（环境工程专业论文）新型高效环保型黄瓜种衣剂的研制及增产机理研究.pdf

独创性声明 本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中 不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大 学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对 本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文使用授权书 本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校 有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文 被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入 有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本 学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使 用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 僦引獬) 昊槲铷湿割咧嗍川膨二 武汉理工大学硕士学位论文 摘要 本研究以磷酸化壳寡糖为主要成分，通过对成膜剂、复合肥、微量元素、 生长调节素、分散剂等助剂的种类及配比用量的筛选，研制出一种新型环保型 种衣剂。该种衣剂能有效防治病害，提高作物出苗率和并增加产量。通过实验 室各种实验试验，检验种衣剂是否符合行业标准及使用的安全性，研究其对植 株致病病菌的抑制效果并确定其包衣最佳药种比，并且探讨该种衣剂对其他作 物生长的影响。通过田间种植试验，考察该环保种衣剂对黄瓜常见病害的防治 及出苗率、产量的影响。同时对种衣剂主要成分的作用、其防病抑菌、增加产 量的机理进行探讨，并做出较合理分析。主要研究结果： 1 、对壳寡糖进行试验室改性，并将与水按照不同比例混合不同的浓度溶液， 根据溶解效果筛选出溶解效果最佳的质量分数为2 5 的寡聚糖溶液。 2 、对成膜剂羧甲基纤维素、氨基酸的不同比例复配液的性能指标进行测定 确定复配配方为1 ：3 ，并通过配伍性实验及发芽实验，确定成膜剂与2 5 壳寡糖 溶液的复配比例为2 ：6 ：6 0 ，加入到氮磷钾复合肥比例为1 0 - 1 - 5 ，微量元素 混合液w l ：w 2 为1 5 ：0 5 。筛选并确定的其他成分最佳质量比为2 4 - d 烯 效唑：扩散剂n ：消泡助剂i ：助剂i i ：天然深红色色素：蒸馏水= o 4 ：0 6 ： 0 5 ：0 2 ：8 ：2 ：2 3 。 3 、检验种衣剂相关质量指标，结果表明自制环保种衣剂符合行业标准。并 通过急性毒理试验、急性眼刺激和皮肤刺激试验及致敏试验，检验该种衣剂的 安全性。 4 、对常见的灰霉病菌、褐斑病菌、枯萎病菌、叶斑病菌、根腐病菌等黄瓜 致病病菌进行的抑菌试验，结果表明，种衣剂对枯萎病菌的生长抑制率达到 9 1 7 ：对褐斑菌的生长抑制率为8 9 2 ；对灰霉病菌、叶斑病菌、根腐病菌的 抑菌率分别为8 8 、8 7 5 、8 6 9 。并通过实验室种子发芽试验确定进行包衣 的最佳药种比为1 ：4 0 。 5 、对其他作物进行包衣，通过实验室种子发芽试验研究自制种衣剂对其他 作物发芽及苗期生长的影响。 6 、大田种植试验显示，使用该种衣剂后黄瓜产量增加9 6 ，并对霜霉病、 角斑病及枯萎病等常见病害有很好的防治效果。使用种衣剂后提高了育苗期的 武汉理工大学硕士学位论文 出苗率、减少病株数，从而减少育苗数目；提高植株自身抗病性从未减少农药 使用，既降低了成本又能避免农药残留带来的污染问题。 