乙烯利在果蔬生產(chǎn)中的安全應(yīng)用

郭西智 陳錦永 顧紅 程大偉 張威遠 張洋

摘要：乙烯利作為一種植物生長調(diào)節(jié)劑，在果蔬的生長發(fā)育、成熟衰老及采收、貯藏到銷售等各階段都發(fā)揮著重要作用。目前乙烯利在果蔬生產(chǎn)中的應(yīng)用多為催熟、提高產(chǎn)量以及改善果蔬品質(zhì)等。這里介紹了乙烯利在果蔬方面的效應(yīng)，簡述了乙烯利在果蔬生產(chǎn)中安全使用的研究進展，分析了其安全性，介紹了注意事項，以期增強公眾對乙烯利的科學(xué)認識，促進乙烯利在果蔬生產(chǎn)中的正確使用。

關(guān)鍵詞：乙烯利；植物生長調(diào)節(jié)劑；催熟劑；安全應(yīng)用

中圖分類號：S482.8+8 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2018）08-0005-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.08.001

The Secure Application of Ethephon on Fruits and Vegetables Production

GUO Xi-zhi，CHEN Jin-yong，GU Hong，CHENG Da-wei，ZHANG Wei-yuan，ZHANG Yang

（Zhengzhou Frruit Research Institute， Key Laboratory for Fruit Tree Growth， Development and Quality Control， Chinese Academy of Agricultural Sciences， Zhengzhou 450009， China）

Abstract： As a kind of plant growth regulator（PGR）， ethephon plays an important role in growing， ripening， senescence， harvesting， storage and distribution of fruits and vegetables. At present ethephon is used principally in ripening， increasing production and improving the quality of fruits and vegetables. The effects and secure application of ethphon on fruits and vegetables were briefly introduced； and then some special requirements and precautions during its use were summarized， aiming at strengthen scientific understanding and guide secure application.

Key words： ethephon； plant growth regulator（PGR）； ripening agent； secure application

乙烯利（Ethephon，ETH），俗稱催熟劑，是人工合成的有機化合物，通用名為2-氯乙基膦酸（C2H6ClO3P），是一種植物生長調(diào)節(jié)劑（Plant growth regulator，PGR）。乙烯利在pH<3.5的水溶液中極為穩(wěn)定，當(dāng)pH>4時便分解釋放出乙烯（Ethylene）[1]。乙烯是迄今為止發(fā)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)最簡單的廣泛存在于植物各部位的植物激素，植物從種子萌發(fā)到衰老死亡都有乙烯參與[2]，高等植物的所有組織或器官，如葉、莖、根、花、果實、塊莖、種子及幼苗在一定條件下都會產(chǎn)生乙烯。在果實成熟過程中，乙烯通過活化磷酸酯酶及其他與果實成熟的有關(guān)酶，促進果實成熟；在衰老或感病植物中，由于乙烯促進蛋白質(zhì)合成而引起過氧化物酶的變化，從而促進葉片及果實脫落；在植物的生長部位，乙烯能抑制內(nèi)源生長素的合成，延緩植物生長。在果蔬的生長發(fā)育、成熟衰老及采收、貯藏到銷售等各階段都發(fā)揮著重要作用[3]。目前乙烯利在果蔬生產(chǎn)中的應(yīng)用多為催熟、提高產(chǎn)量以及優(yōu)化果蔬產(chǎn)品品質(zhì)等方面[4]。

1 乙烯利在果蔬上的功能及作用

乙烯是僅有2個碳原子的碳烴。乙烯調(diào)控著植物生長發(fā)育的多個方面，包括種子萌發(fā)、根的形成、花的發(fā)育、果實成熟、衰老和性別決定等，在植物應(yīng)對生物脅迫及非生物脅迫中也扮演著重要角色[5]。由于乙烯是氣體狀態(tài)，不便于保存、運輸，幾乎不能在田間及室外應(yīng)用，為便于保存、運輸和使用，常用乙烯利代替乙烯用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。其主要生理作用如下。

1.1 改變生長習(xí)性

乙烯能夠抑制植物莖的伸長生長、促進莖或根的橫向增粗及莖的橫向生長，即具有能夠使植株矮化、增粗、葉柄偏向生長的“三重反應(yīng)”[6]，所以在大田作物玉米、水稻等抗倒伏方面已得到廣泛的應(yīng)用。劉紅開[5]研究認為，乙烯能抑制綠豆芽下胚軸的縱向生長，促進綠豆芽下胚軸的橫向生長，改善綠豆芽的外觀品質(zhì)，增加綠豆芽的下胚軸體積和鮮重，從而增加綠豆芽的產(chǎn)量，使綠豆芽的可溶性蛋白、可溶性糖和維生素C的含量大幅增加。廖兆周等[7]試驗表明，乙烯能夠減慢黃化豌豆幼苗莖的伸長，促進增粗生長及上胚軸水平生長。乙烯利噴灑1-4葉期的甘藍，可抑制植株徒長、培育壯苗。

