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About Application of Plant Growth Substances on Green Food Production

植物生长物质的使用与绿色果品生产



全 文 :园 艺 学 报 2004,31(2):259~262
Acta Horticulturae Siniea
. .. ......... .........................................— —
植物生长物质的使用与绿色果品生产
汪良驹 姜卫兵 刘 晖 刘卫琴
(南京农业大学园艺学院,南京210095)
摘 要:针对人们对植物生长物质的种种偏见,阐述了植物激素与动物激素以及植物生长调节剂的重
要区别,提出了植物激素对人体无毒性,植物生长调节剂可以运用于大多数绿色果品生产的建议。
关键词:植物激素;生长调节剂;绿色果品生产;公共安全
中图分类号:S 60;S 482.8;R 155.5 文献标识码:A 文章编号:0513-353X(2004)02-0259-04
About Application of Plant Growth Substances on Green Food Production
Wang Liangju,Jiang Weibing,Liu Hui,and Liu Weiqin
(Colege ofHorticulture,NanjingAgricultural University,Nanjing 210095,China)
Abstract:In order to eliminate prejudices against plant growth substances,the basic diferences among
plan t hormones,an imal horm ones and plant growth regulators have been demonstrated in the paper. Accord—
ing to scientific analysis,the authors have proposed that natural plant horm ones are harmless to human bodies
an d many plant growth regulators can be used in most of green food production.
Key words:Plant horm ones;Growth regulators;Green fod production;Pub lic health
自从荷兰学者 gl(1934)证实植物体内存在自然生长素 (Auxin)以来,人们已经从植物体内
提取出多种能够调节植物生长发育的极其微量的有机化合物。同时,人们根据这些化学物质的结构与
性质人工合成了大量的能够调节植物生长发育的化学物质,并且已经广泛地运用于农业生产实践,特
别是园艺作物的生产,并且大大提高了劳动生产效率。然而,近年来,社会上对植物生长物质的偏见
流行很广,影响很大。如果对此不做必要的科学辨析,必将影响到今后的农业生产和人们的日常生
活。
1 两种流行说法
第一种说法来自于民间。我们经常在新闻媒体上看到一些劝说人们少吃 “激素”处理过的瓜果
的报道,因为这些 “激素水果”会引起儿童性早熟。也有的消费者见到市场上销售的畸形果 (如猕
猴桃、草莓等),便认为是 “激素”使用过量,如果食用,同样也会诱发人体畸形。还有人认为,
“激素”处理水果将导致品质劣变,不耐贮运。第二种说法来自于官方,特别是近些年来国家大力推
崇绿色食品和有机食品的时候。国家在制定绿色食品生产规程中,禁止所有作物在生产中使用有机合
成的植物生长调节剂⋯。
2 植物激素与植物生长调节剂的区别
尽管日常生活中人们往往将植物激素和植物生长调节剂混为一谈,然而,在科学上它们有着严格
的区别。所谓 “植物激素”,是指植物体内天然存在的能够调节植物生长发育的极微量的有机化合
物,如生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸和乙烯等;而植物生长调节剂是指人工合成的能够调节
植物生长发育的化学物质,如萘乙酸、多效唑等。在国际上,植物激素和植物生长调节剂合称为植物
