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中国功能菊花的研究进展

2022-11-16张会敏鲜小林

中国农学通报 2022年14期
关键词:绿原黄酮菊花

张会敏,陈 睿,鲜小林

(1成都理工大学旅游与城乡规划学院,成都 610059;2四川省农业科学院园艺研究所/农业农村部西南地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室,成都 610066)

0 前言

菊花(Dendranthema morifolium),菊科菊属多年生草本植物,在中国的文字记载中已有4000年的历史[1],3000多年的栽培历史[2],品种已达3000多种[3]。菊花是中国十大名花之一,姿态婀娜、色彩明艳、花香怡人,具有极高的观赏价值;菊花还被列为花中“四君子”之一,古代文人雅士通过观、品、悟3个阶段赏菊、饮菊、画菊、喻菊,在秋霜中傲立的菊花常被人隐喻高洁、隐逸、坚毅的品质,有着亘古不变的文化价值。

作为药食同源的典型植物,菊花具有良好的医疗保健功效,如疏风、清热、名目、解毒等,传统上主要用于治疗头痛、晕眩、木赤、心胸烦热、痔疮、肿毒等症。李时珍《本草纲目》中记载“菊能利五脉,调四肢,治头风热补。”《本草备药》中记载:“菊花味兼甘苦,性禀平和,备受四气,饱经霜露,得金水之精,益肺肾二脏。”《神农本草经》中也记录“久饮菊花茶,能够利气血,使身体轻盈,能耐老而延寿。”现代药理学研究也表明,菊花中含有丰富的黄酮类、挥发油类、多种氨基酸、绿原酸、各种微量元素等化学成分,具有广泛的生物活性,可抗人类免疫缺陷病毒[4]、抗炎[5]、抗癌[6]、抗氧化[7]、保护心血管[8]、抗突变、抗肿瘤[9]等,还具有抑菌镇痛、抗疲劳、降血糖、调血脂等作用[10-13]。菊花的食疗养生和医疗保健功能越来越受到重视。因此饮用菊、食用菊、药用菊等具有食药用特性的一类菊花也统称为功能菊花。

本研究就其应用形式、化学成分与作用、育种与繁殖、栽培与采后加工等方面的研究现状进行总结归纳,并对未来的发展进行分析,为进一步开发利用功能菊花的食药功效,提高生产加工效率,保障产业健康持续发展提供一定的理论依据和参考。

1 功能菊花的应用形式

菊花被大量应用于制茶、入馔和药材,制成的各类菊花产品受到消费者极大的认可和肯定。唐代人有喝菊花茶的习惯,宋代采用菊苗的鲜嫩叶做茶,明清时期菊花茶作为清凉茶饮用[14];如今通过烘干技术等手段将菊花制成菊花茶,如‘胎菊’、‘金丝皇菊’等,还可以菊花为原料制成复合饮品。菊花入馔也由来已久,早在西汉起就出现了菊花糕、菊花酒、菊花饼及菊花粥[15]等。随着时代的发展,以菊花为引子而制成的药膳食品滋补气血、延缓衰老,焖、蒸、煮、炒、烧皆宜,有良好的保健功效。菊花作为中药材应用的历史更可追溯到春秋时期,各种古代中医药典籍里都有关于它的记载。近现代药理研究发现,菊花有清热解毒、明目疏风、降压等作用,成为医疗用药的重要选择,在临床医学上的开发利用也越发受到重视。

2 化学成分研究

菊花化学成分复杂,黄酮类和苯丙素类化合物是菊花的主要成分[16]。目前研究主要集中在功能物质和营养成分,功能物质如黄酮类化合物、挥发油成分、有机酸及微量元素方面,营养成分如可溶性糖、可溶性蛋白、氨基酸、维生素、粗纤维等方面。

2.1 功能物质

2.1.1 黄酮类化合物 大多数药用植物或食用植物体内都富含黄酮类化合物,生理活性广泛,毒副作用低[17]。对心血管疾病、高血压、冠心病等有很好的医疗效果[18]。

