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種子處理領域里的創新技術分析介紹

時間:2019-11-01   編輯:中國農藥網  瀏覽次數:

   種子處理作為作物保護領域里關鍵的一環,其對種子健康和營養,以及作物后期的正常生長和收獲具有重要的意義。通過信息整理,我們關注到最近種子處理行業里的一些新趨勢和創新技術,比如最近不少公司都在推出可以對抗線蟲侵害的種子處理新產品;一些公司在種衣劑的制劑和助劑方面有新的突破;以及顛覆性的創新技術——借助電子處理種子,根除病害。近期,記者訪談了相關的公司,對這些種子處理領域里的創新技術進行了進一步了解。

種子處理領域里的創新技術分析介紹

    “對抗線蟲”成為種子處理領域關注的熱點

    植物寄生線蟲是一類重要的植物病原物,廣泛寄生在各種植物上,引起植物發生各種線蟲病害。線蟲病害具有隱蔽性強、診斷困難、防治藥劑少等特點,已經成為全球農業生產的重要威脅之一。

    在巴西,線蟲引起作物(大豆、棉花、甘蔗和咖啡)減產所造成的經濟損失每公頃平均可達200美元。2015年巴西線蟲學協會(BrazilianNematological Society)估計,線蟲每年在巴西造成的經濟損失為100億美元,是危害最大的有害生物,經濟損失甚至超過了大豆銹病。

    線蟲屬于地下害蟲,防控起來要比地上害蟲難度更大,因此種子處理成為了理想的處理方法。關于這類產品的研究其實一直沒有間斷,不過近兩年似乎是前期大量研究工作的集中收獲期,屢見各種新產品面世的報道。就拿今年來說,4月份,IHARA在巴西推出了CERTEZAN(350.0 g/L甲基硫菌靈+ 52.5 g/L氟啶胺)。據稱該產品是巴西首款能控制線蟲的種子處理殺菌產品,可防治大豆、玉米線蟲,且配方中采用的高效黏合技術,能有效增強成分黏附作用,更耐雨水沖刷。也是在4月,Helena Agri-Enterprises公司在美國市場推出了最新的大豆種子處理技術— Seed Shield Max Beans。該技術將四種殺菌劑與四種作用方式合為一體,可防治早期病蟲害和土傳疾病。5月初,美國Americot公司推出用于防治根結線蟲和腎狀線蟲的棉花種子處理劑CottolyST Premier。同月,紐發姆美國公司宣布旗下Trunemco種子處理劑獲美國環保署登記。該產品用于線蟲防治,可提高大豆、棉花和玉米的產量。

    AgroPages聯系到了紐發姆種子處理產品和技術服務經理TomKroll先生,進一步了解了Trunemco的作用和優勢。

    Trunemco是首款微生物和生物化學物質組合專利配方產品,生物化學和微生物活性物質可提供雙重防御,阻擊線蟲。該產品可激活作物天然防御系統,更好防治線蟲,并增強根系健康和幼苗活力,促使植物茁壯成長,提高產量。

    Kroll介紹道:“Trunemco是一種獨特的殺線蟲劑,在殺線蟲領域,該產品擁有超越其它化學和生物產品的優勢。”

    化學殺線蟲劑,例如阿維菌素(Avicta)在防效方面具有一致性,在很大程度上,這是化學物質在各種環境條件下使用得出的結果。不幸的是,許多化學殺線蟲劑的缺點是它們會引起毒性反應。例如,阿維菌素(Avicta)在使用時需要約束性的防護設備。

    孟山都公司研發的內吸性種子處理廣譜殺線蟲劑Tioxazafen(NemaStrike),作用機理新穎,對胞囊線蟲、根結線蟲和腎形線蟲等表現出卓越防效,可保護作物根部免受損害。

    但現已證明NemaStrike的當前配方存在皮膚致敏的問題,拜耳已取消明年大規模銷售NemaStrike的計劃。而Fluopyram(Ilevo)的使用會引起大豆幼株的植物毒性反應。

    另一方面,大多數生態友好型產品都沒有出現任何上述問題,但是大多數生物制品都處于不同的環境中,因此其性能可能不一致。Trunemco是一種天然存在的獨特化學產品,由于其生態友好的特性,沒有表現出許多化學藥品會造成的毒性反應,但仍然保證防效的一致性。此外,Trunemco通過引入淀粉芽孢桿菌實現了另一種生物生態友好策略,該細菌通過在根部定植并建立阻止線蟲入侵的屏障來抵御線蟲。除此之外,Trunemco使用量為0.3 oz/100 lb袋,與許多其它殺線蟲劑相比,使用率相對較低。

