10天叶上的消失率接近90%。

杀虫活性受温度影响显著

吡虫啉属典型的正温效效应化合物,山东农业大学1999年研究证实,如设定11摄氏度下吡虫啉杀蚜活性为一,则18、25、32摄氏度下,吡虫啉针对蚜虫的活性依次提升2.1倍、5.5倍、60.7倍。

杀虫谱广,但登记有限

吡虫啉对同翅目害虫,如蚜虫、叶蝉、飞虱、白粉虱和缨翅目害虫蓟马表现极高的活性,对鞘翅目、双翅目和鳞翅目的一些种类也有不同程度的杀伤作用,但还未发现其对线虫和螨类的效果。

注:处理方法为浸渍和喷雾

保苗率为89.5%,接近克百威的治虫效果,好于乐果和三唑磷;

吡虫啉对二化螟引起的枯鞘和枯心的防效达79.6%和96.8%,在此剂量下如果防治效果能够稳定,不仅能对稻飞虱、叶蝉、蓟马起到很好的兼治作用,而且可以吡虫啉对稻秆潜蝇、稻瘿蚊也有较好的防治效果,15天后的防虫效果达86.4%,大大降低防治成本。

在具体应用中,吡虫啉在白蚁、跳蚤也有理想的防治效果。尽管已经证实吡虫啉杀虫谱很广,但国内吡虫啉登记的防治对象面太窄,多为水稻稻飞虱和小麦蚜虫,远没有发挥吡虫啉的应有优势。

吡虫啉拌种技术的理论依据

近十年来国内许多学者在积极地探索吡虫啉在各种不同作物上的不同施药方法,希望能找到一种充分发挥其内吸活性,既能达到对靶标害虫毒杀的目的,又能对非靶标生物及环境友好,持效期较长的合理使用方法。

这些施药新方法主要集中在对吡虫啉根施及包衣技术的研究上。国外早在上世纪90年代通过大量生测实验证实,吡虫啉对蛴螬、金针虫、马铃薯甲虫等地下害虫的防治效果突出:土壤中如果含有2.5~5ppm的吡虫啉,可以有效的防治危害许多种作物的如金针虫(Agriotes sp.)、黄瓜条叶甲(Diabrotica balteata)和葱蝇(Hylemyia antigua)等典型的土壤害虫;

目前国内对吡虫啉的包衣及根施技术己经应用于棉花、玉米、小麦、甜菜等大田作物,在马铃薯、油菜、烟草等经济类作物上也有报导:

南京农业大学测定吡虫啉对新疆抗性马铃薯甲虫的触杀毒力,致死中量为0.0037~0.0241μg/头,针对高抗性马铃薯跳甲的活性高于三氟氯氰菊酯、丁硫克百威、硫丹等常规药剂;

新疆农科院植保所将棉花种使用吡虫啉拌种后播种,待棉花出苗后摘取子叶饲喂黄地老虎2龄幼虫,测得致死中量为0.0906克/100克棉种,毒力是对照药剂乙酰甲胺磷的3.5倍;

河南农科院植保所刘爱芝研究员多年来致力于吡虫啉拌种技术的研究,系统验证了吡虫啉在小麦、玉米、油菜、花生等多种作物上拌种剂量、施药方式及防治效果:

吡虫啉拌种小麦,可全生育期防治小麦蚜虫,持效期长达七个月,并可显著促进小麦分蘖,增产效果显著;

吡虫啉拌种玉米,可高效防治灰飞虱,进而有效防治玉米粗缩病,并可全生育期防治玉米蚜虫、金针虫;

根施吡虫啉,可全生育期防治花生蛴螬及油菜蚜虫,且增产效果显著;

江苏植保系统曾系统验证棉花吡虫啉拌种,不但对蚜虫防效显著,持效期可长达60天以上,并且有效促进棉花生长,明显提升产量。

尽管吡虫啉拌种技术在基础研究领域尚不完善,但现有研究结论已初步构建出吡虫啉拌种理论框架:

无淋析、生物抽提

吡虫啉有较高的水溶性,但使用同位素标记的该化合物作渗漏测定,结果表明吡虫啉在土壤中很少随水分向土壤深层转移。即吡虫啉土壤处理之后,是可以高效保留在施药部位发挥功效。

播种有植物的土壤使用吡虫啉后,停留在土壤表层的量会急剧减少,这种现象是由于该化合物的内吸作用所致,这一现象被称为“生物抽提”现象。这表明吡虫啉尽管很少或不被植物叶片、茎秆吸收,但可被植物根系高效吸收。 内吸代谢物活性更突出

国外科研机构验证,吡虫啉采取叶面喷雾,滞留在茎叶发挥触杀和胃毒功能的药剂一直是吡虫啉的原结构。用吡虫啉处理土壤或种子,由于其良好的内吸性,被植物根系吸收进入植株后的代谢产物杀虫活性更高,即由吡虫啉原体及其代谢产物共同起杀虫作用,因而防治效果更高。

吡虫啉的生物抽提活性及植物根系内吸代谢后产物杀虫活性更高,对于土壤或种子处理是至关重要的。

特殊分布机制,持效期长

在拌种应用中发现,吡虫啉拌种小麦、玉米、高粱等单子叶植物,可全生育期防治蚜虫;但拌种棉花等双子叶植物,对蚜虫等刺吸式口器害虫的防效大多60天左右。前期分析可能是因为棉花等植物生长量大,植物体内吡虫啉浓度随植株生

长逐渐稀释,并最终因浓度过低失去防治效果。

上世纪90年代,国外科研机构系统研究了吡虫啉被根系吸收后在不同作物中的输导性:

吡虫啉拌种冬小麦,其在小麦第一片叶子上的蓄积量有逐渐增加的趋势,根据不同土壤湿度,其蓄积浓度为最初的1%到成熟期的19%。该化合物属于典型的木质部输导品种,具有明显的顶端优势且在老叶片和幼嫩叶片间形成浓度梯度。即吡虫啉最终多分布在小麦顶端部位。

棉花幼苗对吡虫啉的吸收及该化合物在棉花植株内的输导完全不同于小麦,试验中发现,在播种27天后,只有5~6%的吡虫啉可以被棉花幼株吸收且大部分集中在子叶中,而其余则以其未变化的母体化合物蓄积在种衣或种子周围的土壤中。在播种52天后,在棉株内则再也检测不到吡虫啉。进入到棉株中的那部分吡虫啉只有少量能输导到真叶中,这个量仍可以保护棉花幼株在6周内不受棉蚜的危害,其保护期远远低于小麦。

吡虫啉在棉花真叶中被分布到不同的小区而不像在小麦中具有的顶端优势,这是由于棉花中腺体的作用所致。这些腺体的存在限制了吡虫啉的广泛输导和大面积分布。

亚致死剂量效应

因为吡虫啉具有极好的内吸性,故人们非常关心其内吸后的命运如代谢趋势及其非致死剂量(浓度)对害虫的作用。在致死剂量下,由于吡虫啉对烟碱型乙酰胆碱受体的干扰,中毒昆虫表现为典型的神经中毒症状,即行动失控、发抖、麻痹直至死亡。在亚致死浓度下,取食含有吡虫啉汁液的蚜虫,则表现为从叶片上逃逸或落掉,并由分析蜜露的排放量,得知亚致死浓度的吡虫啉对蚜虫有拒食作用,即小于10ppb浓度的吡虫啉可以引起取食蚜虫惊厥、排放蜜露减少,最终饥饿而死。

用黑异爪犀金龟(Heterony-cuus arator)、伪切根虫(Somaticus sp.即小地老虎/蛴螬)、野棉象甲(Anthonomus grandis)和烟芽夜蛾(Heliothis virescens)进行试验,也证明了吡虫啉的亚致死剂量对这些昆虫表现拒食作用。