关键词：环保型种衣剂，发芽率，抑菌率，安全性 i i 武汉理工大学硕士学位论文 a b s t r a c t t h es t u d y , w i t ht h em a i nc o m p o n e n to fp h o s p h o r y l a t i e dc h i t o s a no l i g o s a c c h a r i d e ， t h r o u g ht h es c r e e n i n go ft h er a t i oa n dt h ea m o u n to fa d d i t i v e ss u c ha sf i l mf o r m e r , c o m p l e xf e r t i l i z e r , t r a c ee l e m e n t s ，g r o u t hr e g u l a t o r s ，d i s p e r s a n t ，h a sd e v e l o p e dan e w k i n do fe n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o ns e e dc o a t i n ga g e n t ，w h i c hc a ne f f e c t i v e l yp r e v e n t p l a n td i s e a s e ，i n c r e a s et h ee m e r g e n c eo fs e e d l i n g sa n dp r o d u c t i o n v a r i o u s e x p e r i m e n t sh a v eb e e n d o n ei nl a b o r a t o r yt ot e s tw h e t h e rt h es e e dc o a t i n ga g e n tf i t s i n t ot h es t a n d a r da n dw h e t h e ri ti ss a f e ，t ol o o ki n t oi t sc o n t r o l l i n ge f f e c t so np l a n t d i s e a s ea n dt h ea m o u n to ft h er a t i oo ft h ec o a t i n g ，a n dt oe x p l o r ei t se f f e c t so no t h e r p l a n t s b yw a y so ff i e l dt r i a l ，i t se f f e c t so nt h ep r e v e n t i o no fc u c u m b e rd i s e a s e ，t h e e m e r g e n c eo fs e e d l i n g sh a v ea l s ob e e n e x a m i n e d a tt h es a m et i m e ，t h er o l eo ft h e m a i nc o m p o n e n t so ft h es e e dc o a t i n ga g e n t , i t sp r o p h y l a c t i ca n da n t i b a c t e r i a l m e c h a n i s ma n dt h ei n c r e a s ei np r o d u c t i o nh a v ea l s ob e e ns t u d i e d t h ek e yf i n d i n g s ： 1 t h el a b o r a t o r ym o d i f i c a t i o no nc h i t o s a no l i g o s a c c h a r i d e i ti sm i x e dw i t h w a t e ri na c c o r d a n c ew i t ht h ed i f f e r e n tp r o p o r t i o n so fd i f f e r e n tc o n c e n t r a t i o n so f s o l u t i o n b a s eo nt h ee f f e c to fd i s s o l v i n g , t h eb e s tr e s u l tw a ss e l e c t e d ：5 5 o l i g o s a c c h a r i d es o l u t i o n 2 t h r o u g ht h et e s t i n go nt h es t a n d a r d so ft h ed i f f e r e n tp r o p o r t i o n so f f i l m f o r m e rc a r b o