    “開發殺線蟲劑是一項棘手的任務。要找到一種能控制線蟲但對植物,使用者或環境無毒的產品,這是一個艱難的平衡。該材料必須有效,能夠以穩定的配方配制,并且要在容器里,種子上和土壤中保持所需的持效期。另外,開發和制造的成本必須能夠被市場上的潛在價值所抵消。”Kroll告訴AgroPages。

    目前Trunemco已獲得美國28個州的登記批準,其它州的登記還在繼續,Kroll透露,該產品將于今年秋季在美國開始銷售。

    制劑與助劑方面的創新產品

    種衣劑作為一種具有獨特功效的種子處理技術,通過成膜劑等助劑將農藥有效成分附著在種子表面,從而有效地防治各種種傳病害、土傳病害及蟲害,對作物良種標準化、播種精良化、實現增產增收具有重要意義。

    目前,種衣劑常用農藥有效成分多集中在為數不多的幾個品種上,而且近幾年新農藥創制的腳步放緩,適用于種子處理的新農藥品種則更加匱乏。因此,種衣劑的技術創新也由化合物組合創新逐步向劑型創新、應用創新方向發展。如微膠囊種衣劑、納米種衣劑、營養型種衣劑、抗逆境(抗旱、抗低溫、抗鹽堿等)種衣劑、抗倒伏種衣劑、調節生長型種衣劑等多功能種衣劑;能適用藥材、花卉、蔬菜等具有高附加值作物種子上的種衣劑同樣應引起重視。

    明德立達的微膠囊種子處理劑

    種衣劑的微囊化就是種衣劑的重要發展方向。將微膠囊加工成種子處理劑型,不僅可以提高對種子的安全性,而且可以提高農藥有效成分在土壤中的穩定性,延長有效成分的釋放時間,達到長期控制病蟲害發生的目的,顯著提高農藥的使用效率和安全性。

    北京明德立達農業科技有限公司(以下簡稱“明德立達”)一直重視種衣劑產品的布局、發展及創新。目前已上市的兩個產品種衛士(27%精甲霜靈?噻蟲胺?咪鮮胺銅鹽種子處理懸浮劑)、苗得意(福美雙?萎銹靈?噻蟲嗪種子處理懸浮劑)在市場上獲得了用戶的一致好評。

    明德立達研發中心主任劉潤峰告訴AgroPages,明德立達在微膠囊的理論創新及產業化研究上也走在行業的前列,有多個微膠囊產品生產并上市。基于此,明德立達進行大膽創新,將微膠囊技術引入種衣劑中,進行了25%噻蟲胺?咯菌腈?精甲霜靈種子處理微囊懸浮-懸浮劑、15%噻蟲胺?高效氯氟氰菊酯?咯菌腈種子處理微囊懸浮-懸浮劑的立項開發,采用獨特的微膠囊技術,解決了精甲霜靈在土壤中容易降解的問題、高效氯氟氰菊酯拌種容易產生藥害的問題,并通過微囊的包裹,達到了長效緩釋的目的,以及噻蟲胺、咯菌腈本身的長持效期,整個產品的持效期長,可達70天以上。

    明德立達通過這兩個項目成功申報了國家重點研發專項“種子、種苗與土壤處理技術及配套裝備研發”,作為子課題“長效緩釋化學農藥種子種苗處理新劑型和新產品”(子課題編號2017YFD0201603)參加單位之一,進行了大量的研究及試驗,通過不斷摸索最佳配方,優化制備工藝,取得了重大突破。

    目前,25%噻蟲胺?咯菌腈?精甲霜靈種子處理微囊懸浮-懸浮劑、15%噻蟲胺?高效氯氟氰菊酯?咯菌腈種子處理微囊懸浮-懸浮劑小試均已結題,其中15%噻蟲胺?高效氯氟氰菊酯?咯菌腈種子處理微囊懸浮-懸浮劑已經經過多次中試生產。以微膠囊形貌、物理穩定性、釋放速率等為指標,研究了各種制備方法對不同有效成分的適應性,確定了各產品最佳制備方法,并且探索了不同制備方法在田間的表現差異。兩個產品均使用高效可降解聚合物做為成膜劑,種子包衣后表面不僅光滑均勻,而且脫落率低,在水田中不易脫落和掉色,對種子安全性高。

    通過各種配比篩選試驗、室內生物活性測定試驗,及兩年三地的田間藥效試驗、殘留試驗等,結果表明,種子處理微囊懸浮-懸浮劑相對于普通的種子處理懸浮劑,具有安全性更高、持效期更長等優點。兩個產品預計2020年上市。

