乙烯利,其化学名称为2-氯乙基磷酸, 结构如下: 纯品为白色针状结晶,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,市售一般是乙烯利水剂。 乙烯利的作用机理 乙烯利是植物生长调节剂,具有植物激素增进乳液分泌,加速成熟、脱落、衰老以及促进开花的生理效应。其作用依赖于生成乙烯来实现。
在一定条件下,乙烯利不仅自身能释放出乙烯,而且还能诱导植株产生乙烯,一分子乙烯利可以释放出一分子的乙烯,具有促进果实成熟,刺激伤流,调节性别转化等效应。 乙烯是植物五大激素之一,在种子发芽、植株生长、开花和果实成熟、组织的衰老和脱落等生长过程中均起着重要作用。另外,当植物受到恶劣环境胁迫、病虫害侵袭或机械损伤时,乙烯能迅速响应并增强植物的各种抗性。但由于乙烯在常态下属气态物质,不能直接在田间和室外使用,大大限制了乙烯在植物上的应用。 乙烯利是乙烯的载体 乙烯利水溶液在时就能分解得到乙烯、氯化物和磷酸盐,乙烯利的合成为乙烯在植物上的应用提供了可能性,喷洒到植物表面的乙烯利经植物种子、叶片或果实等进入到起作用的植物组织内,然后释放出的乙烯具有和内源乙烯激素同样的作用。乙烯利水剂目前己广泛应用于甘蔗、黄瓜、大豆、玉米、苦瓜、甜瓜、生姜等的生产和储存中,具有促进果实成熟、调节性别比例、提高抗旱和抗寒性能、改良品质、提高产量等作用。 乙烯 乙烯利自 20 世纪 60 年代成功实现人工合成,随后国内外科研人员将其逐步产业化。 到80 年代乙烯利使用范围逐渐扩大到果树,水稻,经济作物,蔬菜等。最常被用到的还是作为果树疏花疏果剂、催熟剂 、控梢促花剂等 ,特别在苹果 、芒果 、荔枝 、龙眼 、香蕉等果树上取得了显著效果。 乙烯利的应用(以果树为例) 1. 控梢促花 乙烯利能提高植物体内吲哚乙酸氧化酶的活性,延缓 IAA 生物合成 , 降低植物体内 IAA 水平 ,并抑制了赤霉素、细胞分裂素的活性 , 从而达到抑制枝梢生长、促进花芽分化的目的 。在花芽分化期,营养生长过旺或营养生长不停止, 都会严重影响花芽分化 。通过乙烯利处理,可抑制果树新梢生长或造成新梢落叶枯死,确保花芽分化正常进行 。乙烯利在荔枝、龙眼、苹果、芒果、青梅等果树上应用, 效果十分显著。 2. 防止“冲梢” 荔枝和龙眼均为混合花芽, 在春季现蕾时遇上高温,常出现“冲梢”现象 。特别是龙眼出现“冲梢”会严重影响花质和产量 。采用乙烯利处理荔枝和龙眼, 可抑制花穗上小叶生长 ,抽出纯花穗。 3.催熟 乙烯利能加速叶绿素分解 ,促进花青素形成, 而使果皮着色, 提早成熟 。在妃子笑盛花后 50 天喷施 200mg/ L 乙烯利, 可显著提高花青苷合成能力 ,使果实提前着色,着色面积达 61 %。 4.催落 乙烯利有促进器官脱落作用,对于采摘困难的果树, 乙烯利催落效果显著。 5.调节花期 在菠萝生产过程中, 利用乙烯利的促花作用,调节果实成熟期 ,延长上市时间, 已是十分成熟的技术措施,一般用 100 ~ 1 000 g/kg 乙烯利灌心催花,抽蕾率达 60 %~ 100 %, 乙烯利加入尿素后处理的促花效果更好 。 6.疏花疏果 果树因花量过多而影响坐果, 或因坐果过多而影响果实大小 ,降低果实商品性。乙烯利常作为果树疏花疏果剂在生产上应用 , 尤其在苹果上的应用十分广泛。乙烯利与西维因 、NAA 混合应用 ,对减少结果负荷、增加果实重量 、提高果实着色、提高品质和翌年的花量效果显著。 