谢占芳等[19-20]从菊花中分离得到了78种黄酮类化合物,主要为黄酮类、黄酮醇类和二氢黄酮类。张建勇等[21]对‘杭菊’和‘怀菊’2种菊花的总黄酮含量进行测定与分析,发现‘杭菊’和‘怀菊’的总黄酮含量分别为51.76 mg/g和67.83 mg/g,可见不同品种菊花的总黄酮含量存在差异。郭巧生等[22]通过对18种不同类型菊花品种的不同开花阶段的总黄酮含量进行研究,结果表明,不同类型菊花在不同花期阶段的总黄酮含量各不相同,其中异种‘大白花菊’和‘小毫菊’在舌状花和管状花全部开放时总黄酮含量最高。郭巧生等[23]还通过对不同产地、不同种类菊花的黄酮苷元含量进行测定,结果发现桐乡、江宁两地特种‘毫菊’总黄酮质量分数最高。桐乡特种‘毫菊’槲皮素和芹菜素质量分数最高,分别为4.17%和17.02%,‘射阳红心菊’木犀草素质量分数最高为6.84%;江宁异种‘大白菊’槲皮素质量分数最高为2.78%,‘射阳小白菊’木犀草素质量分数最高为4.27%,‘济菊’芹菜素质量分数最高为11.2%。说明不同种类、不同产地的菊花黄酮类成分含量存在差异。

2.1.2 挥发油 菊花中含萜类成分较多,且大部分存在于挥发油中,如单萜、倍半萜化合物及其含氧衍生物,具有抗炎、抑菌、解热等功效。Youssef Fadia S等[24]对野菊花的挥发油成分进行研究,实验证明挥发油对3种常见病毒即单纯疱疹病毒1型(HSV-1)、甲型肝炎病毒(HAV)和水泡性口炎病毒(VSV)具有较好的抑制作用,为抗感染药物的传统应用提供了依据。姜从良等[25]对‘神农香菊’、‘杭菊’和‘贡菊’挥发油中樟脑、龙脑进行测定分析,结果发现‘神农香菊’挥发油总含量是‘贡菊’的1.5倍,是‘杭菊’的5倍,‘神农香菊’、‘杭菊’和‘贡菊’的樟脑含量分别为3.57%、2.33%、1.48%,‘神农香菊’、‘杭菊’和‘贡菊’的龙脑含量分别为4.12%、3.47%、2.93%。表明不同品种菊花的挥发油含量差异显著。马荣贵等[26]测定了‘紫花野菊’、‘小红菊’和‘野菊花’的挥发油化学成分及含量,发现前两者的挥发油主要含有丁香烯、1,8-桉叶素和β-蒎烯等28种成分,具有平喘抗炎祛痰等功效,与‘野菊花’挥发油成分有所不同,但3种菊花的樟脑含量均大于3%,为发现新药源提供了依据。孙曙光等[27]研究了不同产地‘野菊花’挥发油的化学成分,结果发现安徽及江苏的‘野菊花’挥发油成分较多,分别高达39种和33种;河南产地相对较少,仅有18~25种,但所含挥发油成分主要还是单萜类、倍半萜类及其含氧衍生物等。

2.1.3 有机酸 菊花中主要有机酸类化合物包括绿原酸、咖啡酸、咖啡酰基奎宁酸等[28-29]。绿原酸是植物体在进行有氧呼吸时产生的一种苯丙素类化合物,具有抗炎抗菌、抗肿瘤保护心血管等生理活性[30]。咖啡酸是绿原酸的水解产物[31],是一种酚酸类物质,具有抗癌、调节血小板和白细胞等作用[32]。咖啡酰奎宁酸类化合物是一种常见的天然酚酸类化合物,有抗菌、消炎、抗氧化、抗病毒和保肝等药理活性[33]。于红艳等[34]对不同产地‘野菊花’中4种有机酸含量进行测定,结果显示:绿原酸、3,4-二咖啡酰奎宁酸、3,5-二咖啡酰奎宁酸、4,5-二咖啡酰奎宁酸含量分别为0.55~2.48、2.56~3.84、3.05~7.46、1.45~3.63 mg/g。其中河南焦作产地的绿原酸含量最高为2.48 mg/g;安徽亳州产地的3,4-二咖啡酰奎宁酸、4,5-二咖啡酰奎宁酸含量最高,分别为3.84 mg/g、3.63 mg/g;河南灵宝产地的3,5-二咖啡酰奎宁酸含量最高,为7.46 mg/g[35]。戴胜等建立UPLC测定‘野菊花’中有机酸类成分含量,结果显示,绿原酸、咖啡酸、1,3-二咖啡酰奎宁酸、3,4-二咖啡酰奎宁酸、3,5-二咖啡酰奎宁酸、4,5-二咖啡酰奎宁酸等的含量分别为1.24、0.214、0.264、0.420、1.171、0.901 mg/g。张丽先等[36]测定了30批‘野菊花’中12个成分的含量,其中咖啡酸和1,3-二咖啡酰奎宁酸含量最低,分别为0.023~0.474 mg/g和0.020~0.313 mg/g。李宗等[37]检测了不同产地20批菊花样品的绿原酸含量,结果发现菊花中绿原酸含量范围为0.053%~0.388%,以干燥品计则为0.060%~0.467%,其中‘黄山贡菊’最高,‘滁菊’、‘川菊’次之,‘甘菊’最低。陈月华等[38]比较了不同产地不同品种以及不同加工方式的菊花中绿原酸的含量,其含量在0.15%~0.63%之间,其中‘贡菊’含量最高为0.63%;阴干‘小毫菊’含量最低仅0.15%,而硫熏‘小毫菊’的绿原酸含量有0.46%,明显高于阴干‘小毫菊’,可能是硫熏过程中能减少绿原酸的损失。综上可见,不同产地、不同品种菊花有机酸成分含量存在较大差异,同时水分、加工方式也会影响到菊花中绿原酸、咖啡酸及咖啡酰基奎宁酸等的含量。

