植物生长调节剂研究进展及应用对策

摘要 介绍了常用植物调节剂的类型，综述了常用植物生长调节剂研究进展，并分析了目前使用植物生长调节剂存在的问题，提出应用对策，对加强植物生长调节剂在食品中农药残留的研究具有重要意义。

关键词 植物生长调节剂；类型；研究进展；问题；应用对策

中图分类号 S481+.8；S482.8 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2012）01-0193-03

植物生长调节剂在增强作物抗逆性、提高作物产量、改善产品品质、提高种植效益等方面发挥了巨大作用，但其在食品和环境中的残留问题、安全问题也越来越受到人们的关注。

我国是世界上植物生长调节剂应用最广泛的国家之一。植物生长调节剂在调节农作物的生长发育、提高产量和改良品质方面，为我国农业生产和发展做出了重要贡献。据有关报道，20世纪末，我国每年施用植物生长调节剂的面积位居世界之首。与传统农业技术相比，植物生长调节剂的应用具有成本低、收效快、效益高、节省劳动力等优点，已经成为21世纪农业实现超产和提高商品性的主要措施之一。近年来我国植物生长调节剂产量增长惊人，每年递增量达几千吨。然而，植物生长调节剂与其他人工合成的农药一样，也具有一定的毒性。盲目、超量使用植物生长调节剂，可能引起人畜的急、慢性中毒，导致疾病的发生，特别是近年来，由于植物生长调节剂的滥用及使用不当而导致的食品安全问题逐渐增多，引起了人们的关注。

1 常用植物生长调节剂的类型

植物生长调节剂是农药中的一种类别，就植物生长调节剂来说，也有很多种。根据来源的不同，有天然和人工合成2种；根据植物生长调节剂的作用方式不同，可分为植物生长促进剂、植物生长抑制剂和植物生长延缓剂。从农业生产应用的情况看，我国目前常用的植物生长调节剂绝大部分均为人工合成的。

常用品种主要有：一是促进剂。可促进植物生长，包括：赤霉素、乙烯利、氯吡脲（吡效隆、调吡脲）、噻苯隆（脱叶灵）、环丙酰胺酸、三十烷醇、苄基腺嘌呤、4-氯苯氧乙酸（防落素、番茄灵）、吲哚乙酸、萘乙酸、胺鲜酯、调环酸、复硝酚钠、芸薹素内酯、油菜素内酯、壳聚糖等。二是抑制剂。可抑制植物生长，包括：脱落酸、抑芽丹（青鲜素、马来酰肼）、三碘苯甲酸、增甘膦、整形素。三是延缓剂。调节延缓生长，包括甲哌（调节胺、助壮素）、矮壮素、氯化胆碱、多效唑、烯效唑、抑芽唑、抗倒胺、抗倒酯、氟节胺、噻节因、丁酰肼、调节膦、吡啶醇等。

2 常用植物生长调节剂研究进展

2.1 部分植物生长调节剂具有较高的急性毒性和刺激性

我国目前使用的大部分植物生长调节剂的毒性为低毒或微毒，但是也有部分植物生长调节剂具有一定毒性，个别植物生长调节剂的半数致死量LD50较高，在短时间内可对人体产生毒害作用。如形态素、吡啶醇、甲磺威、氯化膦、西维因、调环烯、调果酸、2，4-D、矮壮素、防落素的雄性大白鼠急性口服LD50都与乙酰甲胺磷的毒性相似。人口服50%矮壮素水剂10~50 mL于30~50 min会引起中毒死亡。矮壮素经口进入人体后会直接灼伤胃及十二指肠黏膜，并很快吸收入血液出现中毒症状，且目前尚无用于治疗矮壮素中毒的特效药物，中毒后救治率极低。乙烯利具有PO32-结构，与有机磷农药有相似的作用，能抑制乙酰胆碱酯酶的活性，使乙酰胆碱酶磷酰化或抑制，造成乙酰胆碱堆积而表现出毒害作用，产生类似有机磷中毒的症状，成人若口服乙烯利粉剂20 g，会导致多器官功能障碍。甲哌急性中毒，多为肝损害，谷丙转氨酶和谷草转氨酶升高1倍以上，中毒患者早期有呼吸抑制、多脏器损害、死亡率高等特点。人体摄入过多6-苄基腺嘌呤，能刺激皮肤黏膜，并出现食道和胃黏膜损伤、恶心、呕吐等现象。而2，4-D及其衍生物具有急性神经毒性，对皮肤和眼睛有刺激作用。从以上情况可以看出，对植物生长调节剂的毒性也不能一概而论，要根据具体品质来分析判断。

