第二节 我国植物生长调节剂的应用概况
一、国内的应用情况
植物生长调节剂在农业生产上应用广泛,从大豆、玉米、水稻、小麦、马铃薯等大宗粮食作物,到各种蔬菜、花卉、果树及中草药等经济作物,在壮根、整形、脱叶、诱导抗逆、提高坐果、控制生长、促进生长、催熟、保鲜、提高产量、改善品质等方面,都起到了很重要的作用。据2016年10月的统计资料,目前在我国登记的植物生长调节剂(简称植调剂)有804个,登记总数占农药登记总数的2%(图2-1)。
图2-1 我国各类农药登记产品占农药登记总量的比例(2016年10月)
1—植物生长调节剂;2—除草剂;3—杀菌剂;4—杀虫剂
在我国取得登记的植调剂,约有40个有效成分,其中以常规品种登记居多,如矮壮素有33个,占登记植调剂总量的5.6%;赤霉酸有98个,占登记植调剂总量的16.6%;多效唑有68个,占登记植调剂总量的11.5%;复硝酚钠有71个,占登记植调剂总量的12.1%;甲哌有50个,占登记植调剂总量的8.5%;萘乙酸有30个,占登记植调剂总量的5.5%;乙烯利有97个,占登记植调剂总量的16.5%;芸薹素内酯有48个,占登记植调剂总量的8.4%(图2-2)。目前,上述8个品种的登记产品数量占植调剂产品登记总量的87%。我国植调剂目前仍以相同产品登记为主,几个新的产品仍在专利保护期内。
图2-2 我国主要植物生长调节剂品种登记情况(2016年10月)
植物生长调节剂当前登记的固体剂型以可溶性粉剂和可湿性粉剂等为主(图2-3),如可溶性粉剂有116个、可湿性粉剂有90个,还有水分散粒剂,有9个产品登记;液体剂型以水剂、乳油及悬浮剂为主,水剂有270个,乳油有52个,悬浮剂有37个;其他环保剂型,如微囊粒剂有4个,热雾剂有2个。
图2-3 植物生长调节剂当前登记的剂型
二、市场前景较好的产品
当前市场前景比较好的植物生长调节剂品种有1-甲基环丙烯(MCP)、抗倒酯、仲丁灵、调环酸钙、芸薹素等,其相应的登记产品数量受专利保护的限制不同(图2-4)。下面介绍这些产品的主要作用。
图2-4 我国新的植调剂品种登记情况比较(2016年10月)
1.噻苯隆促进棉花的脱叶
噻苯隆在低浓度下能诱导一些植物的愈伤组织分化出芽,促进坐果及叶片保绿,延缓叶片衰老。噻苯隆主要用在棉花生产上作脱叶剂,适时喷洒棉株,被叶片吸收,可及早促使叶柄与茎之间形成脱落层,7d之内青绿的叶子就掉落,茎枝上无枯叶存在,有利于机械或手工采收棉花,棉絮上无枯碎叶片污染,并促使棉桃迅速、均匀成熟,增加霜前花产量。使用后可使棉花提早10d左右成熟,适时播冬小麦。产品有0.1%和0.5%可溶性液剂,30%可分散油悬浮剂,50%可湿性粉剂,80%水分散粒剂。在棉花上使用,根据棉株高矮、种植密度及气温、湿度,掌握在初霜期前20d左右,棉花吐絮始期,亩用50%脱落宝可湿性粉剂20~40g,对水30~50kg,进行全株叶面喷雾。施药后7~10d开始落叶,吐絮增多,15d达到吐絮高峰。注意施药时间不能太早,以防幼铃脱落而影响产量。
54%敌草隆·噻苯隆SC(diuron·thidiazuron),以72.9~97.2g/hm2在棉铃吐絮率20%~60%时喷施(依不同棉区的温度确定),对促进棉叶脱落、提早吐絮、提高棉花霜前花比例等有较好的效果,可使棉花收获期提前10d左右,与乙烯利和百草枯比较具有较大优势。
2. 1-甲基环丙烯对水果和花卉的采后保鲜