综述:

由于吡虫啉在土壤中可高效被植株吸收、可在植株中代谢为杀虫活性更高的物质,且吡虫啉逐渐分解后在非致死剂量下也可对害虫发挥拒食和驱避效果。加之吡虫啉在部分植株体内特殊的输导机制,吡虫啉拌种最大优势体现在持效期长,尤其针对刺吸式口器害虫及蛴螬等部分鞘翅目害虫。

土壤或种子处理后吡虫啉和其它杀虫剂对两种蚜虫的残留活性

注:表中周数为在此期间害虫死亡率仍高于95%。

吡虫啉拌种的剂型选择

目前吡虫啉常见剂量有乳油、可溶性液剂、微乳剂、可湿性粉剂、水分散粒剂、悬浮剂、泡腾片剂,直接登记土壤或种子处理的有种子处理可分散粉剂、悬浮种衣剂、湿拌种剂等。

登记“喷雾“的吡虫啉剂型,针对种子定向喷雾,本质上也构成了“拌种”。在实际应用中,也有不少厂家将登记为“喷雾”的高含量吡虫啉制剂私自更改登记方向,定位于拌种。其中最常见的是600克/升吡虫啉悬浮剂、48%吡虫啉乳油、70%吡虫啉可湿性粉剂、200克/升吡虫啉可溶性液剂。

以上剂型针对植株体表喷雾是绝对安全的,一是稀释倍数高,多在4000倍以上;二是植株地上茎秆、叶片等器官耐受力较强。如用于拌种,则存在极大的药害风险:首先种子是植物最敏感、最易受损的器官,且一经受损极可能导致死亡。其次,以上剂型如用于拌种,少量兑水后直接浇淋在种子上,实际稀释倍数多在100倍以下。

截止目前,私自更改农药登记,使用“喷雾”用吡虫啉制剂拌种,已造成大量药

害事件,其中影响较大的有两起:

2007年麦播,在河南、河北、山东、江苏等省由于一种称为“一拌无蚜”的小麦拌种剂导致的药害使得小麦不出苗或出苗缓慢、出苗不齐,被农民称为“一拌无芽”。该产品实质是高含量吡虫啉乳油。该事件发生后,《农药市场信息》、《河北日报》、《农民日报》以《“无蚜”变“无芽”——谁拌出弥天大谎》为题进行报导。由于大面积药害发生后,生产厂家迅速消失,该事件至今未得到彻底解决;

2011年5月5日,青岛有线电视二台生活在线节目报导,青岛平度农户因使用南方一企业生产的登记为“喷雾”的600克/升吡虫啉悬浮剂进行花生拌种,导致花生种大量霉烂不能萌芽。后期发现,凡使用吡虫啉悬浮剂(含专业的悬浮种衣剂)拌种的花生,萌芽后根茎基部多呈黑色,且毛细根数量少于未拌种。 鉴于拌种剂施药对象(种子)的特殊性,与种子直接接触的物质必须强调绝对安全。尽管证实吡虫啉对种子是安全的,但农药制剂中大量助剂、溶剂、填料等化学物质也可能对种子产生影响。

有机溶剂对种子及幼株安全性影响:

经笔者检索,已有研究证实,大多数常见有机溶剂均可对植物的生长及生理过程产生胁迫作用(stress):即对植物生长产生伤害。

广西师范学院资源与环境科学学院研究实验绿色植物暴露于有机溶剂乙醇、丙酮、二甲基甲酰胺、二甲亚砜和石油醚的生长情况,并测定了植物叶片的叶绿素含量、可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶( SOD ) 、过氧化物酶(POD )和过氧化氢酶(CAT) 等生理生化指标。

实验发现,在有机溶剂的影响下,植物细胞结构不同程度地发生弯曲变形,引起植株形态改变,导致畸形或阻碍种子萌发;植物叶片中叶绿素含量均大幅度下降,破快植物营养合成,导致植物生长受抑制;丙酮、乙醇、二甲基甲酰胺大幅度降低植株可溶性蛋白含量,说明三类物质可导致酶失活或蛋白质合成受阻。

植物生理生化研究证实,有机溶剂或其代谢产物势必导致植物细胞膜脂的变化,引起细胞膜渗透,从而破坏膜的基本功能,使转运机制失调,进而引起细胞结构的变形,导致植物结构功能及代谢紊乱而衰老。这种作用与溶剂的性质有密切关系。理论分析,不考虑毒力,有机溶剂在水中溶解度越小,越难溶解于水中被植物所吸收,对植物影响越小。以上实验也充分证实了这一点:醇类物质(乙醇)、

丙酮、二甲基甲酰胺(DMF)均可与水混溶,但对植物的不良影响最大。而这三

注:悬浮剂中必要添加抗冻剂,以保证其中的水在零摄氏度下不冻结。

如上分析,吡虫啉乳油、微乳剂中确定含有对种子危害极大的助剂或溶剂,坚决不能用于拌种处理。目前发生的吡虫啉拌种药害,绝大多数是由吡虫啉乳油或可溶性液剂引起的;

吡虫啉悬浮剂组分中,可对种子存在安全威胁的物质主要是乙二醇或丙二醇类抗冻剂成分。醇类物质易挥发、易降解,在大多数情况下使用对种子是安全的。但是,如果拌种入土后遭遇低温,乙二醇挥发、降解速度顿减,加之醇类物质极易在种子、幼株内累积,此时即存在极大的药害风险。药理推断,醇类物质在植物体内累积中毒,多表现为抑制植物有氧呼吸、破坏植株营养合成、酶失活或蛋白质合成受阻、降低叶绿素含量、根系活性下降或生长受抑制。

由于2011年春季北方大部分地区温度明显低于往年,山东部分地区使用600克/升吡虫啉悬浮种衣剂拌种剂拌种的花生,在种子萌发期及幼株期表现出不同程度的药害症状:种子霉烂、出芽率降低、毛细根稀少、茎基部发黑。以上症状与药理学分析是吻合的。

药物颗粒细度对种子安全性影响

针对“喷雾”用剂型,药物颗粒越细,喷施后药物分散度越高,药物利用率越高,防治越有保证。但针对“拌种”用剂型,药物颗粒细度直接关系到两个要素:药物利用率及药害风险。

拌种用剂型从功能上分为种衣剂及拌种剂。从农药剂型来说,种衣剂并不是一种新剂型,而是具有一定粘附性能的悬浮剂中的一些特定制剂,专供种子包衣用,不可作其他途径。具体加工方法与悬浮剂相同,只是在配方中需有一种成膜剂,能使种衣剂在包裹种子表面以后形成一层不易脱落的干药膜。包衣种子播入土内,种子吸水萌芽,药膜也吸水而膨胀,逐渐释放出农药,发挥药效作用。拌种剂在大类上属于粉剂的一种,要求粉粒细度很高,以便于粉粒牢固地沾附在种子表面。

常见农药剂型中,依照药物颗粒细度,水分散粒剂入水崩解后药物颗粒最为细微,然后依次是悬浮剂(含悬浮种衣剂)、可湿性粉剂(粉剂一种)、拌种剂。 如喷雾使用,水分散粒剂药物利用率最高,效果最突出,最差是粉剂。但如果考虑拌种处理,(湿)拌种剂综合表现最突出。

