播种时种衣剂的粉尘问题

侯文君 编译（上海市农药研究所，上海200032）

播种时种衣剂的粉尘问题

侯文君 编译
（上海市农药研究所，上海200032）

用农药对种子进行包衣，农药用量低，副作用少，能有效防治害虫，被广泛应用。种衣剂也可使多种农药集于一起使用，减少了燃料的使用，降低了土壤流失和压缩风险，降低了农作物种植的劳动强度，有助于综合害物管理政策的贯彻。种衣剂主要的劣势为内吸性农药会残留于植物的吐水、花粉和花蜜中，在播种中被磨损的种子会分散到环境中。在最近几年，种衣剂的农药残留已导致蜜蜂数量的减少，表面水的污染。主要影响粉尘飘移的因素有种衣剂质量、种子播种技术和环境条件。

本文对种衣剂在播种中粉尘产生的最新信息和影响进行了综述。

1 农药种子处理

种子处理是指用具有杀菌和/或杀虫活性的包衣产品处理各种种子，在种子表面形成保护膜，种子播种后活性成分在土壤中形成保护区域以预防土传病虫的危害。种子处理剂也可防治早期叶面病虫害。在20世纪70-80年代，对真菌病原菌或害虫有较好选择性的种子处理产品上市。

与田间农药应用方法相比，种子处理剂具有许多优势：所用活性成分少，环境中残留低，对非靶标生物的暴露少。此外，种衣剂的有效保护时间长，从出苗到生长，减少了其他方式的用药。由此可知，种子处理是综合害物管理项目的一个重要部分。

虽然种子处理有诸多益处，但也存在一定风险，如制备或应用种子处理剂的工人的意外暴露，处理的种子和粮食的意外混合使粮食供应被污染，内吸性农药转移到植物的吐水、花粉和花蜜中，播种中受损种子散落而污染环境。虽然蜜蜂的死亡被认为与多种因素有关，但粉尘引起的问题主要与新烟碱种子包衣有关。而以下因素却使农药粉尘的影响更严重：种子处理质量不好；使用未改进的气动式播种机；由于气候条件恶劣延迟播种，而在油菜开花期播种玉米；播种时干燥有风。

2 来自农药处理种子的粉尘

在种子包衣，种衣剂贮存、处理和运输过程中，以及播种机对种子的损坏，会产生受损的包衣颗粒，这些颗粒含有农药活性成分。在播种过程中也会因磨损产生粉。

2008年莱茵河谷上游发生蜜蜂中毒事件后，Pistorius等人（2009）测定了82个批次的玉米种子中的粉尘量。对过6 mm筛径的不同品种的玉米和不同杀虫剂进行了试验。粉尘按粒径的大小分为粗（＞0.5 mm）和细（＜0.5 mm）两种。每80 000粒种子（1 hm2地所需的种子量）产生的粉尘为2～60 g，其中3.6 g细粉，4.9 g大粉尘。大粉尘主要为大的破碎玉米种子。细粉尘主要由于包衣不太理想而产生。试验发现细粉尘中噻虫胺浓度（18.5%～28.2%）高于粗粉尘中的（11.4%～14.7%）。Marzaro等人（2011）检测到播种机出风口大的粉尘中噻虫胺的浓度约为20%，高于相同产品喷雾施用后粉尘中的浓度。Devarrewaere等人应用微计算机断层扫描技术第一次详细地研究了种衣剂产生粉尘的粒径大小分布、组成、性状、密度、表面和空气动力学特性。

3 粉尘的产生和飘移

已有数个研究人员调查了包衣种子在播种过程中农药粉尘的产生和飘移。粉尘的产生是指农药粉尘从播种机的释放，粉尘的飘移是指在播种过程中或播种后很短的时间内，农药粉尘主要在气流的作用下，脱离靶标的运动。

决定粉尘风险大小的最重要因素被分为3类：种子处理质量、种子播种技术和环境条件（Nikolakis等人，2009）。

3.1 种子处理技术

种子处理技术或被处理种子的耐磨性被定为是影响种衣剂对环境污染大小的最重要因素之一。影响种衣剂的起尘性和耐磨性的主要因素为种子的质量和洁净度；制剂；种子处理方法和处理物配方。

