第三节　植物生长调节剂的应用评价

植物生长调节剂的应用效果受调节剂本身、作物、环境、人为因素等多种因素影响，要正确评价并科学使用，必须充分考虑这些因素，建立完善的技术体系和灵活的技术参数，以保证稳定的、理想的生产效果。从众多的研究报道和生产总结看，同样的药剂和使用技术表现各异，根据个别的试验结果片面评价和判断技术的可行性是不科学的。

一、基本效应与复合效应

植物生长调节剂施用后引起植物发生基本的效应，即植物体形态和功能上的直接变化。这些变化在各种实验条件下，只有量（强度）的差异，而没有质（方向）的不同。也就是说，只要使用合格的、适量的药剂，基本效应均能发生，即使由于土壤、气候、品种（最大多数情况）等差异，会使变化的强度有不同，但趋势和方向是总体一致的。以棉花应用缩节安为例，其基本效应可以包括：①正在伸长的节间变短；②主茎和果枝顶芽的生长势减弱，如冀棉2号于4、5果枝时（盛蕾期）喷洒50mg/L缩节安，20d后观察发现叶片数较对照减少0.6片，果枝数减少0.6个，总果节数减少18个；③尚未定形的叶片叶面积减少，叶片加厚，叶绿素含量增加；④腋芽和营养枝的生长势减弱，正出现的芽的生长势加强；⑤促进根系发育，数量增加，活力增强；⑥光合产物和矿物质元素向根、叶、蕾、铃的输送和分配增强。

需要指出的是，植物生长调节剂基本效应不只是一种，生产上应充分发挥积极的效应，同时尽量避免副效应。一般可通过：①选择合适用量、施用方法、时间和部位，将副作用降至最低；②通过与不同植物生长调节剂的配合使用，克服单一调节剂的局限性；③同时配合其他栽培管理措施的调整，例如水稻应用多效唑防止倒伏，但会影响穗分化，可以将晚施穗肥改为早施穗肥，促进其分化。

在基本效应的基础上，植物生长调节剂的应用与环境条件、植物状况、水肥管理、株行配置等栽培措施共同作用后，植物会出现一系列的综合效应，即植物生长调节剂的复合效应。例如脱落率、烂铃率、成铃率等变化不仅有量（强度）的差异，而且有质（方向）的不同。表现在生产效果上，可能是正效应，也可能是负效应。

生产中要求的效果一般是复合效应，是植物生长调节剂、作物、环境、人为措施的综合反应。对复合效应人们早已有认识，但直到20世纪80年代，原北京农业大学作物化控研究室才提出并系统分析了该概念，不仅使对植物生长调节剂应用评价更为科学，而且为作物化学控制与植物生理学、作物栽培学之间的沟通和结合架起了桥梁，对植物生长调节剂生产实践有重大意义。

二、作物化学控制技术的完整目标和完善内容

世界上每年人工合成和开发的化合物数以千万计，有植物生长调节剂活性的物质也很多，但是在生产上大面积推广应用的化合物以及形成成熟技术的作物化学控制技术却是有限的。早期的研究重视应用后的基本效应，有的调节剂研究很多，但一直没能应用于生产。农艺效果和经济效益受到重视，并逐渐成为植物生长调节剂选择和评价的关键。随着人们对健康和环境保护的认识和重视，安全性也是必须重点考虑的。

概括起来，作物化学控制技术的完整目标为：良好的生理效应，稳定理想的生产效果，显著的经济效益，安全的农产品和环境效应。

一项成熟完善的作物化学控制技术，并不仅是简单的药剂处理，而且需要根据生产目标，综合考虑植物生长调节剂、作物、环境和人为措施，经过大量反复试验，提出切实可行的、适用于一定地区范围、不同年份、效果稳定的技术体系，并包括对其效果的评价、目标偏离时的补救措施等。下面以应用20%甲多微乳剂防止小麦倒伏为例，列出了一项成熟化学控制技术包括的主要内容，见表3-2。

三、作物化学控制技术的应用评价

1．生理效应评价

药剂施用后，植物生长调节剂在植物体内所产生的基本效应表现为完全的或主要是有利于本生长发育阶段各器官的发育，并对以后的发育阶段产生积极的影响，即没有或很少产生不利的副作用。