2.1.4 微量元素 微量元素在调节人体液渗透压和酸碱平衡、参加人体激素调节等方面发挥着重要的生理作用[39]。Zn与人体的生长发育及视觉功能有着密切关系,Se具有抗癌及防治心血管疾病的作用,Mn催化造血机能,调节内分泌,提高免疫功能。Fe、Mn、Zn、Se对人体免疫系统都有一定的作用[40-41]。徐世伟等[42]测定了4种菊花茶中16种微量元素,包括Mg、K、Ca、Mn、Fe、Al、Co、Ni、Cu、Zn、As、Cr、Se、Cd、Pb、Hg,结果发现4种菊花均含有大量的K、Ca、Mg、Fe。吕瑞等[43]测定了‘黄山贡菊’和‘高原野菊’的微量元素含量,发现这2种菊花富含Fe、Mn和Cu,‘黄山贡菊’中Cu含量最多为197.826 μg/g,‘高原野菊’中Mn含量最高达281.800 μg/g。林慧彬等[44]对全国8个主流菊花进行了10种微量元素的含量测定。发现这8种菊花均含有人体必需的Cu、Fe、Zn、Co、Mn、Sr、Se等7种微量元素且Mn、Zn、Se的含量较高。罗石任等[45]针对不同地区的‘野菊花’进行微量元素的含量测定。结果显示不同产地之间含量有明显差距,安徽亳州的Fe含量最高为692.1 ng/g,广东佛山的Mn、Ca含量最高,分别为126.8 ng/g和4952 ng/g,安徽黄山的Mg含量最高为3018 ng/g,浙江杭州的Zn含量最高为113.3 ng/g;而河南灵宝、江苏南京、无锡等地的重金属含量较高。综上所述,菊花中含有大量人体必需的微量元素,如Cu、Mn、Fe、Se、Zn等,不同品种之间元素含量差异明显,同时受气候、环境等外界因素影响,同一品种不同产地菊花中各微量元素含量也有差异。

2.2 营养成分

2.2.1 氨基酸 氨基酸的营养成分高,有利于丰富食用菊的口感与美味。张留全等[46]针对广东当地8种主要食用菊花品种,利用主成分分析法对其营养成分指标进行综合评价,结果显示各食用菊均含丰富的氨基酸,且人体必需氨基酸占所测总氨基酸的31.19%~35.32%。其中谷氨酸含量最高。通过主成分分析综合得出‘草庵金露’营养品质最佳。张倩倩等[47]也通过对开封6种观赏菊的各主要营养成分进行测定、分析和评价,筛选出品质优良的食用菊花品种,其中黄山‘皇菊’能作为一种品质优良、富含氨基酸的茶用菊资源。

