加熱熏蒸CIPC對馬鈴薯萌芽及品質的影響

李昕昀，施雅菲，梅 猛，黃 濤，王西瑤，黃雪麗，邸雪妮

（四川農業大學農學院，四川 成都 611130）

馬鈴薯（Solanum tuberosum L.）為茄科多年生植物，是世界性蔬菜，也是一種極具開發潛力和開發價值且營養豐富的大宗農產品[1]。中國于2015年啟動“馬鈴薯主糧化”戰略，力爭在短期內將馬鈴薯發展為繼水稻、玉米、小麥之后的第四大糧食作物。預計在2020 年50%以上的馬鈴薯將作為主糧消費[2]。

CIPC（Chlorpropham）是氯苯胺靈商品通用名的簡稱，難溶于水，溶于醇類、芳香烴等大多數有機溶劑，有很好的抑芽作用[3]，在歐洲國家、美國、加拿大、日本、澳大利亞和少數發展中國家的馬鈴薯貯藏中普遍使用[4]。電加熱熏蒸法是四川農業大學農學院發明的一種藥劑施用方法，可將液體藥液通過加熱變成氣霧狀與受體物接觸，廣泛應用消毒、病蟲害防治、倉貯等領域。

為適應不斷擴大的馬鈴薯種植規模，找到一種新型的可延緩馬鈴薯塊莖萌芽，維持塊莖良好品質的貯藏方法，簡化抑芽處理流程，降低使用成本，實現馬鈴薯的安全貯藏，四川農業大學農學院自主創新研發出馬鈴薯控芽劑電加熱熏蒸體系。本研究通過電加熱熏蒸CIPC與傳統噴施CIPC對馬鈴薯塊莖處理后，對比二者對塊莖萌芽和品質指標的影響差異，驗證電加熱熏蒸體系對馬鈴薯抑芽保鮮效果，為推廣應用控芽劑電加熱熏蒸體系提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與試劑

試驗材料：短休眠期馬鈴薯品種‘費烏瑞它’；藥劑：97%氯苯胺靈原藥（四川國光農化）以及還原糖、淀粉、淀粉酶活性等測定需要的藥劑。

1.2 儀器與設備

紙箱（0.6 m×0.6 m×1.0 m）、馬鈴薯抑芽劑加熱熏蒸裝置（四川農業大學馬鈴薯研發中心提供）、電子臺秤、分析天平以及還原糖、淀粉、淀粉酶活性等測定需要的設備。

1.3 試驗方法

1.3.1 樣品處理

馬鈴薯于2017 年5 月收獲后，選取大小均一、無腐爛、無病蟲害的（80～90 mm）作為試驗材料，按每箱50個馬鈴薯裝箱，敞口在20 ℃、相對濕度80%的避光條件下放置1周，進行傷口愈合后，進行相關試驗。

處理前，將每個組的馬鈴薯進行稱重，根據其實際重量及處理劑濃度要求稱取適量的CIPC，并用乙醇溶解，定容至40 mL，裝入儲液瓶以備熏蒸或噴施。

1.3.2 試驗設計

試驗共設2個處理。處理1：加熱熏蒸（CIPC濃度為30 mg/kg）；處理2：噴霧（CIPC濃度為30 mg/kg）；空白對照不做任何處理。在收獲后第30 d，對馬鈴薯進行處理，每個處理重復3次。

熏蒸時，將馬鈴薯放入紙箱（0.6 m × 0.6 m ×1.0 m），安好熏蒸裝置，將紙箱封閉，通電熏蒸，熏蒸周期為7 d（每2 h熏蒸13 min，下同）；噴霧組采用噴壺將配制的溶液在7 d內全部噴施于待試馬鈴薯。處理后，在溫度20 ℃，相對濕度80%條件下貯藏。

