氯吡脲對(duì)葛根產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

張靜　楊旭東　郭麗君　曾東強(qiáng)　肖冬　何龍飛　王愛(ài)勤

摘要：[目的]探討氯吡脲對(duì)葛根產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，為葛根高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培和藥用資源開(kāi)發(fā)利用提供參考。[方法]以廣西主栽品種桂葛1號(hào)為材料，在塊根膨大中期分別噴施1、5、25和50 mg/L的氯吡脲溶液，以清水為對(duì)照（CK），噴施后30和60 d測(cè)定葉片葉綠素含量，噴施后6個(gè)月測(cè)定塊根的生長(zhǎng)指標(biāo)、品質(zhì)指標(biāo)和主要藥效成分含量，評(píng)價(jià)不同氯吡脲濃度對(duì)葛根產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。[結(jié)果]與CK相比，各氯吡脲處理均可提高葛根葉片的葉綠素含量，促進(jìn)塊根根長(zhǎng)和根粗的生長(zhǎng)，提高干物質(zhì)含量；但對(duì)塊根單株鮮重、淀粉和可溶性糖及藥用成分含量的影響存在差異。1 mg/L濃度處理的葛根塊根根粗、平均單株鮮重、干物質(zhì)含量、淀粉和可溶性糖含量最高，均顯著高于CK（P<0.05，下同）；5mg/L濃度處理的葛根總黃酮和葛根素含量最高，顯著高于CK，塊根根粗、干重、可溶性糖和纖維素含量也相對(duì)較高；25-50 mg/L濃度處理除塊根纖維素含量顯著高于CK外，其他品質(zhì)和藥效成分指標(biāo)大多低于CK或與cK差異不顯著（P>0.05）。[結(jié)論]塊根膨大期葉面噴施氯吡脲對(duì)桂葛1號(hào)的生長(zhǎng)、產(chǎn)量、品質(zhì)及藥效成分等會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響，其中以噴施1-5 mg/L氯吡脲對(duì)提高葛根產(chǎn)量和品質(zhì)的綜合效果最佳。

關(guān)鍵詞：葛根；氯吡脲；產(chǎn)量；品質(zhì)

0引言

[研究意義]葛是我國(guó)衛(wèi)生部公布的藥食同源植物之一，其塊根富含淀粉、黃酮類(lèi)物質(zhì)及微量元素，具有較高的醫(yī)療保健功效（呂虹等，2008）。葛根可作蔬菜食用或加工成多種藥品、食品及化妝品，其市場(chǎng)需求量越來(lái)越大。高產(chǎn)、高淀粉、高糖和低纖維是食用葛根生產(chǎn)、加工和育種的目標(biāo)；高產(chǎn)、高總黃酮和葛根素含量是衡量葛根藥用價(jià)值的指標(biāo)。如何提高葛根產(chǎn)量的同時(shí)保證其質(zhì)量是藥食同源植物生產(chǎn)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵，因此，探尋一種安全有效的可提高葛根產(chǎn)量和品質(zhì)并增加其食用及藥用價(jià)值的方法，對(duì)葛根的開(kāi)發(fā)利用具有重要意義。[前人研究進(jìn)展]氯吡脲（Forchlorfenuron）別名施特優(yōu)、膨大素，是一種新型高效低毒植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，對(duì)植物抗逆、器官形成、促花保果、提高品質(zhì)等具有重要的調(diào)控作用（張衛(wèi)煒和楊永珍，2006）。孫瑞紅和苑克俊（2001）研究表明，葡萄開(kāi)花后噴施氯吡脲，可明顯提高平均單果重，使葡萄產(chǎn)量增加20.2%。周永豐和張壽儒（2003）研究表明，甜瓜幼果期噴施氯吡脲可顯著提高坐果率，提高甜瓜產(chǎn)量和含糖量。孫竹波等（2006）用氯吡脲溶液涂抹西瓜雌花果柄，發(fā)現(xiàn)可顯著提高西瓜坐果率，增加產(chǎn)量，并提高西瓜的糖含量和維生素C含量。王軍民等（2010）在淮山塊莖生長(zhǎng)期進(jìn)行葉面噴施氯吡脲溶液，結(jié)果表明，氯吡脲可促進(jìn)淮山塊莖增粗，提高產(chǎn)量和品質(zhì)。吳文榮等（2010）研究發(fā)現(xiàn)，葉面噴施氯吡脲可促進(jìn)馬鈴薯塊莖中淀粉、維生素c和可溶性糖含量增加。宋新等（2014）研究表明，葉面噴施氯吡脲后五味子的千粒重、產(chǎn)量和木脂素含量均顯著提高。[本研究切入點(diǎn)]桂葛1號(hào)是廣西主栽葛根品種，具有清甜爽口、纖維少、塊根圓滑等特點(diǎn)，備受消費(fèi)者喜愛(ài)，但目前有關(guān)氯吡脲對(duì)桂葛1號(hào)產(chǎn)量和品質(zhì)影響的研究尚無(wú)報(bào)道。[擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題]以桂葛1號(hào)為材料，在葛塊根膨大中期采用不同濃度氯吡脲溶液進(jìn)行葉面噴施處理，測(cè)定塊根的形態(tài)、產(chǎn)量和品質(zhì)指標(biāo)，揭示氯吡脲對(duì)葛根品質(zhì)的影響，為其高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培和藥用資源開(kāi)發(fā)利用提供參考。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為葛品種桂葛1號(hào)，由廣西藤縣和平粉葛優(yōu)良單株篩選而成。氯吡脲為95%-98%粉劑，購(gòu)自河北生物龍生物化工有限公司。