种子在处理前要进行适当的清洁，去除有机尘粒，有机尘粒会对种衣剂产生的粉尘量有很大的影响。在种子进入种子处理器（包衣）前，要经过一个抽吸系统，充分地吸气，去除所有的尘粒，这个过程非常重要。处理种子的制剂质量也很重要。主要参数包括固体粒径的大小（有效成分、颜料等）和制剂中聚合物的含量（即黏合剂）。干粉制剂易于脱离种子，而液体处理，药剂能更好地附着在种子上，不易脱落。黏合剂的加入进一步增加了药物的黏附性。最终用于处理种子的“药浆”配方也很重要，这直接影响种子包衣的质量。适当加入黏合剂（成膜剂）以确保“药浆”具有一定的黏性。

此外，包衣方法也可预防处理、运输和播种过程中粉尘的产生。Greatti等人（2006）也发现不同的玉米种子用相同的产品包衣后，其产生的粉尘量不同。可用Heubach检验法定量测定种子包衣后的耐磨性，此法已被定为标准的方法，已用于许多研究中。

3.2 播种技术

目前主要有3种播种方式，撒播（broadcast seeding）主要用于覆盖作物，是在土壤表面随机地散撒种子；条播（bulk drilling）是随机地密度大地把种子（如谷物）置于沟中，然后覆盖，主要采用机械或气动式播种机（利用高气压把种子送入条播开沟器中）。精密播种是种子成行种植，行间距一致，如玉米、向日葵、棉花、豆和甜菜。精密播种机根据种子分离机制的不同可分为3种：真空分离、机械分离和高压分离。精密播种机主要利用真空进行种子分离。

这些真空气动式播种机利用中心离心风机产生抽吸压把种子吸取到开孔圆盘上进行精准播种。而受损的种衣剂颗粒随排出的气体从风机的出风口高速排出，进入环境。标准的播种机，气流出口一般在风机上，高于地面1.5～2 m，使受损的种子包衣颗粒分散在环境中。此外，播种圆盘转动也会磨损种衣剂产生粉尘。在春季，玉米的种植季，真空气动式播种机的普及应用，是种衣剂粉尘飘移的主要来源。

3.3 环境条件

虽然未进行过详细研究，但环境条件也会对粉尘飘移有明显的影响。如果小块的玉米田处在一个多样化的生态环境中，即其周围种植油菜、果树等吸引蜜蜂的作物，则粉尘飘移的危害风险就会增加。这会使相邻作物暴露于粉尘飘移中，特别是当玉米种植时间和邻近植物的开花期为同一时间时，粉尘飘移带来的影响会更大。气候条件也有影响，干燥和风会有益于粉尘的形成和飘移。

4 粉尘缓减措施

缓减在此的广泛意义为“风险降低”，即采取一切措施降低粉尘飘移的风险。缓减措施包括提高种子质量，改善机械性能，加强管理。喷雾飘移可通过设置树篱和其他边界隔离措施缓减，而相关的减缓粉尘飘移措施仍未被研究。

4.1 提高种子处理质量

根据种子类型和种子处理产品的不同，选择适当的黏合剂和最佳使用量，使处理种子具有最大的耐磨性。不同种类的种子（玉米、油菜、谷物、向日葵和蔬菜等），其表面性质和几何形状差异很大，需要应用特定的黏合剂。这些黏合剂一般为天然或合成聚合物，如阿拉伯胶、羟甲基化纤维素、白明胶、干酪素和聚醋酸乙烯酯等。专家应指导种子处理公司如何优化种子处理机器的设置，使用何种黏合剂使种衣剂的耐磨性最大。种子处理的方法，以及种子包衣前后的种子的清洁过程也值得关注。可用标准化的Heubach粉尘检测仪评估种子处理的质量。Schnier等人（2003）比较了3个Gaucho FS 350制剂的耐磨性，发现特定黏合剂的使用优化了种子的承载量，使种子磨损减少50%。Heimbach（2011）发现不加黏合剂时每100 g小麦种子的Heubach平均值为1.4 g，而使用黏合剂后为0.3 g。

4.2 改进种子播种技术

提高种子处理质量固然重要，但也需要通过改进播种机器的技术方案来降低粉尘的产生。

有多种空气导流板或设备可用于降低粉尘的飘移，它们可把空气导入种植种子的犁沟中。此外，真空系统排出的气体从数个管子排出，而不是一个出口，这样就会降低排出气体的速度，而且是经扩散器、缓冲器或排肥盘排于地面，而非空中。

