CPPU在西瓜上的应用研究进展.docx

1、CPPU在西瓜上的应用研究进展CPPU在西瓜上的应用研究进展摘要：CPPU是一种人工合成的细胞分裂素类物质，具有促进果实膨大和提高坐果率等功能，在园艺作物上有着 广泛的应用。本文介绍了 CPPU的推广历程，总结了 CPPU在促进西瓜坐果和诱导单性结实、解决三倍体无籽西瓜授粉 问题及CPPU对西瓜品质的影响等方面的研究进展，分析了其残留的安全性，最后提出了加强植物生长调节剂的生产管的科学认识，促进 CPPU在西瓜生产中的正确使用。关键词：西瓜：CPPU植物生长调节剂；安全性 江苏丹阳“西瓜爆炸”事件经媒体报道后，引起了社会各界广泛的关注。目前对江苏丹阳“西瓜爆炸”的原因已经法是西瓜“裂瓜” ，是

2、生产中比较常见的现象。由于受部分 新闻媒体的炒作影响。导致今年西瓜销售受到重创，严重损害了瓜农的利益。尽管目前已经证明所谓的“西瓜爆炸”和 使用氯吡脲没有关联，但由于目前食品安全问题非常热门， 部分消费者又对氯吡脲的使用非常关心，为了让大家对氯吡 脲有科学的认识，现就氯毗脲在西瓜上的应用情况进行总结。1 CPPU 的推广历程 氯吡脲属于人工合成细胞分裂素类物质，也叫吡效隆、CPPU、 4PU-30、 KT-30 等（以下简称 CPPU）。 1978 年日本的Takahashi等首次报道合成了 cPPu,国际提纯及化学应用联盟 将其命名为 1-（2-氯-4-吡啶）-3-苯基脲。 1984 年，

3、KyowaHakko公司生产出CPPU,并在日本注册了专利。此后， CPPU开始广泛地应用到园艺作物上。在通过了实验使用许可程序 （experimental usepemfit ，EuP后，美国环保局于 2004年9月在Pesti-cideFactSheet中 发布了氯吡脲 （英文名为 Forehlor-fenuron ，其商品名为 cPPU、KT-30）作为一种新型植物生长调节剂被注册在葡萄和猕猴桃 上使用。美国环保局认为 CPPU是一种人工合成的细胞分裂素。可以促进果实膨大，提高坐果率，增加产量。延长葡萄 和猕猴桃的冷藏时间，并保持了果实的品质。经实验证明对 环境和人类安全后，CPPu被批

4、准作为农药进行登记并进入市 场。2005年，美国的 valentBioSciences公司将 CPPU的商品 名注册为Prestige。并正式被批准在美国加州葡萄和猕猴桃商业使用。由 SKW Trostberg AG和 Kyowa Hakko Kogyo公司申请，在经过对人体健康和环境的安全评价后，欧盟于 2006 年 1 月也批准了 CPPU作为植物生长调节剂在猕猴桃上使用 (OfficialJournal ofthe EuropeanUnion ， 2006.1.28)。在日本，CPPU是一种在农业上被广泛使用的化学物质，被用来提高猕猴桃、葡萄、梨等的产量和品质，同时也用来 提高甜瓜、西瓜

5、和南瓜的坐果率。据日本农林水产省所属的 植物保护协会2005年统计，在日本CPPU每年船运数量大约 是 2.5t 。在韩国，Arvsta Lifescience Haesom 公司生产的 CPPU的商品名是Fulmet SL，其在韩国和日本都已经被登记在西瓜上使用，药效是促进西瓜坐果。在我国，成都施特优化工有限公司生产的氯吡脲，于1992 年获准国内农药新品种登记 (登记号 IS92543)， 2007 年获准氯吡脲原药正式登记(PD20070132)和0.1%氯吡脲可溶 液剂的正式登记 (PD20070131)。2 CPPU在西瓜上的应用CPPU的作用机理与嘌呤类细胞分裂素如 6-BA、细胞

