氯吡脲對葛根產量和品質的影響

張靜　楊旭東　郭麗君　曾東強　肖冬　何龍飛　王愛勤

摘要：[目的]探討氯吡脲對葛根產量和品質的影響，為葛根高產優質栽培和藥用資源開發利用提供參考。[方法]以廣西主栽品種桂葛1號為材料，在塊根膨大中期分別噴施1、5、25和50 mg/L的氯吡脲溶液，以清水為對照（CK），噴施后30和60 d測定葉片葉綠素含量，噴施后6個月測定塊根的生長指標、品質指標和主要藥效成分含量，評價不同氯吡脲濃度對葛根產量和品質的影響。[結果]與CK相比，各氯吡脲處理均可提高葛根葉片的葉綠素含量，促進塊根根長和根粗的生長，提高干物質含量；但對塊根單株鮮重、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，其他品質和藥效成分指標大多低于CK或與cK差異不顯著（P>0.05）。[結論]塊根膨大期葉面噴施氯吡脲對桂葛1號的生長、產量、品質及藥效成分等會產生不同程度的影響，其中以噴施1-5 mg/L氯吡脲對提高葛根產量和品質的綜合效果最佳。

關鍵詞：葛根；氯吡脲；產量；品質

0引言

[研究意義]葛是我國衛生部公布的藥食同源植物之一，其塊根富含淀粉、黃酮類物質及微量元素，具有較高的醫療保健功效（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，其市場需求量越來越大。高產、高淀粉、高糖和低纖維是食用葛根生產、加工和育種的目標；高產、高總黃酮和葛根素含量是衡量葛根藥用價值的指標。如何提高葛根產量的同時保證其質量是藥食同源植物生產環節的關鍵，因此，探尋一種安全有效的可提高葛根產量和品質并增加其食用及藥用價值的方法，對葛根的開發利用具有重要意義。[前人研究進展]氯吡脲（Forchlorfenuron）別名施特優、膨大素，是一種新型高效低毒植物生長調節劑，對植物抗逆、器官形成、促花保果、提高品質等具有重要的調控作用（張衛煒和楊永珍，2006）。孫瑞紅和苑克俊（2001）研究表明，葡萄開花后噴施氯吡脲，可明顯提高平均單果重，使葡萄產量增加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，發現可顯著提高西瓜坐果率，增加產量，并提高西瓜的糖含量和維生素C含量。王軍民等（2010）在淮山塊莖生長期進行葉面噴施氯吡脲溶液，結果表明，氯吡脲可促進淮山塊莖增粗，提高產量和品質。吳文榮等（2010）研究發現，葉面噴施氯吡脲可促進馬鈴薯塊莖中淀粉、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、產量和木脂素含量均顯著提高。[本研究切入點]桂葛1號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，備受消費者喜愛，但目前有關氯吡脲對桂葛1號產量和品質影響的研究尚無報道。[擬解決的關鍵問題]以桂葛1號為材料，在葛塊根膨大中期采用不同濃度氯吡脲溶液進行葉面噴施處理，測定塊根的形態、產量和品質指標，揭示氯吡脲對葛根品質的影響，為其高產優質栽培和藥用資源開發利用提供參考。

1材料與方法

1.1試驗材料

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

1.2試驗方法

2013年4月3日和2014年4月10日分別于廣西大學農學院農科示范基地進行連續兩年的種植和試驗。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點采樣法，每點隨機取10株，分別采+5和+6成熟葉片測定葉綠素含量；噴施后6個月，即2014年2月和2015年2月下旬采挖葛根，同樣采用3點采樣法，每點隨機挖取10株，除盡表面泥土后，測單株鮮重、塊根根長與根粗。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60目和100目篩備用。

1.3測定項目及方法

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

1.4統計分析

試驗數據采用Excel 2013和SPSS 10.0進行整理和統計，顯著性分析采用新復極差法，氯吡脲對葛根品質的影響采用模糊數學隸屬函數法進行評價。

2結果與分析

2.1氯吡脲對桂葛1號生長和產量指標的影響

2.1.1對葉綠素含量的影響 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，此促進效應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對塊根根長和根粗的影響 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號的塊根根長與根粗。與CK相比，根長增幅在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對塊根單株鮮重及干物質含量的影響 由圖4和圖5可看出，桂葛1號膨大中期葉面噴施不同濃度的氯吡脲溶液，對其塊根平均單株鮮重和干物質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幅度較小，與CK的差異不顯著；塊根干物質含量除25 mg/L濃度處理外，其余濃度處理與CK的差異均達顯著水平，以1 mg/L濃度處理的增產幅度最大。

