CPPU在西瓜上的應用研究進展

摘要：CPPU是一種人工合成的細胞分裂素類物質，具有促進果實膨大和提高坐果率等功能，在園藝作物上有著廣泛的應用。本文介紹了CPPU的推廣歷程，總結了CPPU在促進西瓜坐果和誘導單性結實、解決三倍體無籽西瓜授粉問題及CPPU對西瓜品質的影響等方面的研究進展，分析了其殘留的安全性，最后提出了加強植物生長調節劑的生產管理和加快蜜蜂授粉技術研發的建議，以期增強公眾對CPPU的科學認識，促進CPPU在西瓜生產中的正確使用。

關鍵詞：西瓜：CPPU；植物生長調節劑；安全性

江蘇丹陽“西瓜爆炸”事件經媒體報道后，引起了社會各界廣泛的關注。目前對江蘇丹陽“西瓜爆炸”的原因已經查明，旱后強降雨是西瓜“爆炸”主因，部分瓜農使用膨大增甜劑不當又加劇了西瓜“爆炸”的發生，而根據農業部農產品質量安全監督檢驗測試中心(南京)對瓜農所使用的“西、甜瓜膨大增甜劑”檢測結果發現，其根本不含膨大劑的有效成分氯吡脲。實際上西瓜“爆炸”的提法不科學，正確的提法是西瓜“裂瓜”，是生產中比較常見的現象。由于受部分新聞媒體的炒作影響。導致今年西瓜銷售受到重創，嚴重損害了瓜農的利益。盡管目前已經證明所謂的“西瓜爆炸”和使用氯吡脲沒有關聯，但由于目前食品安全問題非常熱門，部分消費者又對氯吡脲的使用非常關心，為了讓大家對氯吡脲有科學的認識，現就氯毗脲在西瓜上的應用情況進行總結。

1 CPPU的推廣歷程

氯吡脲屬于人工合成細胞分裂素類物質，也叫吡效隆、CPPU、4PU-30、KT-30等(以下簡稱CPPU)。1978年日本的Takahashi等首次報道合成了cPPu，國際提純及化學應用聯盟將其命名為1-(2-氯-4-吡啶)-3-苯基脲。1984年，KyowaHakko公司生產出CPPU，并在日本注冊了專利。此后，CPPU開始廣泛地應用到園藝作物上。

在通過了實驗使用許可程序(experimental usepemfit，EuP)后，美國環保局于2004年9月在Pesti-cideFactSheet中發布了氯吡脲(英文名為Forehlor-fenuron，其商品名為cPPU、KT-30)作為一種新型植物生長調節劑被注冊在葡萄和獼猴桃上使用。美國環保局認為CPPU是一種人工合成的細胞分裂素。可以促進果實膨大，提高坐果率，增加產量。延長葡萄和獼猴桃的冷藏時間，并保持了果實的品質。經實驗證明對環境和人類安全后，CPPu被批準作為農藥進行登記并進入市場。2005年，美國的valentBioSciences公司將CPPU的商品名注冊為Prestige。并正式被批準在美國加州葡萄和獼猴桃上商業使用。

由SKW Trostberg AG和Kyowa Hakko Kogyo公司申請，在經過對人體健康和環境的安全評價后，歐盟于2006年1月也批準了CPPU作為植物生長調節劑在獼猴桃上使用(Official Journal ofthe EuropeanUnion，2006.1.28)。

在日本，CPPU是一種在農業上被廣泛使用的化學物質，被用來提高獼猴桃、葡萄、梨等的產量和品質，同時也用來提高甜瓜、西瓜和南瓜的坐果率。據日本農林水產省所屬的植物保護協會2005年統計，在日本CPPU每年船運數量大約是2.5t。

在韓國，Arvsta Lifescience Haesom公司生產的CPPU的商品名是Fulmet SL，其在韓國和日本都已經被登記在西瓜上使用，藥效是促進西瓜坐果。

在我國，成都施特優化工有限公司生產的氯吡脲，于1992年獲準國內農藥新品種登記(登記號IS92543)，2007年獲準氯吡脲原藥正式登記(PD20070132)和0.1％氯吡脲可溶液劑的正式登記(PD20070131)。

2 CPPU在西瓜上的應用

CPPU的作用機理與嘌呤類細胞分裂素如6-BA、細胞激動素、玉米素相似，但其活性高，所需濃度低，優于一般同類植物生長調節劑。CPPU在西瓜上的應用主要體現在促進坐果和誘導單性結實等方面。

