植物生長調(diào)節(jié)劑在果樹中的應(yīng)用現(xiàn)狀及殘留分析方法研究進(jìn)展

王文文+曹雪琴+楊中

摘要 植物生長調(diào)節(jié)劑可用于改善作物品質(zhì)和調(diào)節(jié)生長。近年來，植物生長調(diào)節(jié)劑的濫用或使用不當(dāng)導(dǎo)致食品安全問題頻發(fā)。本文主要論述了植物生長調(diào)節(jié)劑在果樹中的應(yīng)用及其殘留檢測方法，并對植物生長調(diào)節(jié)劑檢測技術(shù)中存在的問題和發(fā)展前景進(jìn)行了簡要討論。

關(guān)鍵詞 植物生長調(diào)節(jié)劑；應(yīng)用；檢測

中圖分類號 S482.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）12-0129-03

Abstract Plant growth regulators can be used to improve crop quality and regulate growth.In recent years，many food safety problems were caused by the abuse of plant growth regulators.In this paper，the application of plant growth regulators in fruit trees and the detection methods of residue were discussed.The problems and prospects of plant growth regulators detection technology were briefly discussed.

Key words plant growth regulators；application；detection

1 植物生長調(diào)節(jié)劑概述

植物生長調(diào)節(jié)劑主要指能調(diào)控植物開花、休眠、生長、萌發(fā)等過程的一些化學(xué)合成物。植物生長調(diào)節(jié)劑分為2類：一類是植物自身產(chǎn)生的，被稱為內(nèi)源性植物激素，另一類是人工合成的植物調(diào)節(jié)劑，被稱為外源性植物激素，屬于農(nóng)藥的范疇[1]。其主要功能有調(diào)整株型、提高抗性、增加產(chǎn)量、提高品質(zhì)、調(diào)控發(fā)育進(jìn)程、控制植物性別分化、加快根莖膨大等[2]。

植物激素主要分為五大類：生長素類、赤霉素類、細(xì)胞分裂素類、乙烯和脫落酸。不同階段，對植株施用不同的植物生長調(diào)節(jié)劑，可以調(diào)節(jié)和控制植物生長發(fā)育，從而實現(xiàn)植物生長的人為調(diào)節(jié)。植物體內(nèi)激素的濃度以及組織對激素敏感性的變化控制了植物整個發(fā)育的進(jìn)程，對植物生長發(fā)育任何一個環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)都不是單一激素作用的結(jié)果，而是多種激素在同環(huán)境因子的相互作用中發(fā)生的[3]。

近年來，隨著農(nóng)業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展，農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)不斷提高，植物生長調(diào)節(jié)變成了不可或缺的重要措施。據(jù)統(tǒng)計，使用植物生長調(diào)節(jié)劑可使農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量增加5%～30%。目前國內(nèi)外已將植物生長調(diào)節(jié)劑作為實現(xiàn)超產(chǎn)的重要措施。我國人口基數(shù)較大，為滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要，亟需推廣和應(yīng)用高效、低毒、廣譜的植物生長調(diào)節(jié)劑[4]。

2 植物生長調(diào)節(jié)劑在水果上的應(yīng)用

2.1 蘋果

秦景逸等[5]采用FA、ABT1、GGR和NAA 4種不同的植物生長調(diào)節(jié)劑對蘋果苗木栽前進(jìn)行浸根處理，發(fā)現(xiàn)4種植物生長調(diào)節(jié)劑均能提高新生苗木的移栽成活率和苗木生長量。在富士蘋果盛花末期及幼果期噴施GA3、6-BA，發(fā)現(xiàn)有明顯地促進(jìn)果型高樁、提高果型指數(shù)的作用，同時改善了果品的外觀質(zhì)量[6]。蘋果樹腐爛病發(fā)生時應(yīng)用生長調(diào)節(jié)劑黃腐酸能顯著提高蘋果樹體內(nèi)相關(guān)防御酶系的活性，提高了蘋果樹的免疫力，增強(qiáng)抗病性[7]。

