尹 全,楊曉鳳,劉 煒,劉 茜,陳 敏,張富麗,陳龍飛,李 憶
(1.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測技術(shù)研究所,成都 610066;2.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所,成都 610066)
植物生長調(diào)節(jié)劑(Plant Growth Regulator,PGR)是指人工合成的(或從微生物中提取的),具有和天然植物激素相似生長發(fā)育調(diào)節(jié)作用的有機(jī)化合物[1,2]。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上使用,可以有效調(diào)節(jié)作物的生育過程,達(dá)到穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)、改善品質(zhì)、增強(qiáng)作物抗逆性等目的。植物生長調(diào)節(jié)劑種類繁多,功能多樣,被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中[3],主要包括:①可以促進(jìn)細(xì)胞分裂、分化和伸長,或促進(jìn)植物營養(yǎng)器官生長和生殖器官發(fā)育的植物生長促進(jìn)劑類,如生長素類(如吲哚乙酸)、赤霉素類(如GA3)、細(xì)胞分裂素類(如氯吡脲)、蕓苔素內(nèi)酯類(如蕓薹素內(nèi)酯)等;②對植物莖的亞頂端分生細(xì)胞或初生分生細(xì)胞的細(xì)胞分裂有抑制作用的生長調(diào)節(jié)劑,能抑制節(jié)間伸長而不抑制頂芽生長,對葉、花和果實(shí)的形成沒有影響,它的抑制生長效應(yīng)可被活性赤霉素所解除的植物生長延緩劑類[4,5],如矮壯素、縮節(jié)胺等;③能抑制植物頂端分生組織生長、干擾頂端細(xì)胞分裂的生長調(diào)節(jié)劑,能引起莖伸長的停頓和破壞頂端優(yōu)勢,其作用不能被赤霉素所恢復(fù)的植物生長抑制劑類,如脫落酸、抑芽丹等[6];④其他類,如乙烯利等催熟劑,噻苯隆等脫葉劑。
中國是柑橘(Citrus reticulataBlanco.)的重要原產(chǎn)地,柑橘資源豐富,優(yōu)良品種繁多,有4 000 多年的栽培歷史。2007 年中國柑橘的栽培面積和產(chǎn)量均超過巴西,躍居世界首位,成為世界第一大柑橘生產(chǎn)國[7]。柑橘產(chǎn)業(yè)已成為中國南方丘陵山區(qū)、庫區(qū)和革命老區(qū)的農(nóng)業(yè)支柱產(chǎn)業(yè),在國民經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)扶貧和鄉(xiāng)村振興中占有重要地位[8]。據(jù)統(tǒng)計(jì),2020 年中國柑橘栽培面積近270 萬hm2、產(chǎn)量5 121.9 萬t[9]。
植物生長調(diào)節(jié)劑在柑橘生產(chǎn)中的應(yīng)用也非常廣泛,如調(diào)節(jié)生長、控梢、增重、果實(shí)增大、保鮮等[7]。但有關(guān)植物生長調(diào)節(jié)劑的謠言眾多,如水果“催熟劑”“膨大劑”等[10,11],引起廣大消費(fèi)者對植物生長調(diào)節(jié)劑產(chǎn)生了誤解,甚至對其安全性存在疑慮,也對柑橘產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展帶來了嚴(yán)重影響。本研究從柑橘生長調(diào)節(jié)劑的登記、國內(nèi)外殘留限量標(biāo)準(zhǔn)、研究應(yīng)用等方面綜述柑橘生長調(diào)節(jié)劑的使用與殘留限量標(biāo)準(zhǔn),以期為相關(guān)科研工作提供參考并促進(jìn)柑橘和植物生長調(diào)節(jié)劑產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。