1.3.3 指標測定

馬鈴薯發芽率的測定：從貯藏第30 d起，每10 d測定1次馬鈴薯的發芽情況，發芽的標準為薯塊萌發出≥2 mm以上的芽；發芽率（%）=（發芽薯塊數/總薯塊數）×100，并在貯藏第80 d時從各處理中選擇具有代表性的馬鈴薯進行拍照。

馬鈴薯重量損耗：在馬鈴薯貯藏初期、80 d測定馬鈴薯的重量。

失重率（%）=（初始塊莖重量-貯藏后塊莖重量）/初始塊莖重量×100

干物質含量測定：從貯藏第30 d起，每10 d測定一次馬鈴薯的干物質含量（切片烘干法）。

馬鈴薯塊莖可溶性糖的測定：從貯藏第20 d起，采用蒽酮比色法[5]每15 d測定一次馬鈴薯可溶性糖含量（DW）。

馬鈴薯塊莖淀粉含量測定：從貯藏第20 d起，采用碘比色法[6]每15 d測定一次馬鈴薯淀粉含量（DW）。

馬鈴薯塊莖淀粉酶活性測定：從貯藏第20 d起，參照門福義和劉夢蕓[7]的方法每15 d測定一次馬鈴薯α-淀粉酶活性。

馬鈴薯休眠的判定：在貯藏過程中，馬鈴薯發芽率在某時刻極顯著高于上個測定時刻，則稱該時刻開始，馬鈴薯開始解除休眠。

2 結果與分析

2.1 CIPC對馬鈴薯發芽率的影響

貯藏過程中，所有處理組均有薯塊萌芽，空白對照顯示，‘費烏瑞它’在貯藏第40 d左右開始解除休眠，在第70 d全部完成休眠；采用加熱熏蒸，從貯藏后第40 d后，發芽率維持在較低水平并幾乎保持不變，貯藏第80 d時，發芽率為17.3%，采用噴霧的抑芽效果最明顯，在70 d后，其發芽率一直保持在2%（圖1）。從圖2可看出，在貯藏后的第80 d，空白對照的發芽情況最明顯，CIPC噴霧和熏蒸都造成塊莖芽眼萎縮發黑，不再生長。

熏蒸表示濃度30 mg/kg的CIPC加熱熏蒸處理；噴霧表示濃度30 mg/kg的CIPC噴霧處理。同一時間節點處理間標有不同小寫字母表示在P ＜0.05水平差異有統計學意義，大寫字母表示在P ＜0.01水平差異有統計學意義，誤差線為標準差，處理平均數多重比較采用Duncan's新復極差法。下同。Fumigation means that CIPC at 30 mg/kg was used to treat potato by heat fumigation; spray means that CIPC at 30 mg/kg was used to treat potato by spray.Treatments with different lowercase letters at the same time indicate that there is a statistically significant difference at P ＜0.05 and capital letters show statistical significance at P ＜0.01 between treatments. The error bar is standard deviation. Duncan's multiple range test is used for comparison of mean values.The same below.圖1 不同處理對馬鈴薯發芽率的影響Figure 1 Sprout rate of potato tubers under different treatments

圖2 貯藏第80 d時不同處理下馬鈴薯發芽情況Figure 2 Sprout of potato tubers under different treatments at 80th day after storage

2.2 CIPC對馬鈴薯重量損耗的影響

在貯藏80 d 時，噴霧CIPC、熏蒸CIPC、空白對照組下的馬鈴薯重量分別減少了0.05，0.05 和0.13 kg，重量損耗分別為2.69%、2.71%、6.80%，噴霧CIPC的效果顯著大于加熱熏蒸CIPC，空白對照與2個處理組均表現極顯著差異（表1）。