2.2.2 可溶性蛋白 可溶性蛋白为人体机能提供充足的必须氨基酸,促进人的生长发育,影响着人的身体健康,延缓人的衰老过程[48]。陈文华等[49]通过测定‘天蒙山皇菊’的主要营养成分评价它的营养价值,发现‘天蒙山皇菊’中的营养成分中:水分为8.49%、8种必需氨基酸为6.46%、蛋白质为21.41%、脂肪为4.8%、总黄酮为12%,可知‘天蒙山皇菊’是一种高蛋白的食用菊花。任传忠等[50]采用不同浓度的水杨酸水溶液对‘唐宇金秋’菊花整株进行喷雾处理,结果发现经过处理后的菊花可溶性蛋白含量相对提高。其中在花瓣直径最大时,含量趋于稳定。潘芸芸等[51]测定了4种食用菊的营养物质,其中‘SYJ2’可溶性蛋白含量最高,整体营养品质较好。

2.2.3 可溶性糖 可溶性糖对菊花花瓣起着保鲜作用的同时,极大影响着花瓣的口感,并且糖产生的营养素,为人体提供更多能量[52]。胡晓丹等[53]研究发现‘金盏菊’中可溶性糖类主要由鼠李糖、木糖、甘露糖、半乳糖和葡萄糖以及2种未知单糖构成。潘芸芸等[51]研究发现‘SYJ3’与‘SYJ1’可溶性糖含量均高于60 mg/g。李曦等[54]对‘金丝皇菊’的营养成分进行测定发现,‘金丝皇菊’的可溶性糖含量较高为19.5%,饮用口感佳。

2.2.4 维生素C维生素C是一种高活性物质,参与人体内新陈代谢过程,不仅有美白的功效,还能促进人体内抗体的形成,具有良好的保健养生作用[55]。刘萍等[56]通过对4种食用菊的花蕾期进行整株喷施15 mg/L的水杨酸水溶液,发现4种食用菊VC含量均有所提高8.92%~190.48%,其中‘古风溺水’VC含量比对照提高了190.48%。宋彦丽等[57]比较了4种药菊中的主要营养成分,结果表明,‘神农菊’和‘木兰菊’VC含量较原种有所提高,可作为高VC食品及茶饮产品开发利用。

2.2.5 粗纤维 粗纤维能够吸收肠道里的水分,促进肠道蠕动,维护着人类身体健康[58]。贺曼曼[59]对不同品种药用菊花进行基本营养成分测定,结果发现其粗纤维含量在10%~20%,‘七月菊’含量最高,‘杭白菊’含量最低仅10.45%。李曦等[54]对产于四川广元的‘金丝皇菊’营养成分进行了分析,结果表明粗纤维含量在5.2%左右;潘立超[60]对江苏徐州的‘金丝皇菊’营养成分进行了研究,发现其粗纤维含量为7.36%左右。郑广填等[61]通过对5种食用花卉的营养成分进行测定分析,发现现代月季的粗纤维含量最高,与白菊花差异较大。可见不同产地‘金丝皇菊’粗纤维含量有明显差异,结合郑广填实验结果对照,说明菊花中粗纤维含量相比于其他食用花卉来说没有优势。

在研究功能菊花药用成分时,充分考虑到菊花作为茶饮食用菊花时的口感风味。综上可得,对菊花主要营养成分的测定分析,对开发、利用更多品种食用茶饮菊花资源有重要的意义,同时也可以根据菊花营养成分含量不同,从不同的角度开发利用各品种菊花,研制有针对性的、高营养成分的茶饮、食用品及保健品。

3 功能菊花的育种与繁殖技术研究

3.1 功能菊花的育种

国内科研院所和企业在功能菊花的育种、栽培技术和深加工技术研发以及产业化发展方面在全世界处于领先水平。北京市农林科学院培育出的‘白玉1号’是国内第一个审定的茶菊和食用菊品种[62]。功能菊花的育种方式以引种、实生选种、杂交育种、芽变选种等为主[63],其中实生选种和杂交育种是最常用且最有效的方式。靳璟[64]通过实生选育对传统地被茶菊进行育种工作,获得优良单株10株,新品种2个。经过化学成分含量测定出有8个单株的绿原酸、总黄酮含量较高,其中‘繁白露’、‘早白玉’不仅化学成分高于传统品种,花期也有所提前。周建松[65]通过选育传统品种‘早小洋菊’中的优良芽变株系,培育杭白菊新品种‘金菊2号’。通过试验及样品测定发现,‘金菊2号’不仅产量增加2.82%~5.63%,含有的绿原酸、总黄酮、挥发油等功能物质含量也显著增加,对比‘早小洋菊’分别增加24.8%、7.4%和10.5%。