6、激动素、玉米素相似，但其活性高，所需浓度低，优于一般同 类植物生长调节剂。CPPU在西瓜上的应用主要体现在促进 坐果和诱导单性结实等方面。2.1促进西瓜坐果和诱导单性结实Hayata等研究了人工合成细胞分裂素 BA、激动素和CPPU对温室栽培的不同二倍体西瓜品种的坐果及单性结实的影响，发现：开花期在子房上喷施 200mg?kg-1C PPU所有品种都显著提高了坐果率和诱导了单性结实；喷施500mg.kg-1BA显著促进了授粉花的坐果， 但并不诱导单性结实；500 mg.kg-1 激动素对坐果和单性结实的影响较小 .Um 等 用CPPU处理二倍体西瓜，发现处理后的西瓜坐果率在 89.2%以上，

7、而对照人工授粉西瓜坐果率仅有 61.0%-69.5%。 CPPU处理的西瓜成熟后果实里没有成熟的种子，只存在少量的种 皮。谭素英等用 CPPU处理晚熟大果型普通西瓜，结果发现CPPU显著提高了西瓜坐果率。孙竹波等也曾报道用 0.1 %氯 吡脲可溶性液剂涂抹西瓜雌花果柄，可显著提高西瓜坐果率， 从而提高西瓜产量，认为在西瓜上最佳使用剂量为45nag?kg-1。Hayma 等对未授粉的西瓜子房喷施 200mg， kg-1CPPU，发现可以达到89.5%的坐果率，认为施用 CPPU对于促进坐果和生产无籽西瓜是可行的。 Camacho等研究了在温室种植和 2.4-D 处理的效果，可以生产无籽西瓜。 2

8、.4-D 浓度分别为& 12、16 mg?kg-1, CPPU浓度分别为 50、100、200mg?kg-1 ,CPPU只喷雌花，而2, 4-D喷施整个植株。结果发现产量随 着2, 4-D浓度的升高而降低，但随着 CPPU浓度的升高而升高。200mg.kg-1CPPU处理西瓜产量最高， 同时其无籽西瓜比 率也最高，达到了 97.8%。Kwon等评价了软X射线辐射花粉授粉和CPPU处理对生产二倍体无籽西瓜的影响。用50mg?kg-1的CPPU喷子房，100mg?kg-1的CPPU涂抹雌花花梗或1000 mg?kg-1的CPPU涂抹雌花上下茎的效果相似，都可以诱导产生 95%的无籽西瓜。刘世琦等研

9、究也表明，用 110-116mg , kg-1CPPU处理，可有效促进西瓜子房发育成正常商品无籽果实，诱导西瓜单性结实的处理时期为子房开花 当天或花后 1d。在西瓜生产中使用 CPPU的主要目的是为了提高西瓜坐果率。在早春设施栽培时，由于温度比较低，设施又是一个相对密闭的环境。低温下花粉生活力低下和设施内没有传粉 果率高的优点，因此在西瓜生产中得以运用。露地西瓜生产 时，由于开花期温度一般都比较高，传粉昆虫活动旺盛，无 需施用CPPU即可实现坐果，因此露地西瓜一般不需要采用CPPU来促进坐果。在设施西瓜栽培中， CPPU般用于早春第 1 茬西瓜的坐果中，第 2 茬和以后的西瓜坐果时，由于温 度

10、等环境条件比较适宜，采用人工授粉方法容易坐果。2.2解决三倍体无籽西瓜授粉问题 虽然通过CPPU等植物生长调节剂诱导可以获得二倍体无籽西瓜，但当前大规模商业化生产的元籽西瓜仍旧是三倍 体无籽西瓜。由于三倍体无籽西瓜生产是以四倍体西瓜为母 本，以二倍体西瓜为父本通过杂交获得。因此，在三倍体西 瓜生产中，在田间需种植一定数量的二倍体西瓜作为花粉源。但既使如此， 在早春西瓜开花时， 温度较低，昆虫活动很少， 导致自然授粉率很低。 其次，种植二倍体西瓜作为花粉源时， 减少了三倍体无籽西瓜面积，因而，降低了三倍体无籽西瓜 的总体产量。近年来欧洲国家，尤其是西班牙，非常注重用CPPu处理来代替二倍体西瓜授