登記信息查詢方式:進(jìn)入中國農(nóng)藥信息網(wǎng)數(shù)據(jù)中心欄目下的行業(yè)數(shù)據(jù)中農(nóng)藥登記數(shù)據(jù)查詢界面,在“農(nóng)藥類別”欄中輸入“植物生長調(diào)節(jié)劑”,在“作物/場所”欄中輸入“柑橘”,并勾選和不勾選“包括已過有效期產(chǎn)品”進(jìn)行檢索,檢索有效截止日期為2022 年5 月31 日。柑橘植物生長調(diào)節(jié)劑數(shù)據(jù)來源于中國農(nóng)藥信息網(wǎng)(http://www.chinapesticide.org.cn/hysj/index.jhtml)農(nóng)藥登記數(shù)據(jù)信息。
查詢世界各國或組織的官方網(wǎng)站、標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)等,以中國柑橘上現(xiàn)行登記有效的植物生長調(diào)節(jié)劑為條件進(jìn)行最大殘留限量查詢。中國最大殘留限量數(shù)據(jù)來源于最新版GB 2763—2021,國際食品法典委員會(CAC)最大殘留限量數(shù)據(jù)來源于官方網(wǎng)站(https://www.fao.org/fao-who-codexalimentarius/code x-texts/dbs/pestres/pesticides/en/),歐盟殘留限量數(shù)據(jù)來源于官方網(wǎng)站(https://ec.europa.eu/food/plant/pesticides/eu-pesticides-database/mrls/?event=search.pr),美國殘留限量數(shù)據(jù)來源于官方網(wǎng)站(https://www.ecfr.gov/current/title-40/part-180),日本殘留限量數(shù)據(jù)來源于官方網(wǎng)站(http://db.ffcr.or.jp/front/)。
通過勾選“包括已過有效期產(chǎn)品”進(jìn)行檢索發(fā)現(xiàn),中國在柑橘上登記的農(nóng)藥產(chǎn)品共有6 933 條,其中登記的植物生長調(diào)節(jié)劑類產(chǎn)品有164 條,約占柑橘全部登記農(nóng)藥數(shù)量的2.4%。通過不勾選“包括已過有效期產(chǎn)品”進(jìn)行檢索發(fā)現(xiàn),中國在柑橘上登記的農(nóng)藥產(chǎn)品共有3 168 條,其中登記的植物生長調(diào)節(jié)劑類產(chǎn)品有115 條,約占柑橘全部登記農(nóng)藥數(shù)量的3.6%。
在中國登記且在有效期內(nèi)的柑橘生長調(diào)節(jié)劑有22 種有效成分,包括蕓苔素內(nèi)酯、吲哚丁酸、抑芽丹、乙氧氟草醚、烯效唑、烯腺嘌呤、羥烯腺嘌呤、三十烷醇、糠氨基嘌呤、復(fù)硝酚鈉、氟節(jié)胺、對氯苯氧乙酸鈉、調(diào)環(huán)酸鈣、赤霉酸、丙酰蕓苔素內(nèi)酯、芐氨基嘌呤、苯肽胺酸、S-誘抗素、28-高蕓苔素內(nèi)酯、28-表高蕓苔素內(nèi)酯、24-表蕓苔素內(nèi)酯和14-羥基蕓苔素甾醇,與2019 年相較,有效成分增加了4 種,分別為抑芽丹、對氯苯氧乙酸鈉、調(diào)環(huán)酸鈣和苯肽胺酸。其中以常規(guī)產(chǎn)品登記居多,如赤霉酸產(chǎn)品單一制劑41個,復(fù)配制劑11 個,含赤霉酸有效成分產(chǎn)品共計(jì)52個,約占登記的柑橘生長調(diào)節(jié)劑總量的45.2%;芐氨基嘌呤產(chǎn)品單一制劑17 個,復(fù)配制劑6 個,含芐氨基嘌呤有效成分產(chǎn)品共計(jì)23 個,約占登記的柑橘生長調(diào)節(jié)劑總量的20.0%;24-表蕓苔素內(nèi)酯產(chǎn)品單一制劑3 個,復(fù)配制劑6 個,含24-表蕓苔素內(nèi)酯有效成分產(chǎn)品共計(jì)9 個,約占登記的柑橘生長調(diào)節(jié)劑總量的7.8%;氟節(jié)胺產(chǎn)品單一制劑7 個,復(fù)配制劑0 個,含氟節(jié)胺有效成分產(chǎn)品共計(jì)7 個,約占登記的柑橘生長調(diào)節(jié)劑總量的6.1%;14-羥基蕓苔素甾醇產(chǎn)品單一制劑3 個,復(fù)配制劑3 個,含14-羥基蕓苔素甾醇有效成分產(chǎn)品共計(jì)6 個,約占登記的柑橘生長調(diào)節(jié)劑總量的5.2%。以上5 種有效成分的登記產(chǎn)品數(shù)量占柑橘生長調(diào)節(jié)劑產(chǎn)品登記總量的84.3%,可見中國柑橘生長調(diào)節(jié)劑以相同產(chǎn)品登記為主。