3.2 功能菊花的繁殖

功能菊花的繁殖主要有扦插、嫁接、分株、压条和脱毒组培等[66]。

3.2.1 扦插 毛鹏飞等[67]探索了不同浓度激素处理对药用杭菊扦插的影响,结果发现,IBA(750 mg/L)作为扦插处理的激素,生根效果最好。王茹华等[68]针对扦插基质、插穗长度以及生根粉处理几个方面对食用菊扦插繁殖成活率进行研究,发现珍珠岩基质处理的食用菊花扦插效果好于粗沙和蛭石;插穗长度为10 cm时成活率最高,并且根数最多、根系最长;经过四川省农业科学院生产的根旺生根粉稀释10倍处理后的插穗生根情况明显好于蒸馏水处理,有效提高了食用菊花的生根率。陈学锋等[69]对影响菊花扦插成活的因素进行了探究,实验结果表明相对湿度在50%~85%之间时易生根,嫩枝插穗相比较老枝插穗更容易成活,其次防止插穗切口细菌感染也是提高扦插成活率的重要因素。

3.2.2 嫁接 宋朝时期温革在《分门琐碎录》中提到:“黄白二菊各披去边皮,用麻皮扎合,其开花半黄半白。”说明菊花嫁接历史悠久。杨景慧等以黄蒿为砧木对茶用菊花进行嫁接,并以扦插苗作为对照。结果表明嫁接明显促进了‘杭白菊’、‘金丝皇菊’等的生长、花期以及成花产量;其可溶性糖、黄酮、绿原酸含量均高于扦插苗[70]。相比于操作性强、简单方便的扦插繁殖,操作复杂专业性高的嫁接繁殖能在一定程度上完善原菊花品种不良的生长特点,促进了菊花的生长。

3.2.3 分株 该方法简单便捷,但成活率较低。彭华等[71]对‘金丝皇菊’和‘晓起皇菊’采用扦插和分株法进行繁殖试验。结果表明,扦插繁殖的2种茶用皇菊的成活率、生长状况以及产量都要高于分株繁殖。徐雷等[72]通过对比分析分株和扦插繁殖的产量,发现扦插繁殖的产量明显高于分株繁殖的产量,同时采用扦插并在成花诱导完成之前适时打顶,能有效提高产量。

3.2.4 压条 压条繁殖技术是通过把母株的枝条或茎蔓压在土中,待其生根后与母株割离,形成独立的新植株的繁殖方法。压条繁殖能促进食用、茶饮菊花早活苗、早成株、早分枝,但也因枝条繁多易遭病虫聚集[73]。此种方法虽成活率较高,但分枝多,管理不便[74]。

3.2.5 脱毒种苗繁殖 脱毒种苗的培育方式能有效解决菊花因病毒感染而导致的品质、产量下降等问题[75]。刘鹏等[76]研究结果发现,高浓度的吲哚乙酸(IAA)激素与一定浓度的细胞分裂素(1 mg/L 6-BA)配比更有利于促进组织愈伤和提高成活率。1 mg/L的IAA激素处理植株的生长状况和生根情况较好,由此获得的脱毒苗植株粗壮、叶片宽大,对菊花的生长和品质有促进作用。刘辉辉[77]将杭白菊外植体置于1/2 MS培养基,光照12 h/d、光照强度25 μmol/(m2·s)、培养温度(25±2)℃的环境中进行无菌苗培养,截取脱毒苗茎段接种在0.1 mg/L 6-BA和0.1 mg/L NAA的MS培养基中,待株高约3 cm时转接到0.1 mg/L NAA的1/2 MS培养基中进行生根诱导,在根长约1 cm,根数约4~5时进行移栽成活率可达100%。在田间推广示范后发现脱毒种苗在分枝数、叶绿素、总黄酮和绿原酸等含量与常规‘杭白菊’相比,有显著提高。吴丹等[78]比较了几种茎尖分生组织培养方式。结果发现,茎尖分生组织培养、热处理结合茎尖分生组织培养和病毒唑结合茎尖分生组织培养同时脱除CVB和CSVd病毒时,脱毒率分别为16.88%、35.21%、36.62%。将脱毒后的脱毒无菌苗接种到1.0 mg/L 6-BA+0.1 mg/LNAA的MS培养基中,茎尖分生组织培养存活率最高为77.78%。通过检测发现‘滁菊’脱毒苗与非脱毒苗相比,花径、单株开花数及产量都有所提升,绿原酸含量也高出非脱毒苗9.0%。脱毒种苗繁殖技术通过对菊花病毒的有效解决,从根源上促进了菊花的生长发育,提高了菊花的优良品质和有效化学成分含量。

