马 晨 张 群 段 云 张学强 张利强
(中国热带农业科学院分析测试中心/海南省热带果蔬产品质量安全重点实验室/农业农村部热作产品质量安全风险评估实验室 海南海口 571101)
植物生长调节剂(plant growth regulator,PGR)是人工合成的具有植物天然激素活性的有机化合物[1-3]。种类繁多,功能多样。其具有提高作物产量、改善产品品质、增强作物抗逆性等作用,在国内外使用广泛[1-3]。近年来,有关PGR的媒体和网络谣言泛滥,如水果 “膨大剂”、 “催熟剂”等,引起公众对PGR的误解,并对安全性存在疑虑,严重影响水果产业健康发展[1]。
荔枝是我国华南地区的重要经济作物。我国是世界上荔枝栽培面积最广、产量最大的国家[4]。本项目组通过调研海南、广东、广西等荔枝主产区,发现荔枝上PGR的使用较普遍。本文将从PGR登记、国内外残留限量标准、应用研究、合理使用标准和理化性质、实际生产应用技术以及残留监测方法等方面综述荔枝的植物生长调节剂使用和残留现状,以期为植物生长调节剂的监管和舆情应对提供基础数据。
通过中国农药信息网(http://www.icama.org.cn/fwb/index.jhtml)查询,我国在荔枝上登记的农药共有130条,其中登记的PGR产品有16条,基本信息见表1,登记数量约占12.3%。
表1 荔枝上PG R登记情况
我国和其他国家荔枝上PGR限量标准具体见表2。
表2 荔枝上PG R的残留限量(m g·kg-1)
经 《GB 2763-2016食品安全国家标准 食品中最大农药残留限量标准》[5]查询,我国规定了荔枝上多效唑、萘乙酸和乙烯利的最大残留限量,未制定复硝酚钠、芸苔素内酯、赤霉酸和对氯苯氧乙酸的限量标准。欧盟和日本制定了多种PGR在荔枝上的最大残留限量,日本的限量标准的针对对象都是“其他水果”。CAC没有制定荔枝上相关PGR限量标准。美国豁免了吲哚乙酸、吲哚丁酸和复硝酚钠的限量标准制定。与欧盟和日本相比,我国制定的荔枝上PGR残留限量的种类较少,建议根据实际生产情况,增加制定荔枝上PGR残留限量种类。
关于荔枝上PGR的文献研究较多,主要集中在花期调控、保果壮果、采前落果、成熟着色和品质影响等方面。
2.1.1 用于花期调控
使用烯效唑处理荔枝,可提高荔枝叶片的光合能力和初始座果率[6-7]。赤霉酸处理明显促进开花,提高荔枝叶片的光合能力[6-8]。多效唑、乙烯利处理明显促进荔枝开花,有效地控制妃子笑荔枝抽生冬梢,促进花芽分化,诱导成花[8-11]。氯吡脲处理可延长荔枝花期,有利于座果和果实发育[7]。促花期可使用20~50 mg/kg细胞分裂素6-BA[12]。B9喷施荔枝叶面,可控制冬梢,缩短花序长度,提高雌花比例[13]。喷施乙烯利和青鲜素进行化学疏花,可使雌花花量增多、雄花花量减少[14]。果实发育期喷3次40 mg/L萘乙酸可以显著提高 ‘妃子笑’、 ‘淮枝’和 ‘糯米糍’3个荔枝品种生物座果率[15]。所以,烯效唑、赤霉酸、多效唑、乙烯利、氯吡脲、萘乙酸、6-BA、B9、青鲜素均具有一定的花期调控效果。
2.1.2 用于保果、壮果及克服采前落果