x y m e t h yc e l l u l o s e ，a m i n oa c i d s ，i ti sd e t e r m i n e dt ob e1 ：3 t h e c o m p a t i b i l i t yt e s ta n dg e r m i n a t i o nt e s td e t e r m i n e st h er a t i oo ff i l mf o r m e ra n d5 5 c h i t o s a no l i g o s a c c h a r i d es o l u t i o nt ob e2 ：6 ：3 0 ；a d d e dt on p k f e r t i l i z e r ：1 0 ：l ：5 ；t r a c e e l e m e n tm i x t u r e ：w l ：w 2 ：1 5 ：0 5 t h eb e s tq u a l i t yo fo t h e re l e m e n t sa f t e rs c r e e n i n g a n dd e t e r m i n a t i o ni s2 4 一d ：u n i c o n a z o l e ：d i s p e r s a n tn ：h y d r o l y z e dp o l y m ai ：a d d i t i v e s i i ：n a t u r a ld a r kr e dc o l o u r i n gm a t t e r ：d i s t i l l e dw a t e r - 0 4 ：0 6 ：0 5 ：0 2 ：1 0 ：2 3 。 3 i ne x a m i n i n gt h er a l a t e dq u a l i t ys t a n d a r d ，t h er e s u l ts h o w st h a tt h es e l f - m a d e e n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i n gs e e dc o a t i n ga g e n ti si nl i n ew i t ht h et r a d es t a n d a r d t h e s e c u r i t yo ft h es e e dc o a t i n ga g e n th a sb e e nt e s t e db ya c u t et o x i c i t y ，a c u t ee y e i r r i t a t i o na n ds k i ni r r i t a t i o nt e s ta n ds e n s i t i z a t i o nt e s t 4 t h r o u g ht h eb a c t e r i a l - c o n t r o l l i n gt r i a l so nt h ec o m m o nc u c u m b e rp a t h o g e n i c i l l 武汉理工大学硕士学位论文 b a c t e r i a ：b o t r y t i sc i n e r e a ，a c i c o l a ，b a c t e r i a lw i l t ，l e a fs p o tg e r m ，r o o tr o t ，t h er e s u l t s s h o wt h a tt h ec o n t r o l l i n gr a t i oo ft h es e e dc o a t i n ga g e n to nb a c t e r i a lw i l tr e a c h e s 9 1 7 ，o nb o t r y t i sc i n e r e a8 8 ，0 na c i c o l a ，l e a fs p o tg e r m ，r o o tr o t ：8 8 ，8 7 5 ， 8 6 9 r e s p e c t i v e l y t h eb e s tr a t i oo fs e e dc o a t i n ga g e n t i s1 ：4 0b a s e do nt h e l a b o r a t o r yt e s t i n g 5 t h es t u