植物生长调节剂是人工合成或提取的具有天然植物激素生理活性的化合物,可用于调节或控制植物生长发育,广泛应用于农业、林业、花卉、中草药生产等多种行业。自1997年我国把植物生长调节剂列为农药管理以来,植物生长调节剂的研发和应用发展迅速,登记产品数量呈逐年增长态势。据中国农药信息网查询,截止2022年3月,我国共有有效期内植物生长调节剂登记产品1,375个,登记作物涉及小麦、水稻、油菜、番茄等70余种。
我国是世界蔬菜生产和销售大国,2018年我国蔬菜产量为8.48亿吨,占世界蔬菜产量的50.66%,蔬菜的生产和销售对于培育农村经济增长点、保障农民持续增收方面起着十分重要的作用,蔬菜的国际贸易还对我国进出口贸易总额具有较大影响。在蔬菜生产过程中,合理使用植物生长调节剂可达到提高产量、改善品质或延长供应期、节约劳动力的目的。本文通过分析植物生长调节剂在蔬菜上的登记和应用情况,旨在为合理、安全、高效使用植物生长调节剂提供参考。
1 登记情况
1.1 登记蔬菜的种类
从表1可以看出,植物生长调节剂共计在23种蔬菜上取得登记,其中十字花科蔬菜5种,茄科、葫芦科蔬菜均4种,百合科蔬菜3种,豆科、伞科、藜科、姜科、薯蓣科、食用菌各1种。登记产品数量在10个以上的蔬菜有7种,先后顺序为番茄、黄瓜、马铃薯、白菜、芹菜、菠菜、辣椒,分别登记135个、36个、51个、43个、38个、23个、13个;对于油菜上的登记,主要是针对调节油料油菜品种的生长,如控高抗倒伏、催熟等,故本文不做统计。所有蔬菜上共登记植物生长调节剂产品412个,排在前5位的蔬菜种类分别是其中茄科、葫芦科、十字花科、伞科、藜科,分别占比49.03%、18.20%、12.38%、9.22%、5.58%。由此看出,植物生长调节剂的登记蔬菜种类分布不均,主要集中在大宗蔬菜品种上,小众蔬菜如大葱、韭菜、冬瓜、芦笋、胡萝卜、甘蓝等品种上均没有登记,常见的茄子和豇豆仅登记产品3个和4个,萝卜、菜心、茭瓜、大蒜、洋葱等蔬菜上均只有1个产品登记。从产品登记数量看,单剂数量大于复配剂,二者分别占比81.55%和18.45%。
表1 植物生长调节剂登记蔬菜类别和产品数量
1.2 登记植物生长调节剂的种类
表2显示,在蔬菜上共登记植物生长调节剂品种55个,其中单剂33种、混配剂22种,分别占比60.0%、40.0%。单剂中登记产品数量超过10个的高低顺序依次是赤霉酸、复硝酚钠、乙烯利、24-表芸苔素内酯、氯吡脲、s-诱抗素、胺鲜酯、萘乙酸,分别占比27.00%、13.33%、9.00%、5.00%、4.33%、4.00%、4.00%、3.67%,以生长促进剂和催熟剂为主。赤霉酸主要登记在芹菜、菠菜和马铃薯上,复硝酚钠则登记在番茄、黄瓜和茄子上,乙烯利仅登记在番茄上。混配剂以二元混配为主,三元混配剂仅有1个,即赤·吲乙·芸苔。赤霉酸、胺鲜酯、萘乙酸、24-表芸苔素内酯、苄氨基嘌呤是混配剂的主要成分,分别占比30.43%、21.74%、17.39%、17.39%、13.04%。另外,随着机械化发展,马铃薯机械化收获越来越普遍,一些具有催枯效果的敌草快、噻苯隆也进行登记使用,即在收获前叶面喷洒促进地上植株枯萎死亡,便于机械作业。
表2 蔬菜上登记的植物生长调节剂种类
1.3 主要剂型与施药方法