Lolitan·Ragus在使用电子显微镜观察大豆种子吸水过程中,发现种皮上存在大量种皮孔,并于1984年发现种皮孔在种子吸水初始阶段作用大于种脐。如药物颗粒过细,则在拌种过程中,药物颗粒极易进入种皮孔,轻则堵塞种皮孔,阻碍种子萌发过程中对水分的吸收;如大量有效成分进入种皮孔,实际上在种子局部位置营造一超高浓度,致使该部位细胞膜破损,内含物外渗,导致种子在发芽过程中缺乏营养,阻碍种子萌芽。

因此,药物颗粒过细的吡虫啉制剂,如拌种使用,存在较大的药害风险。河南农科院植保所刘爱芝研究员在《吡虫啉拌种对小麦种子萌发和生长效应的影响》一文中表明,在相同剂量下(4.0克/公斤种),吡虫啉可湿性粉剂拌种后小麦出芽率及苗高明显低于采取湿拌种剂拌种的小麦。该实验进一步表明,药物粒径过细的农药剂型拌种,确实会对种子存在有害影响。

近年来部分农药制剂领域的研究人员指出,在吡虫啉粉剂中,吡虫啉与填料存在相互作用关系,并非简单的混合关系,可以理解为吡虫啉“吸附”于填料。吡虫啉制剂颗粒越细,吡虫啉成分在填料上的淋溶速度越快,即吡虫啉成分从填料上的释放速度越快,因为植物根系对吡虫啉吸收能力较大,植物对吡虫啉吸收速度也相应加大。

吡虫啉短时间内大量释放,吡虫啉浓度超过植物种子或根系最大耐受量,注定导致药害,具体表现为植物生长受抑制(前一章节已详细论述吡虫啉剂量对植物生长的影响);

拌种剂对制剂存在严格的细度要求,“喷雾”用剂型,制剂颗粒细度均高于拌种要求,存在较大的药害风险。

就现有制剂加工技术,湿拌种剂不是药物利用率最佳的剂型,但是湿拌种剂注定是综合表现最理想的剂型:加工难度低、易于保存、便于使用、使用过程中损耗

江苏省农药研究所股份有限公司市场部 漫谈小麦拌种剂

又快要到小麦备播时间了,近来小麦拌种剂许多朋友来电咨询一些技术问题,在此借这个机会,给大家谈谈拌种剂的有关问题。

小麦拌种剂是一种综合型产品,国外一般称作种衣剂,代表产品有髙巧、适乐时,我国产品有多克福、克福等,最近几年新技术发展很快,以“一拌无蚜”为代表的产品,发展迅猛。

下面就2011小麦拌种剂问题谈谈几点看法。(详见附件)

漫 谈 小 麦 拌 种 剂

一、拌种剂(种衣剂)的种类和特点和发展状况

拌种剂是指能够用于改善种子出苗状况、幼苗生长情况、对病害、虫害有防治作用、对土壤有益微生物有促进作用、改善土壤盐碱、干旱、对作物有促进强壮功能、最终达到增产目的一类物质。我国早期把农药杀虫剂、杀菌剂推广到拌种,后来逐步开发了种衣剂。

拌种剂在国外已经有很多年的历史,在我过也有四十年之久。国内对拌种剂的研究一直是积极推进,不断更新换代。黑龙江省最早是从1987年开始,在绥化、齐齐哈尔、牡丹江等地进行了种衣剂防治玉米、大豆种传、土传病害及地下害虫的试验及示范,从20世纪90年代初开始推广应用小麦拌种剂在我国发展也是比较迅速的,特别是在2003年国家实行种子补贴后,高中低档小麦拌种剂在场上呈现泛滥之势,小麦拌种剂出厂价大概在几毛到二十元不等。

种衣剂是用于种子包衣、具有成膜特性的一种制剂,英文名为seed coated with a pestcide,代码为PS。种衣剂一般是由有效成份及助剂组成。是一种可直接或经稀释后包覆于种子表面,形成具有一定强度和通透性的保护层膜的农药制剂。种衣剂中的有效成分主要包括杀虫剂、杀菌剂及微肥、激素等。

种衣剂的特点是:种衣剂在土壤中遇水膨胀透气而不被溶解,从而使种子正常发芽、使农药和微肥缓慢释放,具有杀灭地下害虫,防治种子病菌和苗期病、虫害,促进种苗健康生长发育,改进作物品种,复配型种衣剂具有杀虫、灭菌、促进作物生长等多种功能;提高种子发芽率,减少种子使用量,提高产量;种衣剂紧贴种子,药力集中,利用率高,因而比喷雾、土壤处理、毒土等施药方法省药、省工、省种;种衣剂隐蔽使用,对大气、土壤无污染,不伤天敌,使用安全;种衣剂包覆种子后,农药一般不易迅速向周边扩散,又不受日晒雨淋和高温影响,而是缓慢释放,因而持效期长。

悬浮种衣剂:悬浮种衣剂是由有效成分(杀虫剂、杀菌剂、植物生长调节剂、微量元素等)、成膜剂(聚乙烯醇、聚乙二醇、明胶、阿拉伯胶、黄原胶、高分子有机化合物等)、湿润剂、分散剂、增稠剂、警戒色、

填料和水经湿法粉碎而制成的一种可流动的稳定的均匀悬浮液。

悬浮种衣剂和悬浮剂的主要差别在于悬浮种衣剂组成中含有成膜剂。目前国内的种衣剂几乎都是悬浮种衣剂,如17%多菌灵 ---克百威悬浮种衣剂、18%多菌灵---福美双---甲基立枯磷悬浮种衣剂、20%多菌灵---福美双---甲基立枯磷悬浮种衣剂等。

干种衣剂:干种衣剂是由有效成分、成膜剂、湿润剂、分散剂、警戒色和填料经加工而制成的一种粉状或粒状的制剂,使用时兑水调匀进行种子包衣。干种衣剂有效成分含量比悬浮剂高,可节约包装和贮运费用,产品贮存物理稳定性和化学稳定性也比悬浮种衣剂好,包装用过的容器易于处理,减少了废弃包装容器的二次污染。

种衣剂与一般拌种剂(如干拌、湿拌和浸种所用的农药粉剂、可湿性粉剂、悬浮剂、乳油等)不同。一般拌种剂是植物保护措施,而种衣剂既使良种标淮化,又具有植物保护作用。种衣剂是包在种子上能很快固化成膜为种衣,具有多种功能。

二、我国拌种剂(种衣剂)目前主要存在问题

小麦拌种剂主要防治以下病虫害:一是土传病害,主要是纹枯病、全蚀病、根腐病。这些病菌在土壤中可以存活多年,在小麦拌种后种子开始萌芽时病菌就可以侵染。二是系统侵染病害,主要有杆黑粉病、散黑穗病和腥黑穗病,病菌从种子萌发侵入生长点,随小麦植株生长进行系统侵染。穗期表现危害症状。三是地下害虫,主要是蛴螬、蝼蛄和金针虫,它们在秋苗期和返青后咬食小麦根茎部,造成缺苗断垄。有效的方法是药剂拌种。四是地上害虫,主要是蚜虫、灰飞虱等。但是,目前存在许多问题:

品种繁多,市场竞争激烈:其中,销售量大,知名度高的厂家及品种有:江苏铜山县农药总厂的35%多克福悬浮种衣剂和20%克福悬浮种衣剂、天津北方种衣剂中试厂的35%多克福悬浮种衣剂、中种集团黑龙江种衣剂有限责任公司的35%、20%克福悬浮种衣剂和11%福酮种衣剂、黑龙江省八五七农场化工厂的35%、30%多克福悬浮种衣剂和20%福克悬浮种衣剂、北农涿州种衣剂有限公司的35%多克福悬浮种衣剂、30%多福克悬浮种衣剂。此外,新发展、应用的有3911拌种剂、辛硫磷拌种剂、乐斯本拌种剂、丁硫克百威、吡虫啉、二嗪磷、烯唑醇、三唑酮、多效唑拌种剂等等。

