马铃薯抑芽药剂研究进展

吴明阳，李万明，丁大杰，范香全，赵罗琼，黄 娟，邓 力，何艺璇

（达州市农业科学研究院，四川 达州 635000）

近年来，中国马铃薯产业迅猛发展，并被各级政府高度重视。2006 年农业部发布了《关于加快马铃薯产业发展的意见》，2008 年将马铃薯纳入《全国优势农产品区域布局规划》，2016年2月发布了《关于推进马铃薯产业开发的指导意见》，文件决定将马铃薯作为主粮进行产业化开发，同时“力争到2020年马铃薯种植面积扩大到1亿亩以上”。

贮藏是马铃薯产业发展中的关键问题之一。贮藏过程中，马铃薯块茎提早发芽，对于马铃薯的栽培和加工均会产生较大影响。从马铃薯贮藏特点来看，很多马铃薯品种贮藏休眠期短于上一茬收获到下一茬种植的时间间隔，使得种薯在贮藏期间过早的发芽，导致种用价值受到严重影响，也为运输带来很多不便。从马铃薯加工特性来看，发芽时马铃薯生理代谢过程发生改变，大量消耗块茎中的水分、养分，导致严重的品质劣变，并且会产生龙葵素等有毒物质，以至丧失应用价值。因此，在马铃薯贮藏过程中使用抑芽药剂抑制马铃薯发芽、延长贮藏时间，对于马铃薯栽培、马铃薯加工都有极其重要的作用。

1 市场化的抑芽药剂

目前，生产上常用的抑芽药剂有氯苯胺灵、青鲜素（抑芽丹）、a-萘乙酸甲酯。其中，氯苯胺灵、青鲜素已被批准登记使用在马铃薯上，并且对其使用方法及限量做出了明确规定（表1）[1]。

1.1 氯苯胺灵

氯苯胺灵（Chlorpropham，简称CIPC），化学名为3-氯苯基氨基甲酸异丙酯，是一种高效的马铃薯抑芽药剂[2-5]。欧美地区对CIPC 的研究较早，大量研究表明CIPC 能够有效抑制马铃薯发芽，并能保持其品质和营养[6-10]。以CIPC 为主效成分的抑芽剂在欧洲国家、美国、加拿大、澳大利亚等的马铃薯贮藏中普遍使用，其抑芽效果也得到了马铃薯贮藏市场上的检验。20 世纪末中国引进了此类马铃薯抑芽剂[11]，进行了用量、剂型、施用方法、作用机制等大量研究，并逐渐应用在生产中。

表1 在马铃薯上已登记的抑芽药剂及限量标准Table 1 Registered potato sprout growth inhibitors and their limited standards

CIPC 的抑芽效果十分显著，常温贮藏抑芽率在85%以上，低温贮藏接近100%[12,13]，经CIPC 处理的马铃薯不发芽，或者芽萌发后停止生长并干枯死亡[3,14]。CIPC 的施用方法有熏蒸、喷雾、洗薯、粉施，每1 000 kg 马铃薯用量为12.5～20 g CIPC[15]。陈亿兵等[16]对CIPC 用量进行研究，表明1 000 kg 马铃薯撒施2.5%氯苯胺灵粉剂最为适宜。孙开学[17]对CIPC 剂型进行研究，表明氯苯胺灵50%热雾剂在用量30～40 mg/kg 对马铃薯抑芽有较好作用，且对马铃薯品质无不良影响。钟蕾等[18,19]对CIPC 处理后马铃薯的生理变化进行研究，表明CIPC 处理后块茎的生理活性处于较低状态，淀粉、蛋白质等营养物质含量稳定，CIPC 可能通过降低马铃薯多酚氧化酶活性抑制发芽。刘芳等[20]对CIPC 处理后马铃薯品质进行研究，表明CIPC用量为0.3 g/kg 时马铃薯营养成分中的维生素C 含量增加15.5%，可溶性固形物增加31.0%，良好地保持了马铃薯的贮藏品质，减少了营养成分的损失。唐世明和曹君迈[21]研究表明，CIPC 导致马铃薯代谢平衡被打破，淀粉结构改变及呼吸作用被抑制，导致马铃薯糖含量升高、膜稳定指数降低。张欣等[22]研究表明，CIPC 主要作用在芽眼，通过影响芽眼部位的内源代谢抑制发芽。李守强等[23]研究表明，CIPC主要残留在薯皮中，并且受马铃薯烹调方式和贮藏时药剂施用方式的影响。

