杨 丹，郑娇莉，李 飞，黄大野，曹春霞

（湖北省生物农药工程研究中心，武汉 430064）

中国是一个农业大国，种子质量对中国农业的发展有重要意义。在实际生产中，高质量播种是提高农业生产效率的重要措施之一，然而种子可能携带病原菌以及土壤中存在病虫害等因素，会影响种子的萌发效率，所以种子处理技术显得尤为重要［1，2］。种衣剂使用技术是基于传统浸种和拌种技术发展起来的一项新的种子处理技术，种衣剂的使用有利于作物规范化播种、病虫害防治和机械化管理，它是提高种子播种质量、实现农民促产增收的重要途径之一［3］。

由于农业生产中作物病虫害的问题较为突出，为了较好地控制病虫害，种衣剂产品使用了大量的化学农药，造成了环境污染等生态和社会问题［2，4］。随着经济的发展，人类对生存环境、食品安全及健康越来越重视，绿色农业得到发展，而生物防治是绿色农业的重要组成部分之一，因此，生物型种衣剂在生态农业建设中的重要性逐渐被认识，成为最具发展潜力的一类种衣剂［3，5］。本研究对生物型种衣剂的概念、作用机理、应用研究现状与发展、存在的问题及发展方向等方面进行综述，以期为生物型种衣剂的研究提供参考。

1 生物型种衣剂概述

1.1 生物型种衣剂的概念及特点

生物型种衣剂是以活体微生物（有益或拮抗）或微生物代谢产物为活性成分，辅以一些助剂配方（如营养元素、成膜剂、防冻剂和分散剂等），通过发酵、剂型加工等制成的种衣剂。生物种衣剂能在种子表面形成具有一定强度和通透性的生物保护层膜，生物型种衣剂中的微生物能随着种子的萌发在其表面和内部定殖，并随着植株的生长在根系和土壤中扩展和定殖，从而达到防病杀虫的目的［6，7］。

相比传统的化学农药型种衣剂，生物型种衣剂具有很多优点：①防治专化性，可以定向地防治某一种或某一类病原菌，不破坏土壤中的有益微生物。②不产生抗药性，主要通过微生物间的拮抗、竞争等作用来抑制或削弱病原菌，不像化学农药易产生抗药性。③作用持久性，生物型种衣剂中的微生物活体可以快速大量繁殖和定殖，并持续性地发挥生物防治作用，药效长且稳定，可影响植物的整个生长期。④产生抑菌型代谢物质，生物型种衣剂中，多数微生物通过竞争、拮抗等作用对抗病原菌的同时，会产生有抗菌活性的代谢物质，这些代谢产物会进一步抑制病原菌。⑤较好的定殖特性，生物型种衣剂中的有益微生物可以定殖在种子表面，并随着种子的萌发扩展和定殖在植株根部，为植物提供有益的生长环境。⑥促生特性，生物型种衣剂中的一些有益微生物能提高作物抗逆性、促进植物的生长和增加植物产量。⑦安全性，对人、畜无不利影响，且不污染环境。此外，生物种衣剂无需浸种，应用方便、节约劳动成本［7-10］。

生物型种衣剂的使用范围非常广泛，适用于各种农作物、园艺植物和中药材等［7-10］，它能够改善种子与土壤的相容性，架构有益的微生物环境，促进农作物生长，从而增强作物的抗逆能力。生物型种衣剂对环境无残留、无污染且安全性好，是目前人们研究种衣剂的热点。

1.2 生物型种衣剂的活性成分和作用机理

生物型种衣剂的活性成分主要为活体微生物或其代谢产物，主要包括真菌或细菌活体微生物、抗生素、天然产物、植物源型、以微生物代谢产物为先导合成的剂型、遗传工程菌株等。它的作用机制包括竞争作用（争夺营养和空间）、抗生作用、促生作用、抑菌作用、诱导抗性或改善植物的生理代谢等［11，12］。