d yo ft h ee f f e c t so ft h es e l f - m a d es e e dc o m i n go no t h e rp l a n t si n t h e p e r i o do fs p r o u t i n ga n dg r o w i n gb yw a yo fl a b o r a t o r yt r i a l 6 f i e l dt r i a ls h o w st h a ta f t e rt h ea p p l i c a t i o no ft h es e e dc o a t i n ga g e n t ，t h e p r o d u c t i o no fc u c u m b e ri n c r e a s e d9 9 ，a n dt h es e e dc o a t i n ga g e n tg o o dp r e v e n t i o n e f f e c t so nt h ec o n v e n t i o n a ld i s e a s e ss u c ha sd o w n ym i l d e w , a n g u l a rl e a fs p o ta n d b a c t e r i a lw i l t a n dt h ea p p l i c a t i o no ft h es e e dc o a t i n ga g e n ti n c r e a s et h er a t i oo f s e e d l i n g s ，d e c r e a s e st h ed i s e a s e ds e e d l i n g ，i m p r o v e st h ea n t i d i s e a s eq u a l i t yo f t h e p l a n t s ，c u t sd o w nt h eu s eo fp e s t i c i d e t h i sa p p l i c a t i o nn o to n l yr e d u c e st h ec o s t ，b u t a l s oa v o i d st h ep r o b l e m so fp o l l u t i o nc a u s e db yp e s t i c i d er e s i d u e s k e yw o r d s ：e n v i r o n m e n t a l l yf r i e n d l ys e e d - c o a t i n ga g e n t ；n a t u r a lp o l y m e r i ca m y l o s e ； b i o l o g i c a lb a c t e r i o s t a t i ca g e n t ；g e r m i n a t i o np e r c e n t a g e i v 武汉理工大学硕士学位论文 目录 摘要i a b s l l ra c t i i i 目录i 第1 章绪论1 1 1 种衣剂的概况1 1 1 1 种衣剂的特点2 1 1 2 种衣剂的作用2 1 1 3 关于种衣剂的有关质量和技术标准。3 1 1 4 种衣剂的研发趋势。3 1 2 种衣剂的主要类型。4 1 2 1 按适用作物分类4 1 2 2 按用途分类。4 1 2 3 按使用时间分类5 1 2 4 按形态分类。5 1 3 种衣剂及其制剂理论依据6 1 3 1 种衣剂成膜剂6 1 3 2 表面活性剂与筛选方法7 1 3 3 粒度分布与研磨技术8 1 4 蔬菜种衣剂的研究应用8 1 4 1 蔬菜种衣剂研究的必要性8 1 4 2 蔬菜种衣剂的研究应用现状。8 1 4 3 研究重点及应用前景9 1 5 植物生长调节素的应用9 1 5 1 植物生长调节剂的种类、作用。1 0 1 5 1 1 生长素1 1 1 5 1 2 赤霉素1 1 1 5 1 3 细胞分裂素1 1 1 5 1 4 乙烯。1 1 武汉理工大学硕士学位论文 1 5 1 5 脱落酸1 1 1 5 1 6 生长抑制物质1 1 1 5 2 植物生长调节剂的应用1 2 1 5 2 1 植物生长调节剂在主要农作物上的应用1 3 1 5 2 2 植物生长调节剂在果树上的应用【1 5 】1 4 1 5 2 3 在蔬菜生产中的应用1 5 1 5 3 使用注意事项1 6 1 6 黄瓜主要病虫害1 6 1 6 1 霜霉病1 6 1 6 2 白粉病1 6 1 6 3 灰霉病1 6 1 6 4 炭疽病1 7 1 6 5 白绢病1 7 1 6 6 细菌性角斑病1 7 1 6 7 细菌性枯萎病。