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植物生长调节剂

植物生长调节剂——乙烯利

综述：

20世纪40年代以来，植物生长调节剂广泛应用与调控作物生长发育，其主要功能有：

调节植物内部的化学组成或果实的颜色；启动或终止种子芽的休眠；促进发根或根的生长；控制植物或器官的大小；提前或阻止开花及诱导或控制叶片或果实的脱落；改变作物发育的起始时间；增加植物的抗病虫能力和抗逆能力。

本文仅对植物生长调节剂的历史对植物新陈代谢的调节和对开花及果实发育的调节等做一些简要介绍。

乙烯利（ethephon）,其化学名称为2-氯乙基膦酸，为纯白色针状结晶，密度1.58g/cm3，熔点74-75℃，易溶于水、乙醇、甲醇、丙酮、乙酸乙酯等极性溶剂，微溶于苯、甲苯等非极性溶剂；工业品为淡棕色水溶液，市售一般是40%的乙烯利水剂。

植物生长调节剂的发展历史

植物生长调节剂应用的历史可以追溯到基督时代，那时人们把橄榄油滴在无花果树上可以促进无花果的发育，后来人们知道高温时橄榄油分解，释放出的乙烯影响了无花果的发育。

40年代，生长素被发现具有乙烯利类似的作用。

80年代初，单一植物生长调节剂的最大市场是美国的棉花脱落剂，其次可能是乙烯，用于马来西亚及东南亚橡胶割胶，以及热带地区甘蔗的催熟。

90年代，控制作物顶端生长优势，促进侧芽滋生的多效唑被广泛应用于中国的稻作物以及果树园艺等方面。

植物生长调节剂的应用研究现状

乙烯利水稻催熟技术是我国创新技术，乙烯利是乙烯气体释放剂，可用于提高橡胶树的流胶产量，已成为橡胶生产常规技术措施，它能延长流胶时间，减少割胶次数，有助于延长橡胶树的寿命，对于大部分橡胶树的干胶产量可以增加100%。

植物生长调节剂可影响果实的品质。

乙烯利可以增加徐国苹果品种着红色，并可以加速青苹果成熟提早上市。

乙烯利和B9也用于桃子的催熟，在樱桃葡萄和梨子也有应用。

乙烯利还用于香蕉胡椒海枣洋李的催熟。

乙烯利的合成

1．1环氧乙烷与三氯化磷的合成路线

1946年KabachnikMI和RossiiskayaPA首次报告了乙烯利的合成，以三氯化磷和环氧乙烷为起始原料，在低温下发生酯化反应得到亚磷酸三（2-氯乙基）酯，然后加热发生自身重排反应得到2-氯乙基膦酸二（2-氯乙基）酯，最后在加热条件下与HCL发生酸解反应得到乙烯利。

该方法是国内外学者研究的生产乙烯利的主要方法，经国内外化学工作者的不断努力使该方法得到逐步完善，并应用于工业生产。

该法具有原料成本较低、工艺操作比较简单等优点，但同时也存在各步反应的选择性较低、杂质较多等缺点。

其各步反应的具体工艺条件如下：

1.1.1三氯化磷与环氧乙烷的酯化反应

在冰水浴条件下将环氧乙烷通入到盛有三氯化磷的三口烧瓶中，环氧乙烷与三氯化磷的摩尔比为3.05-3.15:

