氯吡脲对葛根产量和品质的影响

张静　杨旭东　郭丽君　曾东强　肖冬　何龙飞　王爱勤

摘要：[目的]探讨氯吡脲对葛根产量和品质的影响，为葛根高产优质栽培和药用资源开发利用提供参考。[方法]以广西主栽品种桂葛1号为材料，在块根膨大中期分别喷施1、5、25和50 mg/L的氯吡脲溶液，以清水为对照（CK），喷施后30和60 d测定叶片叶绿素含量，喷施后6个月测定块根的生长指标、品质指标和主要药效成分含量，评价不同氯吡脲浓度对葛根产量和品质的影响。[结果]与CK相比，各氯吡脲处理均可提高葛根叶片的叶绿素含量，促进块根根长和根粗的生长，提高干物质含量；但对块根单株鲜重、淀粉和可溶性糖及药用成分含量的影响存在差异。1 mg/L浓度处理的葛根块根根粗、平均单株鲜重、干物质含量、淀粉和可溶性糖含量最高，均显著高于CK（P<0.05，下同）；5mg/L浓度处理的葛根总黄酮和葛根素含量最高，显著高于CK，块根根粗、干重、可溶性糖和纤维素含量也相对较高；25-50 mg/L浓度处理除块根纤维素含量显著高于CK外，其他品质和药效成分指标大多低于CK或与cK差异不显著（P>0.05）。[结论]块根膨大期叶面喷施氯吡脲对桂葛1号的生长、产量、品质及药效成分等会产生不同程度的影响，其中以喷施1-5 mg/L氯吡脲对提高葛根产量和品质的综合效果最佳。

关键词：葛根；氯吡脲；产量；品质

0引言

[研究意义]葛是我国卫生部公布的药食同源植物之一，其块根富含淀粉、黄酮类物质及微量元素，具有较高的医疗保健功效（吕虹等，2008）。葛根可作蔬菜食用或加工成多种药品、食品及化妆品，其市场需求量越来越大。高产、高淀粉、高糖和低纤维是食用葛根生产、加工和育种的目标；高产、高总黄酮和葛根素含量是衡量葛根药用价值的指标。如何提高葛根产量的同时保证其质量是药食同源植物生产环节的关键，因此，探寻一种安全有效的可提高葛根产量和品质并增加其食用及药用价值的方法，对葛根的开发利用具有重要意义。[前人研究进展]氯吡脲（Forchlorfenuron）别名施特优、膨大素，是一种新型高效低毒植物生长调节剂，对植物抗逆、器官形成、促花保果、提高品质等具有重要的调控作用（张卫炜和杨永珍，2006）。孙瑞红和苑克俊（2001）研究表明，葡萄开花后喷施氯吡脲，可明显提高平均单果重，使葡萄产量增加20.2%。周永丰和张寿儒（2003）研究表明，甜瓜幼果期喷施氯吡脲可显著提高坐果率，提高甜瓜产量和含糖量。孙竹波等（2006）用氯吡脲溶液涂抹西瓜雌花果柄，发现可显著提高西瓜坐果率，增加产量，并提高西瓜的糖含量和维生素C含量。王军民等（2010）在淮山块茎生长期进行叶面喷施氯吡脲溶液，结果表明，氯吡脲可促进淮山块茎增粗，提高产量和品质。吴文荣等（2010）研究发现，叶面喷施氯吡脲可促进马铃薯块茎中淀粉、维生素c和可溶性糖含量增加。宋新等（2014）研究表明，叶面喷施氯吡脲后五味子的千粒重、产量和木脂素含量均显著提高。[本研究切入点]桂葛1号是广西主栽葛根品种，具有清甜爽口、纤维少、块根圆滑等特点，备受消费者喜爱，但目前有关氯吡脲对桂葛1号产量和品质影响的研究尚无报道。[拟解决的关键问题]以桂葛1号为材料，在葛块根膨大中期采用不同浓度氯吡脲溶液进行叶面喷施处理，测定块根的形态、产量和品质指标，揭示氯吡脲对葛根品质的影响，为其高产优质栽培和药用资源开发利用提供参考。

1材料与方法

1.1试验材料

试验材料为葛品种桂葛1号，由广西藤县和平粉葛优良单株筛选而成。氯吡脲为95%-98%粉剂，购自河北生物龙生物化工有限公司。

1.2试验方法

2013年4月3日和2014年4月10日分别于广西大学农学院农科示范基地进行连续两年的种植和试验。在块根膨大中期（即2013年8月15日和2014年8月20日）分别叶面喷施1、5、25和50 mg/L的氯吡脲溶液，以清水为对照（CK），叶片正反面均喷，直到滴水为止。

喷施后30和60 d，采用3点采样法，每点随机取10株，分别采+5和+6成熟叶片测定叶绿素含量；喷施后6个月，即2014年2月和2015年2月下旬采挖葛根，同样采用3点采样法，每点随机挖取10株，除尽表面泥土后，测单株鲜重、块根根长与根粗。分别洗净晾干后，取块根切碎，105℃杀青30 min后，55℃烘干至恒重，粉碎，过60目和100目筛备用。