2.2 某些植物生长调节剂具有明显的慢性毒性

对于农药的慢性毒性，主要包括：蓄积毒性、亚急（慢）性毒性、遗传毒性、生殖与发育毒性、免疫毒性、神经毒性和致畸、致癌、致突变毒性等，主要农药类别的研究较为广泛，而对部分植物生长调节剂的慢性毒性基础研究也表现出了令人担心的一面。

在对抑芽丹的研究中，由于抑芽丹的结构与尿嘧啶的结构相似，可成为其抗代谢物并掺入RNA中，抑制尿嘧啶的掺入，有诱导细胞染色体损伤的风险。倪 磊等[1-2]通过研究萘乙酸抑制K562细胞增殖作用及萘乙酸对K562细胞和正常人外周血淋巴细胞遗传物质损伤效应的比较试验，发现50 μmol/L和100 μmol/L处理均可抑制K562细胞的生长，并将细胞阻滞在G1期，降低细胞分裂指数，促进细胞凋亡，提高K562细胞SCE频率以及微核形成率，且绝对增长值高于正常淋巴细胞组，具有诱导细胞染色体损伤的作用。Karel等[3]通过研究细胞分裂素6-BA及其衍生物的生物活性，发现6-BA的一些衍生物通过抑制细胞周期蛋白依赖性激酶（CDK）的活性而对动物细胞产生毒性。陆宝仪等[4]应用循环伏安法、微分脉冲伏安法和紫外光谱法研究了6-BA在汞电极上的电化学行为及与小牛胸腺DNA的相互作用，发现6-BA的还原峰电流随DNA浓度的增加而减小，峰电位正移，紫外吸收峰出现明显的减色效应，认为6-BA通过部分插入作用与DNA结合，结合常数为2.3×103 L/mol。

2，4-D的慢性毒性主要表现为对血液、肝、肾等毒性及抑制某些酶的活性和某些蛋白的合成，动物胚胎学研究还没有直接证据证明对人的生殖有影响，但小鼠试验证明长期暴露在2，4-D环境中，会造成骨骼畸形及致病率和死亡率增加。Run-tao Chen等[5]对大鼠口喂饲多效唑原药，试验结果表明在128.0 mg/（kg・d）和421.2 mg/（kg・d）剂量时出现繁殖毒性，主要表现为雄性生殖器官损伤，子代体重和繁殖指数降低等。

于文辉等[6]采用小鼠骨髓细胞微核试验和小鼠畸形试验分别检测了乙烯利对小鼠体细胞和生殖细胞的致突变性。3个试验组微核发生率（0.613%、0.913%、1.125%）与阴性对照组（0.288%）相比，差异极显著，且存在一定的剂量―反应关系。各剂量组畸形率（3.96%、5.04%、4.96%）与对照组（3.86%）相比，中、高剂量组存在明显差异。表明乙烯利对体细胞和生殖细胞有致突变性。为了探讨乙烯利对人体健康的影响，赵 文等用溶血空斑试验、血清溶血素检测试验、迟发型变态反应试验和碳粒廓清试验，分别从体液免疫、细胞免疫和非特异性免疫功能等不同角度研究了乙烯利对小鼠的免疫毒性。结果表明，乙烯利67~268 mg/kg bw各剂量组的小鼠足跖肿胀程度、溶血空斑对数值以及半数溶血值均显著低于对照组，巨噬细胞吞噬指数在268 mg/kg bw剂量时明显降低。表明乙烯利对小鼠的免疫功能具有一定的抑制作用。