需要指出的是，衡量植物生长调节剂的基本生理效应对大田作物颇具意义，而且需要考虑在植株的整株水平而非离体条件下，对某个植物器官的单一效应进行评价。在很多情况下，植物生长调节剂在整株水平和离体条件下的表现是不一致的，如缩节安对纤维伸长的作用、IAA和GA对茎节伸长的作用。植物生长调节剂一经使用，它所产生的效应是多方面的，这其中包含着有利的作用，也包含着不利的作用。对某一作物来说，应要求植物生长调节剂的效应主要是有利的作用结合有利措施（混用，栽培措施），尽量降低或克服植物生长调节剂的副作用。

2．生产效果评价

植物生长调节剂只表现良好的生理效应对大田作物来说是远远不够的，还需要将基本效应在各种栽培措施和生产条件下转化为理想的生产效果（包括产量提高、品质改善），并要求这一结果具有年度间、地区间的重演性。这是一种植物生长调节剂及其使用技术能否广泛应用的关键。

我国已制定了主要作物上植物生长调节剂的田间药效试验准则，在申请农药登记时，由农业部认证的药效试验单位按相应的试验准则进行。为了提高新产品研发效率，一般在产品开发后期申请农药登记前，就需要严格按照田间药效试验准则进行评价。目前我国已制定的调节剂药效标准有：化学杂交剂诱导小麦雄性不育、马铃薯脱叶干燥剂、烟草抑芽剂、棉花生长调节剂、玉米生长调节剂、水稻生长调节剂、大豆生长调节剂、小麦生长调节剂、黄瓜生长调节剂、番茄调节剂、葡萄生长调节剂、生长调节剂促进果实着色、生长调节剂促进果树成花与坐果、生长调节剂提高果型指数等20余项。

3．经济效益评价

植物生长调节剂一般在特定时期通过喷施、拌种、浸蘸等方法处理作物，操作简便易行。由于植物生长调节剂直接改变植株和器官（包括产量器官）的生长发育和产量、品质形成等过程，效果和效益显著，一般直接产出投入比在10∶1以上。

需要指出的是，同一种植物生长调节剂或同一项化控技术在不同作物上的产投比是不同的。很多在大田作物上经济效益不显著的植物生长调节剂在果树、蔬菜及部分经济作物上的情况则不同，因为果、蔬产品的价格较大田作物的价格高，产值大。例如芸薹素内酯和S-诱抗素在大田作物上的应用受限（由于价格的原因），但是在果树和蔬菜上应用相对比较多。另外，如果树上应用着色剂、整形剂等，可以使果品的价格成倍增长，这与大田作物相差很大。

近年来，随着农村劳动力的相对短缺造成农田施药人工成本增加很快，导致一些经济效益不高的作物化学控制技术推广应用有限，这对新产品和新技术的推广提出了更严峻的考验和更高的要求。

4．毒理学评价（毒性）

植物生长调节剂作为农药的一类，也是人工合成的化学品，因此需要严格评价其对哺乳动物的毒性，只有低毒、微毒的品种才能在生产上进行大面积推广和应用。了解一些农药的毒理学相关知识，对科学认识、合理使用和最大限度减少植物生长调节剂对人畜的毒害非常重要。植物生长调节剂的毒性一般从急性毒性、亚急性毒性、慢性毒性、特殊毒性等方面进行评价。

（1）急性毒性　急性毒性指化学物质1次或24h内多次对生物体作用后所产生的毒性。一般用大鼠或小鼠，经口灌胃、经皮涂敷和空气吸入染毒。评价参数主要以半致死剂量（LD50）或半数致死浓度（LC50）为主。我国农药剂型毒性分级标准分别为：①经口毒性，LD50<5mg/kg为剧毒，LD50 5～50mg/kg为高毒，LD50 50～500mg/kg为中等毒，LD50>500mg/kg为低毒；②经皮和吸入毒性，LD50<20mg/kg为剧毒，LD50 20～200mg/kg为高毒，LD50 200～2000mg/kg为中等毒，LD50 >2000mg/kg为低毒。

（2）亚急性毒性　亚急性毒性指化学物质对生物体多次重复作用后产生的毒性，给药期限2～4周，每周染毒7次，确定农药的累积性。评价参数：累积系数＝LD50（n）/LD50（1），分次与一次给药LD50的比值。评价分级：<1高度累积，1～3明显累积，3～5中等累积，>5轻度累积。

（3）慢性毒性　慢性毒性指化学物质对生物体长期低剂量作用后产生的毒性。采用大鼠，染毒期限1～2年。评价参数主要有：慢性毒性阈剂量、最大无作用剂量或浓度、每日允许摄入量（ADI）、农药最大残留限量（MRI）等。