1.3测定项目及方法

叶绿素含量采用丙酮乙醇混合法测定（张宪政，1992）；淀粉和可溶性总糖含量采用蒽酮比色法测定（高俊凤，2006）；粗纤维含量参照张志良和瞿伟清（2003）的方法测定；总黄酮含量参照李增富和吴荣锋（2008）的方法测定。葛根素含量采用高效液相色谱法测定（满晨和干小英，2008；李洪玉等，2009）。色谱仪：Waters e2695，色谱柱：Symmetry C18（4.6mm×250.0 mm，5 um）；流动相：甲醇（色谱级）-0.1%醋酸水（30：70）；流速：1.0 mL/min；检测波长：250nm；柱温：30℃。

1.4统计分析

试验数据采用Excel 2013和SPSS 10.0进行整理和统计，显著性分析采用新复极差法，氯吡脲對葛根品质的影响采用模糊数学隶属函数法进行评价。

2结果与分析

2.1氯吡脲对桂葛1号生长和产量指标的影响

2.1.1对叶绿素含量的影响 由图1可看出，与CK相比，不同氯吡脲浓度处N30 d后，可显著提高桂葛1号叶绿素含量（P<0.05，下同），且叶绿素含量随氯吡脲浓度的增加而增加，其中50 mg/L浓度处理的叶绿素含量显著高于其他处理，1-25 mg/L浓度处理问差异不显著（P>0.05，下同）。不同氯吡脲浓度处理60 d后，此促进效应仍维持显著差异水平，其中5～50 mg/L浓度处理的叶绿素含量显著高于CK。

2.1.2对块根根长和根粗的影响 由图2和图3可看出，不同氯吡脲浓度处理均可提高桂葛1号的块根根长与根粗。与CK相比，根长增幅在8.98%-14.85%，但与CK的差异均不显著；根粗在1和5 mg/L低浓度处理下增幅较大，分别比CK显著增长23.20%和20.79%，在25和50 mg/L浓度处理下，根粗增幅较小，分别为9.19%和10.12%，与CK的差异不显著。

2.1.3对块根单株鲜重及干物质含量的影响 由图4和图5可看出，桂葛1号膨大中期叶面喷施不同浓度的氯吡脲溶液，对其块根平均单株鲜重和干物质含量有不同程度的影响。与CK相比，1 mg/L浓度处理的块根平均单株鲜重显著增加23.45%，其他氯吡脲浓度处理增产幅度较小，与CK的差异不显著；块根干物质含量除25 mg/L浓度处理外，其余浓度处理与CK的差异均达显著水平，以1 mg/L浓度处理的增产幅度最大。

2.2氯吡脲对桂葛1号品质指标的影响

2.2.1对块根淀粉含量的影响 从图6可看出，1～25 mg/L浓度处理均可提高桂葛1号块根淀粉含量，其中1 mg/L浓度处理的块根淀粉含量较CK显著增产11.42%，其余浓度处理与CK的差异不显著；氯吡脲喷施浓度升高至50 mg/L时，淀粉含量较CK下降，但差异未达显著水平。

2.2.2对块根可溶性糖含量的影响 从图7可看出，1-25 mg/L浓度处理均显著提高桂葛1号块根可溶性糖含量，增幅为45.95%-24.74%，其中以1 mg/L浓度处理的增幅最大，氯吡脲喷施浓度升高至50mg/L时，可溶性糖含量较CK下降，但差异不显著。

2.2.3对块根纤维素含量的影响 由图8可看出，桂葛1号块根纤维素含量随叶面氯吡脲喷施浓度的增加而增加，与CK相比，1 mg/L浓度处理的增幅最小，为7.64%，差异不显著；5-50 mg/L浓度处理的纤维素含量增幅为18.34%-21.56%，与CK差异显著。

2.3氯吡脲对桂葛1号药用成分的影响

2.3.1对块根总黄酮含量的影响 由图9可看出，随氯吡脲喷施浓度的增加，桂葛1号块根总黄酮含量呈先增加后降低的变化趋势，以5 mg/L浓度处理的总黄酮含量最高，较CK显著增加24.36%，其余浓度处理与CK的差异不显著。

2.3.2对块根葛根素含量的影响 由图10可看出，与CK相比，喷施1-5 mg/L氯吡脲可显著提高桂葛1号的葛根素含量，其中以5 mg/L浓度处理的葛根素含量最高，较cK显著增加124.30%；随着氯吡脲喷施浓度增加，块根葛根素含量迅速降低，其中从25mg/L浓度处理的葛根素含量最低，与CK差异显著。

2.4不同浓度氯吡脲对葛根品质影响的综合评价

采用模糊数学隶属函数法对不同氯吡脲浓度处理下块根的7个产量和品质指标进行综合评判（表1）。由表1可看出，各氯吡脲浓度处理的加权隶属函数值排序为：1 mg/L>5 mg/L>25 mg/L>CK>50mg/L。综合产量和品质指标表现，以1 mg/L浓度处理的增产效果较优；若考虑药效成分，则5 mg/L浓度处理的稳产提质效果更佳。

