乙烯利在果蔬生产中的安全应用

郭西智 陈锦永 顾红 程大伟 张威远 张洋

摘要：乙烯利作为一种植物生长调节剂，在果蔬的生长发育、成熟衰老及采收、贮藏到销售等各阶段都发挥着重要作用。目前乙烯利在果蔬生产中的应用多为催熟、提高产量以及改善果蔬品质等。这里介绍了乙烯利在果蔬方面的效应，简述了乙烯利在果蔬生产中安全使用的研究进展，分析了其安全性，介绍了注意事项，以期增强公众对乙烯利的科学认识，促进乙烯利在果蔬生产中的正确使用。

关键词：乙烯利；植物生长调节剂；催熟剂；安全应用

中图分类号：S482.8+8 文献标识码：A 文章编号：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），俗称催熟剂，是人工合成的有机化合物，通用名为2-氯乙基膦酸（C2H6ClO3P），是一种植物生长调节剂（Plant growth regulator，PGR）。乙烯利在pH<3.5的水溶液中极为稳定，当pH>4时便分解释放出乙烯（Ethylene）[1]。乙烯是迄今为止发现的结构最简单的广泛存在于植物各部位的植物激素，植物从种子萌发到衰老死亡都有乙烯参与[2]，高等植物的所有组织或器官，如叶、茎、根、花、果实、块茎、种子及幼苗在一定条件下都会产生乙烯。在果实成熟过程中，乙烯通过活化磷酸酯酶及其他与果实成熟的有关酶，促进果实成熟；在衰老或感病植物中，由于乙烯促进蛋白质合成而引起过氧化物酶的变化，从而促进叶片及果实脱落；在植物的生长部位，乙烯能抑制内源生长素的合成，延缓植物生长。在果蔬的生长发育、成熟衰老及采收、贮藏到销售等各阶段都发挥着重要作用[3]。目前乙烯利在果蔬生产中的应用多为催熟、提高产量以及优化果蔬产品品质等方面[4]。

1 乙烯利在果蔬上的功能及作用

乙烯是仅有2个碳原子的碳烃。乙烯调控着植物生长发育的多个方面，包括种子萌发、根的形成、花的发育、果实成熟、衰老和性别决定等，在植物应对生物胁迫及非生物胁迫中也扮演着重要角色[5]。由于乙烯是气体状态，不便于保存、运输，几乎不能在田间及室外应用，为便于保存、运输和使用，常用乙烯利代替乙烯用于农业生产。其主要生理作用如下。

1.1 改变生长习性

乙烯能够抑制植物茎的伸长生长、促进茎或根的横向增粗及茎的横向生长，即具有能够使植株矮化、增粗、叶柄偏向生长的“三重反应”[6]，所以在大田作物玉米、水稻等抗倒伏方面已得到广泛的应用。刘红开[5]研究认为，乙烯能抑制绿豆芽下胚轴的纵向生长，促进绿豆芽下胚轴的横向生长，改善绿豆芽的外观品质，增加绿豆芽的下胚轴体积和鲜重，从而增加绿豆芽的产量，使绿豆芽的可溶性蛋白、可溶性糖和维生素C的含量大幅增加。廖兆周等[7]试验表明，乙烯能够减慢黄化豌豆幼苗茎的伸长，促进增粗生长及上胚轴水平生长。乙烯利喷洒1-4叶期的甘蓝，可抑制植株徒长、培育壮苗。

