種子披衣技術發展與應用 - 農業知識入口網

農業勞動力老化和外移，是全球農村普遍的現象，在臺灣農忙時也常有請不到工的窘境，農業生產必須逐步以機械取代人力，改變原有作物的生產作業模式，除了耕作、收穫外，還必須從播種開始，例如利用真空播種的穴盤育苗系統，直播作物改採機械點播；但對於體積小、質量輕、形狀不規則的種子，很難順利使用機械播種。運用種子披衣（seed coating）處理技術，可以改變種子的重量、形狀、大小，也可改善種子的流動性、減少摩擦力，並可達到一致性的要求，更方便機械播種。

機械化後，高成苗率為必要條件，因此，農民對種子品質要求除了品種外，還要發芽快速、整齊，甚至播種後必須具有可忍受田間逆境及制病、防蟲的能力。透過種子披衣技術添加活性成分，如營養元素、殺菌、殺蟲劑或生物製劑等，確實可提高種子活力、促進或調節種子萌芽及增加生物性或非生物性逆境的防禦力，提高種子的附加價值，讓小小一顆種子展現無限的可能。

披衣技術的發展與現況
種子披衣技術始於1930 年代英國，最初運用在穀類種子上，美國則於1940 年末開始進行造粒（seed pelleting）技術研發，直到1960 年代，在歐洲為因應精密播種披衣技術才開始迅速發展，荷蘭、英、法等國不斷研究、改良後，擴大應用到蔬菜和花卉種子，並逐漸在商業使用。

1980 年代中、後期，披衣已被廣泛應用在商業種子處理加工上，受到美、日、英，以及一些西歐國家的高度重視，並相繼投入研發，使披衣劑的理化性能、產品質量和應用獲得提升，許多專利產品開始在市場流通。

亞洲則由日本拔得頭籌，從1963 年使用紅土包覆牧草種子開始，至1981 年研發出專一性的披衣劑，1984 年住友株式會社已應用在蔬菜種子商業披衣處理。另外，中國也在1976 年開始進行甜菜種子披衣研究，1980 年由中國農業大學研製藥肥型的披衣劑，在1995 年以前，披衣種子推廣面積僅1,000 多萬畝，但1995 年被農業部以「種子工程」列為優先發展的重點高科技技術，在政策性的全面推動下，到2000 年已高達4.2 億畝。

目前國際流通的高價蔬菜種子（如茄科、葫蘆科、萵苣等）、花卉種子（如矮牽牛、四季海棠、洋桔梗等）披衣處理極為常見，也有許多跨國代工公司提供客製化的專業服務。

現今全球具有披衣技術的公司共有29家，但大部分市場由前6 家掌控，包括Bayer CropScience（德國）、Syngenta（瑞士）、Monsanto（美國）、BASF（德國）、DuPont Pioneer（美國）和Dow（美國），這些企業將種子披衣應用於選定的種子（通常是新品種），結合品種與農化產品開發或生物保護劑的組合，有效推廣新產品。

較小的企業，如Incotec（荷蘭/ 英國）和Germains（英國），致力於研發披衣基質，改善活性成分、披衣處理特性和播種的整體效益，是披衣基質市場的創新者。學者估算，全球種子披衣材料市場年產值超過10 億美元，預計到2020 年將達到16.3 億美元/ 年。

披衣基質研發
無論披衣種子的目的為何，披衣基質是決定能否運用的成功關鍵，不僅是研發人員的研究重點，更被企業視為商業機密，因應不同需求的披衣劑不斷被開發，加上披衣加工技術可以工業化量產，更具市場潛力。

披衣改變了氣體或水分進出種子的量或速率，進而影響種子的發芽或貯藏，貯藏時需要低孔度的披衣層才能降低種子的呼吸作用。但是，播種浸潤吸水後，又需高孔度來增加通氣性，以利於發芽，因此，合適的披衣基質最基本的要求必須是：處理後不能影響發芽，且能貯藏一段時間；另須具備足夠的強度，以抵抗運銷或播種過程中的壓力，而不致碎裂。

披衣基質依材料功能分為：底衣液（黏著劑）、底衣粉（填充劑）、活性成分等3部分。披覆材料（填充劑、活性成分）需要黏著劑才能附著在種子表面，黏著劑和填充劑必須與活性化合物相容。一般常用的材料分述如下：

一、 底衣液（黏著劑Binder）：
可被當作黏著劑的化合物包括各種澱粉、纖維素、聚乙二醇、聚乙烯醇等，甚至是水都可當作黏著劑。

二、 底衣粉（填充劑Fillers）：
作為填充劑的底衣粉通常是惰性粉末，可使用的物質包括黏土、沙、木屑、珍珠石、石英粉等。

三、 活性成分（Active ingredients）：
在披衣中為特殊目的添加的物質。例如為了防病蟲害、增加作物抵抗力或促進養分攝取等目的，添加殺蟲劑、殺菌劑、營養元素、植物生長調節劑及微生物或其他天然成分的生物製劑等，添加時同樣必須考量對種子發芽及貯藏壽命是否有不良影響。

隨著永續與生態農業的重視，目前行政院農業委員會種苗改良繁殖場（簡稱苗改場）在基質研發與活性成分添加，均以生物製劑及生物性材料為研究重點，以符合安全及有機概念。種子披衣為智能化農業重要的加工技術，種苗的生長與發育需許多因子配合，未來將是各種處理配合披衣技術的綜合應用，如讓發芽快速整齊的滲調處理，以及利用活性成分的預措處理等，以滿足不同環境的多元需求。