Kim等[7]报道在一定的浓度范围内，激活的吲哚乙酸对人黑色素瘤G361细胞生长有较强的抑制作用，呈现明显的时效和量效关系。

20世纪70年代美国内布拉斯加大学医学中心的研究员贝拉・托斯经试验表明，比久的水解产物非对称二甲基联氨具有致癌作用。1978年对鼠类进行致癌试验再次表明，大剂量的二甲基联氨确能致癌。美国环保局于1985年8月28日宣布禁止使用比久，我国农业部也在2003年4月30日宣布撤销比久在花生上的登记。

2.3 少数植物生长调节剂具有动物激素的副作用

大部分研究人员认为，植物生长调节剂不会对动物产生作用，但有研究表明，少数植物生长调节剂具有动物激素的功能。三十烷醇是农业生产中常用的一种植物生长调节剂，具有促进生根、发芽、开花、茎叶生长和早熟作用，作为饲料添加剂具有对禽畜增重的效果，有利于降低饲料消耗，提高禽畜的出栏率。王 农等[8]在试验期内逐头对猪进行肌肉注射3次，试验结果表明，试验组平均每头日增重623 g，比对照组的471 g提高32.27%。三十烷醇在作物上的残留对人畜可能有潜在的危害。另外，有不少性早熟科的医生认为儿童大量食用含有植物生长调节剂的食品可能导致性早熟。

2.4 多数植物生长调节剂会对环境产生污染

2，4-D是一种植物生长调节剂和除草剂兼用的农药，其降解的主要途径是微生物降解，其次是光降解。它在自然条件下不易降解，水溶性低，进入自然环境中会产生一定累积，改变土壤酸碱度和土壤成分的溶解性，影响土壤正常微生物菌群的生长。这一问题多年以前已引起美国等国家的重视。

多效唑在油菜生长期用15%可湿性粉剂300 g/hm2对水喷施1次，施药后28 d内，在油菜地土壤和植株中均能检验出多效唑残留，但残留降解均较快。据研究，多效唑在油菜植株中的半衰期，长沙为7.12 d，张家界为5.46 d，海宁为5.22 d，萧山为4.80 d；土壤中分别为15.03、12.31、17.11、14.98 d；与植株相比，土壤中多效唑的残留时间较长。Célia等[9]通过试验发现，受多效唑污染的土壤中细菌、真菌和放射菌比对照组分别减少了58%、28%和28%。袁志华等[10]发现多效唑对土壤微生物多样性也能造成一定的影响，当施药时间一定时，在0～50 mg/L内，多样性指数呈下降趋势，而在50～250 mg/L内，多样性指数呈上升趋势；当施药浓度一定时，在25 mg/L时，多样性指数在供试时间内呈现上升趋势，在50～250 mg/L内，多样性指数在供试时间内呈现下降趋势。

比久在土壤中降解比较慢，残留长达约1年，因此影响后茬作物或间套种作物。在施用比久于花生后，后茬水稻生长也比较矮。土施比久于果树后，当年甚至1～2年后间种豆科作物（花生、大豆），仍表现出抑制生长现象。

3 我国植物生长调节剂使用中存在的问题

3.1 生产应用不合理

有些农民在作物生长后期直接将植物生长调节剂喷施于可食用的部位且用量较大。如比久在苹果生产上的使用，一般在盛花后期和采收前30 d，以4 g/kg比久溶液处理红富士苹果2次，每次喷液量为45 kg/株。催熟番茄，使用乙烯利的浓度一般为4 g/L，乙烯利溶液涂在白熟番茄果实花的萼片及附近果面。比国际化学品安全规划署（IPCS）规定的比久和乙烯利对大鼠最大无毒害剂量偏高。高浓度、高剂量施用植物生长调节剂可能会导致其在食品、环境中的高残留，危及食品安全和公众健康，因此，需选用高效、低毒、低残留和对环境友好的植物生长调节剂品种，选择适宜的施用时期、方式、剂型、浓度、次数和安全间隔期，进行科学的生产管理。