1 7 1 6 8 黑星病1 7 1 6 9 病毒病1 8 1 6 1 0 根结线虫病1 8 1 7 壳寡糖的应用1 8 1 7 1 生物活性1 8 1 7 2 植物生长调节活性( 诱导抗性) 。1 9 1 7 3 杀菌活性( 抗菌、抑菌) 1 9 1 8 课题研究的内容及意义1 9 1 8 1 研究目的1 9 1 8 2 研究内容2 0 第二章材料和方法2 4 2 1 试验材料2 4 2 1 1 试验药剂2 4 2 1 2 试验种子。2 4 2 2 试验仪器2 4 2 3 试验方法2 5 n 武汉理工大学硕士学位论文 2 3 1 壳寡糖的磷酸化2 5 2 3 2 成膜剂复配2 5 2 3 2 1 成膜剂性能指标的测定2 6 2 2 3 2 实验室种子发芽试验。2 6 2 2 3 3 确定成膜剂复配比例2 7 2 2 3 4 确定成膜剂与壳寡糖溶液复配的配伍性及优选。2 7 2 3 3 有效成分的筛选2 8 2 3 3 1 复合肥的配比优选2 8 2 3 3 2 微量元素筛选2 9 2 3 3 3 生长调节剂筛选。2 9 2 3 3 4 分散剂的筛选。3 0 2 3 3 5 其他助剂筛选。3 1 2 3 3 6 种衣剂复配。3 1 2 3 4 种衣剂的质量测定3 1 2 3 5 种衣剂安全性测定3 2 2 3 5 1 大鼠急性经口和经皮毒性试验3 2 2 3 5 2 急性眼刺激和皮肤刺激试验3 2 2 3 5 3 豚鼠皮肤变态反应( 致敏) 试验3 2 2 3 6 种衣剂的抑菌试验。3 3 2 3 7 确定种衣剂最佳药种比3 3 2 3 8 种衣剂对其他作物影响。3 3 2 3 9 田间种植试验。3 3 2 3 1 0 数据统计和处理方法。3 4 第三章结果与讨论3 5 3 1 成膜剂复配结果。3 5 3 1 1 成膜剂复配比例确定3 5 3 2 2 成膜剂与壳寡糖溶液复配比例确定。3 6 3 2 其他有效成分筛选结果3 7 3 3 1 氮磷钾复合肥的配比优选。3 7 3 3 2 微量元素筛选3 7 3 3 3 生长调节剂筛选3 8 武汉理工大学硕士学位论文 3 3 4 分散剂的筛选3 9 3 3 5 其他助剂配比筛选结果4 0 3 3 种衣剂质量测定结果4 0 3 4 种衣剂安全性测定4 1 3 4 1 大鼠急性经口和经皮毒性试验4 1 3 4 2 急性眼刺激和皮肤刺激试验4 2 3 4 3 豚鼠皮肤变态反应( 致敏) 试验。4 2 3 5 种衣剂的抑菌试验结果4 3 3 6 种衣剂最佳药种比确定4 3 3 7 种衣剂对其他作物种子发芽的影响4 4 3 8 种衣剂田间试验结果。4 5 3 8 1 种衣剂对黄瓜育苗影响及病害防治4 5 3 8 2 种衣剂对黄瓜产量的影响4 5 3 9 经济指标分析4 6 第四章种衣剂作用的机理分析4 8 4 1 壳寡糖的作用4 8 4 1 1 抗茵抑菌作用。：o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o 0 0 4 5 4 1 2 诱导抗病性及免疫调节作用4 8 4 1 3 促进作物生长，增加产量。4 9 4 2 复合肥及微量元素的作用4 9 4 2 1 复合肥作用4 9 4 2 2 微量元素作用5 0 4 3 生长调节剂的作用5 0 4 4 环保种衣剂的作用机理。5 1 i 占论5 ：! 参考文献5 4 1 致谢! ；8 攻读硕士学位期间发表的文章5 9 武汉理工大学硕士学位论文 1 1 种衣剂的概况 第1 章绪论 种衣剂是由农药原药( 抑菌剂、除虫剂等) 、成膜剂、乳化剂、分散剂以及 其它助剂共同加工而成的农药制剂，可直接或者经过稀释后包覆在种子表面，使 其在种子表面形成保护层膜i l j 。土壤中含有的病原物和种子自身所携带的病原菌 等因素会影响种子的萌发，从而导致作物病虫害，造成生产损失。人们通常会 通过增加播种量来保证作物的出苗率，但是这种方法既浪费种子又不能消除病 虫害；而通过使用农药来防治病虫害又会造成了成本上升、环境污染等一系列 问题。种衣剂的主要功效为防治苗期病虫害，在一定程度上灭杀地下害虫、种 子所带细菌，达到提高种子发芽率，促进种苗健康发育，节省用种，提高作物产 量的作用。 最早，由于小粒种子不便于播种而提出了种衣剂的问题。