不同种类植物生长调节剂的使用浓度和时期有差异,使用时应严格按照规定的使用浓度、方法和要求进行。不同品种的荔枝对PGR的敏感度不同,使用浓度也略有差异[16]。荔枝花期PGR使用方法:花蕾期依次喷施荔枝专用促花剂、荔枝保果素,盛花期喷施1~2次保花增质灵、细胞分裂素或萘乙酸,每次生理落果高峰前即雌花谢后约10、25、35d各喷施1次细胞分裂素与果特灵1号或荔枝专用防裂防落素与赤霉素[10]。胡福初等[12]提出了妃子笑荔枝保果及壮果时PGR的使用方法:第1阶段在全园75%的雌花大量开放后的第3天开展,使用1 mg/kg 2,4-D+10 mg/kg 6-BA+0.2%磷酸二氢钾等混配喷施,以提高受精子房对养分的吸收能力,增加初始坐果量;第2阶段在谢花后10~15 d,果实进入 “并粒期”时开展,使用3 mg/kg萘乙酸+20 mg/kg赤霉素+葡萄糖/氨基酸混配喷施,以减少果实营养竞争及激素水平不平衡引起的第2次生理落果;第3阶段在谢花后30~35 d开展,此时果实开始进入快速膨大期,使用30 mg/kg赤霉素+15 mg/kg 6-BA+复合型叶面肥等,以促进果实膨大;另外,同种PGR不宜连续使用2次以上,且整个果期喷施PGR保果壮果的次数不宜超过3次,最好与环割措施交替搭配使用。所以,荔枝保果壮果期使用的PGR主要有细胞分裂素、赤霉酸、2,4-D、6-BA、萘乙酸等,并配合叶面肥混合使用。有研究报道,噻苯隆、6-BA和L-谷氨酸(Glu)处理均能减少桂味和怀枝荔枝品种落果[17]。40 mg/L氯吡脲、20 mg/L赤霉酸(GA3)、40 mg/L萘乙酸、2 mg/L核糖核苷酸(ZR)处理可显著降低无核荔枝采前落果率[18-19]。
2.1.3 用于改善着色
多效唑、乙烯利、光敏素、萘乙酸及各种糖营养剂均可不同程度地促进荔枝果实着色,其中光敏素处理达显著水平;B9对果实着色影响不明显,6-BA显著延迟果实着色[20]。100 mg/L ABA、50 mg/L茉莉酸可提高荔枝果皮中的花青苷含量,降低果皮中的叶绿素含量,均能改善荔枝果皮着色[10,14,21]。多效唑处理能提高荔枝果皮的花青苷含量,促进果皮叶绿素降解,增加果实着色面积;噻苯隆和6-BA处理能降低果皮花色苷含量,抑制叶绿素降解,延缓果实转色,减少着色面积[17]。氯吡脲可减缓荔枝果皮花色素苷的合成,延缓果实变色[21]。所以,多效唑、乙烯利、萘乙酸、ABA、光敏素、茉莉酸等可促进荔枝果实着色。
2.1.4 用于提高产量、改善品质
胡香英研究了花蕾期喷施不同PGR对妃子笑荔枝品质影响:烯效唑提高荔枝焦核率,果实接近圆形,品质达最佳;乙烯利处理果实的可滴定酸含量降低;氯吡脲和萘乙酸处理果实的纵径/横泾比增大,果皮厚度增加;赤霉酸处理果实的可溶性固形物含量降低,可滴定酸提高,品质较差[7]。杨明府研究了采果前30、20 d喷施不同PGR对A4无核荔枝的品质影响:40 mg/L氯吡脲处理可显著提高荔枝单果质量,0.5 mg/L核糖核苷酸(ZR)处理果实的横径、单果质量提高效果显著,40 mg/L萘乙酸处理对果实可滴定酸及提高果实的纵径、横径、单果重的效果最佳;20 mg/L GA3处理可降低果实可滴定酸及提高单果重[18-19]。在果实发育期喷施3次40mg/L萘乙酸可显著提高 ‘妃子笑’、 ‘淮枝’和‘糯米糍’3个荔枝品种的全果、果皮和果肉的质量[15]。盛花后45 d喷施多效唑、乙烯利、光敏素、萘乙酸、B9、6-BA、着色宝等对荔枝果实含糖含量有影响,可明显提高果实Vc含量[20]。花期盛末期和幼果期1.4%的复硝酚钠水剂1 500~3 000倍液处理可增加妃子笑荔枝果实的可溶性固形物含量,提高果实品质[22]。盛花后50 d多效唑处理能提高桂味和怀枝荔枝品种的可溶性固形物含量,促进果实总糖积累,降低有机酸含量;盛花后50 d噻苯隆和6-BA处理可降低两个荔枝品种的可溶性固形物及总糖含量,果实有机酸、Vc含量和单果重增加[17]。所以,氯吡脲、核糖核苷酸、萘乙酸、GA3、噻苯隆和6-BA处理可提高荔枝单果重,乙烯利、GA3、多效唑、萘乙酸、B9、复硝酚钠、L-谷氨酸等可从不同方面提高荔枝果实品质。