柑橘生產(chǎn)上應(yīng)用的植物生長調(diào)節(jié)劑登記且在有效期內(nèi)的液體劑型以可溶液劑、乳油及水劑為主,如可溶液劑有40 個(占比34.8%)、乳油17 個(占比14.8%)、水劑11 個(占比9.6%),懸浮劑7 個(占比6.1%);固體劑型以可溶粉劑、可溶粒劑和結(jié)晶粉等為主,如可溶粉劑有13 個(占比11.3%),可溶粒劑8個(占比7.0%),結(jié)晶粉8 個(占比7.0%),水分散粒劑6 個(占比5.2%)。
中國和其他國家或組織對植物生長調(diào)節(jié)劑在柑橘上限量標(biāo)準(zhǔn)具體見表1。中國殘留限量數(shù)據(jù)來源于GB 2763—2021,CAC 殘留限量數(shù)據(jù)來源于官方網(wǎng)站(https://www.fao.org/fao-who-codexalimentarius/codex-texts/dbs/pestres/pesticides/en/),歐盟殘留限量數(shù)據(jù)來源于官方網(wǎng)站(https://ec.europa.eu/food/plant/pesticides/eu-pesticides-database/mrls/?event=search.pr),美國殘留限量數(shù)據(jù)來源于官方網(wǎng)站(https://www.ecfr.gov/current/title-40/part-180),日本殘留限量數(shù)據(jù)來源于其官方網(wǎng)站(http://db.ffcr.or.jp/front/)。
關(guān)于柑橘生長調(diào)節(jié)劑作用的研究較多,主要集中在促進(jìn)植物生長、延緩植物生長、抑制植物生長及其他作用等方面。
2.3.1 促進(jìn)植物生長作用 植物生長調(diào)節(jié)劑促進(jìn)植物生長作用主要表現(xiàn)為調(diào)節(jié)生長、增重、果實(shí)增大和促進(jìn)生長[12,13]。柑橘上登記的起促進(jìn)植物生長作用的產(chǎn)品有芐氨基嘌呤、赤霉酸和蕓苔素內(nèi)酯類等,該類產(chǎn)品在柑橘生產(chǎn)中的使用方法為柑橘樹謝花后5~7 d 使用赤霉酸,間隔15 d 噴霧處理2 次,可提高柑橘光合色素含量、提高光合速率、增加干物質(zhì)積累、促進(jìn)生長發(fā)育和增強(qiáng)生理調(diào)控,提高柑橘的品質(zhì)和產(chǎn)量。柑橘樹謝花后5~7 d 使用芐氨基嘌呤,間隔15 d 噴霧處理2 次,可誘導(dǎo)柑橘花芽分化、提高花芽質(zhì)量、催花促花、增加有效花數(shù)、?;ū9头€(wěn)果、壯果,使之增產(chǎn);加速細(xì)胞分裂、促進(jìn)幼果發(fā)育、膨大果實(shí)和減少裂果。于柑橘樹花蕾期、幼果期和果實(shí)膨大期使用24-表蕓苔素內(nèi)酯噴霧處理各1 次,在促使植物細(xì)胞分裂和延緩莖葉衰老方面有著雙重功效,能提高作物葉綠素含量,可促進(jìn)作物根系生長,光合作用增強(qiáng),達(dá)到促進(jìn)作物生長的作用。