（4）特殊毒性　农药的特殊毒性包括致癌、致畸、致突变作用，即通常所说的“三致效应”。

在目前生产上应用的植物生长调节剂中，对三致效应有过一些怀疑和研究。除2，4，5-T外基本上都没有可靠的证据。2，4，5-涕是苯氧乙酸类，原来用作植物生长调节剂和除草剂，在其生产和降解过程中产生二英。对接触人群调查基本肯定其“三致效应”。

对2，4-D等其他苯氧乙酸类，研究观点不统一。目前没有充分证据。乙烯利和矮壮素因含有氯乙基，代谢中可能产生氯乙烯类致癌物，大剂量动物实验阳性，但正常使用环境中基本不累积。乙烯也曾被怀疑致癌，研究发现对人类无“三致效应”，甚至对环境致癌物有保护作用，可抑制小白鼠肺肿瘤。西维因（甲萘威）是氨基甲酸酯类，动物实验阳性，可能是由于与消化道内亚硝酸盐反应生成亚硝胺。在二十世纪五六十年代已有报告指出，青鲜素结构与尿嘧啶相似，而成为它的抗代谢物，掺入RNA中并抑制尿嘧啶的掺入。青鲜素可使老鼠的染色体断裂，在马铃薯中的残留物可使老鼠生育能力下降。但70年代的研究证明，食物中青鲜素的残留量远远不能影响老鼠肝脏微粒体的酶溶性；用许多哺乳动物细胞进行的实验都得到了否定的结果。1977年美国环境质量研究所实验结果表明，青鲜素动物实验表明其有“三致效应”，但对人类却没有一例致突变或癌变的效应。有研究表明，青鲜素（MH）代谢后形成的同化物肼有致癌作用，规定残留限量：马铃薯50mg/kg、洋葱15mg/kg，烟叶50～100mg/kg。而对于丁酰肼，20世纪80年代怀疑其存在“三致效应”，有些国家禁用。1992年WHO进行两个阶段评估，认为其中偏二甲肼低于30mg/kg，可以安全使用。很多国家对进口花生控制丁酰肼残留量，我国在花生上已禁用。

5．环境安全评价

植物生长调节剂对环境的影响可能涉及很多方面，在环境问题日益突出的今天，任何可能造成环境污染和破坏生态条件的栽培措施都会逐渐失去生命力。一般而言，植物生长调节剂主要用于调控作物生长发育，毒性相对低，植物体内天然存在或易于代谢，在植物、农产品和环境中残留低，对生物和环境安全性较高。从目前国内外农药安全性评价标准看，植物生长调节剂多属于低毒、微毒、残留低的安全级产品。

对植物生长调节剂环境安全评价主要包括：基本理化性质指标（水溶性、蒸气压、分配系数等），环境行为特征指标（挥发作用、土壤吸附作用、淋溶作用、土壤降解作用、水解作风、光降解作用、富集作用等），非靶标生物毒性指标（鸟类、蜜蜂、家蚕、赤眼蜂、蛙类天敌、鱼类、水蚤、藻类、蚯蚓、土壤微生物等），以及其他基础资料等。

影响植物生长调节剂环境安全性的因素包括农药性质、施用方法及施用区气候土壤等条件。其中农药理化性质指标中影响最大的有蒸气压、水溶性、分配系数、化学稳定性、杂质成分等；农药环境行为是指农药进入环境后，在环境中迁移转化过程中的表现，其中包括物理行为、化学行为与生物效应等三个方面，它比农药理化特性指标更直观地反映对生态环境的影响。主要指标有挥发作用、土壤吸附作用、淋溶作用、土壤降解作用、水环境中的降解与水解作用、农药光降解、生物富集作用等。

植物生长调节剂的施用方法也与其在环境中的行为有一定的相关性。其中不同剂型对其在环境中的残留性、移动性和对非靶标生物的危害性有一定影响。残留性一般颗粒剂>粉剂>乳剂，而对非靶标生物接触危害的程度与残留特性刚好相反，即乳剂>粉剂>颗粒剂。从施药方式来看，喷施、撒施，特别是用飞机喷洒的方式，影响范围广，对非靶标生物的危害性大；条施、穴施和土壤处理，污染范围小，对非靶标生物相对比较安全。从施药时间来看，与气候条件、非靶标生物生长发育期有关。高温多雨地区，农药容易在环境中降解与消散，在非靶生物活动期与繁殖期施药处理，对非靶标生物的杀伤率高。另外，施药时间对农产品是否遭污染关系十分密切。当然，药剂处理的剂量也影响其环境安全性。农药对环境的危害性主要决定于农药毒性与用量两个因素。高毒农药，只要将其用量控制在允许值范围内，就不会造成对环境的实际危害；相反，低毒农药用量过大，同样会造成危害。对于施药地区与施药范围来说，植物生长调节剂的残留残效主要与当地气候和土壤性质有关，高温多雨区农药在环境中消减速率较快；在稻田或碱性土中施用农药，一般比在旱地或酸性土中降解要快。施药范围愈广，影响面愈大，在水源保护区、风景旅游区与珍稀物种保护区施用农药，更应注意安全。