这些导流板或附件设备一般易于去除，恢复到“传统播种”状态。Pochi（2012）等人发现，使用空气导流板可使空气中有效成分的浓度降低72%～95%。Herbst等人（2010）发现使用改进的机器后，离开靶标的地面沉积量能减少90%以上，而Biocca等人（2011）发现导流板能减少50%有效成分的粉尘产生。他们也提及避免超真空水平有助于减少粉尘的飘移。Nilolakis等人（2009）在田间测定了5个改进的真空气动式播种机、1个未改进的标准真空气动式玉米播种机、1个气压式播种机和一个机械播种机的粉尘飘移值。他们发现改进真空气动式玉米播种机、机械播种机和气压式播种机很相似，都比未改进的真空气动式玉米播种机的粉尘飘移少许多。另一方面，也有人报道改进的播种机仍释放大量微米级粉尘颗粒。此外，许多农民仍然喜于用没有空气导流板的播种机，因为在干燥的播种条件下，使用导流板能产生大量的固体粉尘，使能见度低以及污染设备。

除使用空气导流板外，Pessina和Facchinetti建议使用滤水器过滤排出的空气，然后把这个水作为农药进行土壤处理。

4.3 法规和管理

在大多数国家，已根据欧盟理事会指令91/414/EEC建立了一套法律体制来保护蜜蜂和其他传粉昆虫免受农药和其他农化产品的不良影响。

在不同的国家，玉米种子质量标准不同，Heubach值范围为0.75～1.3 g/10万个种子。在德国和奥地利，玉米上甲硫威的最大允许的Heubach值为0.75 g/10万个种子。用甲硫威包衣的玉米种子可能只能用改进的播种机播种，粉尘飘移比传统的真空气动式播种机至少降低90%。为此，建立了标准的试验方法来测试改进的播种机的粉尘飘移降低情况。目前，已批准150多个减少粉尘飘移的播种技术，并用于“减少飘移的JKI玉米播种机”。

法国当局已为种衣剂工厂制定了“粉尘表”，规定每100 kg的包衣种子释放的粉尘不能多于4 g。在荷兰，规定所有的杀虫剂玉米种衣剂每10万个种子产生的粉尘不得超出0.75 g。

在2008年（在意大利蜜蜂中毒事件发生后），意大利政府颁布了一条法律措施，暂停使用登记用于玉米种子包衣的4个有效成分（吡虫啉、噻虫嗪、噻虫胺和氟虫腈），以预防蜜蜂中毒。在2009和2010年春天没有蜜蜂中毒事件的记录。

荷兰、法国、比利时和德国等国家强制在播种某些包衣种子时必须在播种机上安装导流板，虽然在实际操作中并不总是如此。这说明不同国家间在应用改进播种技术方面有很大的不同。总的来说，不同国家风险评估过程不同，粉尘飘移缓减策略也不协调一致。

除了法规外，作物保护行业已启动管理措施，以增加农民、种子处理公司和播种设备生产厂家对粉尘飘移的认识，鼓励他们采取措施以减少种子的磨损和粉尘的产生。

5 总 结

用农药对种子进行包衣防治害物具有诸多优势，被广泛应用，但内吸性农药会残留于植物的吐水、花粉和花蜜中，而且在播种的过程中存在磨损的种子颗粒散落在环境中的风险。农药粉尘飘移造成的蜜蜂数量的减少主要与新烟碱杀虫剂的使用有关。农药粉尘的飘移可能带来额外的风险。磨损的种衣剂颗粒的数量和它们的特性主要取决于包衣的过程（种子的质量和清洁度、制剂、种子处理方法等）、贮存条件，还有在播种前和过程中所进行的操作和运输。

粉尘飘移风险主要受种子处理质量、种子播种技术和环境条件的影响。粉尘飘移缓减措施主要为提高种子处理质量、在真空气动式播种机安装空气导流板，直接把排出的气体导入种植种子的犁沟中，或使用过滤器过滤排出的气体。

一些欧洲国家已出台法律保护蜜蜂和其他传粉昆虫免受农药粉尘飘移的不利影响。欧洲要求至少欧洲成员国种子处理质量必须具有相似的水平，强制使用缓减飘移的种植设备。

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。