11、粉， 用于生产三倍体无籽西瓜。Miguel等研究了 CPPU处理对嫁接三倍体无籽西瓜单果质量、产量和坐果率等参数的影响，发现 100mg?kg-1CPPU处理后坐果率在 87.2-97.9。 Miguel 等还将 4 个红瓤和 1个黄瓤三倍体无籽西瓜品种。用 2.4-D和CPPU处理。2种处理都获得了高产，不同品种之间产量无差异。 2, 4-D处理的瓜要比CPPU处理的稍小。但含糖量高。Maroto 等在无籽西瓜开花阶段对子房进行局部喷施 100mg?kg-1 CPPU,发现和自由授粉坐果效果是一样的，但无籽西瓜产量可以增加 50，增产是因为不需要种植用来授粉的倍体西瓜。整株喷施 8mg， k

12、g-12.4-D 也能促进三倍体无籽 西瓜坐果，但产量比 CPPU处理低10%，不过施用2.4-D的费用要低。CPPU和2, 4-D对果实品质没有不利影响，它们的有效性已经在商业西瓜生产中进行了 4 年的评估。而在子 房上局部施用 50mg?kg-12， 4-D 对促进坐果效果较差，同时会提高果实的空腔率。 Maroto等认为局部喷施 CPPU和整株喷施 2.4-D 都能提高三倍体无籽西瓜的坐果率和产量，并且 对果实品质无不良影响。对这 2 种生长调节剂的选择主要是依据成本，尤其是人工成本而定。 1hm2 西瓜采用机械整株24-48h。Huitron 等在塑料大棚里连续做了 2 年实验来评价植

13、物生长调节剂对嫁接无籽西瓜产品和品质的影响。在子房发育 阶段喷施2, 4-D和CPPU,结果表明，CPPU处理后获得的西瓜产量和坐果数同蜜蜂授粉相似，用浓度 100-200mg?kg-1C PPU处理时，西瓜产量最高。使用 CPPU获得的产量和坐果数量都要高于 2， 4-D。Nunez 在其发展的立体高密度无籽西瓜栽培模式中，将施用CPPU处理子房作为一项重要的技术之一，来提高三倍 体无籽西瓜的种植效率，降低生产成本。由以上研究报道可以看出， CPPU已经在欧洲三倍体无籽西瓜生产中得到了应用，施用 CPPU是解决三倍体无籽西瓜授粉问题的一个切实有效的途径，对于提高三倍体无籽西 瓜的生产效益具有

14、重要的实践意义。2.3CPPU对西瓜品质的影响关于CPPU对西瓜品质的影响尚存在争议，有些研究认为施用CPPU对西瓜果实品质没有影响。 Um等用CPPU处理倍体西瓜未授粉子房。获得的果实和人工授粉长成的果实 在单果质量、含糖量和果皮厚度等指标上并无差别，只是CPPU处理的西瓜成熟后果实里没有成熟种子，只存在少量种皮。Havata等用CPPU处理温室栽培的西瓜，也发现单性处理晚熟大果型普通西瓜，结果发现 CPPU在试验浓度范围内对西瓜果实外观、品质和单瓜种子数量无不良影响。Maroto等在三倍体西瓜上使用 CPPU和2, 4-D，发现对果实2 年试品质没有不利影响。 Huitron 等在塑料大棚

15、里连续做了 验来评价植物生长调节剂对嫁接无籽西瓜品质的影响，发现CPPU处理后含糖量低于 2，4-D处理，但2种处理所获得的可溶性固形物含量都是商业上可以接受的。也有研究认为CPPU处理会对西瓜品质产生影响。 Kwon等发现，CPPU处理后西瓜的可溶性固形物含量和果皮厚度都高于对照。然而高浓度 CPPU会造成西瓜裂果，最高裂果率达到95%。Kano也认为CPPU处理会使瓜皮变厚。Lop ez-Galarza等研究了喷施 CPPU对嫁接西瓜坐果的影响，发现嫁接和喷施 CPPU延迟了糖分积累和瓜瓤颜色发育，并且嫁接和CPPU对果实糖分积累的影响是加性的， CPPU处理植株果实总可溶性固形物和糖含量

16、低，瓜瓤颜色比授粉获得 的果实红色淡。 Lopez-Galarza 等进一步研究了不同基质生长 条件下，CPPU处理和人工授粉对三倍体西瓜产量和果实品 质的影响，同样发现 CPPU延迟了瓜瓤着色和糖分特别是蔗糖的积累。但与不同基质并无互作效应。马德伟和宋培明也 认为高浓度的CPPU易产生畸形果、裂果、品质变劣等现象。然而，孙竹波等研究认为 CPPU处理能增加西瓜含糖量和维生素 C 含量，改善西瓜品质。3 CPPU的安全性分析3.1 CPPU的残留标准由于CPPU本身所具有的有益生物学效应，使其在园艺植物上被广泛应用。 现将国际上主要国家或者组织关于 CPPU的最大残留限值和针对的作物列于表 1