3.3 功能菊花的栽培技术研究

栽培方式对功能菊花的产量及化学成分含量有着重要的作用,栽培期间及栽培后的养护管理也是不可忽视的环节之一。包括土壤的改良、补苗除草、水肥管理、剪苗摘心、搭架、病虫害的防治等,其中施肥对菊花的质量有着重要的意义。

3.3.1 土壤管理 土壤质量的退化,限制了菊花对其营养元素的吸收,从而直接影响了菊花的品质。因此合理的菊花栽培田间管理技术首先要对种植地土壤进行改良,提高其土壤质量。生石灰可以按此标准撒入:746~1045 kg/hm2,或者撒入65%敌磺钠可湿性粉剂149~224 kg/hm2进行消毒,并施44776 kg/hm2腐熟厩肥和746 kg/hm2过磷酸钙作为基肥[79],有效减少土壤中病虫毒害的来源,避免对菊花产生传染性影响的同时合理改善土壤中营养成分,有利于菊花的生根及生长。吴松[80]研究表明在栽植前施厩肥或堆肥22388~37313 kg/hm2,并施用复合肥 373~597 kg/hm2,有利于菊花根系分化和壮苗的形成。李水祥等[81]使用40%甲醛400~500 mL/m2稀释50倍均匀喷洒在培养土并覆盖塑料膜封闭2~3天,或使用硫磺粉80~90 g/m2喷洒土壤并拌匀,这样既可杀死土壤中病菌,避免病菌繁殖抑制茶菊的生长,也能中和土壤酸碱性,调节土壤pH。张玉珍[73]在无公害食品饮用菊花的栽植及田间管理报告中也强调在菊花栽植前要对土壤进行施饼肥或商品有机肥2985~5970 kg/hm2,或农家肥14925~29851 kg/hm2,并配施过磷酸钙224~298 kg/hm2作为基肥。除此之外改善栽培制度,合理实施间作、轮作和套种,降低土传病发病概率[82],也有利于改善土壤质量,提高菊花对土壤中营养元素的吸收。

3.3.2 移栽定植 朱文彬[83]对菊花进行移栽时根据移栽时间确定适宜的栽种密度,5月份移栽的株行距为25 cm×40 cm,6月份移栽的株行距为20 cm×40 cm。剪去移栽苗的嫩尖,使用100倍液促根剂,500倍液50%多菌灵,500倍液50%辛硫磷混合泥浆对移栽苗进行浸蘸后移栽。陶进科等[84]比较了不同栽培株行距对野菊花的影响。结果发现宽窄行20 cm+40 cm栽培的平均株高和分枝数与等行距栽培相比增加了11.4%和49.3%;产量也有显著增加,单株花产量也有所提高。株距15 cm的菊花株高最高,但分枝数最低,产量最高,采收终期干物质积累量为657.3 g/m2;株距20 cm的单株产量最高。可见栽植密度影响菊花的产量,合理的密度促进菊花的生长发育,从而提高其产量。同时在菊花栽培后要随时清理,查漏补缺,发现死亡苗株应及时拔掉并补栽新苗,确保菊花栽植密度。

3.3.3 中耕除草 在菊花生长期要做好田园清洁,及时拔掉烧毁田间杂草和病虫枝,疏松土壤以保障土壤的透气性。朱文彬[85]在探索饮用菊高效种植技术中提到对移栽成活后的菊花,在现蕾前要进行4~5次浅除草,并进行培土以防止菊苗倒伏。及时培土也有利于防止土壤中的水分流失,增强菊花的抗旱能力。吴恒祝等[86]探索了‘皇菊’山地高效栽培的技术要点,总结出‘皇菊’在移栽7~10天后应及时浅松表层土3~5 cm,有利于菊苗生长;全年需中耕除草4~5次。刘大会等[87]设置覆盖黑地膜和无地膜2个处理研究覆盖地膜对菊花产量和品质的影响,结果发现,覆盖黑地膜有保水保肥、抑制田间杂草等作用,从而促使菊花花芽分化、提早开花,提高菊花的产量。