生物型种衣剂的作用机理：播种后，生物种衣剂随种子进入土壤，种衣剂只吸水不溶解，并通过种子表面成膜剂空间网状结构中的孔道，将其所携带的菌剂等种衣物质向根部缓慢释放，随种子发芽及幼苗生长而转运至植株的各部分，从而使生物菌剂能持续发挥作用。生物种衣剂不仅为种子和幼苗提供充足的养分和保护，还能提高种子发芽率，改进种苗质量，增强种苗的抗逆性，能起到杀虫、防病和促生等作用［12，13］。

2 中国生物型种衣剂的应用研究进展

中国种衣剂技术研究起步较晚，始于1976 年轻工业部甜菜糖业研究所对甜菜种子进行了包衣处理的研究［14］。在20 世纪90 年代，种衣剂在中国开始迅速发展，随着人们对环境污染和可持续发展的重视，生物型种衣剂在绿色农业中的重要性逐渐受到关注［15］，之后中国生物型种衣剂的研究取得了很大的进展。

邵宝富等［16］研制出了ZSB 生物型种衣剂，该种衣剂以有益微生物为活性成分，对多种病害均有一定的防效，如棉花苗期病害、西瓜立枯病、炭疽病等，此外对多种作物（西瓜、红麻、玉米、大豆、油菜、小麦等）都有显著的增产作用。浙江省种子公司在1997年研制出了以芽孢杆菌为生物活性物质的生物种衣剂，该生物种衣剂能防治纹枯病、立枯病、疫霉病等，此外，该生物种衣剂还具有促进植物生长的作用。商晗武等［17］研究表明，ZSB 生物种衣剂能用于防治水稻细菌性条斑病、白叶枯病、纹枯病、稻瘟病、早稻苗期立枯、烂秧、恶苗病等，还能促进作物的生长和增强其抗逆能力。赵夏初等［18］采用不同浓度的生物种衣剂处理稻麦种子，结果表明，所有处理均能提高种子发芽峰值、发芽指数和种子活力指数，且对植株有促生作用，增加了根长和苗高。梁建红［19］用生物种衣剂处理杂交水稻种子，结果表明，该种衣剂能提高秧苗素质、促进植株生长、防治植物病害。

王宏燕等［20］研究表明，生物种衣剂BSCA 能够提高大豆植株的抗逆性和抗衰老性，能促进大豆对氮素的吸收，从而促进大豆的生长。郭建胜［21］研究表明，水稻种子使用生物种衣剂包衣后，苗期无烂秧，生物种衣剂可以降低恶苗病、青枯病、立枯病的发病率。宋文坚等［22］研究表明，油菜种子经生物型种衣剂包衣后，在所有贮藏条件下其劣变速度均低于未包衣的种子，而发芽率、发芽势与发芽指数均高于未包衣的对照种子。冯斌［23］根据室内生物活性测定和盆栽试验结果，筛选得到了几株枯草芽孢杆菌，这些菌株对水稻纹枯病菌和棉花立枯病菌均有较好的防治效果，经过助剂等的筛选，制备出了以YZ 和BS-208 菌株原粉为活性物质的生物型种衣剂。方新等［24，25］研制出以维涅兰德固氮菌、巨大芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、泾阳链霉菌按一定比例复合配制而成的一种生物种衣剂，田间试验结果表明，该种衣剂应用于小麦和番茄种子包衣后，能帮助作物对土壤养分进行吸收、分解和累积，从而增加产量，小麦和番茄的增产量分别为13.8% 和28.10%。刘迎雪［26］研究不同施氮方式和生物种衣剂对玉米生长的影响，结果表明，在施氮方式相同的情况下，被生物种衣剂包衣过的玉米种子，玉米的产量和玉米子粒的营养品质都得到了改善。杜春梅等［27］以厚垣轮枝菌HDQ18 活性产物制备生物种衣剂HND1，对大豆胞囊线虫有较好的防治效果，防效高达60.5%。张琳［28］以天然高分子多糖和生物抑菌剂为主要活性成分，辅以微肥等其他活性物质，研制出了高效低毒、质优价廉的新型生物型大豆种衣剂。该种衣剂对根腐病有较好的防治效果，与多·克·福大豆种衣剂相比，发病率降低了53.1%，同时还能显著提高大豆产量。