在1 9 2 6 年，英 国的g a n u l e e 和t h o t n t o n 首先提出种子包衣。在2 0 世纪3 0 年代，英图的g e r m a n s 种子公司在禾谷类作物上首次研制成功。在1 9 4 1 年，为了方便花卉种子和小粒 蔬菜的机械化播种，美国缅因州种子科技人采用了包农种子。在2 0 世纪6 0 年 代，随着欧洲育苗业的兴起而使种子包衣产品开始大规模商品化生产，与此同 时，“种衣剂 这个概念由前苏联首先提出。2 0 世纪8 0 年代，国外种衣剂已经 广泛地应用于种子加工厂【”l 。世界各大农用化学品公司随即积极研制出了新型 高效的种衣剂产品，应用于农业生产。如：早期美国f m c 公司的3 5 吠喃丹、 有利来路公司的4 0 卫福合剂，近年来瑞士先正达公司的1 0 适乐时悬浮种衣 剂和7 0 快胜干种衣剂，以及德国拜耳公司的5 8 5 高巧湿拌种剂等产品。 我国种衣剂技术的研究起步较晚，但发展迅速。1 9 7 6 年，原轻工业部甜菜 糖业研究所对甜菜种子包衣试剂进行了探索；1 9 7 8 年，沈阳纯工研究院进行了 以甲拌磷和五氯硝基苯或者多菌灵为主要成分进行混配的种衣剂的研究；1 9 8 1 年，中国农科院土肥所进行牧草种子的丸粒化包衣技的探索性研究；同年，北 京农业大学考察了国外种衣剂开发情况，并在其的基础上成功研制十几种活性 组分不同、适应不同作物良种包衣的种衣剂，主要应用重点是玉米、小麦、棉 武汉理工大学硕士学位论文 花等【瞄l 。1 9 9 6 年以来，种衣剂的研究、开发、推广开始高速发展。 但目前种衣剂的应用还存在很多问题：( 1 ) 药剂对种子的粘着性不强，附 着不均匀，包衣效果效果不是很理想；( 2 ) 种衣剂中有些杀虫剂属于高毒农药， 而且目前市场上多数种衣剂是农药剂型，这类种农剂通常会污染环境和危害人 畜的安全；( 3 ) 种农剂必须有较好的成膜性，而目前国产的成膜剂性能不稳定； ( 4 ) 对作物虫害的针对性不强，要求能随着实际的需要，研制适应不同情况的种 衣剂。 1 1 1 种衣剂的特点 ( 1 ) 缓释性 种衣剂具有透水、透气和再湿性，但是在土壤中几乎不溶于水只是遇水溶 胀，这种特性使种衣剂中的有效成分可以通过稀释、传导、扩散形式缓慢的释 放。在保证种子正常发芽的同时又可以保持较长时间的药效，一般情况药效可 维持4 5 - 5 0 d 。由于土壤、气候条件的不同，药效期的长短也有不同p j 。 ( 2 ) 稳定性 种衣剂对种子进行包衣后一般可以保存5 - - - 6 个月。但对种子发芽率和药性 没影响。试验结果表明，在比较完善的仓储条件下保存1 5 个月仍不失效 ( 3 ) 安全性 使用种衣剂时，按说明书标注的用量及方法操作较安全。 1 1 2 种衣剂的作用 种衣剂的作用机理一般认为是：当种子播入土壤，由于种衣剂在种子表面 形成包衣，遇水后不溶解只吸胀，从而在种子周围形成保护性屏障。随着种子 的发芽，药效缓慢释放，在生长期内为种子提供充足的养分和一定的保护，可 和幼苗防治病害，提高发芽率，节省用种，还可促进种苗健康生长发育，增强 种苗抗逆性，最终起到保产、增产作用【加j 。 通过对我国种衣剂的相关研究表明，种衣剂的作用主要表现为以下几个方 面：( 1 ) 种衣剂对种子发芽情况及幼苗生长发育的影响：种子进行包衣可促进 种子的萌发，在提高发芽势、发芽率的同时，株高、主根长、根系体积、干物 质的积累等均有所增加；( 2 ) 种衣剂可起到防病治虫的效果：种衣剂对玉米丝 2 武汉理工大学硕士学位论文 黑穗病、小麦黑穗病、水稻恶苗病、稻瘟病、棉花立枯病、大豆根腐病、炭疽 病、条锈病、全蚀病、立枯病等均有有效的防治作用；同时，也对蝼蛄、根蚜 等地下害虫有防治作用，对蚜虫、稻飞虱等也有较好的防治效果；( 3 ) 种衣剂 对种子贮藏的影响：正常条件下，包衣后的种子比未包衣种子发芽慢；( 4 ) 种 衣剂的保产增产效果：根据全国农业技术推广服务中心的统计，应用种衣剂后 可保产增产，玉米产量增长1 0 以上，棉花产量增长6 以上，大豆产量增长1 6 以上，油菜产量增长6 以上，瓜类产量增长1 0 以上，水稻产量增长6 6 以上1 1 1 。 