1-甲基环丙烯剂型有1%可溶液剂,0.014%、0.14%、3.3%微囊剂,0.03%粉剂,0.18%泡腾片剂,2%片剂。1-甲基环丙烯为用于水果和花卉保鲜的植物生长调节剂。其作用是阻断或减少植物产生乙烯,可以延缓水果和花卉成熟,使水果和花卉保鲜,延长货架期1~2周。已经在苹果、梨、猕猴桃、李子、香甜瓜、番茄、玫瑰、唐菖蒲、百合、非洲菊、康乃馨等上取得登记。采收后贮于密闭的贮藏库,于7~10d内按每立方米用制剂35~70mg计算用药量,使用时将装着药塑料袋中特制的发生器密闭盖打开,加入适量的室温自来水,约5分钟后便会释放出1-甲基环丙烯气体,密闭熏蒸12~24h,并结合低温(0~2℃)贮藏,有利于水果或花卉保鲜。该药剂在应用时需掌握果实采收适宜期,配药时操作迅速,保持熏蒸空间密封。
3.苄氨基嘌呤促进柑橘坐果率和葡萄的结粒数
苄氨基嘌呤的产品有2%乳油、2%可溶性液剂。用作坐果剂,与赤霉酸混用更好。由于移动性小,叶面处理时单用效果欠佳,与某些生长抑制剂混用有较理想效果。如柑橘在谢花后7d和第二次生理落果初期,喷2%可溶性液剂400~600倍液,可提高坐果率。采收后用40~80倍液浸蘸,有保鲜作用。
荔枝、龙眼用2%制剂400倍液接芽芽片后嫁接,能提高嫁接成活率。荔枝采收后,用200倍液(加赤霉酸)浸1~3分钟,可延长存放期。葡萄在开花前用2%制剂100~200倍液(加100mg/L赤霉酸)浸蘸葡萄串,可提高结粒数。在开花95%时,用100倍液(加200mg/L赤霉酸)浸蘸花序,无核果实率可达97%。采收的葡萄,用40~80倍液浸蘸,有良好贮藏保鲜作用。用20倍液浸休眠芽插条,能促进枝条萌发,提高扦插苗成活率。
4.复硝酚钠等促进植物的生长
复硝酚钠产品有0.7%、0.9%、1.4%、1.8%、1.95%及2%可溶液剂。自农作物播种至收获的全生育期内的任何时期皆可施药。浸种、浸根、苗床灌注、叶及花蕾喷雾均可。如在粮食作物上应用,在水稻、小麦在播种前用1.8%水剂3000倍液浸种12h,清水冲洗后播种,能提早发芽,促进根系生长、壮苗。水稻秧苗在移栽前4~5d,用3000倍液喷雾,有助于移栽后新根生长。幼穗形成期和齐穗期用3000倍液喷雾,可提高结实率,增加产量。
5.抗倒酯和调环酸钙抑制植物生长
用120.91g/L抗倒酯(trinexapac-ethyl)可溶性液剂能抑制赤霉酸的生物合成,抑制细胞的伸长。登记产品250g/L抗倒酯乳油,在小麦分蘖期,有效成分剂量75~125g/hm2,对水均匀喷雾1次,可防止小麦因水肥条件过好、徒长造成的倒伏。在草坪修剪后第2~3d施药,可明显控制结缕草、高羊茅等草坪株高的增长,减少修剪2~3次。
调环酸钙可以通过浸种、浇灌、叶面喷洒被作物的种子、根系和叶吸收,而抑制赤霉酸的合成,能缩短作物的茎秆伸长。与目前广泛应用的三唑类延缓剂相比,调环酸钙对轮作植物无残留毒性,对环境无污染,因而有可能取代三唑类生长延缓剂,具有广泛的应用前景。目前登记的5%泡腾粒剂,有效成分用量为15~22.5g/hm2,在水稻拔节期使用,可使节间变短,防止倒伏,但在抽穗期不能用,否则会影响产量。
6.二硝基苯胺类抑制腋芽生长
仲丁灵又称止芽素,产品为36%乳油。对烟草腋芽抑制效果好,药效快。在烟株中心花开打顶后24h内施药,施药前将2.5cm以上长的腋芽全部抹去,每株用36%乳油100倍液15~20mL,顺烟株主茎淋下或用毛笔、棉球等将药液涂抹在每个腋芽上。只需施药1次,不能采用喷雾法。
二甲戊灵用于抑制烟草腋芽则称除芽通,产品为33%乳油。使用方法为:当烟株现蕾50%时打顶,打顶当日施药,用33%除芽通乳油80~100倍液,每株喷淋20~25mL,用换调节器的喷嘴对准株茎上方喷出,使药液沿烟株茎秆均匀流下到地面触及每一个叶腋。在早上有露水或气温高于30~35℃时勿施药。烟株未开花前不宜过早打顶施药。
氟节胺是接触兼局部内吸的高效烟草腋芽抑制剂,吸收快,作用迅速,持效期长,打顶后施药1次即可。产品有12%水乳剂,12.5%、25%乳油,25%悬浮剂,40%水分散粒剂。氟节胺适用于烤烟、晒烟及雪茄烟。在烟株上部花蕾伸长期至始花期,人工打顶并抹去大于2.5cm的腋芽,24h内用喷雾法、杯淋法和涂抹法施药1次。喷雾法亩用25%乳油60mL,对水30kg,喷洒顶叶;杯淋法每株用500倍液15~20mL,顺烟茎淋下;涂抹法用毛笔或棉球蘸药液涂在腋芽上。