1，将反应温度控制在40℃以下，待环氧乙烷通入完毕后再保温1-2h，亚磷酸三酯的质量收率可达90%以上。

也可将三氯化磷滴加环氧乙烷中，但环氧乙烷易气化，使反应较难控制并增加能耗。

该反应剧烈放热且环氧乙烷在较高温度下易发生自聚，控制较低温度有利于抑制副反应的发生，另外也可以加入溶剂以加强传热。

因三氯化磷易于空气中的水发生反应生成亚磷酸，且易于氧化生成三氯氧磷，因此保证无水无氧操作也是比较关键的。

1.1.2亚磷酸三酯的重排反应

亚磷酸三酯加热至140-160℃反应约17h后发生MichaelisArbuzov重排反应得到2-氯乙基磷酸二酯。

此反应机理较为复杂，易发生副反应。

在无溶剂条件下反应液温度会发生飙升的现象，因反应热不能及时移走，反应液温度短时间内可由160℃升至250℃以上，使副反应增加。

加入二氯苯作溶剂可明显抑制这种反应的发生，有效提高反应的选择性，使加入溶剂会增加一步分离操作，增加成本。

1．1.32-氯乙基磷酸二酯的酸解

在140-160℃条件下直接将HCL气体通入2-氯乙基磷酸二酯中或在100-140℃下加入浓盐酸发生酸解反应得到乙烯利，通过蒸馏水出去副产二氯乙烷。

此反应可在负压、常压或加压条件下进行。

原上海彭浦化工厂采用轻微负压进行酸解，在140-150℃条件下通入HCL气体的同时，滴加盐酸以促进2-氯乙基磷酸二酯的分解。

该方法可较快除去产物二氯乙烷使反应向右进行，反应约40h后可得到纯度约为60%的乙烯利产品。

该法存在反应时间较长以及乙烯利产品纯度较低的缺点。

国外关于加压酸解的报道较多，大都采用纯度在90%以上的2-氯乙基磷酸二酯为原料，在温度为110-150℃、压力为0.3-0.6Mpa的条件下反应约15-30h后可得到纯度在90%以上的乙烯利产品。

加压酸解虽然能提高反应速率和选择性，可得到纯度相对较高的乙烯利产品，并能缩短反应时间，但同时也会增加设备成本的操作费用。

1.2其他合成方法

除过上文所述的方法外，还有以下几种合成的方法：

（1）乙烯和三氯化磷的合成路线

（2）二氯乙烷和三氯化磷合成方法（3）氯乙烯合成路线（4）亚磷酸三酯合成路线，此处不做过多的赘述。

乙烯利的应用

2.1促进果实成熟

2.1.1番茄催熟，可采用涂花梗、浸果和涂果的方法。

涂花梗：

番茄果实在白熟期，用300毫克/千克的乙烯利涂于花梗上即可。

涂果：

用400毫克/千克的乙烯利涂在白熟果实花的萼片及其附近果面即可。

浸果：

转色期采收后放在200毫克/千克乙烯利溶液中浸泡1分钟，再捞出于25摄氏度下催红。

大田喷果催熟：

后期一次性采收时，用1000毫克/千克乙烯利溶液在植株上重点喷果实即可。

2.1.2西瓜用100-300毫克/千克乙烯利溶液喷洒已经长足的西瓜，可以提早5-7天成熟，增加可溶性固形物1%-3%，增加西瓜的甜度，促进种子成熟，减少白籽瓜。

2.1.3水稻秧苗在5-6叶期（拔秧前15-20天），用1000mg/kg药液（40%乙烯利400倍液）喷施1-2次，可使秧苗矮壮、移栽后返青快、抽穗早、增产。

通常每亩秧田喷药50kg，40%乙烯利水剂125g，最多不超过150g，喷药后4小时内无雨即为有效。

在水稻灌浆中期以40%乙烯利水剂600-800倍液进行叶面喷施，可使水稻提早成熟5天左右。

2.2促进植株矮化

2.2.1番茄幼苗3叶1心片至5片真叶时用300毫克/千克乙烯利溶液处理2次，控制幼苗徒长，使番茄植株矮化，抗逆性增强，早期产量增加。

2.2.2合理使用乙烯利，可有效地控制玉米营养生长，降低植株高度和穗位高度，茎秆增粗，穗下部节间缩短，可塑造理想的丰产株型，田间通风透光，促进授粉；中部叶片肥大，下部叶片密集并明显缩短、变宽、增厚，而“棒三叶（即穗位及其上下各一片叶）面积相对较大，气生根增多，节根条数增加，根系发达，增加植株对水肥的吸收和光和效率，提高抗倒伏能力;促进植株生殖生长，增加双穗成穗率，绿叶功能期延长、能更多地制造营养，玉米棒大、籽粒饱满，千粒重增加，能有效地减少玉米棒的秃顶尖现象，降低空秆率；由于植株变矮，有效地解决了再高密度栽培下空秆多、易倒伏的矛盾，提高玉米植株抗旱、抗病、抗倒伏的能力，从而使玉米高产。

2.3打破植物休眠

生姜播种前用乙烯利浸种，有明显促进生姜萌芽的作用，表现在发芽速度快、出苗率高，每块种姜上的萌芽数量增多，由每个种块上1个芽增到2-3个芽。

使用乙烯利浸种时，应严格掌握使用浓度，以250-500毫克/千克浓度为适宜浓度，有促进发芽，增加分枝，提高根茎产量的作用。

如浓度过高，达750毫克/千克，则对生姜幼苗的生长有明显抑制作用，表现植株矮小，茎秆细弱，叶片小，根茎小，并导致减产。

2.4果实催落

枣、山植、橄榄、银杏等果实一般较小，采收费工，可用乙烯利催落。

2.4.1枣：

在正常采收前5天用300毫克/升的乙烯利药液喷洒，喷洒后5-6天后摇树，果实全部自然脱落，摇树时张蓬收集枣果，或落地后捡拾均可，但以前者效率高，比人工打枣提高功效10倍左右。