2.3.2 延緩植物生長作用 生長延緩劑作用是延緩植物的生理或生化過程,使植物生長減慢[14,15]。作用機(jī)理是使莖部頂端區(qū)域的分生組織細(xì)胞分裂、伸長和生長的速度減慢或暫時受到阻礙,經(jīng)過一段時間后,受抑制的部位仍可恢復(fù)正常生長,而且這種抑制現(xiàn)象可以用外施赤霉素或生長素的辦法使之恢復(fù)。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常用于控制徒長,培育壯苗;控制頂端優(yōu)勢,促進(jìn)分蘗或分枝,改善株型;矮化植株,使莖稈粗壯、抗倒伏;誘導(dǎo)花芽分化,促進(jìn)坐果;延緩莖葉衰老、推遲成熟、增產(chǎn)和改善品質(zhì)等。柑橘上登記的起延緩生長作用的植物生長調(diào)節(jié)劑產(chǎn)品有氟節(jié)胺、烯效唑等,該類產(chǎn)品在柑橘生產(chǎn)上的使用方法為柑橘樹春梢老熟夏梢未抽時期使用氟節(jié)胺噴霧處理1 次,主要通過影響柑橘體內(nèi)酶的系統(tǒng)功能,增加葉綠素與蛋白質(zhì)的含量而具有抑制側(cè)芽生長的作用。柑橘樹在春梢老熟夏梢未抽時使用烯效唑噴霧處理2 次,可抑制頂端生長優(yōu)勢、矮化植株、防止倒伏、增強(qiáng)光合效率和提高抗逆能力。
2.3.3 抑制植物生長作用 植物生長抑制劑作用主要是抑制植物的頂端分生組織的細(xì)胞分裂及伸長,或抑制某一生理生化過程[16,17]。在高濃度下此種抑制作用是不可逆的,不為赤霉素、生長素所逆轉(zhuǎn)而解除,在低濃度下也具有促進(jìn)生長的作用。多用于抑制萌芽、抽薹開花、催枯、脫落、誘導(dǎo)雄性不育等。柑橘上抑制植物生長作用主要表現(xiàn)為控梢。柑橘上登記的起延緩生長作用的植物生長調(diào)節(jié)劑產(chǎn)品有抑芽丹等,該類產(chǎn)品在柑橘上的使用方法為在柑橘樹夏梢開始生長時(長度0.5 cm 以下),使用抑芽丹噴霧處理1 次,抑制劑從植物的葉面或根部吸入,經(jīng)木質(zhì)部和韌皮部傳導(dǎo)至柑橘樹體內(nèi),通過阻止細(xì)胞分裂,從而抑制柑橘樹的生長。
2.3.4 其他作用 其他作用主要表現(xiàn)為殺梢、保鮮[18]。柑橘上登記的起其他作用的植物生長調(diào)節(jié)劑產(chǎn)品為乙氧氟草醚,該類產(chǎn)品在柑橘上的使用方法為在柑橘樹夏梢抽出1~5 cm 時噴施乙氧氟草醚,處理最多2 次,嫩梢殺梢效果較好。于柑橘成熟采摘后使用對氯苯氧乙酸鈉浸果1 次,浸果3~5 s,以均勻浸濕整個果實(shí)為度,具有防止落花落果、提高坐果率、加速幼果生長發(fā)育、防治采前落果、提高產(chǎn)量及保鮮等作用。
中國柑橘生產(chǎn)上應(yīng)用的植物生長調(diào)節(jié)劑主要集中在赤霉素類、生長素類、細(xì)胞分裂素類、脫落酸類和蕓苔素內(nèi)酯類五大類及其復(fù)配制劑,用于柑橘上的植物生長調(diào)節(jié)劑主要有促進(jìn)生長、延緩生長、抑制生長及其他作用等。對植物生長調(diào)節(jié)劑登記情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析可以看出,其多以單一制劑產(chǎn)品使用,與其他農(nóng)藥種類相比復(fù)配制劑產(chǎn)品偏少。研究表明,許多植物生長調(diào)節(jié)劑單獨(dú)使用的效果沒有復(fù)配制劑作用效果顯著[14]。如植物生長調(diào)節(jié)劑復(fù)配除草劑,能起到提高除草劑活性的作用[19];植物生長調(diào)節(jié)劑復(fù)配殺菌劑或殺蟲劑,能同時具有殺菌或殺蟲和調(diào)節(jié)植物生長的作用[20];植物生長調(diào)節(jié)劑復(fù)配肥料或微量元素,能提高植物生長調(diào)節(jié)劑的功效[21]。因此,在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中,多功能復(fù)配制劑將是植物生長調(diào)節(jié)劑產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展方向。