1 1 3 关于种衣剂的有关质量和技术标准 种衣剂产品技术指标【1 2 l 如下： 1 ) 外观：颜色为红棕色或其它警戒色的可流动的均匀悬浮液； 2 ) 有效成分：有效成分的种类应与产品标签中标注的一致； 3 ) 有害杂质的含量； 4 ) 悬浮率：用c i p a c 采用的重量法测定，悬浮率应达到9 0 以上； 5 ) 粘度：粘度值应小于4 0 0 0 m p a s ； 6 ) p h 值：，一般要求用p h 计测定的p h 值在4 - - 7 之间； 7 ) 包衣均匀度：采用比色法检测，要求其有效成分含量平均值在3 0 以 内的种子数目应大于包衣种子总数的9 0 ； 8 ) 脱落率：直接反映产品的包衣效果和包衣种子的使用安全性； 9 ) 湿筛试验：湿筛试验是控制产品中较大颗粒比例的有效检测方法； 1 0 ) 冷贮稳定性：在一定低温条件下贮存，种衣剂的物理性状和外观无明显 变化或着在室温下仍能恢复原状； 1 1 ) 热贮稳定性：是检验产品配方的合理性以及产品在保质期内是否稳定的 一项指标； 1 2 ) 成膜时间：要求在1 5 分钟之内。 1 1 4 种衣剂的研发趋势 ( 1 ) 低毒、综合防治、绿色环保种衣剂 选择环保的杀虫剂、杀菌剂，以达到抗低温、防烂种、保苗、壮苗、齐苗、 灭杀早期蓟马、蚜虫、蝼蛄等害虫，缓慢释放，提高药效期，综合防治立枯病、 3 武汉理工大学硕士学位论文 猝倒病、缺素症及枯萎病、黄枯病1 1 3 】。 ( 2 ) 研发高效、高含量种衣剂 选择高效杀虫剂和杀菌剂，针对病虫害严重区域使用。 ( 3 ) 研制专用、长效种衣剂 根据不同区域土壤、气候、病虫害种类、土壤中有害病菌的不同，按照当 地作物栽培模式开发研制专用种衣剂配方。 ( 4 ) 丸粒化种衣剂及造粒包衣机研发 根据小颗粒、无规则形状的种子研发防虫、防病、壮苗、均苗的丸粒化种 衣剂，同时与丸粒化种衣剂相配套的造粒包衣机研发。 ( 5 ) 微胶囊支撑的多层种衣剂 微胶囊支撑的多层种衣剂的研发，通过一次包衣，可实现根据作物的生长 发育不同时期，连续不断的、缓慢的、释放药剂，达到杀虫、防病、治病、调 节生长、输送养份的作用。 1 2 种衣剂的主要类型 1 2 1 按适用作物分类 ( 1 ) 水田种衣剂：适用于水田作物，如水稻。种衣剂对种子进行包衣后，能 浸种或直接播种于水中，种衣不脱落，有效成分在水中按保持并缓慢缓释药效。 ( 2 ) 旱田种衣剂：适用于旱田作物，如水小麦等常见作物。种衣剂对种子进 行包衣后，适宜于干直播，一般不宜浸种。 1 2 2 按用途分类 ( 1 ) 物理型：早期的种衣剂一般均为此类种衣剂，含有大量填充材料等，但 不含化学活性成分。它主要应用于烟草、蔬菜等小颗粒种子丸化包衣，大幅增 加种子的重量和体积，使种子粒型规整，便于播种，同时也对种子起到物理保 护作用。 ( 2 ) 化学型：目前种衣剂多为此类种衣剂，也是今后种衣剂的主要发展方向 之一。它含有农药、肥料以及生长调节素等化学活性物质，有较全面功效，但 较易发生药害。 4 武汉理工大学硕士学位论文 ( 3 ) 生物型：含有根瘤菌、木霉菌、固氮菌等对作物有益的微生物及其代谢 物。此类种衣剂的安全性高，不易发生药害，对环境污染小，是种衣剂主要发 展方向之一，但是由于不含化学农药成分，对虫害防治效果较差。 ( 4 ) 特异型：包括蓄水除草、抗旱、逸氧、调节p h 等具有特殊功效途的种 衣剂。 ( 5 ) 综合型：此类种衣剂是化学型与生物型、物理型与化学型等有效成分的 综合应用。目前，国外主要应用的是农药型、激素型、肥料型等单元型，优点 是针对性强，不易发生药害，但功效较单一。国内主要应用的是多元复合型， 如杀菌剂、杀虫剂与激素、肥料等进行二元或多元复配，功效全面，但对病虫 害的针对性差，易发生药害。 1 2 3 按使用时间分类 ( 1 ) 现包型种衣剂：在播种前数小时或几天内对种子进行包衣，待衣膜固化 后立即播种，包衣后的种子不宜贮存。除丸化种衣剂外，大部分种衣剂属与此 种类型。 ( 2 ) 预包型种衣剂：用该类种衣剂对种子进行包衣后可随时播种，也可以贮 存一定时间后再播种。 1 2 4 按形态分类 种衣剂的制剂形态可分为悬浮剂、水乳剂、水剂、干悬浮剂、微粉剂等， 然后在这些剂型的基础上再引入缓释剂和成膜剂。目前，应用最为广泛的是悬 浮型种衣剂，占商品总量的9 0 9 6 以上1 1 4 j 。 ( 1 ) 悬浮型种衣剂：悬浮型种衣剂是由活性成分和部分非活性成分经过湿 法研磨后与其余成分混合而制成的悬浮分散体系，一般采用雾化等方式包衣。 其优点是生产工艺简单，包衣效果较好，但是种衣剂中活性成分含量较低，药 种质量比小，生产成本相对较高，且贮在中存在沉淀、结块现象。 ( 2 ) 胶悬型种衣剂：胶悬型种衣剂是使用适当溶剂及助剂溶解活性成分后再 与非活性成分均匀混合而成的胶悬分散体系。