1.2 促进果实成熟

催熟是乙烯最主要也是最显著的效应，俗称的催熟剂就由此而来。果实自然成熟过程中伴随着乙烯高峰的产生，外施乙烯能够诱导呼吸跃变，加速果实成熟。乙烯催熟在部分果蔬产品的生产中已得到广泛应用，如香蕉、柿子、番茄等；有些果蔬品种尚在研究探索中。乙烯利处理京优葡萄、红地球葡萄能够促进果实软化、有机酸降解、可溶性固形物和果皮色素积累，具有加快果实成熟的作用[8，9]；果实生长过程中，乙烯利处理能够增强花色苷合成相关基因的转录，使其转录时期前移和转录水平提高[10]。乙烯利处理有利于酿酒葡萄梅鹿辄果实品质的提高[11]，林玲等[12]的研究也證明乙烯利处理桂葡3号葡萄能明显促进果实中糖分的积累，品质得到提高。张忠等[13]试验表明，采后乙烯利处理软儿梨能提高果实乙烯释放量，并促使其呼吸高峰提前出现，加速果实后熟。乙烯利处理番木瓜能使果皮的细胞膜透性增加，加速果实软化进程[14]。外源乙烯还可加速猕猴桃果实后熟软化[15]。乙烯利对大樱桃[16]、温州蜜柑[17]的转色和成熟作用明显。能加速新疆赛买提杏果实软化衰老进程、改善果实风味[18]。乙烯利处理可加快菠萝蜜果实中营养物质的转化，促进菠萝蜜果实的成熟和衰老[19]；苹果、甜瓜、桃、草莓果实成熟的过程均伴随着乙烯的释放，乙烯的释放量与果实的成熟度呈正相关[20]。

1.3 促进叶片衰老、脱落

植株的叶、花、果等器官的衰老、脱落都与乙烯有关。乙烯能够促进纤维素酶的合成并控制纤维素酶由原生质体释放到细胞壁中，促进细胞壁衰老和分解，引起离层区近茎侧的细胞膨胀，迫使叶片、花果脱落[6]；如在棉花的生产中用乙烯利脱叶和促进棉铃开裂吐絮已得到广泛应用。乙烯利也常作为疏花疏果剂在果树上应用，给柑橘交替结果的休闲树喷施乙烯利，能达到较好的疏除花果效果[21]；苹果生产上的疏花疏果亦有应用。范林林等[22]用乙烯利处理的茄子在贮藏到第八天时，外观指數下降50%，表面无光泽，果实萎蔫、萼片变褐并脱落，失去食用价值；乙烯利处理马兰头后，马兰头叶片失重率上升，加快了维生素C、还原糖及叶绿素含量的下降，使马兰头叶片黄化[23]。

1.4 促进开花、参与雌花分化

乙烯能有效诱导和促进菠萝及同属植物开花，在菠萝栽培中用乙烯利灌心催花，可使菠萝同步开花，达到坐果一致的目的。在雌雄异花同株类型的植物中，在花的发育早期乙烯可以改变花的性别分化，如在黄瓜幼苗2叶期，用乙烯利处理可极显著增加1～10节内雌花数，并且显著降低第一雌花节位[24]，从而达到提早上市的目的；李云飞等[25]试验表明，用乙烯利溶液处理3叶1心的甜瓜苗，能够促进甜瓜雌花分化和提高坐果率；丛超等[26]用乙烯利处理苦瓜种子，对苦瓜也有促雌作用，增加了雌花数，减少了雄花数，降低了第一雌花节位。

1.5 其他效应

乙烯可以诱导植物不定根和根毛的发生，促进扦插枝条根的形成、生长和分化，打破种子休眠，用乙烯利处理的苦瓜种子，无论是发芽势、发芽率、发芽指数还是活力指数，促进效果均为显著[26]。乙烯还参与逆境反应，干旱、水涝、极端温度、病虫侵害、化学和机械伤害等逆境情况都能刺激植物体内乙烯大幅增加，因而认为乙烯与植物的防御或减轻伤害机制的启动有关，在植物的抗逆反应中发挥着重要作用[2]。