收稿日期:2003—11—11;修回日期:2004—02—16
基金项目:江苏省2002年度世界银行科研与推广项目计划资助
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园 艺 学 报 31卷
生长物质,但是,两者有着明显的区别,尤其在关系社会公共健康安全的时候。
众所周知,所有植物体都含有植物激素。没有植物激素,任何植物都不能正常生长发育。不管是
否人为施用外源激素,人们日常生活中食用任何一种植物如水果、蔬菜、粮食等,都会摄人各种激
素。不过,植物激素能够并且也只能够调节植物生长。对于人体来说,它们根本不能起任何调节作
用。因而,我们每天摄人的植物激素绝不会引起人体的毒性反应。将激素处理过的果实称为 “激素
水果”显然具有贬义并且有误导大众之嫌。
相反,植物体内不存在人工合成的植物生长调节剂,只是因为它们能够影响植物内源激素的合
成、代谢或运输,对植物生长发育的调节作用有时比内源激素更有效,因而在农业生产上被广泛应
用。使用这类物质时,必须选择合适的种类、浓度和使用方法,以免对人体和环境造成不良影响。
3 植物激素与动物激素的区别
一 谈到 “激素”,人们就很自然地想到喂了避孕药的黄鳝或者吃瘦肉精的猪,而产生惊慌。实际
上,“植物激素”与 “动物激素”是完全不同的两类物质。尽管它们都是生物体内的活性物质,都需
要通过激素与受体 (靶细胞)结合才能引起细胞生理学响应,但是植物体内只存在植物激素作用的
靶细胞,而动物体内只存在动物激素作用的靶细胞,因而植物激素进入人体后,不可能产生类似于植
物体内的生理生化反应。
乙烯可以用来催熟多种水果 ,在植物学上被称为 “成熟激素”。科学研究证明,乙烯之所以能
引起果实成熟是因为这些果实中存在乙烯的 “受体” 。只有与 “受体”结合,乙烯才能引起果实的
成熟。一些果实缺少乙烯受体,或者人为阻断乙烯与受体结合,果实成熟可以被大大推迟 。人体
不存在乙烯 “受体”,因而,即使瓜果中存在乙烯,也绝不可能引起儿童早熟。
有人提出,“激素”处理过的瓜果口味不好,没有营养。这可能与生产者使用不当有关。例如,
在葡萄上,用GA 处理可以诱导无核果实,从而提高果实的商品性 。用 KT加和GA3处理过的葡萄
果粒显著增大,而可溶形固形物含量并未明显下降 。用 GA 处理也能促进梨果成熟而不降低品
质 。柿子、香蕉、鳄梨等采收后经过调节剂处理,反而会提高即食品质。有些果实之所以含糖量
较低,与其说是 “激素”处理的不良后果,倒不如说大都是生产管理不当或者果实采收过早造成
的。我国许多果区,果园肥料,特别是有机肥和磷钾肥的施用量远远不能达到优质果品生产的要
求;贪果惜疏,片面追求产量;或者为了抢占果品市场,不惜牺牲果实品质,在远未达到生长成
熟期之前就匆忙采收。这样上市的果品品质与耐贮性下降怎能一味地怪罪于 “激素”处理呢?如
果只拿 “激素”来开刀,必将更多地忽视果园其它管理措施的应用,这绝对不利于我国果品品质
的提高。
有些果实,如菠萝、香蕉、芒果 、银杏 ,由于含有特殊的化学物质,如甙类、蛋白质水解
酶等,经常会引起某些过敏体质人群的过敏反应或者食用过多引起中毒。植物激素是小分子量物质,
甚至连抗原性也不存在,不会引起人体的抗原抗体反应。为什么香蕉、芒果等可以作为绿色食品生产
而绿色食品生产过程中不能使用植物激素呢?显然没有道理。还有些植物如大豆、茶和人参等都含有
植物性雌激素物质,在人体内可以产生动物雌激素的生理效应,如果摄人过多,可能引起人体生殖系
统疾病 ⋯¨。但是,这些均与植物激素无关。因而,与动物激素不同,植物激素对人体来说是有安全
保证的,在农业生产上合理、正确、适量地使用不应该引起公共健康问题。
4 植物生长调节剂与果树安全生产
植物生长调节剂的合成与应用是上世纪4-0年代以来现代科学技术发展对人类的一大贡献。它们
之所以受到人们的青睐是由于植物体内不存在分解这些物质的酶类,因而调节生长发育的效果比内源
激素更为稳定,增产增收效果也更为明显。一些植物生长抑制剂类物质 (如PP 、B 等)能够抑制
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2期 汪良驹等:植物生长物质的使用与绿色果品生产
植物体内GA 的生物合成,对果树开花的促进作用是任何内源激素不能比的,深受果农喜爱。然而,