2.2氯吡脲對桂葛1號品質指標的影響

2.2.1對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，淀粉含量較CK下降，但差異未達顯著水平。

2.2.2對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，可溶性糖含量較CK下降，但差異不顯著。

2.2.3對塊根纖維素含量的影響 由圖8可看出，桂葛1號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氯吡脲對桂葛1號藥用成分的影響

2.3.1對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號塊根總黃酮含量呈先增加后降低的變化趨勢，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不同濃度氯吡脲對葛根品質影響的綜合評價

采用模糊數學隸屬函數法對不同氯吡脲濃度處理下塊根的7個產量和品質指標進行綜合評判（表1）。由表1可看出，各氯吡脲濃度處理的加權隸屬函數值排序為：1 mg/L>5 mg/L>25 mg/L>CK>50mg/L。綜合產量和品質指標表現，以1 mg/L濃度處理的增產效果較優；若考慮藥效成分，則5 mg/L濃度處理的穩產提質效果更佳。

3討論

3.1氯吡脲對葛根產量和品質的影響

氯吡脲提高作物產量和品質的研究已在多種作物中報道。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、結合態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淀粉積累；而高濃度時淀粉合成速率減慢，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，果實膨大期噴施氯吡脲可促進五味子果實的橫徑生長，同時抑制其縱徑生長，提高果實的千粒重、產量和木質素含量。崔姜偉（2016）研究報道，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程發生變化，進而提高光合效率。

本研究結果表明，葉面噴施氯吡脲有助于桂葛1號葉片葉綠素的合成，可提高光合效率，促進光合產物的積累，與崔姜偉（2016）等的研究結果一致。此外，低濃度氯吡脲對桂葛1號塊根的生長具有調控作用，可顯著提高根粗、單株鮮重及干物質含量，有利于促進塊根淀粉、可溶性糖、總黃酮和葛根素含量的積累；可導致葛根塊根纖維化，但低濃度處理纖維化發生程度較輕。低濃度氯吡脲處理可能協調了葛根地上、地下器官一系列的生理生化進程，一方面通過提高葛根葉片葉綠素含量來提高光合效率，產生大量的光合產物向根部轉移和貯藏；另一方面通過增大葛根塊根細胞體積和細胞數量，促使塊根細胞縱向和橫向增長，擴大葛根塊根作為庫的容積；同時可能誘導了碳水化合物代謝途徑關鍵酶、纖維素合成酶基因表達、上調了淀粉合成和異黃酮合成途徑關鍵酶、纖維素合成酶活性，最終提高葛根產量和品質。但氯吡脲調控植物產量和品質的分子機理有待進一步研究。

3.2氯吡脲對葛根品質影響的綜合評價

葛根是一種藥食同源植物，其品質指標包括食用和藥用成分。本研究中檢測了桂葛1號的食用和藥用成分指標，結果表明，噴施1 mg/L氯吡脲可顯著提高塊根產量和食用品質指標，而5 mg/L濃度處理的藥用成分含量最高，但同時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。說明不同濃度處理的葛根產量和品質指標表現一定的差異，用單一指標評價不同濃度氯吡脲對葛根品質的影響存在片面性。為此，本研究利用模糊數學隸屬函數法把食用與藥用主要成分指標放到同一個比較平臺上進行定量評價，同時兼顧產量和藥用成分指標對品質的貢獻（權重），結果表明，結合產量和品質指標表現，1 mg/L濃度處理的增產效果較優；若考慮藥效成分，則以5 mg/L濃度處理的穩產提質效果更佳。該評價方法克服了單個指標的片面性，使藥食兼顧的葛根品質評定結果更加準確而全面。本研究同時檢測了桂葛1號塊根的蛋白質含量，但發現各處理問無顯著差異，故未將此指標列入評價體系。

3.3氯吡脲對藥食同源葛根的安全問題

國內外現有的毒理學試驗結果表明，氯吡脲對人和環境均較安全。目前，我國已有的獼猴桃、葡萄、西瓜、甜瓜和黃瓜的氯吡脲殘留限量標準（MRL）與主要發達國家相近，按照限量標準規范使用，各類人群的氯吡脲膳食攝人風險極低，最高殘留水平遠低于安全界限（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、西瓜經檢測均達安全標準。本研究在葛根膨大中期進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直接接觸，采收期與噴施時間相隔6個月，按照氯吡脲直接浸泡獼猴桃的半衰期5-9 d、安全期30 d標準，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種黃酮類組分（程京艷等，2014）。氯吡脲的使用是否會影響葛根藥材的藥效組分及礦質元素比例，進而影響藥材的配伍比例和療效（張貴君等，2007）等均有待進一步研究。

4結論

塊根膨大期葉面噴施氯吡脲對桂葛1號的生長、產量、品質及藥效成分等會產生不同程度的影響，其中以噴施1～5 mg/L氯吡脲對提高其產量和品質的綜合效果最佳。