种子包衣研究进展综述

种子包衣研究进展综述

种子包衣是指利用粘着剂或成膜剂，用特定的种子包衣机，将杀菌剂、杀虫剂、微肥、植物生长调节剂、着色剂或填充剂等非种子材料，包裹在种子外面，以达到种子成球形或者基本保持原有形状，提高抗逆性、抗病性，加快发芽，促进成苗，增加产量，提高质量的一项种子技术。种衣剂能迅速固化成膜，因而不易脱落。对于采用种子包衣以达到延迟种子发芽作用也有了许多非常有效的方法，种子包衣技术日益受到人们的重视。

种子包衣对发芽出苗的影响

种皮对种子发芽、吸水的影响

LOLITA N．RAGUS在大豆种子吸水过程中，将种皮在电子显微镜下进行观察，并根据吸水能力 WAC(WAC％=吸水种子克数／总样本质量)，将种子分为“硬质种”和“软质种”，同时发现在种皮上存在大量种皮孔。Ragus(1984)发现种皮孔在吸水初始阶段作用大于种脐，种皮孔的多少不是水分渗透能力的直接指标。William M．Harris研究发现，“软质种”表皮存在大量的种皮孔，且种皮孔贯穿至大豆石细胞层，有利于种子吸水，而“硬质种”的种皮孔与渗透能力无必然联系。LOLITA N．RAGUS观察发现，“硬质种”的表皮孔被一些沉积物质填满，或在其表面附有蜡状物质，而“软质种”的种皮孔清晰可见，这便是两种WAC值存在差异的原因所在。在吸水能力对发芽势影响研究中发现，快速、高的吸水率降低种子活力，降低最后出苗率，在吸水过程中细胞膜破损，内含物外渗，导致发芽过程缺乏营养；对硬质种来说，延长种子吸水时间，提高了发芽率。 William M．Harris对大豆的研究发现，“硬质种”的亮线较大作用地阻止了种子的渗透，在栅栏细胞层含有大量的油脂且能阻止水分的渗透，酚类和醌类物质也不利于渗透。ATANASSOVA等对3种番茄突变体的研究发现，皮层中存在大量紧密的、坚固的网状细胞结构，能大大降低渗透作用。Perisse和 Planchuelo利用四唑染色法对羽扇豆的进水途径进行了研究，通过电子扫描显微镜观察发现，最初吸水部位在种脐对面的最薄部位、表皮最厚的晶体带孔部位。

包衣膜对种子的影响

在对种皮研究的基础上，许多研究者通过对不同的种子包衣后发现，包衣膜对种子的影响很多是通过影响吸水过程产生的。Lawfrod Baxter和Lu— ther Waters Jr对甜玉米和豇豆进行包衣研究发现，甜玉米的包衣效果好于豇豆，采用的包衣材料是亲水聚合物质--WBlOO(WaterlockBl00)，因为春天地温较低，降低了种子对水的黏性，而WBl00可以增加种子附近的水分含量，提高种子对水分的利用率，促进种子萌发，但当土壤水分含量减少到一1．0MPa和～1．50MPa时，水分与土壤胶粒紧密结合，使得包衣无法吸水至饱和状态，导致膜无法降解，阻止了气体O2的交换，降低了发芽率。对于豇豆，由于迅速的聚水作用，导致子叶破裂，内含物外流，是造成对种子的主要伤害。甜玉米有皱皮，而包衣亲水物质填满于皱皮间，增加了种子与土壤的接触面积，从而有利于种子吸水。 包衣膜的厚度对种子发芽有影响，随着包衣膜厚度的增加，气体o2的交换能力降低，种子的发芽力减弱。JOSHUA D．KLEIN和MOSHE SA— CHS采用聚乙烯醇脂PVDC(polyvinylidene chlo— ride)等物质对小麦进行l、3、5层不同厚度的包衣，三种不同厚度的膜都延迟了种子发芽，5层厚度的膜延迟发芽时间最长，延迟了种子达到T。。(发芽率为50％)、苗高达到10cm的时间；乙烷原本是作为

种子酯类过氧化、种子萌发过程的指标，但包衣后，作为阻止水分渗入过程的指标则更加准确，发现初始时期包衣种子的乙烷产物相对大量的减少，酒精与C02的交换率也相对大量减少。作为亲水高分子聚合物包衣膜不仅可以提高种子的吸水能力，并且可以增强气体(o2和C02)的交换能力。