2.3 CIPC對馬鈴薯干物質含量的影響

所有處理下馬鈴薯干物質含量隨貯藏進行表現出先降低后增高的變化。空白對照組干物質含量由30 d的19.80%降至70 d的17.07%，在80 d時又升至17.33%。貯藏第80 d時，干物質含量相比剛開始貯藏時都有所下降，空白對照下降幅度最大，為2.47個百分點，噴霧CIPC下降幅度最低，為1.43個百分點。在貯藏80 d時，空白對照組和其他處理組的干物質含量具有極顯著差異（圖3）。

表1 不同處理對馬鈴薯重量損耗的影響Table 1 Weight loss of potato tubers under different treatments

圖3 不同處理對貯藏馬鈴薯干物質含量的影響Figure 3 Dry matter contents of potato tubers under different treatments

2.4 CIPC對馬鈴薯貯藏期淀粉含量的影響

在貯藏期間，各處理組與對照淀粉含量變化趨勢大致相同，均隨著貯藏時間的延長而逐漸降低。空白對照淀粉含量（DW）在20，35，50，65和80 d 分 別 為48.34% ， 42.26% ， 39.50% ，37.98%，36.89%，除20 d 無顯著差異外，其他時間均極顯著低于熏蒸和噴霧處理組。貯藏80 d 與貯藏20 d 相比，空白對照、熏蒸CIPC、噴霧CIPC的淀粉含量下降幅度分別為11.48 個百分點、8.63個百分點、6.19 個百分點，對照下降幅度最大，加熱熏蒸CIPC 次之，噴霧CIPC 下降幅度最低。貯藏80 d 時，CIPC 噴霧和熏蒸處理與對照均呈極顯著差異（圖4）。結果表明，無論是加熱熏蒸還是噴霧施用CIPC 都可以顯著減緩馬鈴薯塊莖中的淀粉分解。

2.5 CIPC對馬鈴薯貯藏期可溶性糖含量的影響

貯藏期間，馬鈴薯可溶性糖含量隨時間呈上升的變化趨勢。貯藏20 d到80 d，空白對照組的可溶性糖含量（DW）從3.79%上升至6.17%，與對照相比，抑芽處理組的可溶性糖含量在同一貯藏時間（除20 d）均低于對照，加熱熏蒸和噴霧CIPC均與對照呈極顯著差異。貯藏第80 d時，空白對照、加熱熏蒸CIPC 和CIPC 噴霧的可溶性糖含量分別為6.17%、4.97%和4.30%，表明加熱熏蒸和噴霧CIPC處理均能顯著減緩馬鈴薯貯藏過程中可溶性糖含量的增加（圖5）。

2.6 CIPC對馬鈴薯貯藏期α-淀粉酶活性的影響

酶活性的變化是植物體生理活性變化的具體反映。馬鈴薯在20和35 d處于休眠狀態，α-淀粉酶活性極低，空白對照組和各處理組酶活力均不超過0.11 U。50 d時對照和處理組酶活力均躍增至最高峰，對照酶活力為2.81 U，加熱熏蒸處理為1.55 U，噴霧處理的酶活性為1.31 U，此后酶活性下降。空白處理的酶活性普遍高于加熱熏蒸CIPC和CIPC噴霧處理。在貯藏80 d時，加熱熏蒸CIPC、噴霧CIPC處理與空白對照組差異極顯著（圖6）。結果表明，加熱熏蒸和噴霧施用CIPC均能降低馬鈴薯貯藏過程中α-淀粉酶的活性。

圖4 不同處理對貯藏馬鈴薯淀粉含量的影響Figure 4 Starch contents of potato tubers under different treatments

圖5 不同處理對貯藏馬鈴薯可溶性糖含量的影響Figure 5 Soluble sugar contents of potato tubers under different treatments

圖6 不同處理對馬鈴薯α-淀粉酶活性的影響Figure 6 α-amylase activities of potato tubers under different treatments

