馬鈴薯抑芽藥劑研究進展

吳明陽，李萬明，丁大杰，范香全，趙羅瓊，黃 娟，鄧 力，何藝璇

（達州市農業科學研究院，四川 達州 635000）

近年來，中國馬鈴薯產業迅猛發展，并被各級政府高度重視。2006 年農業部發布了《關于加快馬鈴薯產業發展的意見》，2008 年將馬鈴薯納入《全國優勢農產品區域布局規劃》，2016年2月發布了《關于推進馬鈴薯產業開發的指導意見》，文件決定將馬鈴薯作為主糧進行產業化開發，同時“力爭到2020年馬鈴薯種植面積擴大到1億畝以上”。

貯藏是馬鈴薯產業發展中的關鍵問題之一。貯藏過程中，馬鈴薯塊莖提早發芽，對于馬鈴薯的栽培和加工均會產生較大影響。從馬鈴薯貯藏特點來看，很多馬鈴薯品種貯藏休眠期短于上一茬收獲到下一茬種植的時間間隔，使得種薯在貯藏期間過早的發芽，導致種用價值受到嚴重影響，也為運輸帶來很多不便。從馬鈴薯加工特性來看，發芽時馬鈴薯生理代謝過程發生改變，大量消耗塊莖中的水分、養分，導致嚴重的品質劣變，并且會產生龍葵素等有毒物質，以至喪失應用價值。因此，在馬鈴薯貯藏過程中使用抑芽藥劑抑制馬鈴薯發芽、延長貯藏時間，對于馬鈴薯栽培、馬鈴薯加工都有極其重要的作用。

1 市場化的抑芽藥劑

目前，生產上常用的抑芽藥劑有氯苯胺靈、青鮮素（抑芽丹）、a-萘乙酸甲酯。其中，氯苯胺靈、青鮮素已被批準登記使用在馬鈴薯上，并且對其使用方法及限量做出了明確規定（表1）[1]。

1.1 氯苯胺靈

氯苯胺靈（Chlorpropham，簡稱CIPC），化學名為3-氯苯基氨基甲酸異丙酯，是一種高效的馬鈴薯抑芽藥劑[2-5]。歐美地區對CIPC 的研究較早，大量研究表明CIPC 能夠有效抑制馬鈴薯發芽，并能保持其品質和營養[6-10]。以CIPC 為主效成分的抑芽劑在歐洲國家、美國、加拿大、澳大利亞等的馬鈴薯貯藏中普遍使用，其抑芽效果也得到了馬鈴薯貯藏市場上的檢驗。20 世紀末中國引進了此類馬鈴薯抑芽劑[11]，進行了用量、劑型、施用方法、作用機制等大量研究，并逐漸應用在生產中。

表1 在馬鈴薯上已登記的抑芽藥劑及限量標準Table 1 Registered potato sprout growth inhibitors and their limited standards

CIPC 的抑芽效果十分顯著，常溫貯藏抑芽率在85%以上，低溫貯藏接近100%[12,13]，經CIPC 處理的馬鈴薯不發芽，或者芽萌發后停止生長并干枯死亡[3,14]。CIPC 的施用方法有熏蒸、噴霧、洗薯、粉施，每1 000 kg 馬鈴薯用量為12.5～20 g CIPC[15]。陳億兵等[16]對CIPC 用量進行研究，表明1 000 kg 馬鈴薯撒施2.5%氯苯胺靈粉劑最為適宜。孫開學[17]對CIPC 劑型進行研究，表明氯苯胺靈50%熱霧劑在用量30～40 mg/kg 對馬鈴薯抑芽有較好作用，且對馬鈴薯品質無不良影響。鐘蕾等[18,19]對CIPC 處理后馬鈴薯的生理變化進行研究，表明CIPC 處理后塊莖的生理活性處于較低狀態，淀粉、蛋白質等營養物質含量穩定，CIPC 可能通過降低馬鈴薯多酚氧化酶活性抑制發芽。劉芳等[20]對CIPC 處理后馬鈴薯品質進行研究，表明CIPC用量為0.3 g/kg 時馬鈴薯營養成分中的維生素C 含量增加15.5%，可溶性固形物增加31.0%，良好地保持了馬鈴薯的貯藏品質，減少了營養成分的損失。唐世明和曹君邁[21]研究表明，CIPC 導致馬鈴薯代謝平衡被打破，淀粉結構改變及呼吸作用被抑制，導致馬鈴薯糖含量升高、膜穩定指數降低。張欣等[22]研究表明，CIPC 主要作用在芽眼，通過影響芽眼部位的內源代謝抑制發芽。李守強等[23]研究表明，CIPC主要殘留在薯皮中，并且受馬鈴薯烹調方式和貯藏時藥劑施用方式的影響。