对某些果皮很薄的早熟品种，不宜使用乙烯利催落。

2.4.2橄榄：

在采收前4-5天用300-400毫克/升的乙烯利溶液喷洒橄榄，喷洒后4天振动树枝催落，果实催落率为94.7%-100%。

2.4.3山楂：

采收前一周喷洒500-800毫克/升的乙烯利溶液，果实提早一周成熟，也可促使山楂落果，落果率可达90%-100%。

应用乙烯利催落时要注意品种的成熟度以及应用时的气温及品种反应。

一般来说成熟度越高，催落速度越快；气温高时进入落果高峰期早；成熟度整齐的品种催落效果好，干制品种最适宜采用，加工乌枣、蜜枣的品种也可以用催落法，而生食品种不能用催落法，以防果实跌伤损坏。

另外，因严格掌握使用浓度，用前最好先做实验，根据气候、品种调整好应用浓度，掌握能催落枣果、又不催落叶片为准。

在喷药后3-4天，摇动大枝，果实即可脱落，在树下可用布等接果。

乙烯利在果蔬中残留的危害分析

在使用乙烯利时，必须切实注意药效、药量以及施用方法（喷洒、涂抹、侵泡），使用前检查是否有效，使用时注意药品性质，注意各类农作物的最佳施用时间、温度、施用浓度、施用方法。

使用浓度过高，则会破坏植物正常的生理活动，如：

会出现叶片畸形、叶黄、落叶、落花等现象，如果实催熟果蔬，也会造成畸形、药害等。

乙烯利必须现用现配，不要与碱性农药混用，以免降低效果。

乙烯利的生理活性强，不得乱用，否则收不到应有的效果，还可能发生药害。

喷洒乙烯利可使农作物增产增收，但不宜使用喷洒过乙烯利的农作物做种子。

另外乙烯利具有强酸性，能腐蚀金属、皮肤和农具等，使用时应戴手套和眼镜作业。

3.1对果蔬内在品质的影响

正确使用乙烯利可以使果蔬中的VC含量增加，可溶性糖含量增加，能促进一系列的生物代谢，如淀粉讲解、叶绿素分解、糖分的增加及各种酶活性的变化。

如采用乙烯利处理芒果，能显著地加速果实硬度的丧失和淀粉的水解及其含量的减少，并促进叶绿素分解和色泽转化，使果肉保持较高可溶性糖浓度和胡萝卜素含量。

乙烯利处理苹果，显著增加蔗糖含量，淀粉酶和蔗糖酶的活性增强，中性转化酶和蔗糖磷酸合酶显著激活。

3.2对人体安全的影响

近年来，由于存在乙烯利的滥用及随意提高使用浓度、盲目改变使用时间等现象，导致乙烯利在果蔬中的残留已经成为影响果蔬食用安全的因素之一。

人们对化学控制植物生长发育，还有赖于积累实践经验。

随着科学的进步，对有关规律的深入了解，正确合理的使用植物生长调节剂，必将扩大其应用范围。

关于乙烯利急性毒性和亚慢性毒性以及致突变作用已经有了研究报告，乙烯利作为一种化学污染物残留在果蔬菜中并进入人体，会对健康造成一定的影响，最终的结论还有待进一步研究。

4．结语

乙烯利作为植物生长调节剂广泛用于蔬菜、水果等农作物。

目前，在果蔬上应用乙烯利进行催熟、保鲜贮藏、调节花期、控梢摧花、疏花疏果等方面的研究已经取得了很大的进展，但是对乙烯利的作用机理研究较少，对乙烯利的毒性及致突变作用了解甚少，为此，乙烯利对人体的安全性还有待进一步研究

∙引用文献：

《河南农业大学学报》2001第2期

∙《山东农业科学》2004第1期：

∙周玉婵，唐友林，谭兴杰植物生长调节物质对紫花芒果后熟的作用热带作物学报

∙蒋跃明紫花和桂花芒果采后色泽转化的研究亚热带植物通讯

∙王永章，张大鹏乙烯对成熟期新红星苹果果实碳化合物代谢的调控园艺学报

∙范眸天，陆富，彭钜源乙烯利对菠萝叶片氨基酸代谢的影响云南农业大学学报

∙张志华，王文江，高仪，等核桃果实成熟过程中呼吸速率与内源激素的变化园艺学报

∙林河通橄榄果实采后呼吸变化和外源乙烯利处理的生理效应

∙唐友林，周玉婵，潘小平采后芒果的后熟软化与贮藏淀粉变化之间的关系。

亚热带植物通讯