朱文静［29］将HPaGxoo 编码基因遗传转化到枯草芽孢杆菌69 菌株中，构建出基因工程菌株69HF，然后以菌株69HF 或其发酵液作为生物种衣剂主要活性物质，辅以成膜剂（4% 聚乙烯醇和4%壳聚糖）制备成生物种衣剂，在盆栽试验中进行防效评估，结果表明，以菌株和发酵液制备的生物种衣剂对大豆根腐病均有较好的防治作用，其中，以菌株69HF 为活性物质的种衣剂对大豆根腐病的防治效果高达85.6%。李旭等［30］从大豆根际中筛选出了枯草芽孢杆菌菌株KIB04-11，该菌株对立枯丝核菌及尖孢镰刀菌表现出较好的抗性，以菌株KIB04-11的发酵液为活性成分制备的种衣剂，在大田试验中对大豆根腐病表现出较好的防治效果，防效可达53.6%。周园园等［31］利用微生物多样性生态平衡原理，研发出了生物种衣剂SN101，其活性成分为巨大芽孢杆菌Sneb482、简单芽孢杆菌Sneb545 和费氏中华根瘤菌Sneb183 菌株，该种衣剂对大豆胞囊线虫病有较好的防治效果，防效达46.51%，也对大豆有明显的促生和增产作用。申琼等［32］发明了一种西葫芦根腐病的生物种衣剂，主要活性成分为地衣芽孢杆菌液，该生物种衣剂具有很强的拮抗作用，可用于早期防治西葫芦根腐病，促进西葫芦植株的生长，大幅度提高了西葫芦的品质。王美玲等［33］研究表明，生物种衣剂菌线克处理过的大豆，出苗率和根瘤干鲜重均增加，株高、荚数、粒数等方面也都优于对照，且病虫害的防治效果要好于对照。杨庆锋等［34］研究表明，生物种衣剂对玉米出苗率、病害及产量等性状均有影响，使用生物种衣剂包衣的玉米出苗率比常规种衣剂提高了2.8%，对玉米病害的防效提高了5.8%，玉米产量也提高了3.5%。 Zeng等［35］用环境友好型种衣剂（天然多糖类多聚物）替代了有毒的传统种衣剂，使田间玉米小斑病的防效提高到了93.72%，对地老虎的防效也提高到了81.29%。

综上所述，中国对生物种衣剂的研究应用主要集中在以下4 个方面：①生物种衣剂对种子和幼苗的影响。种子被种衣剂包被后，可促进种子萌发，提高发芽势、发芽率，且能促进植物生长。②生物种衣剂对作物病虫害防治的影响。生物种衣剂中的活性物质对病原物有拮抗活性，能起到防治病虫害的作用。③生物种衣剂对种子贮藏的影响。种子贮藏过程中，种子包衣后出芽率、出芽势与出芽指数均比未包衣种子高。④生物种衣剂对作物产量的影响。生物种衣剂处理后的种子，种子发芽率增高，种苗生长较好，株高、根长、茎粗以及干物质等的积累有所增加，有增产的效果。

3 中国生物型种衣剂发展存在的问题和发展方向

3.1 中国生物型种衣剂发展存在的问题

生物型种衣剂作为一种高效、安全、环保的种子处理新技术，越来越受到人们的重视，然而与发达国家相比，中国生物型种衣剂发展还存在一些问题。

1）生物种衣剂的研究仍需不断完善。生物种衣剂根据活性成分的不同可以分为两种类型，一种是以微生物菌体为活性物质，这种生物种衣剂用于田间后，由于土壤中营养成分不如培养基中的丰富，易导致菌体生长缓慢，从而降低防治效果；另一种是以发酵液为活性物质，发酵液的抑菌性是其特性，这种生物种衣剂在田间属于一次性投放，不具有微生物菌体的扩繁性和持久性。目前，活性物质为芽孢杆菌和木霉的生物种衣剂占据了市场的主导地位，许多具有优良生防特性的菌株并没有被研制成产品，生物种衣剂的创制与应用研究仍需加强。