1.2 青鮮素

青鮮素（Maleic hydrazide，簡稱MH），又名馬來酰肼、抑芽丹，化學名為順丁烯二酸酰肼，是一種植物生長抑制劑。青鮮素可通過葉面角質層和根部吸收進入植物體內，傳導到植物生長活躍部位，影響植物的光合作用和細胞分裂，從而抑制植物芽的生長[24]。青鮮素被廣泛應用于農作物及園藝植物的生長調節，對于馬鈴薯可控制其發芽，延長貯藏期，是一種高效的馬鈴薯抑芽藥劑。

趙雙等[25]研究表明，用0.25%～0.30%的青鮮素溶液噴施田間生長的馬鈴薯葉片能抑制采后馬鈴薯的發芽，延長馬鈴薯休眠期2個月。王迪軒和胡為[26]研究結果表明，收獲前2～4周用0.2%青鮮素溶液噴施葉片，可抑制采后馬鈴薯的發芽。楊昕臻等[27]認為，應該在馬鈴薯薯塊膨大期噴灑青鮮素溶液，并且遇到降雨應補噴。宋國春等[28]研究了青鮮素在馬鈴薯應用上的安全性，表明青鮮素噴施馬鈴薯植株的安全間隔期為7 d，其在馬鈴薯植株及土壤中消解速度較快。裴明黎[29]研究了青鮮素對馬鈴薯品質及安全性的影響，表明青鮮素在抑制發芽的同時能安全、有效降低馬鈴薯的腐爛率。

1.3 α-萘乙酸甲酯

α-萘乙酸甲酯（Methyl ester of alpha-naphthylacetic acid，簡稱MENA），是一種在農業上廣泛應用的生長素類植物激素。20 世紀50 年代國外學者進行了大量的合成與應用研究，并且實行了大規模的工業生產[30]。中國將α-萘乙酸甲酯用作馬鈴薯抑芽藥劑源于20 世紀80 年代，并在此時期進行了大量的研究與應用，據文獻報道，在中國5 000 kg馬鈴薯需用α-萘乙酸甲酯100～150 g[31]。

近年來，中國對α-萘乙酸甲酯的研究較多的集中在安全性評價以及對貯藏品質的影響等方面。裴明黎[29]研究了α-萘乙酸甲酯對馬鈴薯品質及安全性的影響，表明α-萘乙酸甲酯在抑制發芽的同時能安全、有效地減少馬鈴薯水分損失，保持其商品價值。范芳和劉家偉[32]研究表明，對馬鈴薯抑芽效果最好的α-萘乙酸甲酯濃度為40 mg/kg，并且在該濃度下能維持較穩定的淀粉含量、維生素含量和蛋白質含量。

1.4 常用抑芽藥劑的負面影響

氯苯胺靈、青鮮素（抑芽丹）、a-萘乙酸甲酯抑芽效果良好，在馬鈴薯貯藏產業中廣泛應用，然而，在長期的生產應用中卻表現出一定的局限性。如Frazier 和Olsen[33]研究表明，CIPC 用于種薯抑芽不但影響產量而且還會影響薯形，CIPC 不適宜用于種薯抑芽。有文獻報道[25]，氯苯胺靈、青鮮素（抑芽丹）、a-萘乙酸甲酯3 種藥劑存在一定的安全隱患。