目前,国内登记在蔬菜上的植物生长调节剂的剂型有可溶液剂、水剂、可溶粉剂、可湿性粉剂、悬浮剂、水分散粒剂、微粒剂、微囊粒剂、泡腾粒剂、泡腾片剂、热雾剂等18种,其中液体制剂306个,占74.27%,固体制剂99个,占24.03%,气体制剂7个,占1.7%。登记剂型以水剂最多,为162个,占40.6%;其次是可溶液剂,为111个,占27.82%,其余剂型数量由多到少依次是乳油、可溶粉剂、结晶粉、可湿性粉剂、可溶粒剂、可溶片剂、粉剂、热雾剂、水分散粒剂、微囊粒剂等。乙烯利、复硝酸钠、萘乙酸、胺鲜酯、2,4-滴三乙醇胺盐、氯化胆碱登记剂型以水剂为主,氯吡脲、噻苯隆、苄氨基嘌呤以可溶液剂为主,芸苔素内酯类是水剂、可溶液剂的剂型都较多;赤霉酸的登记则有结晶粉、乳油、水剂、可溶粉剂、可溶片剂等多个剂型,以适应多种用途。1-甲基环丙烯、氯苯胺灵主要用于蔬菜保鲜,二者的剂型主要为微囊粒剂、热雾剂,通过密闭熏蒸达到药剂均匀分布到作用对象。
2 常见植物生长调节剂在蔬菜上的使用情况
2.1 赤霉酸
赤霉酸是一个广谱性植物生长调节剂,可促进作物生长发育,使之提早成熟、提高产量、改进品质,常登记于菠菜、芹菜等蔬菜上,通过叶面喷施促进生长和提高产量,也与苄氨基嘌呤、芸苔素类、s-诱抗素等混配后喷洒施用于瓜类、番茄、辣椒、白菜植株,使其增产提质。赤霉酸还能迅速打破种子、块茎和鳞茎等器官的休眠,促进发芽,所以在马铃薯上的登记产品较多,主要用于种块催芽,保证出苗率高、苗子生长旺盛,已在马铃薯种植上广泛推广应用。
2.2 复硝酚钠
复硝酚钠是一种强力细胞赋活剂,与植物接触后能迅速渗透到植物体内,促进细胞的原生质流动,提高细胞活力,促进植物生长结实、营养物质合成等。广谱高效、使用成本低、安全性好,能与多种植物生长调节剂、肥料、其他类农药搭配使用,适合在多种瓜果类蔬菜上喷洒使用,以提高产量和品质。复硝酚钠单剂登记蔬菜有番茄、黄瓜、茄子,还有与萘乙酸的复配制剂登记在番茄、黄瓜、马铃薯上,与胺鲜酯复配登记在番茄上。
2.3 乙烯利
乙烯利与乙烯相同,主要是增强细胞中核糖核酸合成的能力,促进蛋白质的合成。在果实成熟时还能活化磷酸酯酶及其它与果实成熟的有关酶,促进果实成熟。尽管乙烯利的登记产品很多,但是目前单剂在蔬菜上仅登记了番茄,用于果实催熟使用。乙烯利和萘乙酸复配登记在姜上,用于调节生长。
2.4 芸苔素内酯类
自1941年发现芸苔素内酯的生物活性以来,研究者陆续从植物中分离鉴定出40多种同类化合物,其中有实用价值的只有四五种,并已实现了人工合成。目前登记在蔬菜上的有芸苔素内酯、丙酰芸苔素内酯、24-表芸苔素内酯、28-高芸苔素内酯、28-表高芸苔素内酯、14-羟基芸苔素甾醇,还有一些它们与其他植物生长调节剂的复配产品,在蔬菜上的应用很广,目前单剂产品登记的蔬菜主要有黄瓜、西瓜、番茄、辣椒、白菜。
芸苔素内酯类的生物活性高、作用功能多样,不仅能促进蔬菜、瓜类、水果等作物生长结实;还可改善品质,提高产量,增强抗逆性、促进种子萌发;并可减轻由于施用农药、化肥不当所造成的药害。在蔬菜生产上的应用主要有以下几个方面:(1)苗期促根。用作种子处理或苗床期喷洒,对蔬菜的幼苗根系有明显的促生长作用。(2)营养期促长。芸苔素内酯具有促进细胞分裂和细胞伸长、提高叶片叶绿素含量,增强光合作用,能明显促进蔬菜营养生长,进一步提高产量。(3)生殖期促实。芸苔素内酯能提高花粉的发芽率,促进花粉管伸长,有利于花朵受精,从而提高坐果率。故常在设施黄瓜、西瓜、番茄、辣椒开花结果期喷洒使用。(4)增强抗逆性。芸苔素内酯进入植物体后,能对植物细胞的膜系统进行保护,激发植物体内保护酶的活性,减轻由于逆境引起的损害,如抗寒、抗旱、抗药害等。
2.5 氯吡脲