1.2試驗(yàn)方法

2013年4月3日和2014年4月10日分別于廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院農(nóng)科示范基地進(jìn)行連續(xù)兩年的種植和試驗(yàn)。在塊根膨大中期（即2013年8月15日和2014年8月20日）分別葉面噴施1、5、25和50 mg/L的氯吡脲溶液，以清水為對(duì)照（CK），葉片正反面均噴，直到滴水為止。

噴施后30和60 d，采用3點(diǎn)采樣法，每點(diǎn)隨機(jī)取10株，分別采+5和+6成熟葉片測(cè)定葉綠素含量；噴施后6個(gè)月，即2014年2月和2015年2月下旬采挖葛根，同樣采用3點(diǎn)采樣法，每點(diǎn)隨機(jī)挖取10株，除盡表面泥土后，測(cè)單株鮮重、塊根根長(zhǎng)與根粗。分別洗凈晾干后，取塊根切碎，105℃殺青30 min后，55℃烘干至恒重，粉碎，過(guò)60目和100目篩備用。

1.3測(cè)定項(xiàng)目及方法

葉綠素含量采用丙酮乙醇混合法測(cè)定（張憲政，1992）；淀粉和可溶性總糖含量采用蒽酮比色法測(cè)定（高俊鳳，2006）；粗纖維含量參照張志良和瞿偉清（2003）的方法測(cè)定；總黃酮含量參照李增富和吳榮鋒（2008）的方法測(cè)定。葛根素含量采用高效液相色譜法測(cè)定（滿(mǎn)晨和干小英，2008；李洪玉等，2009）。色譜儀：Waters e2695，色譜柱：Symmetry C18（4.6mm×250.0 mm，5 um）；流動(dòng)相：甲醇（色譜級(jí)）-0.1%醋酸水（30：70）；流速：1.0 mL/min；檢測(cè)波長(zhǎng)：250nm；柱溫：30℃。

1.4統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2013和SPSS 10.0進(jìn)行整理和統(tǒng)計(jì)，顯著性分析采用新復(fù)極差法，氯吡脲對(duì)葛根品質(zhì)的影響采用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)法進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2結(jié)果與分析

