凹凸棒土對(duì)種衣劑成膜性能的影響

陳廣泉 王 軍 李雨露 王 偉 梁殿智

（1河西學(xué)院，甘肅張掖 734000；2甘肅省河西地區(qū)農(nóng)作物水肥藥一體化工程研究中心，甘肅張掖 734000；3臨澤縣農(nóng)技服務(wù)中心，甘肅臨澤 734200；4成都理工大學(xué)，四川成都 610051；5德農(nóng)種業(yè)股份公司張掖分公司，甘肅張掖 734000）

凹凸棒土又稱坡縷石（palygorskite）或者坡縷縞石[1]，具有獨(dú)特的分散、耐高溫、抗鹽堿等良好的膠體性質(zhì)、較高的吸附脫色能力[2]和一定的可塑性及黏結(jié)力[3]。凹凸棒土是土壤的一種，可與其他土壤全方位共存，不但可以使農(nóng)藥充分分散，而且能夠使農(nóng)藥長(zhǎng)期緩慢地釋放，延長(zhǎng)藥效期[4]，還能夠改善土壤結(jié)構(gòu)，有利于植物的生長(zhǎng)。同時(shí)，凹凸棒土自身的抗菌性能以及對(duì)細(xì)菌的吸附作用都對(duì)細(xì)菌繁殖有一定程度的抑制作用[5]。凹凸棒土作為植物根保水及土壤供養(yǎng)改良劑[6]、農(nóng)作物蛋白質(zhì)合成促進(jìn)劑，可為作物生長(zhǎng)提供有利的微量元素，促進(jìn)作物生長(zhǎng)。

種子包衣成膜劑是一種能將種衣劑中農(nóng)藥、微肥、生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和緩釋劑等活性組分黏附于種子表面、固化成膜的物質(zhì)[7-8]。當(dāng)種衣劑處于制劑狀態(tài)時(shí)，成膜劑在水中溶解為膠體，為其他成分在制劑中的懸浮提供支撐骨架，保證種衣劑產(chǎn)品具有一定的黏度；種衣劑在種子表面干燥后，成膜劑聚合為具有一定強(qiáng)度的連續(xù)膜，束縛農(nóng)藥成分，避免脫落，對(duì)衣膜內(nèi)活性成分起到緩釋作用[9]。我國(guó)現(xiàn)階段的種子包衣劑仍然存在包衣容易脫落、經(jīng)常出現(xiàn)包衣層分層、沉淀和不牢固等現(xiàn)象[10]。包衣層的脫落會(huì)使包衣中的有效成分含量降低，從而影響種子包衣技術(shù)的推廣和應(yīng)用[11-12]。本文主要將不同細(xì)度和不同用量凹凸棒土與成膜劑混合包衣，測(cè)定成膜性能，確定凹凸棒土對(duì)種子包衣過程中成膜劑性能的影響，以期為凹凸棒土在種子成膜劑中的應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試玉米種子為德單1104玉米種子，由北京德農(nóng)種業(yè)股份公司張掖分公司提供；凹凸棒土，由臨澤縣錦誠(chéng)凹凸棒粘土科技有限責(zé)任公司提供；金美粒成膜劑，由深圳諾普信農(nóng)化股份有限公司提供。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 不同細(xì)度凹凸棒土成膜性能的測(cè)定。在室溫25℃條件下，將細(xì)度為 200、250、300、350、400 目凹凸棒土各取30 g，分別放入50 mL的成膜劑中，加水25 mL混合均勻，形成5種加入不同細(xì)度凹凸棒土的成膜劑懸浮液。將配制好的成膜劑懸浮液各取7.5 mL，分別包衣玉米種子200 g。以成膜劑加水混勻，不加凹凸棒土包衣玉米種子為對(duì)照（CK1）。每個(gè)處理3次重復(fù)。測(cè)定成膜時(shí)間、成膜均勻度和成膜脫落率。

1.2.2 不同用量凹凸棒土成膜性能的測(cè)定。在室溫25℃條件下，選用細(xì)度400目的凹凸棒土，分別取10、20、30、40、50 g，分別放入 50 mL 成膜劑中，加水25 mL混合均勻，形成5種加入不同用量的凹凸棒土的成膜劑懸浮液，將配制好的成膜劑懸浮液各取7.5 mL，分別包衣玉米種子200 g。以成膜劑加水混勻，不加凹凸棒土包衣玉米種子為對(duì)照（CK2）。每個(gè)處理3次重復(fù)。測(cè)定成膜時(shí)間、成膜均勻度和成膜脫落率。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 成膜時(shí)間的測(cè)定。將包衣均勻的種子倒在干凈的牛皮紙上晾干，用秒表開始計(jì)時(shí)，觀察其表面變化，待固化成膜，以種子間不黏連為標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算成膜時(shí)間。

1.3.2 成膜脫落率的測(cè)定。將包衣后的玉米種子約200 g，放入干凈的搪瓷盤中，置于（35±1）℃的恒溫箱內(nèi)烘30 min使衣膜固化，然后取出在室溫下冷卻30 min，準(zhǔn)確稱其質(zhì)量；再轉(zhuǎn)入500 mL具塞錐形瓶中，在轉(zhuǎn)速為100 r/min的振蕩器上振蕩15 min，用50目試樣篩篩去脫落的成膜劑后，準(zhǔn)確稱其質(zhì)量，計(jì)算包衣脫落率。計(jì)算公式如下：

