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种衣剂研发新蓝海:从全球市场到知识产权布局策略
来源:磊子侃农药   发布时间:2025-07-16 09:20
简述
种衣剂(seed coating agent)是由农药原药(杀虫剂、杀菌剂等)、肥料、生长调节剂、成膜剂及配套功能性助剂经特定工艺流程加工制成的,可直接或经复配、稀释后包覆于种子表面形成具有一定强度和通透性的保护层膜的农药制剂,是一种特殊的种子处理剂。

种衣剂(seed coating agent)是由农药原药(杀虫剂、杀菌剂等)、肥料、生长调节剂、成膜剂及配套功能性助剂经特定工艺流程加工制成的,可直接或经复配、稀释后包覆于种子表面形成具有一定强度和通透性的保护层膜的农药制剂,是一种特殊的种子处理剂。


由于种衣剂是包裹在种子上使用的,以防为主。对于土传病害,地下害虫以及迁飞害虫无疑是最经济的防治方式之一。


在农业科技领域,种衣剂作为种子处理的核心技术,正悄然引领一场“种子革命”。随着全球对粮食安全和可持续农业需求的不断提升,种衣剂市场展现出巨大潜力和创新空间。从知识产权视角看,这一领域蕴藏着丰富的研发机会和专利布局可能。


一、种衣剂的成分


种衣剂的主要成分分为 2 个部分, 一部分是由成膜剂、分散剂、警戒色染料等组成的非活性成分,具有维持种衣剂的理化性质,控制药剂缓慢释放的作用。 成膜剂是其中最重要的组成物质,常用的有壳聚糖、羟甲基纤 维素钠、聚乙烯醇等。 


另一部分是由农药、植物生长调节剂、肥料等物质组成的活性成分,能够直接作用于种子及幼苗。针对不同的作物和病虫害使用的农药种类也不尽相同。


二、起源


种子处理技术源于传统的拌种和浸种技术,最早可以追溯到公元前1世纪的西汉时期氾胜之撰写的农书《氾胜之书》,记录了中国最早的拌种处理方法-溲种法。


种子包衣最早是由美国的Thornton 和Ganulee 在1926 年首先提出,直到20 世 纪30 年代英国Germains 种子公司才在禾谷类作物上首次成功研制出用作种子包衣的禾谷类旱作物丸化种衣剂,并迅速商品化,标志着种衣剂使用的开始。


目前,国外种子处理技术已经发展成一个较为成熟的产业,在众多产品中得到广泛应用,如先正达公司的噻虫嗪、高效氯氟氰菊酯、咯菌腈、精甲霜灵、苯醚甲环唑、氟唑环菌胺等,拜耳公司的吡虫啉、戊唑醇等,巴斯夫公司的灭菌唑等。


三、全球种衣剂市场


种衣剂的发展具有着强烈的地域特征。北美地区占据主导地位。这一领先地位得益于该地区农业技术的快速进步和农民对种子处理益处的深刻认识。亚太地区则展现出最快的增长势头,特别是在中国和印度等农业大国,政府正积极推动农业现代化和农药减量使用。


产品技术趋势方面,聚合物材料以其优异的性能和多功能性引领市场。环保型可生物降解材料成为研发热点,如Croda International Plc与剑桥大学合作开发的无微塑料种子包衣。功能性种衣剂也大放异彩,先正达推出的TYMIRIUM®技术历经十年研发,能同时防治病害和线虫。


四、如何做好一个种衣剂研发


种衣剂的研发和作物,使用环境,使用方式等息息相关,其中任意一环出现问题,就可能会出现致命的问题,轻则产品质量受损,重则造成药害,导致作物减产甚至绝收。


作者整理了近些年种衣剂研发的方向,进行了分类,希望可以给国内企业在相关研发过程中提供不同的方案和思路:


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作者整理了相关科研文献,跨国公司,国内龙头企业的专利申请情况,如果要做一个种衣剂相关的研发,可以从以下三方面入手做到立体的保护。


如将种衣剂比喻成一个人,产品新配方是DNA,加工工艺的骨骼,而应用技术这是筋络血脉,缺一不可。


五、产品配方


1. 活性成分和复配(已知成分首次应用于种衣剂)


不同的活性成分与复配是种衣剂研发的最常见类型,如巴斯夫欧洲公司的专利:CN101304655B,杀真菌混合物。就提到了戊叉唑菌与唑菌胺酯和精甲霜灵三元复配用于种子处理剂的方法。


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(CN101304655B的部分权利要求)


