1.1 植物生长促进剂
植物生长促进剂的主要作用为促进细胞分裂、分化和伸长等,从而促进植物营养器官的生长和生殖器官的发育。实际种植中,植物生长促进剂通常被用于提高药材产量。
植物生长促进剂主要包括生长素类、细胞分裂素类、油菜素甾醇类等几大类。其中生长素类有吲哚乙酸、吲哚丁酸、萘乙酸、2,4-二氯苯氧乙酸、防落素、等; 细胞分裂素类有 6-苄氨基嘌呤、激动素等;油菜素甾醇类有油菜素内酯,表高油菜素内酯等。此外,其他常见生长促进剂还有赤霉素类 、氯吡脲等。部分化合物名称和结构见表 1。
1.2 植物生长延缓剂
植物生长延缓剂的主要功效为抑制茎顶端下部区域的细胞分裂和伸长生长、使生长速率减慢、植物节间缩短、诱导矮化、防止植株徒长、形成矮化健壮植株等,主要有多效唑、烯效唑、缩节胺、矮壮素、丁酰肼、氯化胆碱等。
2、PGRs 对药材性状的影响
2.1 使根变粗壮、根数增多
PGRs 对根及根茎类药材性状的影响包括促进其根部粗壮、根数增多; 促进根系伸长、生长; 抑制茎叶生长、增加根茎鲜重等。PGRs 促进根及根茎类药材根部粗壮、根数增多 目前,部分根茎类药材如麦冬、泽泻、牛膝、党参、地黄、当归等在种植过程中普遍使用壮根灵类植物生长延缓剂( 主要成分为多效唑、矮壮素) ,可显著促进根茎生长,使药材根部粗壮、根数增多[1]。
多效唑是一种可以抑制植物生长、提高叶绿素含量和作物产量、高效低毒的植物生长延缓剂和杀菌剂。经研究发现,多效唑可抑制当归、桔梗、法菲亚、甘草、丹参、麦冬等药材的地上部分生长,促进地下部分根茎增多、增大。PGRs 可使麦冬性状变化,包括块根数量增多、块根长度增长。在白术茎尖组织培养中加入适量的吲哚乙酸可以增加发根数及根的粗壮度; 适量加入 1-氨基苯并三唑后发现根明显变粗壮。适宜浓度的低聚壳聚糖能促进黄芪根系的生长,且其苗和根较为粗壮,须根也极少。在三岛柴胡开花期喷施矮壮素和丁酰肼,发现其具有抑制地上部分生长过旺、促进地下部分主根粗壮的效应。使用多效唑对当归幼苗期叶面进行喷施,发现可以显著增加单根的重量。
3、PGRs 对产量的影响
笔者在产地也考察过“膨大素”的使用,包括白术、白芍、防风等,使用植物生长调节剂的主要目的就是提高产量,如在根茎类中药材川麦冬、泽泻、牛膝、党参等的栽培中使用壮根灵,可促进根茎膨大、增加药材产量。对种苗繁殖的丹参使用多效唑可以有效控制地上部分的生长,有利于营养物质向地下部分集中,从而提高产量。对 3 年生三七施加不同浓度的 24-表芸苔素内酯,发现施加 0. 80 mg/L的浓度其单株产量提高最多。研究发现使用多效唑能提高党参苗叶绿素含量,抑制其茎叶生长,可以使党参的产量增加 15. 0% 。西洋参通过施用多效唑、氯化胆碱和复合细胞分裂素,可显著增加产量。当归施用矮壮素、萘乙酸和乙烯利等 PGRs 后,其产量显著增加。用多效唑对当归幼苗期叶面进行喷施,可以显著提高单根鲜重和干重。在川泽泻移栽 36 d 时,向叶面喷施烯效唑发现株高与施药浓度呈负相关,当株高降低时,地下部分养分供给增大,可更好地促进地下根茎繁育。在元胡盛花期前,喷施 40% 乙烯利 1 000 ppm 液,疏花效果显著;除蕾后再喷洒 0.5 ~ 1 ppm 的三十烷醇 1 ~ 2 次,块茎产量可提高 25% 以上。向 2 年生桔梗使用不同浓度的乙烯利进行疏花实验,结果发现对 2 年生桔梗均有增产效果。