2 乙烯利在国内果蔬上的登记及使用现状

中国2001年修订颁布实施的《农药管理条例》规定，植物生长调节剂作为农药而进行统一管理，实行登记制度。依照规定，植物生长调节剂必须取得农药登记证方可允许生产销售。截止2017年7月，在中国登记的乙烯利或含有乙烯利成分的复配剂产品共有111个（含原药），其中与果蔬有关的产品36个，占32.43%；从剂型来看，与果蔬有关的36个产品中，水剂有33个，可溶性粉剂2个，颗粒剂1个（图1）。就作物而言，登记在番茄上的产品最多，为29个；其次是香蕉，有26个；柿子有19个，荔枝有1个。在作用效果方面，除登记在荔枝上的1个产品为杀花穗外，其余的均为催熟，说明施用乙烯利的主要目的就是催熟。施用方法为浸渍、喷雾、涂抹或密闭熏蒸（表1）。

在果蔬生产中，乙烯利用于荔枝、龙眼、苹果、芒果、青梅等果树的控梢促花效果非常明显。荔枝、龙眼现蕾期施用乙烯利可有效防止花序上长小叶，抽出纯花穗；而且乙烯利常用于香蕉、芒果等水果的采后催熟；乙烯利亦常作为果树疏花疏果剂应用在生产上，特别是苹果；在菠萝的生产上用于花期的调整[27]。蔬菜生产上，徐爱东[28]在山东省济宁市的调查显示，乙烯利在黄瓜、南瓜和西葫芦上降低雌花着生节位、增加雌花数量、增产方面以及辣椒提早着色、增加前期产量等方面均有应用。以上情况说明，乙烯利在果蔬生产上已得到广泛的应用，从登记情况看，乙烯利在果蔬生产方面除催熟效应外的其他鲜有体现，这是由于乙烯利的生理活性较强造成的，乙烯利田间应用受温度、湿度等气候和天气条件的影响较大，要达到理想的效果则对技术要求较高，稍有不慎就会造成减产甚至绝收。所以不同气候、天气条件及果蔬不同栽培模式下乙烯利应用的剂量和技术有待进一步充实完善。另外一个方面也是人们比较关心的问题，乙烯利在不同果蔬上的毒理、施用后环境评价以及果蔬产品的安全性等方面亦需要企业、研究单位加大投入做更深入系统的研究。在没有取得登记之前就在生产上应用，甚至大面积推广，有违规使用甚至滥用之嫌疑。最近一条新闻——《陕西果农使用催熟剂过量，两万斤葡萄被销毁》更是把乙烯利推到了风口浪尖上[29]，违规过量施用乙烯利生产的果蔬产品应该被销毁，但果农造成的损失无法挽回。希望有关部门加大宣传、检查力度，让果蔬产品的生产者、经营者、使用者都依规生产、销售和应用，从源头上控制和减少违规使用、杜绝滥用乙烯利事件的发生。

3 乙烯利在果蔬生产中的安全应用

乙烯利已广泛应用于农业生产，特别是反季节果蔬生产的各个环节，在一些果品的保存和远距离运输等方面发挥着重要作用。中国幅员辽阔，南北气候条件差异很大，植物生长调节剂的应用为果蔬的成功栽培提供了有力支撑，这也是现代农业新技术之一，目前已在多种果蔬的生长发育及采后贮藏方面取得了推广应用。乙烯利的应用解决了果蔬生产中通过栽培技术难以克服的难题，如调节生长、增强植物抗性、缩短成熟期、提早上市等，做到了省工栽培、增加效率、节约生产成本，提高了生产者、经营者的经济效益，同时还解决了产地果蔬产品的流通问题，丰富了全国各地人们的餐桌。

3.1 果蔬生产中规范使用乙烯利是安全的

植物生长调节剂对人畜的健康和环境残留问题是公众比较关心的问题，同时也是人们在应用植物生长调节剂时首先要考虑的问题[30]，作为植物生长调节剂的乙烯利也不例外。它以不杀伤有害生物为前提，按照农药毒性分级标准，乙烯利的LD50为3 400 mg/kg，为低毒。国家对其残留标准也有严格界定，《GB 2763-2016食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量》就对果蔬产品中乙烯利的最大残留限量进行了规定，具体见表2。在世界农药市场中植物生长调节剂的销售额占比逐年增加，国际上一些发达国家也允许乙烯利在香蕉、番茄等果蔬上使用，刘淑艳等[31]调查的市售水果中，进口水果的乙烯利检出率达100%也说明这一点。