2.2 梨

庫爾勒香梨應(yīng)用植物生長調(diào)節(jié)劑PBO（增效醚，包含細(xì)胞分裂素BA與生長素衍生物ORE）、PP333（15%多效唑）和復(fù)硝酚鈉，可顯著提高產(chǎn)量，降低果皮厚度、果實硬度、果實總酸含量，還可以提高果實脫萼率、紅暈果率、果實還原糖含量和VC含量[8]。盛花期噴施PBO 2 000倍液，在提高玉露香梨脫萼率的同時，又不影響果實品質(zhì)和貯藏性[9]。盛花期應(yīng)用GA3結(jié)合2，4-二氯苯氧乙酸與萘乙酸，也可顯著增加果實大小，且不造成萼端變形[10]。初花期施用PBO、萘乙酸（NAA）能提高庫爾勒香梨單果重和可溶性固形物含量；而施用脫落酸（ABA）、吲哚乙酸（IAA）、吲哚丁酸（IBA）和激動素（KT）會使果實單果重降低，硬度增加。花期噴施多效唑（PP333）會降低果實的硬度、單果重、可溶性糖、可滴定酸[11]。

2.3 草莓

采用多效唑、赤霉素、乙烯利噴施香華2號草莓同時結(jié)合遮蔭處理，可顯著提高花期，而僅赤霉素處理可能會導(dǎo)致畸果率增加[12]。使用適宜的生長調(diào)節(jié)劑和處理濃度，還可提高草莓組培苗瓶外生根率，提高試管苗的成活率[13]。

2.4 葡萄

植物生長調(diào)節(jié)劑在葡萄方面的一個重要應(yīng)用就是無核化。通過外施細(xì)胞分裂素、赤霉素、生長素等可以促進(jìn)子房膨大，形成無籽葡萄[14-15]。石曉昀等[16]研究萘乙酸（NAA）、吲哚乙酸（IAA）和吲哚丁酸（IBA）對葡萄硬枝扦插生根及生長的影響，發(fā)現(xiàn)3種生長調(diào)節(jié)劑對紅地球品種的促進(jìn)效果優(yōu)于藤稔品種。牛銳敏等[17]研究發(fā)現(xiàn)赤霉素在促進(jìn)夏黑品種果實膨大的同時，對可溶性固形物及著色沒有明顯影響；而噻苯隆處理會降低夏黑和麗紅寶品種果實可溶性固形物含量，增加可滴定酸含量，不利于果實著色。多種植物生長調(diào)節(jié)劑的混合使用，也是提高葡萄品質(zhì)的重要手段。

3 植物生長調(diào)節(jié)劑的殘留與檢測

3.1 植物生長調(diào)節(jié)劑在水果中的殘留

植物生長調(diào)節(jié)劑的濫用或使用不當(dāng)是引發(fā)我國食品安全的重要因素之一。目前，國內(nèi)外已生產(chǎn)的植物生長調(diào)節(jié)劑達(dá)100多種，其中應(yīng)用廣泛有40種左右，但和其他農(nóng)藥一樣，植物生長調(diào)節(jié)劑也具有一定的毒性，例如長期食用植物調(diào)節(jié)劑催熟的反季節(jié)蔬菜可能會導(dǎo)致人體代謝失調(diào)，進(jìn)而引發(fā)各種疾病。姜 楠等[18] 對吉林省9個地區(qū)的75 份市售水果樣品中6種植物生長調(diào)節(jié)劑的殘留情況進(jìn)行了監(jiān)測，結(jié)果表明，市售水果中植物生長調(diào)節(jié)劑殘留量檢出率較高，由于水果中殘留的植物生長調(diào)節(jié)劑種類較多，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)限量缺乏給監(jiān)管造成了較大的難度。王 嵐等[19]對比了CAC、歐盟、日本、美國、澳大利亞與我國植物生長調(diào)節(jié)劑現(xiàn)行的限量標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果表明，我國植物生長調(diào)節(jié)劑批準(zhǔn)使用的種類與數(shù)量脫節(jié)，而標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定種類和限量又與國外農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)口國的要求有一定差距。