2.1 促進西瓜坐果和誘導單性結實

Hayata等研究了人工合成細胞分裂素BA、激動素和CPPU對溫室栽培的不同二倍體西瓜品種的坐果及單性結實的影響，發現：開花期在子房上噴施200mg·kg^-1CPPU.所有品種都顯著提高了坐果率和誘導了單性結實；噴施500mg.kg^-1BA顯著促進了授粉花的坐果，但并不誘導單性結實；500 mg.kg^-1激動素對坐果和單性結實的影響較小.Um等用CPPU處理二倍體西瓜，發現處理后的西瓜坐果率在89.2％以上，而對照人工授粉西瓜坐果率僅有61.0％-69.5％。CPPU處理的西瓜成熟后果實里沒有成熟的種子，只存在少量的種皮。譚素英等用CPPU處理晚熟大果型普通西瓜，結果發現CPPU顯著提高了西瓜坐果率。孫竹波等也曾報道用0.1％氯吡脲可溶性液劑涂抹西瓜雌花果柄，可顯著提高西瓜坐果率，從而提高西瓜產量，認為在西瓜上最佳使用劑量為45nag·kg^-1。

Hayma等對未授粉的西瓜子房噴施200mg，kg^-1CPPU，發現可以達到89.5％的坐果率，認為施用CPPU對于促進坐果和生產無籽西瓜是可行的。Camacho等研究了在溫室種植二倍體西瓜的過程中，不用蜜蜂和人工授粉，而僅用CPPU和2.4-D處理的效果，可以生產無籽西瓜。2.4-D濃度分別為8、12、16 mg·kg-1，CPPU濃度分別為50、100、200mg·kg^-1，CPPU只噴雌花，而2，4-D噴施整個植株。結果發現產量隨著2，4-D濃度的升高而降低，但隨著CPPU濃度的升高而升高。200mg.kg^-1CPPU處理西瓜產量最高，同時其無籽西瓜比率也最高，達到了97.8％。Kwon等評價了軟X-射線輻射花粉授粉和CPPU處理對生產二倍體無籽西瓜的影響。用50mg·kg^-1的CPPU噴子房，100mg·kg^-1的CPPU涂抹雌花花梗或1000 mg·kg^-1的CPPU涂抹雌花上下莖的效果相似，都可以誘導產生95％的無籽西瓜。劉世琦等研究也表明，用110-116mg，kg^-1CPPU處理，可有效促進西瓜子房發育成正常商品無籽果實，誘導西瓜單性結實的處理時期為子房開花當天或花后1d。

在西瓜生產中使用CPPU的主要目的是為了提高西瓜坐果率。在早春設施栽培時，由于溫度比較低，設施又是一個相對密閉的環境。低溫下花粉生活力低下和設施內沒有傳粉昆蟲，西瓜坐果非常困難，而使用CPPU具有成本低、坐果率高的優點，因此在西瓜生產中得以運用。露地西瓜生產時，由于開花期溫度一般都比較高，傳粉昆蟲活動旺盛，無需施用CPPU即可實現坐果，因此露地西瓜一般不需要采用CPPU來促進坐果。在設施西瓜栽培中，CPPU一般用于早春第1茬西瓜的坐果中，第2茬和以后的西瓜坐果時，由于溫度等環境條件比較適宜，采用人工授粉方法容易坐果。

2.2 解決三倍體無籽西瓜授粉問題

雖然通過CPPU等植物生長調節劑誘導可以獲得二倍體無籽西瓜，但當前大規模商業化生產的元籽西瓜仍舊是三倍體無籽西瓜。由于三倍體無籽西瓜生產是以四倍體西瓜為母本，以二倍體西瓜為父本通過雜交獲得。因此，在三倍體西瓜生產中，在田間需種植一定數量的二倍體西瓜作為花粉源。但既使如此，在早春西瓜開花時，溫度較低，昆蟲活動很少，導致自然授粉率很低。其次，種植二倍體西瓜作為花粉源時，減少了三倍體無籽西瓜面積，因而，降低了三倍體無籽西瓜的總體產量。近年來歐洲國家，尤其是西班牙，非常注重用CPPu處理來代替二倍體西瓜授粉，用于生產三倍體無籽西瓜。