2.1氯吡脲對(duì)桂葛1號(hào)生長(zhǎng)和產(chǎn)量指標(biāo)的影響

2.1.1對(duì)葉綠素含量的影響 由圖1可看出，與CK相比，不同氯吡脲濃度處N30 d后，可顯著提高桂葛1號(hào)葉綠素含量（P<0.05，下同），且葉綠素含量隨氯吡脲濃度的增加而增加，其中50 mg/L濃度處理的葉綠素含量顯著高于其他處理，1-25 mg/L濃度處理問(wèn)差異不顯著（P>0.05，下同）。不同氯吡脲濃度處理60 d后，此促進(jìn)效應(yīng)仍維持顯著差異水平，其中5～50 mg/L濃度處理的葉綠素含量顯著高于CK。

2.1.2對(duì)塊根根長(zhǎng)和根粗的影響 由圖2和圖3可看出，不同氯吡脲濃度處理均可提高桂葛1號(hào)的塊根根長(zhǎng)與根粗。與CK相比，根長(zhǎng)增幅在8.98%-14.85%，但與CK的差異均不顯著；根粗在1和5 mg/L低濃度處理下增幅較大，分別比CK顯著增長(zhǎng)23.20%和20.79%，在25和50 mg/L濃度處理下，根粗增幅較小，分別為9.19%和10.12%，與CK的差異不顯著。

2.1.3對(duì)塊根單株鮮重及干物質(zhì)含量的影響 由圖4和圖5可看出，桂葛1號(hào)膨大中期葉面噴施不同濃度的氯吡脲溶液，對(duì)其塊根平均單株鮮重和干物質(zhì)含量有不同程度的影響。與CK相比，1 mg/L濃度處理的塊根平均單株鮮重顯著增加23.45%，其他氯吡脲濃度處理增產(chǎn)幅度較小，與CK的差異不顯著；塊根干物質(zhì)含量除25 mg/L濃度處理外，其余濃度處理與CK的差異均達(dá)顯著水平，以1 mg/L濃度處理的增產(chǎn)幅度最大。

2.2氯吡脲對(duì)桂葛1號(hào)品質(zhì)指標(biāo)的影響

2.2.1對(duì)塊根淀粉含量的影響 從圖6可看出，1～25 mg/L濃度處理均可提高桂葛1號(hào)塊根淀粉含量，其中1 mg/L濃度處理的塊根淀粉含量較CK顯著增產(chǎn)11.42%，其余濃度處理與CK的差異不顯著；氯吡脲噴施濃度升高至50 mg/L時(shí)，淀粉含量較CK下降，但差異未達(dá)顯著水平。

2.2.2對(duì)塊根可溶性糖含量的影響 從圖7可看出，1-25 mg/L濃度處理均顯著提高桂葛1號(hào)塊根可溶性糖含量，增幅為45.95%-24.74%，其中以1 mg/L濃度處理的增幅最大，氯吡脲噴施濃度升高至50mg/L時(shí)，可溶性糖含量較CK下降，但差異不顯著。

2.2.3對(duì)塊根纖維素含量的影響 由圖8可看出，桂葛1號(hào)塊根纖維素含量隨葉面氯吡脲噴施濃度的增加而增加，與CK相比，1 mg/L濃度處理的增幅最小，為7.64%，差異不顯著；5-50 mg/L濃度處理的纖維素含量增幅為18.34%-21.56%，與CK差異顯著。

2.3氯吡脲對(duì)桂葛1號(hào)藥用成分的影響

2.3.1對(duì)塊根總黃酮含量的影響 由圖9可看出，隨氯吡脲噴施濃度的增加，桂葛1號(hào)塊根總黃酮含量呈先增加后降低的變化趨勢(shì)，以5 mg/L濃度處理的總黃酮含量最高，較CK顯著增加24.36%，其余濃度處理與CK的差異不顯著。

2.3.2對(duì)塊根葛根素含量的影響 由圖10可看出，與CK相比，噴施1-5 mg/L氯吡脲可顯著提高桂葛1號(hào)的葛根素含量，其中以5 mg/L濃度處理的葛根素含量最高，較cK顯著增加124.30%；隨著氯吡脲噴施濃度增加，塊根葛根素含量迅速降低，其中從25mg/L濃度處理的葛根素含量最低，與CK差異顯著。