其活性成分的分布比悬浮型更均 匀，包衣更牢固更效果好且。 ( 3 ) 水乳型种衣剂：水乳型种衣剂是将液体农药原药以小液滴的形式分散于 5 武汉理工大学硕士学位论文 水中的制剂。 ( 4 ) 微粉型种衣剂：微粉型种衣剂是将活性成分和非活性成分按照气流法粉 碎后均匀搅拌而制的。通常采用拌种式包衣，或者在包衣前加适量水将其调节 成悬浮液再进行雾化包衣。此类种衣剂制作工艺简单，生产成本低，安全性高， 贮存期长，但对生产技术和设备密封性要求较高。 ( 5 ) 微胶囊剂：采用物理法或化学法将农药的活性成分高度分散成几到几百 微米的微粒，再使用高分子化合物进行包裹和固定，从而形成具有一定包覆强 度的胶囊。通过选择性半透膜可以有效控制微胶囊剂的释放，可以长时间发挥 药液的生物活性，对环境的危害较小【1 5 l 。 1 3 种衣剂及其制剂理论依据 种衣剂属于粗悬浮体系，其中破碎的固体粒子具有巨大的表面积，属于热 力学不稳定体系，可以自发地向降低表面能的表面积减少方向发展。所以影响 种衣剂物理稳定性的主要原因是粗悬浮体系中粒子的凝聚和沉降。 s t o k e s 公式( 1 - 1 ) ： y = 旦丛_ 二卫堕( 1 1 ) 1 8r d 一粒径d i a m e t e ro fp a r t i c l e s g 一重力加速度a c c e l e r a t i o no fg r a v i t y ： pr 分散相比重d e n s i t yo fd i s p e r s e dp h a s e ：l l 体系粘度v i s c o s i t yo fs y s t e m ； p 一连续相比重d e n s i t yo f c o n t i n u o u sp h a s e ；v - 沉降速度s e d i m e n t a t i o ns p e e d ； s t o k e s 公式表征了悬浮体系中粒子的沉降速度与粘度之间的负相关关系， 与粒子直径的平方及介质一粒子相对密度的正相关关系。该公式虽没有直接描 述分散相粒子在体系中的分散、凝聚行为，但很清楚的指出粒子直径对沉降速 度的指数级影响，故而对悬浮体系的研究几乎都是围绕着粒子直径开展的。近 年来的研究表明粒度分布范围对体系稳定性也有很大影响，而具有离子性质的 表面活性剂和电解质可以改善粒子的带电性能，防止粒子凝聚，从而对体系稳 定性起作用。 1 3 1 种衣剂成膜剂 成膜剂是种衣剂制剂的关键成分。常用成膜剂为聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酷、 6 武汉理工大学硕士学位论文 羧甲基纤维素、阿拉伯树胶、明胶、黄原胶、淀粉等具有粘结性和成膜性的高 分子聚合物，其经水解后可制成具有一定粘度的液体【蛤1 7 】。由于高分子聚合物 本身的特性决定，粘结性能好的品种其成膜强度一般较低，流动性差，成膜不 均匀( 即流平性能差) ，膜的耐磨性能差，较易成粉状脱落；反之成膜强度高的 品种其粘结性差，膜与种子亲和力差，较易成片脱落。这也是一些早期种衣剂 产品在成膜性能方面较差的原因之一【1 8 l 。近年来，为了得到兼顾凝结性能与成 膜强度的理想成膜剂，往往采用两种或两种以上的不同性能聚合物进行水解后 的再聚合、缩合、共混、共聚等反应，制成复合成膜剂。一般采用旋转粘度计 考察复合成膜剂的粘度，采用测定膜的耐折性考察成膜强度，最后以包衣种子 脱落率的方法来综合考察其性能。 复合成膜剂的制备主要基于两种聚合理论。一是共聚理论：不同性能的聚 合物在水解状态下重新聚合或缩合成接枝共聚产物，能够表现出原成分的粘性 和强度；二是嵌合理论：不同性能的聚合物在水解状态下共混形成相互嵌合的 产物，也能表现出双重特性【1 9 】。近年来根据上述理论研制开发的种衣剂品种多 能达到兼顾粘性和强度的要求，脱落率、粘度和流动性也有明显改善。 1 3 2 表面活性剂与筛选方法 对于悬浮性种衣剂而言，表面活性剂主要是湿润剂和分散剂。它们的作用 是通过改变固体原药的表面性能而使其分散到水中，形成稳定的分散体系。一 般h l b 值大于1 0 的表面活性剂都具有较好的亲水性能，可做润湿剂和分散剂； 阴离子表面活性剂能够提供电子位阻，高分子表面活性剂能够提供吸附位阻和 空间位阻【冽。在实际研制中需要针对不同原药的性质选择不同的表面活性剂。 目前能够准确描述表面活性剂与原药互作作用的理论基础十分薄弱，大多数制 剂都是凭经验进行开发【2 。在实际选择中常采用流点法