3.2 植物生長調(diào)節(jié)劑前處理

樣品前處理占整個試驗分析過程的70%以上，其處理過程的好壞對結(jié)果影響至關(guān)重要。前處理步驟主要可以概括為2個部分，一是待測組分的富集，將待測組分從復(fù)雜樣品基質(zhì)中分離出來并富集以滿足痕量分析所需的檢測濃度。二是樣品的凈化，對樣品進(jìn)行凈化處理，可以降低或消除樣品基質(zhì)的干擾，減少樣品對儀器的損害。仲伶俐等[20]采用乙腈對6種水果中的4種植物生長調(diào)節(jié)劑6-芐基腺嘌呤、噻苯隆、氯吡脲和烯效唑進(jìn)行提取，氨基固相萃取小柱進(jìn)行凈化，處理后的樣品用HPLC 紫外檢測器變波長檢測，可滿足最新限量標(biāo)準(zhǔn)要求。黃何何等[21] 采用QuEChERS法進(jìn)行預(yù)處理，選用含1%（v/v）乙酸的乙腈溶液提取，無水硫酸鎂和十八烷基硅烷（C18）粉末凈化，同時測定水果中21種植物生長調(diào)節(jié)劑的殘留，方法定量準(zhǔn)確，線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)均大于0.990。Mao X等[22]首次應(yīng)用微波輔助提取技術(shù)測定梨中3-吲哚乙酸、3-吲哚丙酸、2-萘氧乙酸、2，4-D、α-萘乙酸酸和1-萘乙酸甲酯6種植物生長調(diào)節(jié)劑。張 旭等[23]將樣品濾液過GDX 501固相萃取小柱，用水-甲醇（80+20）混合溶液淋洗，甲醇洗脫后，用于高效液相色譜檢驗。

3.3 植物生長調(diào)節(jié)劑分析

近年來，隨著分析技術(shù)水平的提高，儀器分析方法成為測定水果中植物生長調(diào)節(jié)劑殘留的主流技術(shù)。目前，應(yīng)用于植物生長調(diào)節(jié)劑的分析儀器主要有液相色譜、液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀、氣相色譜。

3.3.1 高效液相色譜。高效液相色譜分析植物生長調(diào)節(jié)劑具有靈敏度和選擇性高、重復(fù)性好等特點，也是植物生長調(diào)節(jié)劑常用的檢測手段之一。但是對樣品純度的要求較高，若達(dá)不到檢測所需的純度，可能會因多種化合物保留時間相同或相近而得不到很好的測定結(jié)果。隨著檢測儀器的發(fā)展，目前多用液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀來同時檢測多種植物生長調(diào)節(jié)劑。

3.3.2 液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀。液相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用結(jié)合了液相色譜儀有效分離熱不穩(wěn)定性組分及高沸點化合物的分離能力和質(zhì)譜的定性能力，能有效地分析復(fù)雜的有機(jī)混合物。由于植物生長調(diào)節(jié)劑種類多、化學(xué)差異性大、殘留量低，因而在同時分析測定多種生長調(diào)節(jié)劑殘留時頗具優(yōu)勢[24]。蔡軼平[1]通過優(yōu)化衍生條件、色譜條件和質(zhì)譜條件，選用同位素標(biāo)記物作為內(nèi)標(biāo)，建立了一種植物生長調(diào)節(jié)劑的同位素編碼衍生-液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（HPLC-MS/MS）的檢測方法，測定 6種植物生長調(diào)節(jié)劑，該方法靈敏度高、操作簡便、成本較低，將該方法應(yīng)用測定果蔬中的植物激素含量，結(jié)果令人滿意。李海艷等[25]采用高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜的方法（UPLC-MS/MS）測定葡萄干中5種植物生長調(diào)節(jié)劑（赤霉素、氯吡脲、滅草松、玉米赤霉烯酮、2，4-D），在5～100 μg/kg的濃度范圍內(nèi)線性良好（r2≥0.9938）。