2）生物种衣剂相关的机理研究较少。目前，关于生物种衣剂的研究更多关注的是促生和增产等方面，而对生物种衣剂如何促进作物生长、如何影响作物的生长代谢等方面的机理研究甚少。

3）生物种衣剂产品缺乏品质检测。生物种衣剂的使用需要与种子健康检验相结合，目前一些中小企业缺乏种子质量检测仪器和设备，技术改造跟不上实际生产的需要，而快速、有效、灵敏的种子健康检验方法是合理利用生物种衣剂的前提。

4）生物种衣剂中成膜剂的性能不够稳定，工艺技术有待提高。种衣剂要求有较好的成膜性，而目前中国生物种衣剂产品的包衣技术和成膜技术等仍与国外有一定差距，有待加强，主要表现为成膜时间长，成膜不均匀，包衣质量差且易脱落、耐磨性差。

5）生物种衣剂的种类不够丰富。实际的生产中要求开发出适应不同情况的种衣剂，如抗旱、抗寒、逸氧、调节pH、降低除草剂残留等特异性的生物种衣剂，以及适用于高附加值蔬菜及花卉种子的生物种衣剂和缓释型等新剂型的生物种衣剂。所以，生物种衣剂产品的专一性也有待加强。

3.2 中国生物型种衣剂今后的发展方向

生物型种衣剂由于其防效显著且对环境友好，受到广大农户的喜爱。生物种衣剂的使用大大降低了施药次数，节约了劳动成本，为作物轻简节约化栽培做出了重大贡献，具有非常广阔的应用前景。然而，生物型种衣剂的使用也有其局限性，如使用效果受环境影响较大或短期内表现不明显等。为了使生物型种衣剂更高效更稳定地推广应用，应该做到以下几点。

一是全面加强复合型生物种衣剂的开发。以发酵液和多种生防微生物作为活性成分，研制出一种复合型的生物种衣剂，它能弥补单一活性成分的不足，防效更持久和稳定。因此，高效、无残留、低价格、多功能的复合生物种衣剂将是中国今后生物种衣剂的发展趋势。

二是全面加强专用型生物种衣剂的开发。中国各省区域的气候条件和生态环境差异较大，干旱、寒冷、酸碱等特殊环境给某些地区的农业生产带来了较大困难，研发出专用型的抗逆性种衣剂是今后生物种衣剂的一个重要方向。如：抗旱种衣剂、抗寒种衣剂、抗盐碱种衣剂、固氮种衣剂、抗酸种衣剂、抗鼠种衣剂、除草种衣剂等。

此外，中国目前的生物种衣剂多用于水稻、棉花、小麦等大田作物，随着经济的快速发展，花卉、蔬菜、中药材、草坪、林木以及一些杂粮等高附加值作物的经济价值得以体现，所以生物种衣剂的开发也应向这些高附加值经济作物的方向发展。

三是全面加强生物种衣剂高效率成膜剂的开发。助剂效果会影响生物种衣剂的理化性质及使用效率。成膜剂是目前种衣剂非常重要的助剂成分，它的好坏直接影响生物种衣剂的性能和效果，因此，开发多功能、低价格的成膜剂是推进生物种衣剂应用技术发展的关键因素。

四是全面加强生物种衣剂的质量监管。中国种衣剂的开发起步较晚，尽管取得了很大的进步，也存在着很多问题。如有效成分较低、含水量髙、黏度过大，以及使用种衣剂后易结块影响包衣机械的连续作业。因此，需要进一步加强种衣剂质量监管力度。相关监管部门应制定相应的管理措施，提高管理水平，使种衣剂的研究与应用健康发展。

五是全面加强生物种衣剂配套机械的研发及配套使用技术的推广。生物种衣剂的使用过程中，种子的精选、种衣剂的加工、种衣剂贮藏、包衣种子的干燥和贮存、配套机械的使用以及相关使用技术等，都影响生物种衣剂的使用效率和试验结果。所以，生物种衣剂的研究既需要加强新型种子包衣机械的研发，提高机械的自动化程度，改善种衣剂的包衣效果，也需要完善生物种衣剂推广体系，使生物种衣剂新的研究成果能迅速应用于生产实践。