1.2 促進果實成熟

催熟是乙烯最主要也是最顯著的效應(yīng)，俗稱的催熟劑就由此而來。果實自然成熟過程中伴隨著乙烯高峰的產(chǎn)生，外施乙烯能夠誘導(dǎo)呼吸躍變，加速果實成熟。乙烯催熟在部分果蔬產(chǎn)品的生產(chǎn)中已得到廣泛應(yīng)用，如香蕉、柿子、番茄等；有些果蔬品種尚在研究探索中。乙烯利處理京優(yōu)葡萄、紅地球葡萄能夠促進果實軟化、有機酸降解、可溶性固形物和果皮色素積累，具有加快果實成熟的作用[8，9]；果實生長過程中，乙烯利處理能夠增強花色苷合成相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄，使其轉(zhuǎn)錄時期前移和轉(zhuǎn)錄水平提高[10]。乙烯利處理有利于釀酒葡萄梅鹿輒果實品質(zhì)的提高[11]，林玲等[12]的研究也證明乙烯利處理桂葡3號葡萄能明顯促進果實中糖分的積累，品質(zhì)得到提高。張忠等[13]試驗表明，采后乙烯利處理軟兒梨能提高果實乙烯釋放量，并促使其呼吸高峰提前出現(xiàn)，加速果實后熟。乙烯利處理番木瓜能使果皮的細胞膜透性增加，加速果實軟化進程[14]。外源乙烯還可加速獼猴桃果實后熟軟化[15]。乙烯利對大櫻桃[16]、溫州蜜柑[17]的轉(zhuǎn)色和成熟作用明顯。能加速新疆賽買提杏果實軟化衰老進程、改善果實風(fēng)味[18]。乙烯利處理可加快菠蘿蜜果實中營養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，促進菠蘿蜜果實的成熟和衰老[19]；蘋果、甜瓜、桃、草莓果實成熟的過程均伴隨著乙烯的釋放，乙烯的釋放量與果實的成熟度呈正相關(guān)[20]。

1.3 促進葉片衰老、脫落

植株的葉、花、果等器官的衰老、脫落都與乙烯有關(guān)。乙烯能夠促進纖維素酶的合成并控制纖維素酶由原生質(zhì)體釋放到細胞壁中，促進細胞壁衰老和分解，引起離層區(qū)近莖側(cè)的細胞膨脹，迫使葉片、花果脫落[6]；如在棉花的生產(chǎn)中用乙烯利脫葉和促進棉鈴開裂吐絮已得到廣泛應(yīng)用。乙烯利也常作為疏花疏果劑在果樹上應(yīng)用，給柑橘交替結(jié)果的休閑樹噴施乙烯利，能達到較好的疏除花果效果[21]；蘋果生產(chǎn)上的疏花疏果亦有應(yīng)用。范林林等[22]用乙烯利處理的茄子在貯藏到第八天時，外觀指數(shù)下降50%，表面無光澤，果實萎蔫、萼片變褐并脫落，失去食用價值；乙烯利處理馬蘭頭后，馬蘭頭葉片失重率上升，加快了維生素C、還原糖及葉綠素含量的下降，使馬蘭頭葉片黃化[23]。

1.4 促進開花、參與雌花分化

乙烯能有效誘導(dǎo)和促進菠蘿及同屬植物開花，在菠蘿栽培中用乙烯利灌心催花，可使菠蘿同步開花，達到坐果一致的目的。在雌雄異花同株類型的植物中，在花的發(fā)育早期乙烯可以改變花的性別分化，如在黃瓜幼苗2葉期，用乙烯利處理可極顯著增加1～10節(jié)內(nèi)雌花數(shù)，并且顯著降低第一雌花節(jié)位[24]，從而達到提早上市的目的；李云飛等[25]試驗表明，用乙烯利溶液處理3葉1心的甜瓜苗，能夠促進甜瓜雌花分化和提高坐果率；叢超等[26]用乙烯利處理苦瓜種子，對苦瓜也有促雌作用，增加了雌花數(shù)，減少了雄花數(shù)，降低了第一雌花節(jié)位。

1.5 其他效應(yīng)