2.1.5 用于采后贮藏保鲜
5℃贮藏30 d后,亚精胺及精胺处理淮枝荔枝5 min后,果实外观完好,褐变指数低于对照,果皮的过氧化物含量、相对电导率、乙烯生成速率均低于对照[23]。外源亚精胺采后处理桂味荔枝5 min,明显提高果实内源多胺含量,延缓果皮相对膜透性的增加,减轻冷害[24]。200 mg/L GA3处理荔枝 2min,5℃贮藏后果实失重降低,酸败减轻,延长果实货架期[25]。100 mg/L琥珀酸类生长延缓剂处理2 min,可降低荔枝贮藏期呼吸速率、失水量,抑制Vc含量下降,降低果肉中果胶甲基酯酶(PME)、过氧化物酶(POD)活性,延长果实贮藏期4 d[26]。0.2 μl/L 1-MCP处理桂味荔枝,可延缓冷藏中出现冷害,降低褐变[27]。所以,GA3、1-MCP、精胺、亚精胺、琥珀酸类生长延缓剂等具有荔枝采后保鲜作用。
经食品伙伴网标准查询,荔枝上PGR合理使用生产技术规程较多,涉及农业标准1个和地方标准6个。
《NY/T 5174-2002无公害食品 荔枝生产技术规程》[28]中花果管理部分规定,荔枝上常用的PGR有烯效唑、乙烯利、多效唑、萘乙酸和丁酰肼,使用主要目的为控梢和促花。
海南省地方标准 《DB46/T 295-2014妃子笑荔枝产期调节生产技术规程》[29]中规定,荔枝上使用PGR的主要目的是控梢、促花、控花穗、保果等,主要PGR种类有乙烯利、多效唑、细胞分裂素、烯效唑、萘乙酸、苄氨基嘌呤等,整个果期化学保果次数不宜超过3次。
海南省地方标准 《DB46/T 85-2007紫娘喜荔枝生产技术规程》[30]中PGR使用目的为控梢、催花和保果,主要PGR包括乙烯利、多效唑、细胞分裂素, “花果灵”、 “杀梢王”、 “帮你控”等杀梢素产品。
海南省地方标准 《DB46/T 91-2007无核荔枝生产技术规程》[31]中规定,荔枝上主要使用乙烯利控梢,细胞分裂素催花,赤霉酸保果。
厦门市农业地方标准 《DB3502/T 007-2005无公害荔枝栽培技术规范》[32]中PGR的使用规范与《NY/T 5174-2002无公害食品 荔枝生产技术规程》基本相似。
深圳市农业地方标准 《DB440300/T 39-2010南山荔枝生产技术规程》[33]中规定,对于 “糯米糍”和 “桂味”荔枝,如花穗上出现小叶影响成花,可使用40%乙烯利15~20 mL配50 kg水喷杀小叶。
深圳市农业地方标准 《DB440300/T 5-1998荔枝生产技术规范》[34]中规定了药物保果方法,雌花谢花后 7 d用 5 mg/kg的 2,4-D,7 d后使用 50 mg/kg赤霉酸喷花穗。
PGR具体作用和使用浓度见表3。
表3 荔枝上PG R使用的标准整理
续表3 荔枝上PG R使用的标准整理
荔枝的现场调研主要在海南、广东和广西产区。荔枝的品种繁多,不同品种上PGR使用稍有差异,但基本相似。各产区PGR使用差异不明显。荔枝上使用的PGR种类、作用和方法详见表4。
表4 荔枝实际生产中PG R使用情况(调研)
控梢阶段,可采用药物加环割树体方法,使用多效唑或烯效唑+乙烯利,1~2次。荔枝花期可使用6-苄氨基腺嘌呤、芸苔素内酯等,促进花芽分化。当温度低、难开花时,先叶面喷施乙烯利(<0.1 mg/kg),再叶面喷施赤霉酸(0.13~0.20mg/kg),可拉长花穗。海南少数农户用0.17~0.20 mg/kg乙烯利进行疏花疏蕾。然后使用多效唑和烯效唑控花穗、壮花。