7.单氰胺等促进种子萌发
单氰胺产品为50%可溶液剂,主要用于果树打破休眠、促进早发芽。一般使用浓度为50%水剂10~20倍液,在葡萄发芽前15~20d喷于枝条,使芽眼处均匀着药,可提早发芽7~10d,从而对开花、着色、成熟均有提早作用;在樱桃休眠期喷洒,使芽眼处均匀着药,可打破休眠,促进早发芽、早开花、早成熟,有明显提高产量和改善品质的作用。本药剂对蜜蜂有高风险性,在蜜源植物花期禁止使用。
8.三十烷醇具增产作用
三十烷醇在作物生长期使用,可提高种子发芽率、改善秧苗素质、增加有效分蘖。在作物生长中、后期使用,可增加蕾花、坐果率、千粒重,从而增产。三十烷醇产品有0.1%微乳剂,0.1%可溶性液剂,1.4%可湿性粉剂,2.8%悬浮剂。可用于水稻、麦类、玉米、高粱、棉花、大豆、花生、烟草、甜菜、蔬菜、果树、花卉等多种作物和观赏植物。可以浸种或茎叶喷雾,如需要催芽的稻种用0.5~1mg/kg浓度药液浸种2d后,催芽播种;旱作物种子用1mg/kg浓度药液浸种0.5~1d后播种,可增强发芽势,提高发芽率,增产。水稻、大豆、玉米等作物一般可增产5%~10%,谷子增产5%~15%。
三、展望
随着人类环保意识的不断增强,世界各国农药登记管理机构对新农药登记的资料要求更加严格,创制新产品难度加大。而国际农产品交易价格持续下滑,各跨国农药公司又掀起了合并的热潮。我国自主农药创制能力还比较弱,与杀虫剂、杀菌剂及除草剂相比,在植物生长调节剂的创制方面,国家投入明显降低。这样的国际环境势必造成在我国登记的植调剂新有效成分的数量也偏少。
目前国内药剂的产品和剂型同质化现象严重,剂型仍然以乳油、可湿性粉剂、可溶液剂、膏剂等为主,缺乏环保型的新剂型。国内农药企业以中小型为主,在植调剂的产品和剂型研发方面亟待提高。
在植调剂产品标准方面,我国已制定了芸薹素内酯、芸薹素内酯活性、芸薹素甾醇和芸薹素等关键术语,确定芸薹素通用名称;理清了国内登记的各类芸薹素产品的化学结构,主要包括14-羟基芸薹素甾醇、24-表芸薹素内酯、22,23,24-表芸薹素内酯、28-高芸薹素内酯和28-表高芸薹素内酯等五种物质;利用苯硼酸作为衍生化试剂,首次建立可同时检测五种芸薹素类产品的高效液相色谱分析方法;制定了芸薹素内酯原药、水剂、可溶粉剂等多项企业标准,在此基础上经多次验证,形成芸薹素原药、乳油、水剂和可溶粉剂化工行业标准;还将芸薹素行业标准应用于国内芸薹素类产品登记管理和市场监管,理顺了芸薹素产品长期存在的登记名称与实际化学结构不一致、分析方法缺乏针对性的问题。
对于植调剂的施用,针对植调剂的不同功能和剂型及不同作物种植情况等,对使用技术的要求也有所不同。但无论是喷雾器的性能及喷头的类型,还是对应药剂的剂型,抵抗恶劣的气候条件,适应不同作物种植情况的施药中靶率,施药人员的能力和素质等,均与发达国家有一定差距。我国农药的利用效率要显著低于发达国家。
与国际农药市场相比较,我国植调剂的品种数量和销售量在整个农药中所占的比例较低,国际市场上植调剂一般可达4%~5%,我国植调剂的登记量和销售量仍有上升的空间。从目前登记的剂型来看,可溶性粒剂、可溶性片剂、微胶囊悬浮剂等环保剂型很少,但也在不断增加。从企业生产能力看,应逐渐向效益好、科技含量高、技术力量强、规模大的现代集约化大型企业的方向发展,以增强国际竞争力,从而也推动我国农业的规模化和集约化发展。
在我国植调剂的品种、产品、剂型和企业生产能力等不断发展的同时,相应的质量控制标准、效果、安全性评价标准、科学合理施药技术规程及有关药害治理和诊断等也需要不断完善,以更好地推动我国农业的可持续发展。