下图:使用“壮根灵”的一年生秧播防风
4、PGRs 对内在成分的影响
PGRs 可通过影响中药材体内的化学物质,对其生长发育、代谢及衰老等多种生理过程进行调控,提高或降低中药材的有效成分含量,两种情况都有可能。
5、植物生长调节剂对中药材安全性影响
植物生长调节剂对中药材安全性的影响主要体现在植物生长调节剂在中药材中的残留危害及对栽培环境的污染上。植物生长调节剂进入植物体后会逐渐代谢降解,药效逐渐消失,其残留量与药剂的使用量、药物的降解速度有关,通常的残留时间是几天或数十天,因药剂不同而异,如乙烯利的残留时间仅几天,而丁酰肼( 比久) 的残留时间长达约 1 年。丁酰肼因怀疑其存在致癌、致畸、致突变毒性“三致效应”,部分国家已禁用,我国仅允许在观赏菊花上使用,但目前仍有大量的中药材中会检出丁酰肼。复硝酚钠的商品名为“爱多收”,是含有多种硝基苯酚钠盐( 2-硝基苯酚钠、4-硝基苯酚钠、5-硝基愈创木酚钠等) 的复合型植物生长调节剂,具有致癌、致畸、致突变毒性,2002 年农业部 235 号公告将其列为“在动物性食品中不得检出的药物”。本课题组对 34 种 480 批次中药材的残留检测,复硝酚钠的检测率高达 73. 75%。4-硝基苯酚钠的检出 率 也 高 达 50%,其中党参、白术和丹参几乎全部检出。多效唑是我国应用面积最大的植物生长调节剂,已有研究表明,高浓度的多效唑会导致肝脏损伤、降低妊娠率,而且多效唑施用后在土壤中的残留可长达 3 年以上,土壤表层的多效唑残留有明显的二次调控作用,甚至能影响第三茬作物的生长。多效唑被普遍应用于川麦冬、丹参、白芍、牛膝等中药材种植中,其中麦冬使用最为严重。课题组通过对多批次川麦冬样品进行检测,多效唑的检出率为 100%,且残留量较高。2,4-D 高浓度是广谱的除草剂,低浓度可作植物生长调节剂,质量浓度在每升几十毫克以上对棉花、瓜类、葡萄等作物就会造成灾害性后果。2,4-D 被国际癌症研究机构列为“可能对人类致癌”(2B 组) 的化合物,流行病学研究表明,接触 2,4-D 可能会增加患非霍奇金淋巴瘤、霍奇金氏病、白血病和软组织肉瘤的风险。本课题组对 34 种 480 批次中药材的残留检测结果,2,4-D在当归和川芎根部的检出率达 100%,且残留浓度较高。以上研究表明,部分植物生长调节剂在中药材中的盲目使用,已对人类健康造成严重的安全隐患。
基于植物生长调节剂(PGRs )本身的危害,以及其对中药材质量的影响,到了国家标准不得不控制的程度。检测标准提高之后,不知道能否改善植物生长调节剂滥用的现状?
参考文献
[1]张腾腾,钱心悦,等.植物生长调节剂对根及根茎类药材质量影响的研究进展[J].Chinese Journal of New Drugs 2022,31(8)
[2]杨钰颖,苗 水,等.植物生长调节剂在中药中的应用及对其品质影响的研究进展[J].时珍国医国药2023,34(3)
[3]张丽霞,等.植物生长调节剂在中药材中的应用及安全性评价研究进展[J],中国中药杂志,2020,45(8)
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