乙烯可以誘導(dǎo)植物不定根和根毛的發(fā)生，促進扦插枝條根的形成、生長和分化，打破種子休眠，用乙烯利處理的苦瓜種子，無論是發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)還是活力指數(shù)，促進效果均為顯著[26]。乙烯還參與逆境反應(yīng)，干旱、水澇、極端溫度、病蟲侵害、化學(xué)和機械傷害等逆境情況都能刺激植物體內(nèi)乙烯大幅增加，因而認為乙烯與植物的防御或減輕傷害機制的啟動有關(guān)，在植物的抗逆反應(yīng)中發(fā)揮著重要作用[2]。

2 乙烯利在國內(nèi)果蔬上的登記及使用現(xiàn)狀

中國2001年修訂頒布實施的《農(nóng)藥管理條例》規(guī)定，植物生長調(diào)節(jié)劑作為農(nóng)藥而進行統(tǒng)一管理，實行登記制度。依照規(guī)定，植物生長調(diào)節(jié)劑必須取得農(nóng)藥登記證方可允許生產(chǎn)銷售。截止2017年7月，在中國登記的乙烯利或含有乙烯利成分的復(fù)配劑產(chǎn)品共有111個（含原藥），其中與果蔬有關(guān)的產(chǎn)品36個，占32.43%；從劑型來看，與果蔬有關(guān)的36個產(chǎn)品中，水劑有33個，可溶性粉劑2個，顆粒劑1個（圖1）。就作物而言，登記在番茄上的產(chǎn)品最多，為29個；其次是香蕉，有26個；柿子有19個，荔枝有1個。在作用效果方面，除登記在荔枝上的1個產(chǎn)品為殺花穗外，其余的均為催熟，說明施用乙烯利的主要目的就是催熟。施用方法為浸漬、噴霧、涂抹或密閉熏蒸（表1）。

在果蔬生產(chǎn)中，乙烯利用于荔枝、龍眼、蘋果、芒果、青梅等果樹的控梢促花效果非常明顯。荔枝、龍眼現(xiàn)蕾期施用乙烯利可有效防止花序上長小葉，抽出純花穗；而且乙烯利常用于香蕉、芒果等水果的采后催熟；乙烯利亦常作為果樹疏花疏果劑應(yīng)用在生產(chǎn)上，特別是蘋果；在菠蘿的生產(chǎn)上用于花期的調(diào)整[27]。蔬菜生產(chǎn)上，徐愛東[28]在山東省濟寧市的調(diào)查顯示，乙烯利在黃瓜、南瓜和西葫蘆上降低雌花著生節(jié)位、增加雌花數(shù)量、增產(chǎn)方面以及辣椒提早著色、增加前期產(chǎn)量等方面均有應(yīng)用。以上情況說明，乙烯利在果蔬生產(chǎn)上已得到廣泛的應(yīng)用，從登記情況看，乙烯利在果蔬生產(chǎn)方面除催熟效應(yīng)外的其他鮮有體現(xiàn)，這是由于乙烯利的生理活性較強造成的，乙烯利田間應(yīng)用受溫度、濕度等氣候和天氣條件的影響較大，要達到理想的效果則對技術(shù)要求較高，稍有不慎就會造成減產(chǎn)甚至絕收。所以不同氣候、天氣條件及果蔬不同栽培模式下乙烯利應(yīng)用的劑量和技術(shù)有待進一步充實完善。另外一個方面也是人們比較關(guān)心的問題，乙烯利在不同果蔬上的毒理、施用后環(huán)境評價以及果蔬產(chǎn)品的安全性等方面亦需要企業(yè)、研究單位加大投入做更深入系統(tǒng)的研究。在沒有取得登記之前就在生產(chǎn)上應(yīng)用，甚至大面積推廣，有違規(guī)使用甚至濫用之嫌疑。最近一條新聞——《陜西果農(nóng)使用催熟劑過量，兩萬斤葡萄被銷毀》更是把乙烯利推到了風(fēng)口浪尖上[29]，違規(guī)過量施用乙烯利生產(chǎn)的果蔬產(chǎn)品應(yīng)該被銷毀，但果農(nóng)造成的損失無法挽回。希望有關(guān)部門加大宣傳、檢查力度，讓果蔬產(chǎn)品的生產(chǎn)者、經(jīng)營者、使用者都依規(guī)生產(chǎn)、銷售和應(yīng)用，從源頭上控制和減少違規(guī)使用、杜絕濫用乙烯利事件的發(fā)生。