3.3.4 打顶摘心 对功能菊花进行打顶摘心,有利于促进菊花分枝及开花数量。在芒种前后对植株高20 cm的菊花进行第一次打顶;待第一次打顶后新长出的侧枝顶芽长达20 cm时进行第二次打顶,促使其更多的分枝生长;在秋分前后进行摘心,使其开花总数提高[88]。巨泽良等[89]为促进药菊花多分支、多开花,提高其产量,在菊花苗高22~25 cm时,掐去顶梢,留20 cm左右茎秆;待打顶后再长出的分枝约20 cm以上时,在晴天掐去顶梢再留20 cm高的第一层分枝;第三次打顶是在立秋前后,掐去顶梢,整个茎秆高约60 cm。在功能菊花生长后期,新枝的叶腋间会继续萌生新的幼芽,要随时抹掉,现蕾后也要及时除掉多余的旁蕾,集中孕蕾开花,促进顶蕾肥大。菊花植株长至50 cm[79]左右时,可对菊花进行搭架支撑,将菊茎固定在支架上,辅助菊花的生长,防止倒伏。

3.3.5 肥水管理 土壤肥力的变化和施肥的选择对植物的生长发育和开花结果有着非常重要的作用。盛蒂等[90]研究有机肥和无机肥对菊花的产量及有效化学成分含量的影响,其中有机肥猪粪的N、P、K的含量分别为14.30、9.93、13.77 g/kg;鸡粪的N、P、K含量分别为18.31、12.37、14.87 g/kg;菜籽饼的N、P、K的含量分别为56.75、9.37、8.47 g/kg。结果发现菜籽饼、猪粪、鸡粪等有机肥处理的菊花花序干质量较无机肥处理增加了3.6%~30.0%,茎叶干质量增加11.2%~37.7%;有机肥处理后菊花的总黄酮和绿原酸含量高于无机肥处理。刘大会等[87]通过将有机肥和无机肥配合使用,有机肥、N、P、K、硼砂、硫酸锌分别施用 750.0、165.0、60.0、150.0、7.5、15.0 kg/hm2,结果发现有机肥、N、P、K、硼砂、硫酸锌配合施用效果最好,该处理方式比施用有机肥+N处理的总产量提高了31.5%,总黄酮与绿原酸含量也有显著提高。土壤中含有的微量元素及在化肥配施中的微量元素对药用菊花的生长和有效化学成分含量有着重要作用。汤璐等[91]研究分析铜、锌、硒3种元素配施对药用菊花的主要有效成分和菊花中硒含量的影响,结果发现低水平铜和较高水平锌配施Cu1.8Zn21.3Se13.52,对菊花总黄酮、绿原酸成分含量的作用最明显,施用量分别是55.63 mg/g和2.59 mg/g。菊花中硒的含量随着施硒量的增加而提高,当硒的施入量为0.45~0.90 mg/kg时,菊花中的硒含量为1.32~3.36 mg/kg,既符合NY/T 600—2002富硒茶标准,也不会对人体产生危害。

3.3.6 病虫害防治 病虫害严重影响着功能菊花的品质,为了达到绿色生态高效的种植模式,要特别注意栽植后的病虫害防治。王杰等[92]通过化学、物理、生物方法防治病害虫,培养高产无污染的药菊。在移栽菊花时使用50 g辛硫磷50倍液蘸根或灌根,降低虫害对植株的危害;生长前期可利用天敌食蚜螨防治蚜虫,对蚜虫有很好的控制作用,从而减少药物对药菊的污染。植株苗及采收前1个月左右,使用菊酯类杀虫剂灭蚜,其中2.5%溴氰菊酯4000倍液效果最好,残留量仅为0.019 μg/g;或使用吡虫啉3000倍液或2%生物肥皂喷雾消灭蚜虫[93];黄江华[94]在害虫盛发期,每晚通过使用20 W、波长3650 nm的黑光灯或200 W、波长320~580 nm的高压汞灯,灯下5 cm放置加入少许洗衣粉或杀虫剂的水盆,可诱杀菊花害虫。在菊花大田上方悬挂涂满橙黄广告色的30 cm×40 cm纸板,包上塑料薄膜并涂10号废机油,也可诱杀蚜虫等虫害。功能菊花常见病害有霜霉病、叶枯病等。在植株患叶枯病初期可及时摘除病叶烧毁,并喷施1100波尔多液或50代森锰锌800~1000倍液[93];菊花生长期可使用25%多菌灵500倍液防治霜霉病,500倍液的64%杀毒矾或90%乙磷铝防治叶枯病[92]。