3.2 残留标准体系尚未完善

我国与国际食品法典委员会（CAC）及贸易伙伴国在蔬菜、水果中植物生长调节剂的控制及其残留测定方面有很大差距。一是限量标准涉及植物生长调节剂的种类和指标较少。如我国的只有3种，5项指标；而CAC是8种，20项指标；欧盟是9种，460项指标；美国是13种，78项指标；日本是7种，248项指标。二是限量标准值较高。总体上看，在相同的作物产品中，欧盟标准最为严格，如2，4-D在大白菜上的限量值，我国标准中是0.2 mg/kg，日本标准是0.08 mg/kg，欧盟标准为0.05 mg/kg。三是标准与农药登记管理相脱节。例如，矮壮素的单剂在我国登记适用作物仅为小麦、玉米和棉花，在我国标准中也只规定了这3种作物产品的限量标准，但矮壮素的混配制剂却应用到一些水果和蔬菜中，而相应的水果和蔬菜中的限量却没有规定。比久在我国花生生产上已禁用，但在苹果、葡萄、花生、人参、荔枝、樱桃、草莓等多种作物上还在应用，且没有相应的限量标准。四是限量标准的配套测定方法标准缺失。除2010年的乙烯利残留量检测方法外，我国植物生长调节剂仅2，4-D有配套的残留测定方法国家标准，而且2，4-D的标准的建立可能与其另外一个用途――大量用作除草剂有关。因此，应加大对植物生长调节剂标准体系的研究，缩小与发达国家的差距，避免植物生长调节剂的滥用给农业和人类健康带来的不利影响，解决出口时潜在的贸易壁垒问题。

3.3 慢性毒性及生态毒性数据匮乏

大部分植物生长调节剂常规的毒理数据都比较完备，但其慢性毒性及生态毒性的数据很少。因此，有必要对植物生长调节剂在作物体内残留时间和程度、在土壤中移动速度和降解速度、药剂残留情况及对非靶标生物的危害等生态安全性进行深入的研究，重视植物生长调节剂的遗传安全性和致癌性。

4 应用对策

4.1 组织开展预警性调查和研究

化学药物在农业上的滥用，一直是农产品质量安全关注的重点，植物生长调节剂也不例外。植物生长调节剂在农产品生产中的不合理使用，对农产品质量安全构成了潜在的威胁。与农药使用不同，植物生长调节剂在农业上的应用，尚不被各级农业技术推广机构所重视和掌握。从调查的情况看，在蔬菜生产中，仅有约15%的植物生长调节剂的使用是农技推广部门指导使用的，而逾70%的植物生长调节剂是由种植者根据经验自行配制和使用，其浓度和使用次数并未经过科学的安全性评价[11-12]。因此，从农产品质量安全监管出发，必须及时组织预警性调查和研究，科学分析植物生长调节剂的使用情况和安全性。

4.2 组织开展植物生长调节剂相关技术研究

应积极开展植物生长调节剂相关技术研究，一是开展残留分析技术研究，全面了解植物生长调节剂安全性，目前，国家标准常用分析技术很少，迫切需要植物生长调节剂残留分析技术和低检出限的分析方法；二是开展残留限量研究，完善植物生长调节剂的残留限量标准；三是完善检测方法研究，杀虫剂、杀菌剂、除草剂等农药的残留量系列的检测方法已有不少，但对众多植物生长调节剂的残留量检测大部分尚处空白状态，迫切需要建立起处理简单、快速、灵敏、准确和重现性好的检测方法。

4.3 完善农药登记管理

一是强化对植物生长调节剂的等级资料审查，必须提供相应的环境、毒理等方面的资料，并针对当前的使用现状，从严把关，减少引用资料的许可。二是强化对植物生长调节剂质量监管，严格把关质量，同时避免在其他农业投入品中的违规添加。

4.4 强化和规范使用技术

教育和引导科学合理使用，强化使用过程的监督检查，确保科学、安全、合理使用。形成一套科学合理、功能配套、协调统一的标准体系，指导植物生长调节剂的合理使用，在保证达到调节植物生长发育的前提下，以最安全的用量获得最大的调节效果，做到既经济用药，又减少残留量，降低对环境的污染，保证人类的安全。

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