配方较为单一,防治效果难以令人十分满意:目前推广使用的种衣剂品种虽多,但配方以克百威(呋喃丹)+多菌灵+福美双,含量有35%、30%和25%;及克百威(呋喃丹)+福美双,含量有20%和15%等配方为主,这类产品占种衣剂总量的80%以上。近年来,吡虫啉类用于小麦拌种,已得到大面积推广。出厂价大有的在几毛到二十元不等,农民对价格相对敏感,这么大的价格差距对小麦拌种剂的发展和科技含量提高起到了一定的制约作用。一些含有唑类杀菌剂的种衣剂,由于播种过深或者干旱,常常影响出苗和幼苗生长不良,令人头痛。

种衣剂使用趋于规范,但市场销售监管不力:经过多年的推广宣传,种衣剂的生产使用技术已经逐步不到得到规范,但是仍有少数厂家将未登记,或者借证套证屡禁不止。随着新技术的不断更新,吡虫啉用于

防治蚜虫得到大面积推广,许多厂家跟风跟进,技术不过关,或者以假充真销售伪劣产品,不仅达不到预期的防治效果,而且造成药剂浪费,增加了生产成本,甚至发生药害,造成种子不出苗,给农业生产带来很大损失。

高毒种衣剂继续替代:高毒种衣剂依然有很大的市场,不利于农民身体健康。

三、种衣剂(拌种剂)的正确使用

1、作好包衣种子发芽试验。

包衣后种子的发芽率,是决定种衣剂产品质量最重要的一个环节,是测定包衣种子与未包农种子对照效果的手段。

2、种衣剂的辨别

种衣剂以其良好的优势深受农民朋友的欢迎。但是,种子市场之大,鱼目混杂,这就要求人们在购买种衣剂时注意识别真假,防止上当受骗。具体辨别方法如下:(1)种子包衣过厚,磨擦后有粉尘脱落现象,往往是劣质或假种衣剂。(2)优质种衣剂为半透明薄膜附着在种子表面,色泽均匀一致,能透视到种子皮色,而劣质种衣剂则往往颜色过深。(3)假种衣剂无刺鼻、刺眼现象发生,部分假种衣剂由杀虫农药掺入颜料调制而成,有杀虫农药的气味,操作不当对种子发芽率影响特别严重。

3、拌种剂(种衣剂)的存放

种衣剂应放在坚固密闭的容器内,贴上标签,存放在远离火源、热源且小孩、家畜不能接触到的凉爽干燥处,由专人来看护保管。禁止与食物、饮料等混在一起放置。

4、拌种剂(种衣剂)的使用

(1)种衣剂为固定型号,使用时应认真阅读使用说明书。除个别产品标明需加水稀释外,一般都不能加水,更不能添加其他药肥,以免造成沉淀、成膜性差、药效丧失或出现药害等情况。(2)小麦拌种剂(种衣剂),拌种时,要严格按说明书使用,拌种在阴凉处晾干,避免强光分解降低药效(3)包衣后的商品种子,播前无须再经药剂拌种或浸种。(4)目前市场销售推广的小麦拌种剂许多是套餐,要求配套使用,请按说明书要求进行略。(5)某些含有唑类杀菌剂的种衣剂,请严格按剂量要求使用,不可盲目加大用量,同时不宜播种过深,以免影响出苗。

5、拌种剂(种衣剂)的配制

农民朋友可就地取材,根据种子的播种量,采取简单安全的包衣方法——塑料袋滚动混合法。即把种、药、水按比例配好,先将种子装入塑料袋内,然后将种衣剂反复上下摇匀倒在种子上,扎紧袋口,两人各拉一头上下颠动,来回滚动数次即可。将包衣的种子装在透气尼龙纺织袋内,放在阴凉的地方备播。拌种后,时间不宜太长,一般要求6-12小时内拌种。

6、安全提示

因种衣剂属高毒农药,所以包衣时,工作人员必须穿上工作服、戴好橡胶手套,做好保护工作。拌种后的种子,如用不完剩下的要销毁,不要长时间存放。如有中毒现象,请到就近医院对症治疗。

吡虫啉拌种技术

前言:

国内吡虫啉产品的剂型多为供喷雾法使用,用于种子及土壤处理的吡虫啉制剂所占比例极少。全世界范围内,吡虫啉用于土壤及种子处理的量,约占总用量的60%左右,目前中国远低于这一水平;国家农业部于2010年秋季在四川召开的秋播作物工作会议上,要求将中国秋播作用拌种量所占比例提升至70%以上。吡虫啉拌种市场在中国具有极大的潜力。

尽管农业部药检所早在2000年后已下发一批吡虫啉专业拌种剂(含湿拌种剂、悬浮种衣剂、种子处理可分散粉剂),但因市场接受问题,销量有限,基本没有造成成型影响。自2009年前后,因拜耳、青岛华垦加大高巧牌600克/升吡虫啉悬浮种衣剂推广力度,加之吡虫啉拌种的卓越表现,吡虫啉拌种快速被市场接受。尤其是2010年高巧在河南、山东小麦、花生拌种市场取得重大突破,直接带动吡虫啉拌种剂市场。

目前吡虫啉拌种剂市场极为混乱,大量厂家,包括国家知名制剂企业。利用广大农民、农资经销商对种子及土壤处理专用剂型认知上的缺失,纷纷将吡虫啉喷雾用剂型,尤其是高含量吡虫啉乳油、悬浮剂、可湿性粉剂、可溶性液剂,修改包装后用于拌种处理。尽管吡虫啉对种子是安全的,但农药中大部分助剂、溶剂、填料对种子萌发存在一定药害风险。这类产品本质上属于私自扩大农药登记范围,不但药效难以保证,且存在极大的药害风险。近两年已有大量类似事件报导。 吡虫啉拌种核心技术表现为用药剂量,吡虫啉拌种对剂量要求极高:如剂量不足,则吡虫啉拌种的持效期优势无法体现;如剂量过大,则对作物种子萌发及生长存在明显抑制作用。

吡虫啉拌种效果直接取决于剂型:非专业拌种剂剂型受其中助、溶剂限制,存在极大药害风险,且药物利用率难以预计,无法准确把握剂量。

尽管吡虫啉在无作物土壤中是稳定,半衰期可达150天之久,但由于土壤微生物的影响,吡虫啉在耕地中降解较快,根据国家环境所的数据,吡虫啉在东北黑土中半衰期为4天,红壤中为10天,水稻土为11天。专业拌种剂型中所添加的稳定剂,是保证拌种效果的关键。

所谓吡虫啉拌种的概念是局限的,在部分作物上(如油菜、花生),吡虫啉播种沟撒施或毒土处理,对害虫的防治效果远高于单纯拌种。广义的吡虫啉拌种技术包含拌种、耕作层土壤处理和播种沟撒施。

鉴于江苏省农药研究所股份有限公司是民族吡虫啉合成工业诞生地,多年来始终从事吡虫啉应用的深化研究,同时也是国内首批获得吡虫啉拌种剂型登记证件的农药企业。我研究所在汇总现有科研成果及应用经验的基础上,编辑此文,大致论述吡虫啉拌种技术,以期对民族农药的进一步发展有所贡献。