農(nóng)藥劑型的選擇與使用,既涉及到農(nóng)業(yè)種植者和農(nóng)藥制造企業(yè)的利益,也關(guān)乎社會環(huán)境的綠色可持續(xù)發(fā)展。隨著人們保護(hù)環(huán)境意識的持續(xù)增強(qiáng),農(nóng)藥劑型的研究、開發(fā)和利用也朝著綠色、環(huán)保、安全、可持續(xù)的方向發(fā)展,一是改造傳統(tǒng)乳油的溶劑,大力研究、開發(fā)水基劑型產(chǎn)品;二是更新傳統(tǒng)固體制劑,發(fā)展綠色環(huán)保劑型如水分散粒劑等;三是研究開發(fā)出既增效又安全且使用方便的新制劑;四是研究開發(fā)與新型施藥器械匹配的新制劑。截至2022 年5月,可溶液劑、可溶粉劑、乳油、水劑、結(jié)晶粉和可溶粒劑等仍然是中國柑橘生產(chǎn)上應(yīng)用較多的生長調(diào)節(jié)劑劑型,合計(jì)97 個產(chǎn)品,占比高達(dá)84.3%;而登記劑型中環(huán)保劑型主要是可溶液劑、水劑、可溶粒劑等,該類產(chǎn)品合計(jì)59 個,占比51.3%,僅有1 個泡騰粒劑新型環(huán)保劑型,表明中國登記在柑橘上的生長調(diào)節(jié)劑仍然是傳統(tǒng)環(huán)保劑型,導(dǎo)致新產(chǎn)品和劑型匱乏,分析原因主要是中國多數(shù)植物生長調(diào)節(jié)劑生產(chǎn)廠家是中小型企業(yè),此類企業(yè)技術(shù)儲備及研發(fā)投入明顯不足。因此,必須要重視和加強(qiáng)新型環(huán)保植物生長調(diào)節(jié)劑的研究與應(yīng)用,學(xué)習(xí)國際制劑加工的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),研究開發(fā)出包括水基、無溶劑、固體化等在內(nèi)的環(huán)保高效制劑劑型。
植物生長調(diào)節(jié)劑在柑橘生產(chǎn)上的廣泛應(yīng)用給果農(nóng)及相關(guān)組織帶來了良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。充足的肥水條件是植物生長調(diào)節(jié)劑發(fā)揮顯著功效的基礎(chǔ),但植物生長調(diào)節(jié)劑不是營養(yǎng)物質(zhì),生產(chǎn)中不能替代肥料,更不能替代栽培管理技術(shù),如果樹整枝、灌水、中耕松土等。如果使用時間不正確、施用濃度過低或過高,還會出現(xiàn)與預(yù)期相反的效果如畸形果、裂果等。生產(chǎn)過程中,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營者或組織在選藥、用藥時較少考慮農(nóng)藥產(chǎn)品自身的特性,存在一定的盲目性,因此應(yīng)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營者或組織中的技術(shù)人員開展選藥、用藥培訓(xùn),生產(chǎn)中小面積的試用確認(rèn)效果后方可推廣使用。
中國制定并登記在柑橘生產(chǎn)上應(yīng)用的植物生長調(diào)節(jié)劑殘留限量標(biāo)準(zhǔn)有4 項(xiàng),豁免2 項(xiàng),除此之外,農(nóng)藥登記殘留還豁免了芐氨基嘌呤、赤霉酸、羥烯腺嘌呤、烯腺嘌呤4 種植物生長調(diào)節(jié)劑,殘留限量標(biāo)準(zhǔn)多于日本的2 項(xiàng)以及CAC 的0 項(xiàng),與歐盟的7 項(xiàng)、美國的9 項(xiàng)相比也并不少,說明中國柑橘產(chǎn)業(yè)的食品安全發(fā)展已接近甚至超過部分發(fā)達(dá)國家,但由于已登記的柑橘生長調(diào)節(jié)劑多達(dá)22 種,需盡快建立并健全已批準(zhǔn)在柑橘上使用植物生長調(diào)節(jié)劑的限量標(biāo)準(zhǔn)。另外,歐盟、美國的限量標(biāo)準(zhǔn)要求最高,中國部分植物生長調(diào)節(jié)劑限量標(biāo)準(zhǔn)能達(dá)到要求,但部分限量如氟節(jié)胺,中國是0.2 mg/kg,遠(yuǎn)高于歐盟要求的0.01 mg/kg;烯效唑,中國是0.05 mg/kg,高于美國要求的0.01 mg/kg。中國作為世界柑橘第一生產(chǎn)大國,為更好地保障廣大消費(fèi)者的安全以及滿足國際貿(mào)易的需要,打破技術(shù)性貿(mào)易壁壘,需要增加柑橘限量標(biāo)準(zhǔn),加大植物生長調(diào)節(jié)劑限量標(biāo)準(zhǔn)的制定和修訂工作。