7.贮藏保鲜 在鲜果的销售过程中 ,为了延长货架供应期, 常用乙烯利对果实进行催熟处理。果实经乙烯利处理, 其着色、风味表现较好 , 但要注意使用浓度。 存在的风险 植物生长调节剂对人畜的健康和环境残留问题是公众比较关心的问题,同时也是人们在应用植物生长调节剂时首先要考虑的问题,作为植物生长调节剂的乙烯利也不例外。 它以不杀伤有害生物为前提,按照农药毒性分级标准,乙烯利的 LD50 为 3 400mg /kg,为低毒 。国家对其残留标准也有严格界定 ,《GB2763-2016 食品安全国家标准食品中农药最大残留限量》 就对果蔬产品中乙烯利的最大残留限量进行了规定。 在世界农药市场中植物生长调节剂的销售额占比逐年增加, 国际上一些发达国家也允许乙烯利在香蕉、番茄等果蔬上使用,国内相关调查的市售水果中,进口水果的乙烯利检出率达 100%也说明这一点。但不用过分担心,乙烯利在香蕉果实上的半衰期为 1.4~3.2 d,土壤中的消解半衰期 1.3~4.5 d,并且温度越高降解速度越快;成熟的香蕉果肉中乙烯利残留远低于 2 mg / kg 的国家标准。 施药时应注意安全 乙烯利具有强酸性, 腐蚀性强, 能腐蚀金属器皿、农用器械及衣物,对皮肤有强刺激性;因此施药时应戴好手套、眼镜等防护设备,防止药剂对眼睛、皮肤的刺激。 万一药剂接触到眼睛、皮肤,要立即用大量清水冲洗,以减轻人体受伤害程度。 乙烯利的国内登记情况 我国共有乙烯利原药登记17个。 单剂登记85个,主要是40%水剂和70%水剂。 其中与果蔬有关的产品 36个,占 32.43%;从剂型来看,与果蔬有关的 36 个产品中,水剂有 33 个,可溶性粉剂 2 个,颗粒剂 1 个。就作物而言,登记在番茄上的产品最多,为29 个;其次是香蕉,有 26 个;柿子有 19 个,荔枝有 1个。在作用效果方面,除登记在荔枝上的 1 个产品为杀花穗外,其余的均为催熟,说明施用乙烯利的主要目的就是催熟。施用方法为浸渍、喷雾、涂抹或密闭熏蒸。 复配登记19个,主要是和胺鲜酯和芸苔素类酯等其他植物生长调节剂复配,用于玉米,水果等的增产和增加抗逆性。 合成工艺 1946年首次报道了乙烯利的合成,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。 总结 虽然前些年对乙烯利催熟香蕉,苹果等,部分人难以接受,认为是激素类物质对人体有害。但实际在合理的浓度下使用乙烯利并不会对人体产生不利的影响。 乙烯利目前已广泛应用于农业生产, 特别是反季节果蔬生产的各个环节, 在一些果品的保存和远距离运输等方面发挥着重要作用。中国幅员辽阔,南北气候条件差异很大, 植物生长调节剂的应用为果蔬的成功栽培提供了有力支撑, 这也是现代农业新技术之一, 目前已在多种果蔬的生长发育及采后贮藏方面取得了推广应用。 乙烯利的应用解决了果蔬生产中通过栽培技术难以克服的难题,如调节生长、增强植物抗性、缩短成熟期、提早上市等,做到了省工栽培、增加效率、节约生产成本,提高了生产者、经营者的经济效益, 同时还解决了产地果蔬产品的流通问题,丰富了全国各地人们的餐桌。 参考: 乙烯利在果蔬生产中的安全应用[J]郭西智,陈锦永,顾 红,等..湖北农业科学,2018, 果蔬乙烯催熟系统设计及香蕉催熟试验 孟祥春 等 果树学报 2018 |
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