3 乙烯利在果蔬生產(chǎn)中的安全應(yīng)用

乙烯利已廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，特別是反季節(jié)果蔬生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，在一些果品的保存和遠距離運輸?shù)确矫姘l(fā)揮著重要作用。中國幅員遼闊，南北氣候條件差異很大，植物生長調(diào)節(jié)劑的應(yīng)用為果蔬的成功栽培提供了有力支撐，這也是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)新技術(shù)之一，目前已在多種果蔬的生長發(fā)育及采后貯藏方面取得了推廣應(yīng)用。乙烯利的應(yīng)用解決了果蔬生產(chǎn)中通過栽培技術(shù)難以克服的難題，如調(diào)節(jié)生長、增強植物抗性、縮短成熟期、提早上市等，做到了省工栽培、增加效率、節(jié)約生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)者、經(jīng)營者的經(jīng)濟效益，同時還解決了產(chǎn)地果蔬產(chǎn)品的流通問題，豐富了全國各地人們的餐桌。

3.1 果蔬生產(chǎn)中規(guī)范使用乙烯利是安全的

植物生長調(diào)節(jié)劑對人畜的健康和環(huán)境殘留問題是公眾比較關(guān)心的問題，同時也是人們在應(yīng)用植物生長調(diào)節(jié)劑時首先要考慮的問題[30]，作為植物生長調(diào)節(jié)劑的乙烯利也不例外。它以不殺傷有害生物為前提，按照農(nóng)藥毒性分級標(biāo)準(zhǔn)，乙烯利的LD50為3 400 mg/kg，為低毒。國家對其殘留標(biāo)準(zhǔn)也有嚴格界定，《GB 2763-2016食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中農(nóng)藥最大殘留限量》就對果蔬產(chǎn)品中乙烯利的最大殘留限量進行了規(guī)定，具體見表2。在世界農(nóng)藥市場中植物生長調(diào)節(jié)劑的銷售額占比逐年增加，國際上一些發(fā)達國家也允許乙烯利在香蕉、番茄等果蔬上使用，劉淑艷等[31]調(diào)查的市售水果中，進口水果的乙烯利檢出率達100%也說明這一點。

尚政等[32]研究表明，乙烯利在香蕉果實上的半衰期為1.4～3.2 d，土壤中的消解半衰期1.3～4.5 d[33]，并且溫度越高降解速度越快；成熟的香蕉果肉中乙烯利殘留遠低于2 mg/kg的國家標(biāo)準(zhǔn)。郭瀟[34]曾對番茄中乙烯利殘留進行了周年調(diào)查，發(fā)現(xiàn)殘留量基本隨著季節(jié)的變化呈波浪形曲線，夏季較低，冬季較高，峰值出現(xiàn)在12月，達0.37 mg/kg，最低的9月為0.01 mg/kg，均遠低于乙烯利殘留限量國家標(biāo)準(zhǔn)。乙烯利在葡萄果實中消解較快，半衰期低于5 d，在葡萄果實生長發(fā)育過程中，隨著乙烯利的不斷消解，殘留量也逐漸降低，果實成熟時殘留量低于國標(biāo)限量，不存在乙烯利攝入過量的風(fēng)險[9]。

3.2 果蔬生產(chǎn)中使用乙烯利應(yīng)注意的問題

3.2.1 乙烯利不能代替肥水管理及其他農(nóng)藝措施 乙烯利不是營養(yǎng)物質(zhì)，也不能代替其他農(nóng)藝措施。只有在充足的肥水條件下乙烯利才能發(fā)揮出應(yīng)有的功效；果蔬生產(chǎn)上不能以乙烯利代替施肥、整枝、灌水、中耕松土等常規(guī)的栽培管理技術(shù)。

3.2.2 對施用時期、施藥濃度、處理方法和環(huán)境溫度的要求 乙烯利的使用效果因作物品種、使用時期、部位、濃度、植株生長狀況以及環(huán)境溫濕度而有所不同。乙烯利必須在植物生長的關(guān)鍵時期使用，才能發(fā)揮最大的功效。乙烯利不能像普通農(nóng)藥一樣隨意使用，更不可隨意延長或縮短處理時間。施藥濃度應(yīng)嚴格按照農(nóng)藥登記的濃度范圍，切不可為提高效果而隨意加大濃度或重復(fù)用藥。

3.3 施藥時應(yīng)注意安全

乙烯利具有強酸性，腐蝕性強，能腐蝕金屬器皿、農(nóng)用器械及衣物，對皮膚有強刺激性；因此施藥時應(yīng)戴好手套、眼鏡等防護設(shè)備，防止藥劑對眼睛、皮膚的刺激。萬一藥劑接觸到眼睛、皮膚，要立即用大量清水沖洗，以減輕人體受傷害程度。

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