2.4不同濃度氯吡脲對(duì)葛根品質(zhì)影響的綜合評(píng)價(jià)

采用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)法對(duì)不同氯吡脲濃度處理下塊根的7個(gè)產(chǎn)量和品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)判（表1）。由表1可看出，各氯吡脲濃度處理的加權(quán)隸屬函數(shù)值排序?yàn)椋? mg/L>5 mg/L>25 mg/L>CK>50mg/L。綜合產(chǎn)量和品質(zhì)指標(biāo)表現(xiàn)，以1 mg/L濃度處理的增產(chǎn)效果較優(yōu)；若考慮藥效成分，則5 mg/L濃度處理的穩(wěn)產(chǎn)提質(zhì)效果更佳。

3討論

3.1氯吡脲對(duì)葛根產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

氯吡脲提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)的研究已在多種作物中報(bào)道。唐湘如等（2002）研究表明，低濃度氯吡脲能增加水稻可溶性淀粉合成酶、結(jié)合態(tài)淀粉合成酶和淀粉分支酶活性，淀粉合成速率增加，淀粉合成途徑與降解途徑共同促進(jìn)淀粉積累；而高濃度時(shí)淀粉合成速率減慢，降解途徑不受抑制，淀粉積累減少。吳文榮等（2010）研究表明，盛花期葉面噴施氯吡脲可顯著提高馬鈴薯塊莖的可溶性糖、淀粉、維生素C及還原糖含量。宋新等（2014）研究表明，果實(shí)膨大期噴施氯吡脲可促進(jìn)五味子果實(shí)的橫徑生長(zhǎng)，同時(shí)抑制其縱徑生長(zhǎng)，提高果實(shí)的千粒重、產(chǎn)量和木質(zhì)素含量。崔姜偉（2016）研究報(bào)道，浮萍葉綠素含量隨氯吡脲濃度的增加而增加，其原理是氯吡脲使其光合作用中的電子傳遞過(guò)程發(fā)生變化，進(jìn)而提高光合效率。

本研究結(jié)果表明，葉面噴施氯吡脲有助于桂葛1號(hào)葉片葉綠素的合成，可提高光合效率，促進(jìn)光合產(chǎn)物的積累，與崔姜偉（2016）等的研究結(jié)果一致。此外，低濃度氯吡脲對(duì)桂葛1號(hào)塊根的生長(zhǎng)具有調(diào)控作用，可顯著提高根粗、單株鮮重及干物質(zhì)含量，有利于促進(jìn)塊根淀粉、可溶性糖、總黃酮和葛根素含量的積累；可導(dǎo)致葛根塊根纖維化，但低濃度處理纖維化發(fā)生程度較輕。低濃度氯吡脲處理可能協(xié)調(diào)了葛根地上、地下器官一系列的生理生化進(jìn)程，一方面通過(guò)提高葛根葉片葉綠素含量來(lái)提高光合效率，產(chǎn)生大量的光合產(chǎn)物向根部轉(zhuǎn)移和貯藏；另一方面通過(guò)增大葛根塊根細(xì)胞體積和細(xì)胞數(shù)量，促使塊根細(xì)胞縱向和橫向增長(zhǎng)，擴(kuò)大葛根塊根作為庫(kù)的容積；同時(shí)可能誘導(dǎo)了碳水化合物代謝途徑關(guān)鍵酶、纖維素合成酶基因表達(dá)、上調(diào)了淀粉合成和異黃酮合成途徑關(guān)鍵酶、纖維素合成酶活性，最終提高葛根產(chǎn)量和品質(zhì)。但氯吡脲調(diào)控植物產(chǎn)量和品質(zhì)的分子機(jī)理有待進(jìn)一步研究。

3.2氯吡脲對(duì)葛根品質(zhì)影響的綜合評(píng)價(jià)