吡虫啉拌种毒理学及农药应用工艺学综述

吡虫啉基本特性介绍

氯化烟酰杀虫剂这个名词指硝基甲撑、硝基胍及其开链类似物,植物性杀虫剂烟碱属于此类化合物。1978年,在苏黎世的国际纯粹化学与应用协会(IUPAC)会议上,Soloway等人提出了一类称为杂环硝基甲撑(heterocyclic nitromethylenes)类杀虫剂的新化合物,并提出此类化合物中杀虫活性最高的为SD35651。1979年,Solowar等又提出过一种此类化合物,但未报道其生物活性。日本拜耳农业化学(Nihon Bayer Agrochem)的化学家们对此类化合物的杀虫潜能表现了极大的乐观。1984年,日本特殊农药制造公司合成和硝基胍NTN33893作为杀虫剂,1985年进行了登记并推荐通用名为咪蚜胺(imidacloprid),现中文通用名为吡虫啉。吡虫啉是第一个作用于烟碱型乙酰胆碱受体的氯化烟酰类化合物,现已在60多个国家进行了登记,

吡虫啉具有以下几方面的农业特性:

杀虫作用机制独特

吡虫啉属于神经毒剂,其作用靶标是害虫虫体神经系统突触后膜的烟酸乙酰胆碱酯酶受体,干扰害虫运动神经系统正常的刺激传导,因而表现为麻痹致死。这与一般传统杀虫剂不同,因而对有机磷、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯类杀虫剂产生抗性的害虫,改用吡虫啉仍有较佳的防治效果。与这三类杀虫剂混用或混配增效明显。

易引起害虫产生抗药性

由于吡虫啉的作用位点单一,害虫易对其产生耐药性,使用中应严格控制施药次数。为避免害虫产生耐药性,在同一作物上严禁连续使用两次。

2007年、2008年全国范围内水稻褐飞虱大爆发,与水稻上多年连续使用吡虫啉,导致褐飞虱对吡虫啉产生极高耐药性,进而失去防治效果有直接关系。

2005年9月28日,全国农业技术推广服务中心农技植保函(2005)270号文件《关于中晚稻褐飞虱对吡虫啉抗药性情况的通报》,建议各地在水稻褐飞虱防治中暂时停止使用吡虫啉。吡虫啉是至今为止第一个因抗性问题被停止使用的农药成分。

植株体表内吸功能弱

尽管多年来普遍认为吡虫啉具有内吸活性,但2009年山东农业大学为研究吡虫啉在植物叶部是否具有内吸效果,对经模拟雨水冲洗后番茄和甘蓝叶片中吡虫啉的持留量进行了测定。

采用喷雾法处理供试植物番茄和甘蓝,然后模拟雨水冲刷,并通过测定供试植物叶片上吡虫啉残留量来判断。结果表明,吡虫啉在番茄叶片上被冲刷率为70%左右,在甘蓝叶片上被冲刷率在85%左右,且每种供试植物叶片上不同时间的冲刷率基本持平,说明吡虫啉在番茄、甘蓝叶面上无内吸现象存在。

环境中消解迅速

国家环境保护局南京环境科学研究所1997年报导,吡虫啉光解半衰期为6.81小时,在东北黑土、太湖水稻土和江西红壤中的降解半衰期分别为10.7、11.1h和4.1天。山西农业大学采取室内模拟方法研究了吡虫啉在温度、光解作用下在油菜叶面的消解趋势,结果表明,在14、25、35摄氏度下,吡虫啉的消解半衰期分别为8.7、3.8、2.9天;在光照强度为500、3000、6000lx条件下,吡虫啉的消解半衰期分别是6.9、6.2和3.7天;

山东农业大学研究表明,在自然环境中,吡虫啉喷雾后,随着时间的延长,吡虫啉在植物(番茄)叶或茎上的残留量迅速减少,施药后第2天,滞留叶片上的化合物消失率已达56.12%,滞留茎上的化合物消失52.57%,至药后第10天叶上的消失率接近90%。

杀虫活性受温度影响显著

吡虫啉属典型的正温效效应化合物,山东农业大学1999年研究证实,如设定11摄氏度下吡虫啉杀蚜活性为一,则18、25、32摄氏度下,吡虫啉针对蚜虫的活性依次提升2.1倍、5.5倍、60.7倍。

杀虫谱广,但登记有限

吡虫啉对同翅目害虫,如蚜虫、叶蝉、飞虱、白粉虱和缨翅目害虫蓟马表现极高的活性,对鞘翅目、双翅目和鳞翅目的一些种类也有不同程度的杀伤作用,但还未发现其对线虫和螨类的效果。

注:处理方法为浸渍和喷雾

保苗率为89.5%,接近克百威的治虫效果,好于乐果和三唑磷;

吡虫啉对二化螟引起的枯鞘和枯心的防效达79.6%和96.8%,在此剂量下如果防治效果能够稳定,不仅能对稻飞虱、叶蝉、蓟马起到很好的兼治作用,而且可以吡虫啉对稻秆潜蝇、稻瘿蚊也有较好的防治效果,15天后的防虫效果达86.4%,大大降低防治成本。

在具体应用中,吡虫啉在白蚁、跳蚤也有理想的防治效果。尽管已经证实吡虫啉杀虫谱很广,但国内吡虫啉登记的防治对象面太窄,多为水稻稻飞虱和小麦蚜虫,远没有发挥吡虫啉的应有优势。

吡虫啉拌种技术的理论依据

近十年来国内许多学者在积极地探索吡虫啉在各种不同作物上的不同施药方法,希望能找到一种充分发挥其内吸活性,既能达到对靶标害虫毒杀的目的,又能对非靶标生物及环境友好,持效期较长的合理使用方法。

这些施药新方法主要集中在对吡虫啉根施及包衣技术的研究上。国外早在上世纪90年代通过大量生测实验证实,吡虫啉对蛴螬、金针虫、马铃薯甲虫等地下害虫的防治效果突出:土壤中如果含有2.5~5ppm的吡虫啉,可以有效的防治危害许多种作物的如金针虫(Agriotes sp.)、黄瓜条叶甲(Diabrotica balteata)和葱蝇(Hylemyia antigua)等典型的土壤害虫;

目前国内对吡虫啉的包衣及根施技术己经应用于棉花、玉米、小麦、甜菜等大田作物,在马铃薯、油菜、烟草等经济类作物上也有报导:

南京农业大学测定吡虫啉对新疆抗性马铃薯甲虫的触杀毒力,致死中量为0.0037~0.0241μg/头,针对高抗性马铃薯跳甲的活性高于三氟氯氰菊酯、丁硫克百威、硫丹等常规药剂;

新疆农科院植保所将棉花种使用吡虫啉拌种后播种,待棉花出苗后摘取子叶饲喂黄地老虎2龄幼虫,测得致死中量为0.0906克/100克棉种,毒力是对照药剂乙酰甲胺磷的3.5倍;

河南农科院植保所刘爱芝研究员多年来致力于吡虫啉拌种技术的研究,系统验证了吡虫啉在小麦、玉米、油菜、花生等多种作物上拌种剂量、施药方式及防治效果:

吡虫啉拌种小麦,可全生育期防治小麦蚜虫,持效期长达七个月,并可显著促进小麦分蘖,增产效果显著;

吡虫啉拌种玉米,可高效防治灰飞虱,进而有效防治玉米粗缩病,并可全生育期防治玉米蚜虫、金针虫;

根施吡虫啉,可全生育期防治花生蛴螬及油菜蚜虫,且增产效果显著;

江苏植保系统曾系统验证棉花吡虫啉拌种,不但对蚜虫防效显著,持效期可长达60天以上,并且有效促进棉花生长,明显提升产量。

尽管吡虫啉拌种技术在基础研究领域尚不完善,但现有研究结论已初步构建出吡虫啉拌种理论框架:

无淋析、生物抽提

吡虫啉有较高的水溶性,但使用同位素标记的该化合物作渗漏测定,结果表明吡虫啉在土壤中很少随水分向土壤深层转移。即吡虫啉土壤处理之后,是可以高效保留在施药部位发挥功效。