3 討 論

加熱熏蒸CIPC、噴霧CIPC都能一定程度降低馬鈴薯的萌芽，噴霧CIPC 效果優于加熱熏蒸CIPC。噴霧熏蒸CIPC可將液體CIPC藥劑充分噴施在薯塊上，使薯塊對藥劑的吸收量最大，因此效果最佳，而加熱熏蒸CIPC則是氣體藥劑作用在薯塊上，氣體具有逸散性，藥劑不能完全作用于薯塊，部分藥劑損耗，其效果會低于相同使用量下的噴霧CIPC，但這2 種方式都導致了馬鈴薯薯塊芽眼變黑、萎縮。Campbell等[8]發現，CIPC能改變馬鈴薯芽眼細胞的微管結構，阻斷細胞分裂增殖，造成細胞代謝紊亂，CIPC處理馬鈴薯可殺死芽眼，導致薯塊不再萌芽。

重量是影響馬鈴薯價值的重要指標，貯藏過程中重量損耗越大，馬鈴薯價值降低越多，加熱熏蒸CIPC、噴霧CIPC均可減緩馬鈴薯的重量損耗，噴霧的效果優于加熱熏蒸。干物質含量是衡量馬鈴薯商品性的重要指標，本研究中干物質含量隨著貯藏時間逐漸降低，這與張路[9]結果大致相似，加熱熏蒸CIPC、噴霧CIPC都能有效降低干物質含量的損失，這是因為CIPC降低了塊莖的代謝水平，減少有機物的損耗[10]。本試驗中，隨著貯藏進行，加熱熏蒸CIPC、噴霧CIPC后塊莖的淀粉減少速度變緩，可溶性糖的增加速度減緩，且α-淀粉酶活性更低，這與王彥平等[11]的研究結果基本一致。造成上述變化的原因可能是抑芽處理后，芽的生長受到抑制或不生長，對營養的消耗降低，塊莖中α-淀粉酶活性降低，從而減少了淀粉向可溶性糖的代謝，這也反過來解釋了抑芽處理后塊莖的重量損耗速度降低，干物質含量更高的結果。

由此可見，采用加熱熏蒸CIPC，噴霧施用CIPC都可以抑制馬鈴薯的萌芽，降低馬鈴薯塊莖的代謝水平，一定程度保持馬鈴薯的各項品質指標，盡管噴霧施用CIPC的效果較好，但加熱熏蒸CIPC處理后的多項指標顯示二者差異并不十分大，綜合操作性、成本、對馬鈴薯的機械損傷等因素綜合考慮，認為加熱熏蒸比噴霧的優勢更加顯著，在實際生產中具有良好的推廣潛力。

近年來藥劑加熱熏蒸施用法研究越來越熱，在醫學、植保等領域都有廣泛的應用，如防疫消毒、土壤處理、病蟲害防治等。馬鈴薯貯藏中關鍵問題是抑芽和保鮮，即減少馬鈴薯發芽情況，降低馬鈴薯腐爛，保持馬鈴薯的品質。過去一般采用噴霧、浸泡等方式對馬鈴薯進行藥劑處理，但是人工投入巨大，甚至因為浸泡或搬運造成其他次生損傷，推廣效果不理想。

近年來，國內外開始嘗試馬鈴薯貯藏藥劑的熏蒸施用方法，如Owolabi等[12]燈芯法施用香芹酮，美國阿塞托熱霧熏蒸法[13]等。加熱熏蒸具有人工投入小，施用簡單，氣體藥劑可更加均勻地作用于馬鈴薯等優勢，具有良好的應用潛力。本研究創新采用電加熱熏蒸的原理，通過試驗證明了加熱熏蒸CIPC具有良好的抑芽保鮮效果，為馬鈴薯安全貯藏提供了新的解決方案。本研究僅在實驗室模擬貯藏庫的環境下進行并驗證了加熱熏蒸CIPC對馬鈴薯的抑芽保鮮效果，但關于不同CIPC熏蒸的濃度、熏蒸的時期對馬鈴薯抑芽保鮮效果的影響仍需要進一步探索。