3讨论

3.1氯吡脲对葛根产量和品质的影响

氯吡脲提高作物产量和品质的研究已在多种作物中报道。唐湘如等（2002）研究表明，低浓度氯吡脲能增加水稻可溶性淀粉合成酶、结合态淀粉合成酶和淀粉分支酶活性，淀粉合成速率增加，淀粉合成途径与降解途径共同促进淀粉积累；而高浓度时淀粉合成速率减慢，降解途径不受抑制，淀粉积累减少。吴文荣等（2010）研究表明，盛花期叶面喷施氯吡脲可显著提高马铃薯块茎的可溶性糖、淀粉、维生素C及还原糖含量。宋新等（2014）研究表明，果实膨大期喷施氯吡脲可促进五味子果实的横径生长，同时抑制其纵径生长，提高果实的千粒重、产量和木质素含量。崔姜伟（2016）研究报道，浮萍叶绿素含量随氯吡脲浓度的增加而增加，其原理是氯吡脲使其光合作用中的电子传递过程发生变化，进而提高光合效率。

本研究结果表明，叶面喷施氯吡脲有助于桂葛1号叶片叶绿素的合成，可提高光合效率，促进光合产物的积累，与崔姜伟（2016）等的研究结果一致。此外，低浓度氯吡脲对桂葛1号块根的生长具有调控作用，可显著提高根粗、单株鲜重及干物质含量，有利于促进块根淀粉、可溶性糖、总黄酮和葛根素含量的积累；可导致葛根块根纤维化，但低浓度处理纤维化发生程度较轻。低浓度氯吡脲处理可能协调了葛根地上、地下器官一系列的生理生化进程，一方面通过提高葛根叶片叶绿素含量来提高光合效率，产生大量的光合产物向根部转移和贮藏；另一方面通过增大葛根块根细胞体积和细胞数量，促使块根细胞纵向和横向增长，扩大葛根块根作为库的容积；同时可能诱导了碳水化合物代谢途径关键酶、纤维素合成酶基因表达、上调了淀粉合成和异黄酮合成途径关键酶、纤维素合成酶活性，最终提高葛根产量和品质。但氯吡脲调控植物产量和品质的分子机理有待进一步研究。

3.2氯吡脲对葛根品质影响的综合评价

葛根是一种药食同源植物，其品质指标包括食用和药用成分。本研究中检测了桂葛1号的食用和药用成分指标，结果表明，喷施1 mg/L氯吡脲可显著提高块根产量和食用品质指标，而5 mg/L浓度处理的药用成分含量最高，但同时显著提高了块根纤维素含量。高纤维素含量影响食用葛的口感，增加加工成本。说明不同浓度处理的葛根产量和品质指标表现一定的差异，用单一指标评价不同浓度氯吡脲对葛根品质的影响存在片面性。为此，本研究利用模糊数学隶属函数法把食用与药用主要成分指标放到同一个比较平台上进行定量评价，同时兼顾产量和药用成分指标对品质的贡献（权重），结果表明，结合产量和品质指标表现，1 mg/L浓度处理的增产效果较优；若考虑药效成分，则以5 mg/L浓度处理的稳产提质效果更佳。该评价方法克服了单个指标的片面性，使药食兼顾的葛根品质评定结果更加准确而全面。本研究同时检测了桂葛1号块根的蛋白质含量，但发现各处理问无显著差异，故未将此指标列入评价体系。

3.3氯吡脲对药食同源葛根的安全问题

国内外现有的毒理学试验结果表明，氯吡脲对人和环境均较安全。目前，我国已有的猕猴桃、葡萄、西瓜、甜瓜和黃瓜的氯吡脲残留限量标准（MRL）与主要发达国家相近，按照限量标准规范使用，各类人群的氯吡脲膳食摄人风险极低，最高残留水平远低于安全界限（张志恒等，2012）。李瑞娟等（2009）、刘冰等（2013）研究表明，以有效成分20-30mg/kg氯吡脲可溶性液剂蘸猕猴桃幼果或浸泡西瓜胚，氯吡脲在猕猴桃中的半衰期为4.8-8.4 d，在土壤中的半衰期为8.8-12.7 d，药后30 d猕猴桃果实、西瓜经检测均达安全标准。本研究在葛根膨大中期进行叶面喷施有效成分1-50 mg/L氯吡脲，收获的地下块根及种植土壤与药剂均无直接接触，采收期与喷施时间相隔6个月，按照氯吡脲直接浸泡猕猴桃的半衰期5-9 d、安全期30 d标准，均符合安全期的范围。葛根的药效组分主要为3-羟基葛根素、葛根素、大豆苷和大豆苷元4种黄酮类组分（程京艳等，2014）。氯吡脲的使用是否会影响葛根药材的药效组分及矿质元素比例，进而影响药材的配伍比例和疗效（张贵君等，2007）等均有待进一步研究。

4结论

块根膨大期叶面喷施氯吡脲对桂葛1号的生长、产量、品质及药效成分等会产生不同程度的影响，其中以喷施1～5 mg/L氯吡脲对提高其产量和品质的综合效果最佳。