17、。由表 1 可以看出。日本最大残留限值所包含的作物最广，而且标准也是比较低 的。相比较而言， 澳大利亚、 以色列和美国的标准都比较高，而我国的标准与日本比较接近。3.2 CPPU在西瓜上施用后的残留情况陈长龙等在北京市、山东省、黑龙江省和湖北省所开展的CPPU施用后西瓜果实和瓜田土壤中的残留分析研究表明，CPPU在西瓜果实中消解很快，半衰期为 1.20-1.67d，在土壤样品中的半衰期为 9.87-15.30d。当浸瓜胎使用剂量为 20-30mg.k-1，西瓜收获时(施药后40d)，西瓜和土壤样品中均未检出CPPU残留。在引起降解的众多因素中，微生物降解、化学降解和生长稀释作用都可能导致 CP

18、PU的消失。西班牙的Valverde等对西瓜上的 CPPU进行了检测。由于CPPU是在西瓜开花时喷施，因此CPPU在果实中的残留非常低。按照最保守的估计， 如果施用的 CPPU 100地被保留的消耗因素是果实体积增大后的稀释。期望的最大残留 水平应该是 12-30ug?kg-1。 Valverde 等的试验结果证明， CPPU处理30d 后,西瓜中含有的CPPU残留都没有超过1ug.kg-1， 这一结果要远小于表 1 中规定的最大残留限量标准。4 建议4.1 加强植物生长调节剂和叶面肥类的生产许可监管工作尽管国内外研究都已经证实 CPPU对促进西瓜坐果是有效的，而且在推荐浓度范围施用是安全的，

19、 国内生产以 CPPU为主要成分的坐瓜灵生产厂家数量很多，是否都得到了有关 行业部门的审查许可值得怀疑。目前我国将植物生长调节剂 归为农药类进行管理，按照规定，应该取得农药登记证号、号、产品执行标准号、生产批准证书号后方可允许销售，部分厂 家将生长调节剂和微肥混为一谈，在销售时并没有说明主要 有效成分，这也导致很多同物异名以及夸大施用效果的现象 出现。今年江苏丹阳“西瓜爆炸”事件中被媒体爆炒的膨大 剂现已查明根本不含 CPPU成分，而只是一种叶面肥，而且其生产厂家和肥料登记证号都是假的。反映了当前我国植物 生长调节剂和肥料的生产监管方面存在一定问题，建议有关 部门建立更为严格的管理制度，全面清

20、理我国植物生长调节 剂和叶面肥的生产厂家，只有获得生产和销售许可证的产品 方可进入市场。对于未经行业部门审查许可的生产厂家要坚 决取缔和进行处罚。只有从源头控制植物生长调节剂和叶面 肥的质量，才能确保产品质量安全。4.2 加快西瓜蜜蜂授粉技术的研发和推广 目前CPPU主要用于设施西瓜的早春生产中，露地西瓜生产一般不需要采用。这是由于露地西瓜是开放式种植，自然界有传粉昆虫，通过昆虫传粉的方法可以实现坐果。设施 栽培条件下由于覆盖材料的阻隔。传粉昆虫无法进入，尽管 采用人工授粉可以实现坐果， 但由于生产成本高 （计算劳动力价格后， 667m2 西瓜采用人工授粉的成本在 300 元以上，采 用生产调节剂坐果成本为 100 元 ），而且西瓜授粉比较集中，还存在劳动力短缺的问题，完全采用人工授粉来实现西瓜坐 果不现实，导致了 CPPU等植物生长调节剂在特定栽培季节和栽培模式下的应用。采用蜜蜂授粉技术具有省工、坐果整 齐度高、果形好、品质优等特点，是提高西瓜坐果率和品质 的一种高效方法，目前在部分地区已经取得成功。当然西瓜蜜蜂授粉还存在一些技术性问题如授粉蜂种的选择、授粉蜂快西瓜蜜蜂授粉技术的研发和推广， 逐步替代CPPU的应用， 更好促进我国西瓜产业的发展，