保花保果期使用PGR较多,各地、各农户使用存在差异,一般使用赤霉酸1~3次,分别为1 g/(60 kg水)、1 g/(50 kg水)、1 g/(45 kg)水或与其他PGR混合使用3次,可按以下方案使用:芸苔素内脂一次、细胞分裂素6-BA一次、芸苔素+赤霉酸一次。也可使用2,4-D保花保果,但需要合理使用方法,控制使用浓度。海南和广西少部分基地可能使用氯吡脲,但使用后果皮转色迟缓,使用后‘桂味’品种颜色鲜红,早熟, ‘妃子笑’品种果皮粗糙、增厚。复硝酚钠和S-诱抗素也发现有部分基地使用。
为防止采前落果,在荔枝转色/上色期可使用萘乙酸等保果。或使用叶面肥,如 “靓果”等叶面肥2次。摘前1周使用叶面肥,如增产灵(4-碘苯氧基乙酸)和 “喷效”等,提高果实着色。
根据调研情况总结,荔枝上PGR使用频率为妃子笑品种较多。生产中实际使用的PGR只有部分已登记,2,4-D、烯效唑、6-BA等均未登记,建议主管部门加快对荔枝上未登记PGR的登记工作,使种植者合理、规范使用PGR,使监管者有法可依。
荔枝上常用PGR的毒理学性质见表5。其中列出了常用PGR的英文名、CAS登记号、每日允许摄入量(ADI)和急性参考剂量(ARfD)。PGR一般都是人工合成的植物激素,其结构与天然化合物相同或类似,不以杀伤有害生物为目的,所以其毒性一般为低毒或微毒。
表5 荔枝上常用PG R的理化性质
本实验室验证了64份荔枝果肉的2,4-滴、对氯苯氧乙酸、赤霉素、氯吡脲、芸苔素内酯、6-苄基腺嘌呤、复硝酚钠、吲哚-3-乙酸、吲哚-3-丁酸、噻苯隆、矮壮素、烯效唑、多效唑、甲哌啶、丁酰肼、抗倒酯等17种PGR参数。检出了其中的2,4-D、对氯苯氧乙酸、芸苔素内酯、复硝酚钠、吲哚乙酸、萘乙酸和多效唑,PGR检出率为3.1%~54.7%,检测结果见表6。
表6 荔枝中PG R检出率和残留量
由表6可知,萘乙酸检出率最高,残留范围为0.069~7.51 mg/kg,%ADI值远远小于100%。根据慢性膳食评估标准[3],表明其风险在安全范围内,对一般人群无明显健康风险。
综上所述,我国荔枝上PGR使用情况是:
(1)我国在荔枝上登记的PGR有效成分8个,产品16个,有效成分为赤霉酸、多效唑、芸苔素内酯、复硝酚钠、氟节胺、萘乙酸、乙烯利、对氯苯氧乙酸。我国制定了多效唑、萘乙酸和乙烯利在荔枝上的最大残留限量,远远少于欧盟和日本相关限量标准数量。我国还制定了荔枝上PGR合理使用生产技术规程7个。
(2)实际生产中,荔枝上使用PGR具有必要性,主要用于控梢催花、保果和壮果等。使用种类和方法与资料查询相似,生产中PGR使用存在不规范现象。少数生产中使用的PGR未登记,如2,4-D、6-BA和烯效唑,少数生产中使用的PGR未制定最大残留限量,如烯效唑、6-BA、芸苔素内酯、赤霉素、对氯苯氧乙酸、2,4-D。
(3)PGR残留监测发现,荔枝果肉中PGR检出率为3.1%~54.7%,检出的PGR种类为2,4-D、对氯苯氧乙酸、芸苔素内酯、复硝酚钠、吲哚乙酸、萘乙酸和多效唑。慢性膳食风险评估结果表明,慢性风险极低(<8%ADI),对一般人群无健康风险。
目前,荔枝上PGR使用种类较杂乱,使用不规范。应加快常使用、效果好的PGR登记和限量制定工作,对荔枝种植者进行农药合理使用和配套种植技术培训,防范滥用PGR对荔枝品质产生的负面影响。建议监管部门和种植者关注叶面肥中PGR的隐性添加,规范叶面肥市场。建议制定荔枝上复硝酚钠、芸苔素内酯、赤霉酸和对氯苯氧乙酸的残留限量标准。建议在荔枝上登记6-苄氨基腺嘌呤和烯效唑。