X=（M2-M3）/（M2-M）×100

式中，X為包衣脫落率，M是包衣前種子質(zhì)量，M2是包衣后振蕩前種子質(zhì)量，M3是振蕩后包衣種子質(zhì)量。

1.3.3 成膜均勻度的測(cè)定。按照包衣方法將玉米種子包衣后，隨機(jī)取出10、100粒包衣種子，分別置于2個(gè)50 mL具塞錐形瓶中，按每粒種子對(duì)應(yīng)加入乙醇 0.4 mL，蓋塞、搖動(dòng) 1 min，在（40±1）℃的恒溫箱中放置20 min，每隔5 min搖動(dòng)1次，每次30 s。取出冷卻至室溫，將溶液分別轉(zhuǎn)入10、100 mL容量瓶中，用乙醇潤(rùn)洗具塞錐形瓶及其內(nèi)的包衣種子，再用乙醇定容，在550 nm下用7220型分光光度計(jì)測(cè)定吸光度。相關(guān)計(jì)算公式如下：

D=A2/A1×100

式中，D為包衣均勻度，A1是10粒包衣種子用乙醇溶解衣膜、定容至10 mL測(cè)得的吸光度值，A2是100粒包衣種子用乙醇溶解衣膜、定容至100 mL測(cè)得的吸光度值。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同細(xì)度凹凸棒土對(duì)成膜劑成膜性能的影響

由表1可知，在凹凸棒土用量相同的情況下，隨著細(xì)度的增加，成膜時(shí)間逐漸延長(zhǎng)，包衣脫落率逐漸減少，包衣均勻度逐漸增加。通過統(tǒng)計(jì)分析和顯著性差異比較，各處理間均有一定差異性。在成膜時(shí)間上，除了細(xì)度為250目和細(xì)度為300目處理之間無差異外，其他處理間差異均極顯著（P＜0.01）。在包衣脫落率上，對(duì)照（CK1）與細(xì)度為200目處理間無顯著差異，細(xì)度為 250、300、350、400目處理之間差異不顯著，但對(duì)照（CK1）和細(xì)度為200目處理與其他處理間均有極顯著差異（P＜0.01）。在包衣均勻度上，對(duì)照（CK1）和細(xì)度為200目處理之間差異不顯著，但與其他處理之間均有極顯著差異 （P＜0.01）；細(xì)度為250、300、350目處理之間無顯著差異，但與細(xì)度為400目處理之間差異極顯著（P＜0.01）。說明在成膜劑中加入不同細(xì)度的凹凸棒土對(duì)成膜時(shí)間、成膜脫落率和成膜均勻度均有一定的影響。

表1 不同細(xì)度凹凸棒土對(duì)金美粒成膜劑成膜性能的影響

2.2 不同用量凹凸棒土對(duì)成膜劑成膜性能的影響

由表2可知，在細(xì)度相同的條件下，隨著凹凸棒土用量的增加，成膜時(shí)間逐漸延長(zhǎng)，包衣脫落率逐漸增加，包衣均勻度逐漸下降。通過統(tǒng)計(jì)分析和顯著性差異比較，各處理之間均有一定的差異性。在成膜時(shí)間上，對(duì)照（CK2）和用量為10 g處理之間無顯著差異，與其他處理之間均有極顯著差異；在包衣脫落率上，對(duì)照（CK2）與用量為10 g處理之間無顯著差異，與其他處理之間均有極顯著差異；在包衣均勻度上，對(duì)照（CK2）和10 g處理之間無顯著差異，但與其他處理間均有極顯著差異。說明在成膜劑中加入不同用量的凹凸棒土對(duì)成膜時(shí)間、成膜脫落率和成膜均勻度均有一定的影響。

3 結(jié)論與討論

本文從凹凸棒土的細(xì)度和用量2個(gè)方面探討了對(duì)種衣劑成膜性能的影響。結(jié)果表明：在凹凸棒土同一用量條件下，隨著凹凸棒土細(xì)度的增加，成膜時(shí)間逐漸延長(zhǎng)，成膜脫落率逐漸降低，成膜均勻度逐漸增加；在凹凸棒土同一細(xì)度條件下，隨著凹凸棒土用量的增加，成膜時(shí)間逐漸延長(zhǎng)，成膜脫落率逐漸增加，成膜均勻度逐漸降低。由此可知，在種衣劑中添加凹凸棒土后，凹凸棒土的細(xì)度和用量對(duì)成膜時(shí)間的影響都是一致的，呈現(xiàn)出逐漸增加的趨勢(shì)，而對(duì)包衣脫落率和包衣均勻度的影響則呈現(xiàn)出相反的趨勢(shì)。在一定的用量范圍內(nèi)，凹凸棒土的細(xì)度越大，包衣脫落率越低，包衣均勻度越高，說明凹凸棒土的細(xì)度對(duì)種衣劑包衣效果的影響是正向的，有利于改善種衣劑的包衣效果。在一定的細(xì)度范圍內(nèi)，凹凸棒土的用量越大，包衣脫落率越高，包衣均勻度越低，說明凹凸棒土的用量對(duì)種衣劑包衣效果的影響是負(fù)向的，不利于種衣劑包衣效果的發(fā)揮。

由此推斷，凹凸棒土可以作為種子成膜劑的輔助改性成分使用，具有原料易得、容易生產(chǎn)、性能穩(wěn)定、對(duì)生態(tài)環(huán)境友好等優(yōu)勢(shì)。在生產(chǎn)上進(jìn)行種子包衣處理時(shí)，建議選用細(xì)度400目以上的凹凸棒土，100 kg種子包衣用量在1 500～2 000 g之間，有利于改善包衣成膜性能。

由于時(shí)間倉促，本試驗(yàn)只針對(duì)種衣劑成膜時(shí)間、成膜脫落率和成膜均勻度進(jìn)行測(cè)定，其他成膜性能以及成膜后對(duì)種子和幼苗生長(zhǎng)的影響有待于今后進(jìn)一步研究。