并且在说明书中明确了是作为种子处理剂使用:戊叉唑菌和唑菌胺酯作为200g/lFS配制剂使用。甲霜灵作为17.7%FS配制剂使用。


2. 生物源配方


生物源配方也是跨国企业近些年来做种衣剂研发的重点,如拜尔农作物科学股份公司的专利:CN104735987B,包含生物防治剂和杀真菌剂的组合物。就公开了两种不同的枯草芽孢杆菌与戊唑醇、丙硫菌唑、螺环菌胺和环酰菌胺的复配,以及种子处理的用途。


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(CN104735987B的部分权利要求)


3. 高分子材料及助剂配方


研发重点:开发可降解成膜材料(改性淀粉、聚乳酸),设计智能响应助剂(pH/温度敏感型缓释材料)的等。


如以下三件专利:


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主要为对成膜材料的改进,提高发芽率和安全性。


以及巴斯夫的相关专利CN103153066B (含有啶南平杀虫剂和助剂的组合物)就选择保护了包含聚-C2-C4氧化烯改性的聚二甲基硅氧烷的聚硅氧烷基助剂。


六、加工工艺


可以通过创新剂型,配方优化等方面,可以选择在以下方面做改进:


悬浮种衣剂粒径控制(≤5μm);


微囊化工艺(壁材选择、包封率>95%);


热贮稳定性优化(54℃/14天分解率<5%)等。


1. 微囊化&缓释技术


一直以来缓释技术和微囊化工艺是种衣剂研究的重点,可以确保保持长久性同时提高种衣剂的利用率。


如中国农业科学院植物保护研究所的专利(CN119522904B)一种农药缓释颗粒剂及其制备方法和应用等都提到了如何提高农药缓释的效果。另外在种衣剂方面,可以与缓释技术,靶标作物相结合,控制持效期以达到最适合靶标作物的防护时间。


2. 专用生产设备


一般专用的种衣包覆设备一直是种子企业关注的重点研发方向,如拌种和种子包衣设备,以上专用设备的研发方向仍然可以与不同的作物相结合,如以下专利:


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七、应用技术


应用端一般为研发及专利申请的末端,更多的是需要从实验室走出来,通过种植方法和种植设备相结合的方式,提供高效,便捷的解决方案。


如FMC有限公司的相关专利:CN107960103B 用于促进植物生长和治疗植物疾病的微生物组合物和使用方法。 通过解淀粉芽孢杆菌作为种衣剂来促进大豆生长的用途。


智能化技术融合


研发重点:基于AI的包衣质量检测系统;物联网补种设备(自动识别未发芽种子)等。


近些年随着AI的兴起,智能化技术与农药应用端相关联也成为了跨国公司研发的重点,特别是在软硬件结合专利(如"种衣均匀度图像识别算法+执行机构")和数据处理方法专利(如基于发芽率的剂量反馈系统)方面。


如将平均土壤湿度数据病虫害情况与待选农作物种子包衣方式信息进行综合分析,得到优选种子包衣方式信息等。


八、特异化配方定制


对于跨国农药企业而言,种衣剂在应用端的研发需高度关注多国环境适配性,这涉及运输条件稳定性、气候适应性及区域法规合规性三大核心方向:


运输温控与稳定性:生物源种衣剂(如含微生物菌剂的产品)对温度敏感,需定制智能温控方案(如±0.5℃精度的冷链运输),确保活性成分在跨国运输中不失效。例如,欧盟要求生物农药全程2-8℃冷藏,且需12小时内完成港口温控衔接交付。


气候适配性优化:针对不同气候区(如热带高温高湿、温带低温干燥),需调整成膜剂和助剂配方。例如,微生物种衣剂通过特殊配方将货架期从120天延长至两年,适配全球仓储条件;而干旱地区需强化种衣剂的抗蒸发性能,多雨区域则需提升耐雨水冲刷性。


区域法规与作物定制:各国对农药成分、微塑料包装、碳足迹要求差异显著,需开发本地化配方。例如,先正达VAYANTIS®杀菌剂在美国注册时需符合EPA标准,而进入欧盟需额外满足降解包装要求;同时需针对主粮(如美洲玉米、亚洲水稻)开发专用种衣剂,并匹配当地播种设备。


九、总结


应用种衣剂处理种子是提高种子质量、降低病虫害发生、增产丰收的有效措施,是国家种子工程重要的组成部分和战略突破口,在高效农业的可持续发展中发挥着重要作用。其使用要求和方法管控将更为严格。


复合的种衣剂,如杀虫剂+杀菌剂, 杀菌剂+肥料 ,+生物农药等综合种子处理方式也将会拥有更大的市场。而种衣剂研发需以市场需求痛点(如环保政策、靶标抗性)为导向,在生物活性成分、智能材料、数字化应用等方向突破。


特别是近年来,智能化技术及特异性配方将会是农药企业海外种衣剂拓展的重要研发方向。