正因为植物和人体都不能迅速分解它们,所以就让人疑心可能存在食品安全隐患。只有正确选择高效
低毒低残留药剂,才有可能避免隐患发生。一些在果树上常用的植物生长调节剂的动物毒性效应见表
1。从中可以看出,绝大多数植物生长调节剂是安全低毒的。
表1 果树生产中常用的植物生长调节剂及其动物毒性
Table 1 Plant growth regulators(PGR)conunonly used in fruit production and their animal toxicity
另一方面,在果树生产的不同阶段对生长调节剂使用的限制应该有所区别。例如,利用植物生长
调节剂打破种子休眠,促进插条生根、嫁接成活、组织培养、果树脱毒等是优质苗木培育的常用技
术。由于从苗木繁殖到开花结果往往需要3年甚至更长的时间,因而即使在育苗中采用了生长调节
剂,也不会残留到果实中,在这些生产环节中使用生长调节剂应该是完全允许的。另外,利用生长调
节剂促使果树矮化、侧枝发生以及花芽形成等可以在已经结果的树上进行,也可以在未结果树上进
行。如果在未结果树上进行,也应该是安全的。
利用植物生长调节剂诱导无核果实、促进果实膨大、促进坐果以及疏花疏果等技术措施大多在果
实生长的早期进行,而且一般都在果实成熟前两月以上实施。既然在A级绿色食品生产中允许采收
前30 d以上使用部分有机农药 ’¨“J,同时在苹果化学疏除中允许使用西维因 ¨,那么也应该允许大
多数高效低毒的植物生长调节剂在该时期内使用。特别是新近研制的高效低毒低残留的生长调节剂,
如CPPU、TDZ等在诱导果实膨大时的使用浓度为1~5 mg/L 13],比常规农药使用浓度低 100~1000
倍,而且半衰期短,残留量低,因而在绿色果品生产中应该大有前途。
至于CPPU处理往往会增加畸形果比例,这可能是操作不当的结果。由于CPPU促进果实膨大的
效应极为高效,幼果不同部位药剂浓度的少量差异都会引起果实发育的不均匀。这一现象在没有施用
调节剂的许多果实上也能见到,如库尔勒香梨等 引¨。因而畸形果的产生是因为施用生长调节剂后果
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园 艺 学 报 3l卷
实不能均匀吸收生长调节剂造成的。在这一领域的研究过程中,今后应努力改进使用方法,增加果面
药剂的均匀度,以避免畸形果发生,提高果品外观品质。
在果实成熟前后,利用萘乙酸、赤霉素等可以增加果实着色,减少裂果,防止采前落果或延迟果
实衰老 ¨。利用乙烯利可以促进果实成熟,改善品质 ¨。尽管说这些都是低毒高效的植物生长物
质,能够取得明显的经济效益,但是由于距离食用期太短,果实中的残留量需要首先明确。在绿色食
品生产推广过程中,国家应该立即组织有关单位对此进行必要的科学论证。在得出最终结论前,可以
暂时禁止在绿色食品采收前使用。在果品采收后,除非确实能够证明某种生长调节剂是安全可靠的,
否则应完全禁止使用任何植物生长调节剂。目前已有研究指出,乙烯利不仅对人体没有致癌效应,反
而还有抑癌作用,因而在果品催熟中合理使用是安全的。
5 结束语
20世纪80年代末,由于人们怀疑B。可能有致畸作用,因而引起世界果品消费市场的一片恐慌,
美国果农一年损失1.3亿美元。但是1992年世界卫生组织对 B 的毒性效应进行了第二次评估,认为
产品中j偏二甲基肼含量低于3O mg/kg时可以安全使用。为此,美国学者提出,(1)任何食品的零风
险都是不能保证的,(2)需要建立正规的公共健康避险评估制度,(3)植物生长调节剂能否使用应
该建立在科学的基础上,而不是情感的基础上,(4)应该及时将事实真相告知公共 。这些建议对
于我们今天讨论绿色果品生产也具有重要的参考价值。首先,我们不应该回避植物生长物质对农业生
产的重要性,并且应该进行必要的科普宣传,分清植物激素与植物生长调节剂的严格区别;其次,应
该继续寻找高效低毒低残留的植物生长调节剂,明确对果树生长发育的调节作用;再次,借鉴国际通
用做法,迅速建立起科学公正的风险评估体制 (包括数据库),明确何种生长调节剂何时在何种植物
上使用具有最好的效果和最低的风险;然后,在科学基础上将事实告知于广大消费者,其目的是使现
代植物生长物质的研究成果能够更好地为人类未来服务。
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