尚政等[32]研究表明，乙烯利在香蕉果实上的半衰期为1.4～3.2 d，土壤中的消解半衰期1.3～4.5 d[33]，并且温度越高降解速度越快；成熟的香蕉果肉中乙烯利残留远低于2 mg/kg的国家标准。郭潇[34]曾对番茄中乙烯利残留进行了周年调查，发现残留量基本随着季节的变化呈波浪形曲线，夏季较低，冬季较高，峰值出现在12月，达0.37 mg/kg，最低的9月为0.01 mg/kg，均远低于乙烯利残留限量国家标准。乙烯利在葡萄果实中消解较快，半衰期低于5 d，在葡萄果实生长发育过程中，随着乙烯利的不断消解，残留量也逐渐降低，果实成熟时残留量低于国标限量，不存在乙烯利摄入过量的风险[9]。

3.2 果蔬生产中使用乙烯利应注意的问题

3.2.1 乙烯利不能代替肥水管理及其他农艺措施 乙烯利不是营养物质，也不能代替其他农艺措施。只有在充足的肥水条件下乙烯利才能发挥出应有的功效；果蔬生产上不能以乙烯利代替施肥、整枝、灌水、中耕松土等常规的栽培管理技术。

3.2.2 对施用时期、施药浓度、处理方法和环境温度的要求 乙烯利的使用效果因作物品种、使用时期、部位、浓度、植株生长状况以及环境温湿度而有所不同。乙烯利必须在植物生长的关键时期使用，才能发挥最大的功效。乙烯利不能像普通農药一样随意使用，更不可随意延长或缩短处理时间。施药浓度应严格按照农药登记的浓度范围，切不可为提高效果而随意加大浓度或重复用药。

3.3 施药时应注意安全

乙烯利具有强酸性，腐蚀性强，能腐蚀金属器皿、农用器械及衣物，对皮肤有强刺激性；因此施药时应戴好手套、眼镜等防护设备，防止药剂对眼睛、皮肤的刺激。万一药剂接触到眼睛、皮肤，要立即用大量清水冲洗，以减轻人体受伤害程度。

参考文献：

[1] 谢汉忠，李 君，吴丰魁，等.乙烯利对番茄品质影响及安全性分析[J].农业科技通讯，2012（11）：88-90.

[2] 张宗俭，邵振润，束 放.植物生长调节剂科学使用指南[M].北京：化学工业出版社，2015.

[3] 田世平，罗云波，王贵禧.园艺产品采后生物学基础[M].北京：科学出版社，2011.

[4] 尚 政，张 宇，王 萌，等.40%乙烯利水剂催熟对香蕉品质的影响[J].热带农业科学，2014，34（6）：48-53.

[5] 刘红开.乙烯对绿豆芽下胚轴生长代谢的调控效应研究[D].北京：中国农业大学，2014.

[6] 陈锦永.植物生长调节剂在葡萄生产中的应用[M].北京：中国农业出版社，2013.

[7] 廖兆周，潘瑞炽.壳梭孢素与乙烯在黄化豌豆幼苗生长中的相互作用[J].植物学报，1984，26（3）：272-279，353.

[8] 于 淼，杨成君，王 军.ABA和乙烯利处理对京优葡萄果皮花色苷和果实品质的影响[J].中外葡萄与葡萄酒，2012（2）：6-11.

[9] 潘艳芳，赵鹏宇，李喜宏，等.红提葡萄中乙烯利残留动态及对品质的影响[J].食品工业，2017，38（3）：176-178.

[10] 于 淼，赵 权，王 军.乙烯利处理对葡萄花色苷合成相关基因表达的影响[J].植物研究，2012，32（2）：183-190.

[11] 张 燕，任 磊，代红军.浆果生长期水杨酸和乙烯利处理对梅鹿辄葡萄品质的影响[J].西北农业学报，2014，23（11）：110-117.