披衣處理加工的類型
目前商業用披衣種子已經可工業化生產，工業化處理機械源自製藥或保健食品加工，因種子大小與加工處理的模式不同，主要應用在種子披衣加工的機械有3種，包括流體化床（Fluidized bed）、離心式（Rotary coater）、糖衣鍋（旋轉鍋Rotating pan）等造粒機。

依披衣處理加工後的物理特性分類，在工業和學術界中最常使用及被認可的用詞包括： 膜衣（Film coating）、鑲衣（Encrusting）、造粒（Pelleting）等3 種類型。分述如下：

一、 種子膜衣（seed film coating）：
以聚合物或可分解生物塑料懸浮液，噴霧披覆於種子表面，披覆層通常小於種子重量的10％。膜衣處理技術起源於歐洲，最早使用在拌藥之後，為減少添加殺菌、殺蟲劑脫落，避免浪費藥劑及汙染環境。膜衣也可減少鑲衣、造粒披衣層掉落。

二、 種子鑲衣（seed encrusting）：
利用披覆材料進行種子包埋，加工時不刻意改變原來形狀，加工後種子重量增加在100 ～ 500％，種子的原始形狀仍然明顯，如十字花科、茄科、葫蘆科等種子。

三、 種子造粒（seed pelleting）：
將小、輕、形狀不規則或不定形的種子，如萵苣、菾菜、芹菜、洋蔥、胡蘿蔔等較不易單粒機械化播種的種子，以黏著劑、填充劑處理，加工後重量增加在500％以上，已無法區分種子初始形狀，使其成為圓粒或一致的形狀。

披衣技術的應用
披衣技術能受到許多先進國家重視，投入大量的研發人力與經費，主要原因除了披衣種子利於機械播種外，還可在披衣過程中加入殺菌、殺蟲劑、營養元素或生物製劑等，可有效防治苗期病蟲害及促進生長；另外，尚可搭配不同物理、化學特性的披衣物質，使作物在不良的土壤條件下，促進種子的發芽或調控其發芽時間，用於爭取農時，改善發芽等。綜合其在作物生產上的效益有：

一、 利於機械播種，降低種子用量
經披衣的種子有別於原樣種子，重量、形狀均可一致，尤其是體積小、質量輕、不規則的種子可明顯獲得改善，並增加流動性，使種子更利於機械播種，提高精準度。

對於直播蔬菜，使用披衣種子可節省種子用量、省去間苗人力支出、降低生產成本。以胡蘿蔔為例，以傳統使用原種子條播種子用量為造粒的5.5倍，且播種後6 ～ 8 週須進行疏拔，工資約新臺幣2,000 元/ 分，因此，使用造粒種子可由傳統栽培每公頃約新臺幣50,000 元降至約10,000 元。

二、 有效預防苗期病蟲害
傳統的浸種、拌藥等預措處理，雖可降低種子帶菌比率，但藥劑直接接觸種子，使其活力下降，且藥劑容易脫落，對環境造成汙染，使用時危害人的健康。

先以披衣層保護種子再分層添加殺菌、殺蟲劑包覆，可避免直接接觸藥劑，再經膜衣處理，避免藥劑脫落，播種時隨著種子發芽吸收，可更有效防治苗期病蟲害，一般商業披衣種子以推薦劑量處理，通常不會影響種子發芽。

直播蔬菜可省去播種到出苗，田間大面積噴灑農藥等防治病蟲害的工作，減少過度使用農藥，降低生產成本，並可減輕對環境的汙染。隨著對環境友善及有機概念的重視，則可添加微生物製劑，如木黴菌、液化澱粉芽胞桿菌等，或生物性材料，如幾丁聚醣，以增加作物對生物性逆境的抗性。

三、 促進種子發芽與幼苗生長
在披衣過程中，可以加入發芽促進物質，如激勃素（GAs）、硝酸鉀（KNO3）、過氧化氫（H2O2）、幾丁聚醣、水楊酸（salicylic acid）等，提高發芽及田間出苗率。

在披衣過程中，加入植物所需的營養元素，可以增強對養分的利用率，但處理時較少直接添加主要元素氮（N）、磷（P）、鉀（K）等，而是添加提高氮肥利用率的硝化細菌或促進磷肥吸收的菌根菌等。披衣較常添加的則是容易缺乏的微量元素，包覆在種子周圍的微量元素，在發芽及幼苗初始生長期間即可有效供應，有助於提高作物生產力。利用披衣技術包覆微量元素或添加提高肥料利用率的微生物，相較於傳統的土壤施肥或葉面噴施，種子披衣更具經濟效益。

總結
種子披衣發展至今加工技術已純熟，而形成所謂的「種子工業」，歐、美、日、澳等地皆有大型種子處理代工公司，提供客製化的專業服務。披衣基質因先進國家相繼投入研發，使理化性能和產品質量均獲得提升，許多學者致力於披衣添加活性成分的研究，讓種子不再只是繁殖的個體，同時也是賦予高活力、促進生長、忍受逆境、提升防禦能力等機能性的載體。

苗改場近年積極投入研發種子披衣技術，已成功研發十字花科、番茄、萵苣、胡蘿蔔等蔬菜種子的披衣技術，技術水準與先進國家並駕齊驅，並透過技術授權，落實技術商品化應用，增加種子的產品附加價值及滿足客製化需求，為智能化農業重要的加工技術，也提高種子業者的國際競爭力。

文˙ 圖／黃玉梅　行政院農業委員會種苗改良繁殖場
豐年6709