氯吡脲是一种具有细胞分裂素活性的苯脲类植物生长调节剂,能促进细胞分裂和膨大,促进器官形成和蛋白质的合成,因此具有促进植物生长、提高坐果率、加快果实膨大、延迟衰老等作用。目前,氯吡脲单剂主要登记在瓜类蔬菜上提高坐瓜率、增加产量、改善瓜形等。噻苯隆的生物功能与氯吡脲基本相同,目前登记在黄瓜、甜瓜和番茄上。使用方法主要是喷洒和浸沾瓜胎。
2.6 s-诱抗素
s-诱抗素原名天然脱落酸,是一种植物的生长平衡因子、抗逆诱导因子,具有促进植物平衡吸收水、肥和协调体内代谢的能力,激活植物体内抗逆免疫系统,增强蔬菜综合抗性(抗旱、抗热、抗寒、抗病虫、抗盐碱等)的能力,有利蔬菜生长发育,进一步提高其的品质和产量。目前其单剂和复配登记的蔬菜只有番茄,通过喷施植株来调节生长。
2.7 胺鲜酯
胺鲜酯是90年代发现的广谱、高效、高能植物生长调节剂,能提高植物过氧化物酶和硝酸还原酶的活性,能提高植株体内叶绿素、蛋白质、核酸的含量和光合速率,促进植物细胞的分裂和伸长,促进根系生长发育,调节植物体内养分平衡,可使作物早熟、增产、优质。胺鲜酯单剂和复配剂的登记蔬菜是白菜、番茄,复配组合有硝钠·胺鲜酯、14-羟芸·胺鲜酯、胺鲜酯·苄氨基嘌呤、赤霉·胺鲜酯等。在白菜的生长期,用8%胺鲜酯水剂1,500倍液喷洒2~3次,可以有效增产提质。在番茄的幼苗期、初花期、坐果后,用2%胺鲜酯水剂1,000~1,500倍液各喷1次,可壮苗、提高抗病抗逆性、增花保果、提高结实率、使果实均匀果面光滑、品质提高、早熟、收获期延长、增产。
2.8 萘乙酸
萘乙酸是促进植物根系生长的植物生长调节剂,具有促进细胞分裂与扩大,诱导形成不定根,增加坐果,防止落果,改变雌、雄花比率等。萘乙酸早已广泛应用于农林育苗、增加坐果、防止采前落果上。但是现在萘乙酸在蔬菜上的登记数量不多,其单剂登记的蔬菜仅有番茄,复配制剂硝钠·萘乙酸登记在番茄和马铃薯上,氯胆·萘乙酸登记在马铃薯和姜上,均通过茎叶喷雾施药来调节生长,促进蔬菜根系和地上生长,以达到提高产量的目的。
2.9 氯化胆碱
氯化胆碱作为畜禽养殖饲料添加剂始于上世纪60年代,它能促进氨基酸的吸收、合成,增强畜禽的体质、抗病能力及提高禽类产蛋率。上世纪80年代,人们发现氯化胆碱还是一种广效性植物生长调节剂,它能提高作物种子的发芽率、促进生根、形成壮苗,进而增加产量、改善品质,现已被用作甘薯、马铃薯、大蒜、洋葱、姜等的生根剂和块根增大剂,以及多种作物的种子处理剂。目前,氯化胆碱登记的蔬菜主要有马铃薯、大蒜、洋葱、姜、山药,并和萘乙酸、几丁聚糖进行混配登记在马铃薯、姜上。一般在地下块根、鳞茎膨大初期开始施用,用60%氯化胆碱水剂15~20 ml/667 m2,兑水15~30 kg进行茎叶喷雾,每隔10~15喷施1次,连续施用2~3次,膨大增产效果明显。也可用18%氯胆·萘乙酸可湿性粉剂60 ml/667 m2,兑水15~30 kg进行茎叶喷雾,不但能促进薯块的膨大,还可促进根系的生长,防止植株早衰,增产更加显著。
3 小结
植物生长调节剂虽然纳入农药范畴管理,但与传统意义上的治病防虫除草的农药有本质上的区别,其主要通过调节或控制细胞分裂与伸长、组织与器官分化、种子休眠与萌发、开花与结实、成熟与衰老等,以达到促进或抑制种子萌发、果实成熟、保花保果或疏花疏果、提高植物免疫力、减轻病害、增加作物产量、改善作物品质等目的。随着植物生长调节剂产品研究与应用的不断深入与创新,植物生长调节剂在农业生产中将起到越来越重要的作用,未来药、水、肥、植物生长调节剂一体化应用可能成为植物健康管理的一种普遍手段,从而对植物实行全方位、立体化的保护。
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