[12] 林 玲，张 瑛，谢太理，等.水杨酸和乙烯利处理对桂葡3号葡萄果实品质的影响[J].中外葡萄与葡萄酒，2016（1）：21-23.

[13] 张 忠，马朝玲，丁若珺，等.采后乙烯利处理对软儿梨果实后熟期生理及品质的影响[J].食品科学，2016，38（21）：252-258.

[14] 邵远志，高豪杰，贾志伟，等.1-MCP和乙烯利处理对番木瓜果实软化生理的影响[J].中国食品学报，2013，13（2）：143-148.

[15] 陈昆松，张上隆，郑金土，等.乙烯与猕猴桃果实的后熟软化[J].浙江农业大学学报，1999（3）：251-254.

[16] 于振盈.赤霉素、B9、乙烯利、硼砂对大樱桃果实着色及成熟期的影响[J].落叶果树，1999（2）：5-6.

[17] 姜 新.多肽、乙烯利和催红素对特早熟温州蜜柑品质及贮藏的影响[D].南宁：广西大学，2014.

[18] 王 倩，张 辉，张 政，等.亚精胺与乙烯对新疆赛买提杏采后生理生化的交互作用[J].食品科技，2016，41（8）：34-38.

[19] 王俊宁，陈文耀，丰 锋，等.乙烯利处理对菠萝蜜果实催熟的影响[J].广东农业科学，2014，41（3）：94-98.

[20] 阚 娟，刘 俊，金昌海.桃果实成熟软化与细胞壁降解相关糖苷酶及乙烯生物合成的关系[J].中国农业科学，2012，45（14）：2931-2938.

[21] 尹欣幸，帕热达木·依米尔，宋瑞琴，等.乙烯利和萘乙酸对温州蜜柑疏花疏果的影响[J].中国南方果树，2015，44（5）：34-36.

[22] 范林林，高丽朴，左进华，等.1-MCP和乙烯利处理对茄子贮藏品质的影响[J].食品研究与开发，2016，37（9）：195-199，218.

[23] 马素娟.1-MCP和乙烯利处理对马兰头货架品质的影响[J].保鲜与加工，2016，16（6）：45-49.

[24] 李媛媛.乙烯利处理对黄瓜农艺性状和生理生化特性的影响[J].安徽农业科学，2010，38（32）：18102-18104.

[25] 李云飞，朱 莉，曾剑波，等.乙烯利对薄皮甜瓜生长的影响[J].蔬菜，2016（7）：11-12.

[26] 丛 超，蒋欣梅，于锡宏.乙烯利对苦瓜种子的萌发及其生长发育的影响[J].中国蔬菜，2010（14）：60-63.

[27] 潘建平，田世尧，袁沛元，等.乙烯利在果树上的应用研究进展[J].广东农业科学，2004（1）：27-29.

[28] 徐爱东.蔬菜中乙烯利使用现状调查、残留量测定及安全性评价[J].北方园艺，2011（2）：36-39.

[29] 中国水果信息网.陕西果农使用催熟剂过量，两万斤葡萄被销毁[EB/OL].www.shuiguo.org/shuiguoxinwen/2017-08-14/19070.html.

[30] 傅腾腾，朱建强，张淑贞，等.植物生长调节剂在作物上的应用研究进展[J].长江大学学报（自然科学版），2011（10）：233-235.

[31] 刘淑艳，胡喜珍，齐宏业，等.市售水果中乙烯利残留量调查[J].中国卫生工程学，2004（4）：31-32.

[32] 尚 政，张 宇，王明月，等.离子色谱法检测香蕉中乙烯利的残留降解动态[J].食品与发酵工业，2014，40（9）：152-156.

[33] 秦 旭，徐应明，孙 扬，等.催熟剂乙烯利在番茄及土壤中的残留动态研究[J].食品工业，2016，37（4）：173-177.

[34] 郭 潇.果蔬中乙烯利残留量的分析及应用研究[D].河北保定：河北农业大学，2008.