3.3.3 氣相色譜法。氣相色譜是物質(zhì)組分微量分析的重要方法之一。由于最早此法是用來分離用一般化學(xué)方法很難分離的植物葉綠素、葉黃素等，分離出來的物質(zhì)均帶色，所以命名為色譜法。氣相色譜法用于植物生長調(diào)節(jié)劑的檢測具有分離性能好、選擇性高、分析速度快、靈敏度高等優(yōu)點，是植物生長調(diào)節(jié)劑殘留量測定的常用手段。許慶琴等[26]采用氣相色譜結(jié)合FID檢測器測定了水果中萘乙酸殘留量，該方法重復(fù)性好，平均回收率為93.6%，用于蘋果、相梧、桃、疲蘿以及黃瓜等樣品的測定，結(jié)果令人滿意。Lee等[27]采用氣相色譜配備氮磷檢測器測定柑橘中 6-芐氨基腺嘌呤殘留，線性范圍好，靈敏度高；徐宜宏等[28]選用乙腈為提取溶劑，PSA粉末和石墨化炭黑粉末結(jié)合的基質(zhì)分散固相萃取凈化樣品，對蘋果中莠去津、甲萘威、三唑酮、西瑪津、戊唑醇、烯效唑、多效唑7種植物生長調(diào)節(jié)劑進(jìn)行測定，結(jié)果表明，7 種農(nóng)藥在0.01～5.00 mg/L之間具有良好線性（r≥0.999），該方法無需衍生，適用于植物源食品中植物生長調(diào)節(jié)劑殘留的檢測。

3.3.4 酶聯(lián)免疫法吸附法。酶聯(lián)免疫法吸附法又稱為酶標(biāo)法，是目前應(yīng)用較多的快速篩查方法。用于植物生長調(diào)節(jié)劑的檢測，其優(yōu)點是簡單、快速、靈敏及價廉，能在野外和實驗室內(nèi)進(jìn)行大批量的篩選試驗，其缺點是不能同時分析多個組分，對于結(jié)果類似的化合物有一定程度的交叉反應(yīng)，容易出現(xiàn)假陽性反應(yīng)。王海波等[29]用酶聯(lián)免疫法測定新梢基部2～3節(jié)枝段赤霉素（GAs）、細(xì)胞分裂素（ZRs）、脫落酸（ABA）和生長素（IAA）等內(nèi)源激素含量和比值的變化。Jiang Xia-oxue 等[30]采用ELISA 測定了葡萄、梨、番茄等樣品中烯唑醇的殘留，樣品中添加烯唑醇標(biāo)準(zhǔn)品，其加標(biāo)回收率在70%～120%不等。Williams 等[31]用ELISA 試劑盒對市售柑橘樣品2，4-D殘留進(jìn)行測定，結(jié)果有4個柑橘樣品2，4-D 的含量均大于0.2 mg/kg，并用GC-MS對其進(jìn)行了驗證，驗證結(jié)果與ELISA 試劑盒結(jié)果一致。

4 展望

植物激素作為植物體內(nèi)的痕量信號分子，參與和調(diào)節(jié)植物各個階段生長發(fā)育是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)和提升產(chǎn)品品質(zhì)的重要保證。然而植物生長調(diào)節(jié)劑的濫用或不當(dāng)使用，使得植物生長調(diào)節(jié)劑在農(nóng)產(chǎn)品中殘留較為嚴(yán)重，成為威脅食品安全的重要因素之一。徹底解決植物生長調(diào)節(jié)機(jī)帶來的食品安全隱患，應(yīng)從兩方面入手。一是抓源頭，在選擇生長調(diào)節(jié)劑時，應(yīng)選擇安全、經(jīng)濟(jì)、殘留少、污染少的植物生長調(diào)節(jié)劑；在施用植物生長調(diào)節(jié)劑時，應(yīng)在保證達(dá)到調(diào)節(jié)生長或品質(zhì)濃度時，以最低的使用量達(dá)到最好的效果。二是重檢測，加大對流通領(lǐng)域的水果、蔬菜的抽檢，不合格產(chǎn)品一經(jīng)發(fā)現(xiàn)立刻下架并予以處罰。做到這2點需要加速對高效、經(jīng)濟(jì)、殘留少、污染少的植物生長調(diào)節(jié)劑產(chǎn)品進(jìn)行研究和快速檢測技術(shù)推廣，從而達(dá)到少殘留、快檢驗的目的，以保障公民食品的安全。

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