MigueI等研究了CPPU處理對嫁接三倍體無籽西瓜單果質量、產量和坐果率等參數的影響，發現100mg·kg^-1CPPU處理后坐果率在87.2％-97.9％。Miguel等還將4個紅瓤和1個黃瓤三倍體無籽西瓜品種。用2.4-D和CPPU處理。2種處理都獲得了高產，不同品種之間產量無差異。2，4-D處理的瓜要比CPPU處理的稍小。但含糖量高。

Maroto等在無籽西瓜開花階段對子房進行局部噴施100 mg·kg^-1 CPPU，發現和自由授粉坐果效果是一樣的，但無籽西瓜產量可以增加50％，增產是因為不需要種植用來授粉的二倍體西瓜。整株噴施8mg，kg^-12.4-D也能促進三倍體無籽西瓜坐果，但產量比CPPU處理低10％，不過施用2.4-D的費用要低。CPPU和2，4-D對果實品質沒有不利影響，它們的有效性已經在商業西瓜生產中進行了4年的評估。而在子房上局部施用50mg·kg-12，4-D對促進坐果效果較差，同時會提高果實的空腔率。Maroto等認為局部噴施CPPU和整株噴施2.4-D都能提高三倍體無籽西瓜的坐果率和產量，并且對果實品質無不良影響。對這2種生長調節劑的選擇主要是依據成本，尤其是人工成本而定。1hm²西瓜采用機械整株噴施2，4-D。不要1h就可以完成，而子房涂抹CPPU則需要24-48h。

Huitron等在塑料大棚里連續做了2年實驗來評價植物生長調節劑對嫁接無籽西瓜產品和品質的影響。在子房發育階段噴施2，4-D和CPPU，結果表明，CPPU處理后獲得的西瓜產量和坐果數同蜜蜂授粉相似，用濃度100-200 mg·kg^-1CPPU處理時，西瓜產量最高。使用CPPU獲得的產量和坐果數量都要高于2，4-D。

Nunez在其發展的立體高密度無籽西瓜栽培模式中，將施用CPPU處理子房作為一項重要的技術之一，來提高三倍體無籽西瓜的種植效率，降低生產成本。

由以上研究報道可以看出，CPPU已經在歐洲三倍體無籽西瓜生產中得到了應用，施用CPPU是解決三倍體無籽西瓜授粉問題的一個切實有效的途徑，對于提高三倍體無籽西瓜的生產效益具有重要的實踐意義。

2.3 CPPU對西瓜品質的影響

關于CPPU對西瓜品質的影響尚存在爭議，有些研究認為施用CPPU對西瓜果實品質沒有影響。Um等用CPPU處理二倍體西瓜未授粉子房。獲得的果實和人工授粉長成的果實在單果質量、含糖量和果皮厚度等指標上并無差別，只是CPPU處理的西瓜成熟后果實里沒有成熟種子，只存在少量種皮。Havata等用CPPU處理溫室栽培的西瓜，也發現單性結實果實的含糖量和對照無顯著差異。譚素英等句用CPPU處理晚熟大果型普通西瓜，結果發現CPPU在試驗濃度范圍內對西瓜果實外觀、品質和單瓜種子數量無不良影響。Maroto等在三倍體西瓜上使用CPPU和2，4-D，發現對果實品質沒有不利影響。Huitron等在塑料大棚里連續做了2年試驗來評價植物生長調節劑對嫁接無籽西瓜品質的影響，發現CPPU處理后含糖量低于2，4-D處理，但2種處理所獲得的可溶性固形物含量都是商業上可以接受的。

也有研究認為CPPU處理會對西瓜品質產生影響。Kwon等發現，CPPU處理后西瓜的可溶性固形物含量和果皮厚度都高于對照。然而高濃度CPPU會造成西瓜裂果，最高裂果率達到95％。Kano也認為CPPU處理會使瓜皮變厚。Lopez-Galarza等研究了噴施CPPU對嫁接西瓜坐果的影響，發現嫁接和噴施CPPU延遲了糖分積累和瓜瓤顏色發育，并且嫁接和CPPU對果實糖分積累的影響是加性的，CPPU處理植株果實總可溶性固形物和糖含量低，瓜瓤顏色比授粉獲得的果實紅色淡。Lopez-Galarza等進一步研究了不同基質生長條件下，CPPU處理和人工授粉對三倍體西瓜產量和果實品質的影響，同樣發現CPPU延遲了瓜瓤著色和糖分特別是蔗糖的積累。但與不同基質并無互作效應。馬德偉和宋培明也認為高濃度的CPPU易產生畸形果、裂果、品質變劣等現象。然而，孫竹波等研究認為CPPU處理能增加西瓜含糖量和維生素C含量，改善西瓜品質。