播种有植物的土壤使用吡虫啉后,停留在土壤表层的量会急剧减少,这种现象是由于该化合物的内吸作用所致,这一现象被称为“生物抽提”现象。这表明吡虫啉尽管很少或不被植物叶片、茎秆吸收,但可被植物根系高效吸收。 内吸代谢物活性更突出

国外科研机构验证,吡虫啉采取叶面喷雾,滞留在茎叶发挥触杀和胃毒功能的药剂一直是吡虫啉的原结构。用吡虫啉处理土壤或种子,由于其良好的内吸性,被植物根系吸收进入植株后的代谢产物杀虫活性更高,即由吡虫啉原体及其代谢产物共同起杀虫作用,因而防治效果更高。

吡虫啉的生物抽提活性及植物根系内吸代谢后产物杀虫活性更高,对于土壤或种子处理是至关重要的。

特殊分布机制,持效期长

在拌种应用中发现,吡虫啉拌种小麦、玉米、高粱等单子叶植物,可全生育期防治蚜虫;但拌种棉花等双子叶植物,对蚜虫等刺吸式口器害虫的防效大多60天左右。前期分析可能是因为棉花等植物生长量大,植物体内吡虫啉浓度随植株生

长逐渐稀释,并最终因浓度过低失去防治效果。

上世纪90年代,国外科研机构系统研究了吡虫啉被根系吸收后在不同作物中的输导性:

吡虫啉拌种冬小麦,其在小麦第一片叶子上的蓄积量有逐渐增加的趋势,根据不同土壤湿度,其蓄积浓度为最初的1%到成熟期的19%。该化合物属于典型的木质部输导品种,具有明显的顶端优势且在老叶片和幼嫩叶片间形成浓度梯度。即吡虫啉最终多分布在小麦顶端部位。

棉花幼苗对吡虫啉的吸收及该化合物在棉花植株内的输导完全不同于小麦,试验中发现,在播种27天后,只有5~6%的吡虫啉可以被棉花幼株吸收且大部分集中在子叶中,而其余则以其未变化的母体化合物蓄积在种衣或种子周围的土壤中。在播种52天后,在棉株内则再也检测不到吡虫啉。进入到棉株中的那部分吡虫啉只有少量能输导到真叶中,这个量仍可以保护棉花幼株在6周内不受棉蚜的危害,其保护期远远低于小麦。

吡虫啉在棉花真叶中被分布到不同的小区而不像在小麦中具有的顶端优势,这是由于棉花中腺体的作用所致。这些腺体的存在限制了吡虫啉的广泛输导和大面积分布。

亚致死剂量效应

因为吡虫啉具有极好的内吸性,故人们非常关心其内吸后的命运如代谢趋势及其非致死剂量(浓度)对害虫的作用。在致死剂量下,由于吡虫啉对烟碱型乙酰胆碱受体的干扰,中毒昆虫表现为典型的神经中毒症状,即行动失控、发抖、麻痹直至死亡。在亚致死浓度下,取食含有吡虫啉汁液的蚜虫,则表现为从叶片上逃逸或落掉,并由分析蜜露的排放量,得知亚致死浓度的吡虫啉对蚜虫有拒食作用,即小于10ppb浓度的吡虫啉可以引起取食蚜虫惊厥、排放蜜露减少,最终饥饿而死。

用黑异爪犀金龟(Heterony-cuus arator)、伪切根虫(Somaticus sp.即小地老虎/蛴螬)、野棉象甲(Anthonomus grandis)和烟芽夜蛾(Heliothis virescens)进行试验,也证明了吡虫啉的亚致死剂量对这些昆虫表现拒食作用。

综述:

由于吡虫啉在土壤中可高效被植株吸收、可在植株中代谢为杀虫活性更高的物质,且吡虫啉逐渐分解后在非致死剂量下也可对害虫发挥拒食和驱避效果。加之吡虫啉在部分植株体内特殊的输导机制,吡虫啉拌种最大优势体现在持效期长,尤其针对刺吸式口器害虫及蛴螬等部分鞘翅目害虫。

土壤或种子处理后吡虫啉和其它杀虫剂对两种蚜虫的残留活性

注:表中周数为在此期间害虫死亡率仍高于95%。

吡虫啉拌种的剂型选择

目前吡虫啉常见剂量有乳油、可溶性液剂、微乳剂、可湿性粉剂、水分散粒剂、悬浮剂、泡腾片剂,直接登记土壤或种子处理的有种子处理可分散粉剂、悬浮种衣剂、湿拌种剂等。

登记“喷雾“的吡虫啉剂型,针对种子定向喷雾,本质上也构成了“拌种”。在实际应用中,也有不少厂家将登记为“喷雾”的高含量吡虫啉制剂私自更改登记方向,定位于拌种。其中最常见的是600克/升吡虫啉悬浮剂、48%吡虫啉乳油、70%吡虫啉可湿性粉剂、200克/升吡虫啉可溶性液剂。

以上剂型针对植株体表喷雾是绝对安全的,一是稀释倍数高,多在4000倍以上;二是植株地上茎秆、叶片等器官耐受力较强。如用于拌种,则存在极大的药害风险:首先种子是植物最敏感、最易受损的器官,且一经受损极可能导致死亡。其次,以上剂型如用于拌种,少量兑水后直接浇淋在种子上,实际稀释倍数多在100倍以下。

截止目前,私自更改农药登记,使用“喷雾”用吡虫啉制剂拌种,已造成大量药

害事件,其中影响较大的有两起:

2007年麦播,在河南、河北、山东、江苏等省由于一种称为“一拌无蚜”的小麦拌种剂导致的药害使得小麦不出苗或出苗缓慢、出苗不齐,被农民称为“一拌无芽”。该产品实质是高含量吡虫啉乳油。该事件发生后,《农药市场信息》、《河北日报》、《农民日报》以《“无蚜”变“无芽”——谁拌出弥天大谎》为题进行报导。由于大面积药害发生后,生产厂家迅速消失,该事件至今未得到彻底解决;

2011年5月5日,青岛有线电视二台生活在线节目报导,青岛平度农户因使用南方一企业生产的登记为“喷雾”的600克/升吡虫啉悬浮剂进行花生拌种,导致花生种大量霉烂不能萌芽。后期发现,凡使用吡虫啉悬浮剂(含专业的悬浮种衣剂)拌种的花生,萌芽后根茎基部多呈黑色,且毛细根数量少于未拌种。 鉴于拌种剂施药对象(种子)的特殊性,与种子直接接触的物质必须强调绝对安全。尽管证实吡虫啉对种子是安全的,但农药制剂中大量助剂、溶剂、填料等化学物质也可能对种子产生影响。

有机溶剂对种子及幼株安全性影响:

经笔者检索,已有研究证实,大多数常见有机溶剂均可对植物的生长及生理过程产生胁迫作用(stress):即对植物生长产生伤害。

广西师范学院资源与环境科学学院研究实验绿色植物暴露于有机溶剂乙醇、丙酮、二甲基甲酰胺、二甲亚砜和石油醚的生长情况,并测定了植物叶片的叶绿素含量、可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶( SOD ) 、过氧化物酶(POD )和过氧化氢酶(CAT) 等生理生化指标。

实验发现,在有机溶剂的影响下,植物细胞结构不同程度地发生弯曲变形,引起植株形态改变,导致畸形或阻碍种子萌发;植物叶片中叶绿素含量均大幅度下降,破快植物营养合成,导致植物生长受抑制;丙酮、乙醇、二甲基甲酰胺大幅度降低植株可溶性蛋白含量,说明三类物质可导致酶失活或蛋白质合成受阻。