M．Sachs等对甜胡椒种子进行粘粒胶膜包衣，将包衣与不包衣的种子同时在o2浓度不同的条件下进行发芽试验，发现所有包衣都延迟了种子发芽，包衣种子总体的发芽率与没有包衣的发芽率没有大的差异，包膜相对阻碍了02的进入，并提出只有空气与水分比率达到适宜平衡状态时，膜开始降解，不再具有阻碍作用。

大豆的坚硬种皮能够阻止水分与菌类的进人，但在高温或潮湿的环境中，会造成对种子的损伤，S．H．West和s．K．Loftin等将大豆进行了包衣处理，可以减少水分的进入和阻止细菌的进入，从而降低对种子的损害程度。通过电子扫描显微镜的观察，原本可以吸水的种皮孔，被高分子聚合物质 PVDC填满，形成蜡质隔水层，从而阻碍了水分和细菌的进入；通过加速老化试验证明，包衣膜可以保护种子免于损伤。

包衣膜本身的吸水特点

针对以上包衣膜对种子的影响研究，为了更加明确其机理，很多研究者专门对包衣膜进行了研究。Ann Schneider和Pierre Renault就包衣膜本身吸水规律进行研究，主要目的将其量化、明确膜的吸水机理，为了避免玉米种子本身形状不规则，体积难测定等问题，他们提出用有孑L硅熔珠作为包衣对象，从而避免此问题，对膜吸水过程包括体积、质量、表面积、厚度的改变进行观测，从而建立膜的吸水模型，对种子吸水量的影响分为液态和气态水：I—q1+ q2，其中：q1、q2分别代表液态与气态下的吸水量；并指出吸水量的倒数与膜厚度呈线性相关。 目前对种子包衣以延迟发芽的方法研究

在农业生产上，采用种子包衣的方法延迟发芽的目的是为了早播，以避开不利的环境条件。例如在春旱严重的地区可以早播来充分利用化冻水，从而避免春旱胁迫。在育种上的应用，可以将某些花期较早的品种早播，以实现花期相遇。目前研究认为延迟种子发芽的方法主要有3种。第一种是 LESLIE G．PALEG用赤霉素GA(gibberellic acid)对胚乳进行处理，a一淀粉酶的活性反映——在发芽过程中胚乳里酶的合成情况，GA能促进a一淀粉酶的合成，对淀粉水解酶活性起到重要作用，所以 GA是打破种子休眠、促进萌发的重要激素；Crisp— eels和Varner发现，ABA脱落酸(Abscisin)在糊粉层中能阻止GA诱导a一淀粉酶的生成，从而延迟或阻止了种子的发芽；Barnsley等用ABA处理甘蓝种子，在出苗之前采用广谱除草剂除去杂草。第二种方法廉价且简便，主要是将种子进行电离辐射，可以达到短暂的延迟作用。第三种方法是Bauman(1967)用隔水物质～聚氨酯和沥青聚合物的混合物对种子进行包衣处理，延迟了种子的发芽，使得玉米杂交时最终花期相遇；Schrieber和La Croix用含有蜂蜡、聚苯乙烯、氯乙烯等复杂混合物对小麦种子进行包衣，使得秋播的小麦种子延迟到春季发芽。

2011年于喀什岳普湖县进行玉米高分子材料包衣处理田间试验。包衣的A、B处理均达到延迟发芽的目的，比同期播种未包衣的C处理分别晚出苗6和17d，其中B处理出苗时间正好与适期播种的CK出苗时问相一致，达到了预定的出苗时间，但其出苗率很低，只有51．3％，影响了最终的产量，使其产量在各处理中为最低水平，分别比未包衣的C处理减产32．45％，比适期播种的CK减产27．41％。播期和包衣对玉米株高和穗位高有一定影响，而对双棒率、果穗长、

穗粒数、百粒重等果穗特性无影响。在全生育期包衣处理对玉米的叶面积指数影响较大，在玉米生长的中后期，包衣处理的叶面积指数始终低于未包衣的。种子包衣实现延迟发芽，最为关键的是要解决延迟发芽时间与出苗率的矛盾。