在靶标生物与非靶标生物并存的环境中，使用农药难免会对非靶标生物造成一定的危害。不同的农药品种，由于其施药对象、施药方式、毒性及其危及生物种类的不同，其影响程度也随之而异。环境生物种类很多，通常在评价时只能选择有代表性的并具有一定经济价值的生物品种，其中包括陆生生物、水生生物和土壤生物作为评价指标。

应用植物生长调节剂后，其落在植物、土壤或散布在空气中，都会不断分解直到完全消失。残存在生物体、农副产品和环境中的微量农药原体、有毒代谢物、降解物和杂质总称为残留。植物生长调节剂的残留对药效的稳定和持久性有利，但是在农副产品中残留过高，可能会对人畜等有害，在环境中残留过多、时间过长，可能会污染环境，或对下茬作物产生影响（即残效）。

残留的时间一般用半衰期表示，指在某种条件下，农药降解一半需要的时间。一般调节剂残留时间是几天至20d。乙烯利残留时间较短；丁酰肼残留时间较长，在果树上经过4个月才消失20%，残留期可达一年以上，在花生上可通过种子连续3年还保持植物矮化性状，在果树上应用1～2年后种植豆科作物，仍表现出抑制作用。残留量一般用每千克样本（如植物材料、土壤、农产品等）含有的残留物量（mg、μg等）来表示。

经常可观察到植物生长调节剂应用后对后茬作物有影响，即残效。有些残效是积极的，多数是消极的。例如多效唑在土壤中代谢慢，在水稻田应用多效唑防止倒伏，后茬若种植油菜，土壤中残留的多效唑延缓油菜生长，可降低结果节位、防止倒伏、提高产量。但是多效唑在旱地作物上使用，土壤残留时间长，使用多效唑的果园间作或后作花生、绿豆，会影响出苗、生长和产量，限制了其推广应用。调节膦是一种适用于花生的调节剂，它不仅可以有效地调整株型、防止倒伏，并且能较好的提高产量。但是，深入研究发现，调节膦在花生种子中的残留量较高，并且会连续影响第二代、第三代植株的生长和产量。因此，它在花生上的应用只是昙花一现。多效唑在农产品和土壤中的残留得到了广泛的关注。多效唑在土壤中的垂直移动缓慢，降解也慢，旱地施用残留期在一年以上，水田降解要快一些，常表现影响下茬作物。在多种作物（水稻、花生、豆科、油菜、苹果）上进行的研究表明，其在上述作物食用部分的残留是安全的，不致对人畜造成危害。但它在土壤中的残留及对下茬作物的影响限制了多效唑的广泛推广和应用，在北方旱田尤其明显。美国环保局规定青鲜素在马铃薯和洋葱中的残留量允许限值分别是50mg/kg和10mg/kg，在烟叶中为50～100mg/kg。前苏联政府卫生部也规定用青鲜素处理马铃薯植株应在收获前12～15d进行，喷洒量不能超过2.5kg/km2。我国有研究提出，青鲜素不宜施用于食用的作物，特别是安全间隔短的时候；可以施用于烟草、非食用作物。

与目前生产上应用的化肥、杀虫剂、杀菌剂、除草剂等农化产品比，绝大多数植物生长调节剂对环境、人类、其他生物是高度安全的，应加强安全性评价和严格管理，并采用科学合理的使用技术，避免和减轻残留和残效，提高安全性。植物生长调节剂在作物体内的残留量，决定于降解速度、吸收量等因素。生产应用时，可以通过以下措施减少残留：

（1）品种选择　在具有同样效果的原则下，选用残留期短、毒性低的种类，提倡推广生物源植物生长调节剂。

（2）提高药效，降低用量　例如使用表面活性剂等增强展着性能和渗透力，通过调节剂配合使用，增加药效，间接减少用量和残留量。

（3）采用合理应用技术　如合理施用浓度、次数、时期和方法。在不影响生理和生产效应的前提下，尽量减少用量。利用种子处理、浸蘸等在作物生长早期施用，以降低土壤中和植物体内的残留量，严禁在食用作物（粮食、蔬菜、水果等）临近收获时使用较高毒性或残留期较长的调节剂。