植物生理生化研究证实,有机溶剂或其代谢产物势必导致植物细胞膜脂的变化,引起细胞膜渗透,从而破坏膜的基本功能,使转运机制失调,进而引起细胞结构的变形,导致植物结构功能及代谢紊乱而衰老。这种作用与溶剂的性质有密切关系。理论分析,不考虑毒力,有机溶剂在水中溶解度越小,越难溶解于水中被植物所吸收,对植物影响越小。以上实验也充分证实了这一点:醇类物质(乙醇)、

丙酮、二甲基甲酰胺(DMF)均可与水混溶,但对植物的不良影响最大。而这三

注:悬浮剂中必要添加抗冻剂,以保证其中的水在零摄氏度下不冻结。

如上分析,吡虫啉乳油、微乳剂中确定含有对种子危害极大的助剂或溶剂,坚决不能用于拌种处理。目前发生的吡虫啉拌种药害,绝大多数是由吡虫啉乳油或可溶性液剂引起的;

吡虫啉悬浮剂组分中,可对种子存在安全威胁的物质主要是乙二醇或丙二醇类抗冻剂成分。醇类物质易挥发、易降解,在大多数情况下使用对种子是安全的。但是,如果拌种入土后遭遇低温,乙二醇挥发、降解速度顿减,加之醇类物质极易在种子、幼株内累积,此时即存在极大的药害风险。药理推断,醇类物质在植物体内累积中毒,多表现为抑制植物有氧呼吸、破坏植株营养合成、酶失活或蛋白质合成受阻、降低叶绿素含量、根系活性下降或生长受抑制。

由于2011年春季北方大部分地区温度明显低于往年,山东部分地区使用600克/升吡虫啉悬浮种衣剂拌种剂拌种的花生,在种子萌发期及幼株期表现出不同程度的药害症状:种子霉烂、出芽率降低、毛细根稀少、茎基部发黑。以上症状与药理学分析是吻合的。

药物颗粒细度对种子安全性影响

针对“喷雾”用剂型,药物颗粒越细,喷施后药物分散度越高,药物利用率越高,防治越有保证。但针对“拌种”用剂型,药物颗粒细度直接关系到两个要素:药物利用率及药害风险。

拌种用剂型从功能上分为种衣剂及拌种剂。从农药剂型来说,种衣剂并不是一种新剂型,而是具有一定粘附性能的悬浮剂中的一些特定制剂,专供种子包衣用,不可作其他途径。具体加工方法与悬浮剂相同,只是在配方中需有一种成膜剂,能使种衣剂在包裹种子表面以后形成一层不易脱落的干药膜。包衣种子播入土内,种子吸水萌芽,药膜也吸水而膨胀,逐渐释放出农药,发挥药效作用。拌种剂在大类上属于粉剂的一种,要求粉粒细度很高,以便于粉粒牢固地沾附在种子表面。

常见农药剂型中,依照药物颗粒细度,水分散粒剂入水崩解后药物颗粒最为细微,然后依次是悬浮剂(含悬浮种衣剂)、可湿性粉剂(粉剂一种)、拌种剂。 如喷雾使用,水分散粒剂药物利用率最高,效果最突出,最差是粉剂。但如果考虑拌种处理,(湿)拌种剂综合表现最突出。

Lolitan·Ragus在使用电子显微镜观察大豆种子吸水过程中,发现种皮上存在大量种皮孔,并于1984年发现种皮孔在种子吸水初始阶段作用大于种脐。如药物颗粒过细,则在拌种过程中,药物颗粒极易进入种皮孔,轻则堵塞种皮孔,阻碍种子萌发过程中对水分的吸收;如大量有效成分进入种皮孔,实际上在种子局部位置营造一超高浓度,致使该部位细胞膜破损,内含物外渗,导致种子在发芽过程中缺乏营养,阻碍种子萌芽。

因此,药物颗粒过细的吡虫啉制剂,如拌种使用,存在较大的药害风险。河南农科院植保所刘爱芝研究员在《吡虫啉拌种对小麦种子萌发和生长效应的影响》一文中表明,在相同剂量下(4.0克/公斤种),吡虫啉可湿性粉剂拌种后小麦出芽率及苗高明显低于采取湿拌种剂拌种的小麦。该实验进一步表明,药物粒径过细的农药剂型拌种,确实会对种子存在有害影响。

近年来部分农药制剂领域的研究人员指出,在吡虫啉粉剂中,吡虫啉与填料存在相互作用关系,并非简单的混合关系,可以理解为吡虫啉“吸附”于填料。吡虫啉制剂颗粒越细,吡虫啉成分在填料上的淋溶速度越快,即吡虫啉成分从填料上的释放速度越快,因为植物根系对吡虫啉吸收能力较大,植物对吡虫啉吸收速度也相应加大。

吡虫啉短时间内大量释放,吡虫啉浓度超过植物种子或根系最大耐受量,注定导致药害,具体表现为植物生长受抑制(前一章节已详细论述吡虫啉剂量对植物生长的影响);

拌种剂对制剂存在严格的细度要求,“喷雾”用剂型,制剂颗粒细度均高于拌种要求,存在较大的药害风险。

就现有制剂加工技术,湿拌种剂不是药物利用率最佳的剂型,但是湿拌种剂注定是综合表现最理想的剂型:加工难度低、易于保存、便于使用、使用过程中损耗

江苏省农药研究所股份有限公司市场部 漫谈小麦拌种剂

又快要到小麦备播时间了,近来小麦拌种剂许多朋友来电咨询一些技术问题,在此借这个机会,给大家谈谈拌种剂的有关问题。

小麦拌种剂是一种综合型产品,国外一般称作种衣剂,代表产品有髙巧、适乐时,我国产品有多克福、克福等,最近几年新技术发展很快,以“一拌无蚜”为代表的产品,发展迅猛。

下面就2011小麦拌种剂问题谈谈几点看法。(详见附件)

漫 谈 小 麦 拌 种 剂

一、拌种剂(种衣剂)的种类和特点和发展状况

拌种剂是指能够用于改善种子出苗状况、幼苗生长情况、对病害、虫害有防治作用、对土壤有益微生物有促进作用、改善土壤盐碱、干旱、对作物有促进强壮功能、最终达到增产目的一类物质。我国早期把农药杀虫剂、杀菌剂推广到拌种,后来逐步开发了种衣剂。

拌种剂在国外已经有很多年的历史,在我过也有四十年之久。国内对拌种剂的研究一直是积极推进,不断更新换代。黑龙江省最早是从1987年开始,在绥化、齐齐哈尔、牡丹江等地进行了种衣剂防治玉米、大豆种传、土传病害及地下害虫的试验及示范,从20世纪90年代初开始推广应用小麦拌种剂在我国发展也是比较迅速的,特别是在2003年国家实行种子补贴后,高中低档小麦拌种剂在场上呈现泛滥之势,小麦拌种剂出厂价大概在几毛到二十元不等。

种衣剂是用于种子包衣、具有成膜特性的一种制剂,英文名为seed coated with a pestcide,代码为PS。种衣剂一般是由有效成份及助剂组成。是一种可直接或经稀释后包覆于种子表面,形成具有一定强度和通透性的保护层膜的农药制剂。种衣剂中的有效成分主要包括杀虫剂、杀菌剂及微肥、激素等。