3 CPPU的安全性分析

3.1 CPPU的殘留標準

由于CPPU本身所具有的有益生物學效應，使其在園藝植物上被廣泛應用。現將國際上主要國家或者組織關于CPPU的最大殘留限值和針對的作物列于表1。由表1可以看出。日本最大殘留限值所包含的作物最廣，而且標準也是比較低的。相比較而言，澳大利亞、以色列和美國的標準都比較高，而我國的標準與日本比較接近。

3.2 CPPU在西瓜上施用后的殘留情況

陳長龍等在北京市、山東省、黑龍江省和湖北省所開展的CPPU施用后西瓜果實和瓜田土壤中的殘留分析研究表明，CPPU在西瓜果實中消解很快，半衰期為1.20-1.67d，在土壤樣品中的半衰期為9.87-15.30d。當浸瓜胎使用劑量為20-30mg.k^-1，西瓜收獲時(施藥后40d)，西瓜和土壤樣品中均未檢出CPPU殘留。在引起降解的眾多因素中，微生物降解、化學降解和生長稀釋作用都可能導致CPPU的消失。

西班牙的Valverde等對西瓜上的CPPU進行了檢測。由于CPPU是在西瓜開花時噴施，因此CPPU在果實中的殘留非常低。按照最保守的估計，如果施用的CPPU 100％地被保留在西瓜的子房中(45-60ug)，假設施用后一點都不損失，或唯一的消耗因素是果實體積增大后的稀釋。期望的最大殘留水平應該是12-30ug·kg^-1。Valverde等的試驗結果證明，CPPU處理30d后，西瓜中含有的CPPU殘留都沒有超過1ug.kg^-1，這一結果要遠小于表1中規定的最大殘留限量標準。

4 建議

4.1 加強植物生長調節劑和葉面肥類的生產許可監管工作

盡管國內外研究都已經證實CPPU對促進西瓜坐果是有效的，而且在推薦濃度范圍施用是安全的，國內生產以CPPU為主要成分的坐瓜靈生產廠家數量很多，是否都得到了有關行業部門的審查許可值得懷疑。目前我國將植物生長調節劑歸為農藥類進行管理，按照規定，應該取得農藥登記證號、產品執行標準號、生產批準證書號后方可允許銷售，部分廠家將生長調節劑和微肥混為一談，在銷售時并沒有說明主要有效成分，這也導致很多同物異名以及夸大施用效果的現象出現。今年江蘇丹陽“西瓜爆炸”事件中被媒體爆炒的膨大劑現已查明根本不含CPPU成分，而只是一種葉面肥，而且其生產廠家和肥料登記證號都是假的。反映了當前我國植物生長調節劑和肥料的生產監管方面存在一定問題，建議有關部門建立更為嚴格的管理制度，全面清理我國植物生長調節劑和葉面肥的生產廠家，只有獲得生產和銷售許可證的產品方可進入市場。對于未經行業部門審查許可的生產廠家要堅決取締和進行處罰。只有從源頭控制植物生長調節劑和葉面肥的質量，才能確保產品質量安全。

4.2 加快西瓜蜜蜂授粉技術的研發和推廣

目前CPPU主要用于設施西瓜的早春生產中，露地西瓜生產一般不需要采用。這是由于露地西瓜是開放式種植，自然界有傳粉昆蟲，通過昆蟲傳粉的方法可以實現坐果。設施栽培條件下由于覆蓋材料的阻隔。傳粉昆蟲無法進入，盡管采用人工授粉可以實現坐果，但由于生產成本高(計算勞動力價格后，667m²西瓜采用人工授粉的成本在300元以上，采用生產調節劑坐果成本為100元)，而且西瓜授粉比較集中，還存在勞動力短缺的問題，完全采用人工授粉來實現西瓜坐果不現實，導致了CPPU等植物生長調節劑在特定栽培季節和栽培模式下的應用。采用蜜蜂授粉技術具有省工、坐果整齊度高、果形好、品質優等特點，是提高西瓜坐果率和品質的一種高效方法，目前在部分地區已經取得成功。當然西瓜蜜蜂授粉還存在一些技術性問題如授粉蜂種的選擇、授粉蜂的飼養和釋放、花粉生活力問題等需要解決，建議進一步加快西瓜蜜蜂授粉技術的研發和推廣，逐步替代CPPU的應用，更好促進我國西瓜產業的發展，