葛根是一種藥食同源植物，其品質(zhì)指標(biāo)包括食用和藥用成分。本研究中檢測(cè)了桂葛1號(hào)的食用和藥用成分指標(biāo)，結(jié)果表明，噴施1 mg/L氯吡脲可顯著提高塊根產(chǎn)量和食用品質(zhì)指標(biāo)，而5 mg/L濃度處理的藥用成分含量最高，但同時(shí)顯著提高了塊根纖維素含量。高纖維素含量影響食用葛的口感，增加加工成本。說(shuō)明不同濃度處理的葛根產(chǎn)量和品質(zhì)指標(biāo)表現(xiàn)一定的差異，用單一指標(biāo)評(píng)價(jià)不同濃度氯吡脲對(duì)葛根品質(zhì)的影響存在片面性。為此，本研究利用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)法把食用與藥用主要成分指標(biāo)放到同一個(gè)比較平臺(tái)上進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，同時(shí)兼顧產(chǎn)量和藥用成分指標(biāo)對(duì)品質(zhì)的貢獻(xiàn)（權(quán)重），結(jié)果表明，結(jié)合產(chǎn)量和品質(zhì)指標(biāo)表現(xiàn)，1 mg/L濃度處理的增產(chǎn)效果較優(yōu)；若考慮藥效成分，則以5 mg/L濃度處理的穩(wěn)產(chǎn)提質(zhì)效果更佳。該評(píng)價(jià)方法克服了單個(gè)指標(biāo)的片面性，使藥食兼顧的葛根品質(zhì)評(píng)定結(jié)果更加準(zhǔn)確而全面。本研究同時(shí)檢測(cè)了桂葛1號(hào)塊根的蛋白質(zhì)含量，但發(fā)現(xiàn)各處理問(wèn)無(wú)顯著差異，故未將此指標(biāo)列入評(píng)價(jià)體系。

3.3氯吡脲對(duì)藥食同源葛根的安全問(wèn)題

國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的毒理學(xué)試驗(yàn)結(jié)果表明，氯吡脲對(duì)人和環(huán)境均較安全。目前，我國(guó)已有的獼猴桃、葡萄、西瓜、甜瓜和黃瓜的氯吡脲殘留限量標(biāo)準(zhǔn)（MRL）與主要發(fā)達(dá)國(guó)家相近，按照限量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范使用，各類(lèi)人群的氯吡脲膳食攝人風(fēng)險(xiǎn)極低，最高殘留水平遠(yuǎn)低于安全界限（張志恒等，2012）。李瑞娟等（2009）、劉冰等（2013）研究表明，以有效成分20-30mg/kg氯吡脲可溶性液劑蘸獼猴桃幼果或浸泡西瓜胚，氯吡脲在獼猴桃中的半衰期為4.8-8.4 d，在土壤中的半衰期為8.8-12.7 d，藥后30 d獼猴桃果實(shí)、西瓜經(jīng)檢測(cè)均達(dá)安全標(biāo)準(zhǔn)。本研究在葛根膨大中期進(jìn)行葉面噴施有效成分1-50 mg/L氯吡脲，收獲的地下塊根及種植土壤與藥劑均無(wú)直接接觸，采收期與噴施時(shí)間相隔6個(gè)月，按照氯吡脲直接浸泡獼猴桃的半衰期5-9 d、安全期30 d標(biāo)準(zhǔn)，均符合安全期的范圍。葛根的藥效組分主要為3-羥基葛根素、葛根素、大豆苷和大豆苷元4種黃酮類(lèi)組分（程京艷等，2014）。氯吡脲的使用是否會(huì)影響葛根藥材的藥效組分及礦質(zhì)元素比例，進(jìn)而影響藥材的配伍比例和療效（張貴君等，2007）等均有待進(jìn)一步研究。

4結(jié)論

塊根膨大期葉面噴施氯吡脲對(duì)桂葛1號(hào)的生長(zhǎng)、產(chǎn)量、品質(zhì)及藥效成分等會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響，其中以噴施1～5 mg/L氯吡脲對(duì)提高其產(chǎn)量和品質(zhì)的綜合效果最佳。