种衣剂的特点是:种衣剂在土壤中遇水膨胀透气而不被溶解,从而使种子正常发芽、使农药和微肥缓慢释放,具有杀灭地下害虫,防治种子病菌和苗期病、虫害,促进种苗健康生长发育,改进作物品种,复配型种衣剂具有杀虫、灭菌、促进作物生长等多种功能;提高种子发芽率,减少种子使用量,提高产量;种衣剂紧贴种子,药力集中,利用率高,因而比喷雾、土壤处理、毒土等施药方法省药、省工、省种;种衣剂隐蔽使用,对大气、土壤无污染,不伤天敌,使用安全;种衣剂包覆种子后,农药一般不易迅速向周边扩散,又不受日晒雨淋和高温影响,而是缓慢释放,因而持效期长。

悬浮种衣剂:悬浮种衣剂是由有效成分(杀虫剂、杀菌剂、植物生长调节剂、微量元素等)、成膜剂(聚乙烯醇、聚乙二醇、明胶、阿拉伯胶、黄原胶、高分子有机化合物等)、湿润剂、分散剂、增稠剂、警戒色、

填料和水经湿法粉碎而制成的一种可流动的稳定的均匀悬浮液。

悬浮种衣剂和悬浮剂的主要差别在于悬浮种衣剂组成中含有成膜剂。目前国内的种衣剂几乎都是悬浮种衣剂,如17%多菌灵 ---克百威悬浮种衣剂、18%多菌灵---福美双---甲基立枯磷悬浮种衣剂、20%多菌灵---福美双---甲基立枯磷悬浮种衣剂等。

干种衣剂:干种衣剂是由有效成分、成膜剂、湿润剂、分散剂、警戒色和填料经加工而制成的一种粉状或粒状的制剂,使用时兑水调匀进行种子包衣。干种衣剂有效成分含量比悬浮剂高,可节约包装和贮运费用,产品贮存物理稳定性和化学稳定性也比悬浮种衣剂好,包装用过的容器易于处理,减少了废弃包装容器的二次污染。

种衣剂与一般拌种剂(如干拌、湿拌和浸种所用的农药粉剂、可湿性粉剂、悬浮剂、乳油等)不同。一般拌种剂是植物保护措施,而种衣剂既使良种标淮化,又具有植物保护作用。种衣剂是包在种子上能很快固化成膜为种衣,具有多种功能。

二、我国拌种剂(种衣剂)目前主要存在问题

小麦拌种剂主要防治以下病虫害:一是土传病害,主要是纹枯病、全蚀病、根腐病。这些病菌在土壤中可以存活多年,在小麦拌种后种子开始萌芽时病菌就可以侵染。二是系统侵染病害,主要有杆黑粉病、散黑穗病和腥黑穗病,病菌从种子萌发侵入生长点,随小麦植株生长进行系统侵染。穗期表现危害症状。三是地下害虫,主要是蛴螬、蝼蛄和金针虫,它们在秋苗期和返青后咬食小麦根茎部,造成缺苗断垄。有效的方法是药剂拌种。四是地上害虫,主要是蚜虫、灰飞虱等。但是,目前存在许多问题:

品种繁多,市场竞争激烈:其中,销售量大,知名度高的厂家及品种有:江苏铜山县农药总厂的35%多克福悬浮种衣剂和20%克福悬浮种衣剂、天津北方种衣剂中试厂的35%多克福悬浮种衣剂、中种集团黑龙江种衣剂有限责任公司的35%、20%克福悬浮种衣剂和11%福酮种衣剂、黑龙江省八五七农场化工厂的35%、30%多克福悬浮种衣剂和20%福克悬浮种衣剂、北农涿州种衣剂有限公司的35%多克福悬浮种衣剂、30%多福克悬浮种衣剂。此外,新发展、应用的有3911拌种剂、辛硫磷拌种剂、乐斯本拌种剂、丁硫克百威、吡虫啉、二嗪磷、烯唑醇、三唑酮、多效唑拌种剂等等。

配方较为单一,防治效果难以令人十分满意:目前推广使用的种衣剂品种虽多,但配方以克百威(呋喃丹)+多菌灵+福美双,含量有35%、30%和25%;及克百威(呋喃丹)+福美双,含量有20%和15%等配方为主,这类产品占种衣剂总量的80%以上。近年来,吡虫啉类用于小麦拌种,已得到大面积推广。出厂价大有的在几毛到二十元不等,农民对价格相对敏感,这么大的价格差距对小麦拌种剂的发展和科技含量提高起到了一定的制约作用。一些含有唑类杀菌剂的种衣剂,由于播种过深或者干旱,常常影响出苗和幼苗生长不良,令人头痛。

种衣剂使用趋于规范,但市场销售监管不力:经过多年的推广宣传,种衣剂的生产使用技术已经逐步不到得到规范,但是仍有少数厂家将未登记,或者借证套证屡禁不止。随着新技术的不断更新,吡虫啉用于

防治蚜虫得到大面积推广,许多厂家跟风跟进,技术不过关,或者以假充真销售伪劣产品,不仅达不到预期的防治效果,而且造成药剂浪费,增加了生产成本,甚至发生药害,造成种子不出苗,给农业生产带来很大损失。

高毒种衣剂继续替代:高毒种衣剂依然有很大的市场,不利于农民身体健康。

三、种衣剂(拌种剂)的正确使用

1、作好包衣种子发芽试验。

包衣后种子的发芽率,是决定种衣剂产品质量最重要的一个环节,是测定包衣种子与未包农种子对照效果的手段。

2、种衣剂的辨别

种衣剂以其良好的优势深受农民朋友的欢迎。但是,种子市场之大,鱼目混杂,这就要求人们在购买种衣剂时注意识别真假,防止上当受骗。具体辨别方法如下:(1)种子包衣过厚,磨擦后有粉尘脱落现象,往往是劣质或假种衣剂。(2)优质种衣剂为半透明薄膜附着在种子表面,色泽均匀一致,能透视到种子皮色,而劣质种衣剂则往往颜色过深。(3)假种衣剂无刺鼻、刺眼现象发生,部分假种衣剂由杀虫农药掺入颜料调制而成,有杀虫农药的气味,操作不当对种子发芽率影响特别严重。

3、拌种剂(种衣剂)的存放

种衣剂应放在坚固密闭的容器内,贴上标签,存放在远离火源、热源且小孩、家畜不能接触到的凉爽干燥处,由专人来看护保管。禁止与食物、饮料等混在一起放置。

4、拌种剂(种衣剂)的使用

(1)种衣剂为固定型号,使用时应认真阅读使用说明书。除个别产品标明需加水稀释外,一般都不能加水,更不能添加其他药肥,以免造成沉淀、成膜性差、药效丧失或出现药害等情况。(2)小麦拌种剂(种衣剂),拌种时,要严格按说明书使用,拌种在阴凉处晾干,避免强光分解降低药效(3)包衣后的商品种子,播前无须再经药剂拌种或浸种。(4)目前市场销售推广的小麦拌种剂许多是套餐,要求配套使用,请按说明书要求进行略。(5)某些含有唑类杀菌剂的种衣剂,请严格按剂量要求使用,不可盲目加大用量,同时不宜播种过深,以免影响出苗。

5、拌种剂(种衣剂)的配制

农民朋友可就地取材,根据种子的播种量,采取简单安全的包衣方法——塑料袋滚动混合法。即把种、药、水按比例配好,先将种子装入塑料袋内,然后将种衣剂反复上下摇匀倒在种子上,扎紧袋口,两人各拉一头上下颠动,来回滚动数次即可。将包衣的种子装在透气尼龙纺织袋内,放在阴凉的地方备播。拌种后,时间不宜太长,一般要求6-12小时内拌种。

6、安全提示

因种衣剂属高毒农药,所以包衣时,工作人员必须穿上工作服、戴好橡胶手套,做好保护工作。拌种后的种子,如用不完剩下的要销毁,不要长时间存放。如有中毒现象,请到就近医院对症治疗。


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