对功能菊花的病虫害防治,要通过选育健康植株苗、脱毒组培苗和及时拔除、烧毁病虫枝叶等生态防治方法从根源上防治病虫害的滋生,同时也要在物理防治的基础上,采用适量喷洒农药施以辅助,提高菊花产量的同时减少农药残留对生态环境和菊花品质的影响。

4 功能菊花采后加工技术研究

菊花作为药食同源植物,其采后加工方法对菊花产品的品质有较大影响,如何最大程度保留其有效功能物质和营养成分,直接关系到生产方经济效益。因此,采后加工技术也是功能菊花产业链中非常重要的一环。

4.1 干燥技术研究

菊花含水量较多,不易保存,通常采用传统干燥技术、现代干燥技术和微波联合干燥技术等手段用以脱除水分,从而达到保存的目的。

潘芸芸等[95]采用50℃烘干至恒重和-80℃冷冻干燥等不同干燥技术对菊花进行加工。发现干燥方式不同,菊花中主要成分的含量有所差异。烘干的过程中可能使黄芩苷酶等降解酶类失活,导致菊花中总黄酮、氨基酸、绿原酸等含量较高。冻干菊花中可溶性糖的含量高于鲜样菊花。史晓飞等[96]探讨了4种不同干燥方式对菊花有效成分含量的影响。结果显示微波烘干虽降低了氨基酸含量,却是保持黄酮、维生素C和可溶性糖含量的最佳方式;蒸汽杀青干燥增加了黄酮和绿原酸的含量;杀青烘干增加了可溶性糖的含量;烘箱烘干菊花中活性化学成分的含量更高。卢琪等[97]通过热风干燥、真空干燥和自然干燥对菊花进行处理。结果表明,3种处理方式后的‘福白菊’含水量分别为12.57%、12.07%和13.22%。热风干燥和真空干燥效率较高,但前者影响菊花的颜色、形状和口感;后者使得菊花中氨基酸含量得以更好的保存,但口感不佳;自然干燥的菊花总黄酮含量高,抗氧化能力最好,但效率较低。

4.2 保鲜技术研究

菊花在采摘离体后,原来的水分平衡被打破,养分缺失,会导致菊花的快速蔫萎,菊花的主要成分含量也发生较大变化,因此在作为鲜食食材时,基本都是现采现用。目前有关食用菊花保鲜技术的研究与报道较少。曹琼等[98]对比不同包装方式、不同浓度苯甲酸钠保鲜剂、不同浓度抗坏血酸以及不同浓度氯化钙等因素对鲜食菊花保鲜效果的影响,结果发现0.08%苯甲酸钠、0.09%抗坏血酸、0.34%氯化钙组成的保鲜液对菊花的保鲜效果最好,成品贮藏于0℃,可存放7天,品质保持良好。

5 功能菊花开发前景

中国作为菊花起源中心,不仅种质资源丰富,对菊花的利用更是历史悠久。在许多古籍中,都有将菊花作为药材治病、食材烹饪的记载[99]。菊花富含的化学成分具有多种药理作用和养生价值,符合当代大众追求健康的消费理念,开发具有更高养生保健价值的菊花产品,是未来中国茶饮、膳食市场的发展方向。目前,中国功能菊花在育种环节还比较薄弱,缺乏自主知识产权,茶用菊花主要依靠老品种,鲜食菊花基本依靠进口,因此,加大功能菊花育种方面的人力和资金投入迫在眉睫。另一方面,作为食药饮品,功能菊花的繁殖、栽培、加工保鲜等环节如何做到绿色安全高效,都还面临着巨大挑战。此外,功能菊花的应用形式主要局限于菊花茶等初级加工产品,在提取并开发菊花的重要功效成分和精深加工方面还有很大的发展空间。

当前,全国各地正处在脱贫攻坚与乡村振兴有效衔接的关键时期。功能菊花兼具观赏和食药价值,正是集种植、加工、观赏于一体的一二三产融合发展的新型产业,在新时期对于发展生态农业、提高农民收入、改善农村环境、助力乡村振兴将起到积极作用。

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