    陶氏的POWERBLOX?Filmer-17成膜劑

    種子處理懸浮劑是一種用于植物種子處理,具有成膜特性的農藥制劑。成膜劑是種子處理懸浮劑中的重要組分。目前市場上常用的成膜劑產品包括聚乙烯醇、羧甲基纖維素、聚丙烯酸酯等具有粘結性和成膜性的高分子聚合物。然而,高分子聚合物本身的特性決定了粘結性能較高的品種成膜強度一般較低,種子流動性差,成膜不均勻,反之成膜強度高的品種粘結性差,膜與種子附著力差,容易成片脫落;親水性強的品種遇水溶解,反之疏水性強的品種影響種子萌發,這導致了目前市場上的一些種子處理懸浮劑還存在著一些性能方面的缺陷,比如脫落率高、耐水性差等問題。針對這些問題,陶氏公司開發了一種安全的聚合物分散體,POWERBLOX? Filmer-17成膜劑,用于種子處理懸浮劑。

    根據陶氏公司工業解決方案業務部技術員季靜女士的介紹,POWERBLOX? Filmer-17成膜劑是一支安全的高性能的成膜劑產品,可用于高品質的種子處理懸浮劑配方的開發。“我們用其制備了30%噻蟲嗪種子處理懸浮劑,并對玉米種子進行包衣,包衣后的玉米種子外觀均勻,種子處理懸浮劑在種子上的覆蓋度廣。經包衣后的種子具有優異的耐水性,種子脫落率低, 并且具有很好的流動性。發芽實驗結果顯示,該成膜劑對于種子發芽沒有負面影響,”季女士說道。

    種子的包衣需要具備一定的耐水性,尤其對于水田作物,包衣耐水性好可以避免種子浸種過程和作物生長過程中有效成分的流失。POWERBLOX? Filmer-17成膜劑具備相對平衡的親疏水性,可賦予包衣優異的耐水性,又不影響種子的發芽。

    利用電子處理種子有望完全取代化學方法

    最近一項創新技術正在興起,可替代含化學成分的傳統種子處理劑。該技術的原理是利用低能量電子處理種子,根除病害,為作物提供多年的保護。

    這項聽起來有些神奇的技術來自德國弗勞恩霍夫激光技術研究所(FraunhoferFEP)。Fraunhofer FEP是弗勞恩霍夫協會(德語:Fraunhofer-Gesellschaft)的下屬機構。弗勞恩霍夫協會是德國也是歐洲最大的應用科學研究機構,成立于1949年3月26日。該協會在德國有69個研究機構,約25,000員工。弗勞恩霍夫協會是公助、公益、非營利的科研機構,為企業,特別是中、小企業開發新技術,新產品,新工藝,協助企業解決自身創新發展中的組織、管理問題。

    Fraunhofer FEP所致力于研究真空鍍膜,表面處理以及有機半導體領域的創新解決方案。研究所的核心競爭力:電子束技術,濺射沉積和等離子體激活沉積技術,高速率PECVD以及有機電子和IC /系統設計技術為這些研究活動奠定了基礎。因此,Fraunhofer FEP為研究,開發和試生產提供了廣泛的可能性。

    我們聯系了Fraunhofer FEP的項目經理André Weidauer先生,請他為我們進一步介紹了這項創新的種子處理技術。

    “我們開發了一種不使用化學農藥的種子處理技術,可殺死種子傳播的病原體,如孢子,真菌,病毒和細菌。這種對種子無害的純物理消毒方法是基于加速電子的殺生物作用,”Weidauer先生介紹道。

    電子是工業各領域中應用眾多的萬能工具。除了醫學和制藥學中已知和已建立的過程外,種子的電子處理也變得越來越重要。該技術可以通過撞擊電子的動能來調整電子進入每個種子的滲透深度,因此可以控制將殺菌作用限制在表面,果皮和外皮上,而不會影響種子內部的種子胚芽。

    Fraunhofer FEP還開發了一種技術,可以在空中連續處理種子。他們在德國建造并成功建立了三個每小時谷物產量高達30噸的大型工廠。大型田間試驗以及聯邦機構進行的其他田間試驗表明,該工廠處理過的種子的田間產量與常規拌種相比具有可比性且非常成功,不但規避了化學藥品的高昂成本,還避免了化學處理對環境造成的不利影響。該技術還會帶來其它優勢,比如農民可以將尚未處理的種子喂給動物,而不造成浪費。這項現代技術的使用為消費者提供了最高水平的保護,也適合并被批準用于有機農業。

    “Fraunhofer FEP及其合作伙伴已通過這項技術成功進入德國種子市場。使用這三臺試驗機的種子生產商今年僅在德國就將生產超過2萬噸谷物種子。世界范圍內對替代性環境友好型的技術都有需求。我們有信心在未來幾年將這項技術轉移到其他國家,”Weidauer先生說道。來源:農藥市場信息

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