2 新型馬鈴薯抑芽藥劑

近年來，隨著對綠色農業的重視不斷加強，越來越多的學者致力于研究安全無毒、適用性廣的抑芽藥劑。目前，國內外學者研究發現了大量對馬鈴薯具有抑芽效果的新型化學藥劑。其中，研究較為成熟的主要有乙烯、香芹酮。

2.1 乙 烯

國內外大量學者如趙雙[15]、代紅飛[34]、Külen等[35]研究表明，外源乙烯對馬鈴薯抑芽具有較好效果，且不會對馬鈴薯造成不可逆的損傷。外源乙烯通過影響貯藏期間馬鈴薯塊莖糖代謝途徑中酸性轉化酶、蔗糖合酶、蔗糖磷酸合成酶等多種酶的活性影響塊莖的生長發育進程，從而影響馬鈴薯的休眠與發芽[34]。通常情況下，外源乙烯濃度越大，抑芽效果越好，4 μ/L的濃度下對部分特定馬鈴薯品種具有經濟有效的抑芽效果，400 μ/L的濃度下具有較好的抑芽效果[15]。

2.2 香芹酮

葛霞等[36]、崔莎[37]、Oosterhaven[38]和Karanisa等[39]研究表明，香芹酮作為天然的馬鈴薯抑芽藥劑不僅能運用于商品薯，也能適用于種薯，具有廣闊的市場開發前景。香芹酮通過抑制類異戊二烯代謝途徑中的限速酶3-羥甲基戊二酰輔酶A 還原酶的活性影響馬鈴薯芽的生長。由于香芹酮具有揮發性，因此常用熏蒸的方法處理貯藏中的馬鈴薯塊莖。研究表明，極低濃度的香芹酮處理馬鈴薯即可取得較好的抑芽作用。

2.3 其他新型抑芽藥劑

近年來，研究人員不斷發現各類新型抑芽藥劑，研發新的馬鈴薯抑芽配方，發明了馬鈴薯種薯的貯藏方法[40,41]，指出1～16 mg/L 烯效唑[42]、紫莖澤蘭干粉或紫莖澤蘭提取物[43]、香料混合物（川楝子、八角、茴香）[44]可作為抑芽藥劑用于馬鈴薯種薯貯藏。陳彥云等[45]、李守強等[46]通過試驗對比，自主研發出新的馬鈴薯抑芽配方，具有較好的抑芽效果。此外，一些萘的衍生物（如二甲基萘、二異丙基萘）、醇類化合物（如薄荷醇、香葉醇、橙花醇、壬醇、戊醇）、酯類化合物（如油菜素內酯、茉莉酮酸甲酯）、醛類化合物（如肉桂醛、乙醛）、天然植物提取物（如臭椿提取物、大蒜精油）也對馬鈴薯芽的生長有一定的抑制作用[25,27,47-49]。

3 展 望

馬鈴薯抑芽是馬鈴薯貯藏中保證種薯生產質量和產品加工原料、食用質量的關鍵技術，生產上常用的抑芽藥劑氯苯胺靈、青鮮素、α-萘乙酸甲酯因其具有使用效果好、成本低、操作方便等優點而被廣泛使用。但由于農民專業知識的缺乏、單戶貯藏掌握技術差異以及藥品本身不適用于種薯等因素使用上有一定的局限性，并且存在安全隱患，國內外大量學者對適用性更廣、更安全環保的抑芽藥劑進行了大量研究，但由于成本高、技術不成熟等原因最終未被市場化。因此，研發安全、高效、低成本的馬鈴薯藥劑并進一步推廣應用十分必要。

其次，目前研究的抑芽藥劑成分單一，大多以研究某一種藥劑對馬鈴薯的抑芽作用為主。而馬鈴薯發芽的過程是一個十分復雜的生命新陳代謝過程，每一種不同的抑芽藥劑都能從各個不同的方面影響馬鈴薯的新陳代謝從而影響發芽，因此，結合各類抑芽藥劑的優勢，發揮不同抑芽藥劑的作用，研發復合型配方抑芽藥劑具有重要意義。另外，加強馬鈴薯抑芽調控機制的研究，有助于為新型抑芽藥劑的開發、效果評價、安全性評價提供理論依據。