1.2 青鲜素

青鲜素（Maleic hydrazide，简称MH），又名马来酰肼、抑芽丹，化学名为顺丁烯二酸酰肼，是一种植物生长抑制剂。青鲜素可通过叶面角质层和根部吸收进入植物体内，传导到植物生长活跃部位，影响植物的光合作用和细胞分裂，从而抑制植物芽的生长[24]。青鲜素被广泛应用于农作物及园艺植物的生长调节，对于马铃薯可控制其发芽，延长贮藏期，是一种高效的马铃薯抑芽药剂。

赵双等[25]研究表明，用0.25%～0.30%的青鲜素溶液喷施田间生长的马铃薯叶片能抑制采后马铃薯的发芽，延长马铃薯休眠期2个月。王迪轩和胡为[26]研究结果表明，收获前2～4周用0.2%青鲜素溶液喷施叶片，可抑制采后马铃薯的发芽。杨昕臻等[27]认为，应该在马铃薯薯块膨大期喷洒青鲜素溶液，并且遇到降雨应补喷。宋国春等[28]研究了青鲜素在马铃薯应用上的安全性，表明青鲜素喷施马铃薯植株的安全间隔期为7 d，其在马铃薯植株及土壤中消解速度较快。裴明黎[29]研究了青鲜素对马铃薯品质及安全性的影响，表明青鲜素在抑制发芽的同时能安全、有效降低马铃薯的腐烂率。

1.3 α-萘乙酸甲酯

α-萘乙酸甲酯（Methyl ester of alpha-naphthylacetic acid，简称MENA），是一种在农业上广泛应用的生长素类植物激素。20 世纪50 年代国外学者进行了大量的合成与应用研究，并且实行了大规模的工业生产[30]。中国将α-萘乙酸甲酯用作马铃薯抑芽药剂源于20 世纪80 年代，并在此时期进行了大量的研究与应用，据文献报道，在中国5 000 kg马铃薯需用α-萘乙酸甲酯100～150 g[31]。

近年来，中国对α-萘乙酸甲酯的研究较多的集中在安全性评价以及对贮藏品质的影响等方面。裴明黎[29]研究了α-萘乙酸甲酯对马铃薯品质及安全性的影响，表明α-萘乙酸甲酯在抑制发芽的同时能安全、有效地减少马铃薯水分损失，保持其商品价值。范芳和刘家伟[32]研究表明，对马铃薯抑芽效果最好的α-萘乙酸甲酯浓度为40 mg/kg，并且在该浓度下能维持较稳定的淀粉含量、维生素含量和蛋白质含量。

1.4 常用抑芽药剂的负面影响

氯苯胺灵、青鲜素（抑芽丹）、a-萘乙酸甲酯抑芽效果良好，在马铃薯贮藏产业中广泛应用，然而，在长期的生产应用中却表现出一定的局限性。如Frazier 和Olsen[33]研究表明，CIPC 用于种薯抑芽不但影响产量而且还会影响薯形，CIPC 不适宜用于种薯抑芽。有文献报道[25]，氯苯胺灵、青鲜素（抑芽丹）、a-萘乙酸甲酯3 种药剂存在一定的安全隐患。

2 新型马铃薯抑芽药剂

近年来，随着对绿色农业的重视不断加强，越来越多的学者致力于研究安全无毒、适用性广的抑芽药剂。目前，国内外学者研究发现了大量对马铃薯具有抑芽效果的新型化学药剂。其中，研究较为成熟的主要有乙烯、香芹酮。

2.1 乙 烯

国内外大量学者如赵双[15]、代红飞[34]、Külen等[35]研究表明，外源乙烯对马铃薯抑芽具有较好效果，且不会对马铃薯造成不可逆的损伤。外源乙烯通过影响贮藏期间马铃薯块茎糖代谢途径中酸性转化酶、蔗糖合酶、蔗糖磷酸合成酶等多种酶的活性影响块茎的生长发育进程，从而影响马铃薯的休眠与发芽[34]。通常情况下，外源乙烯浓度越大，抑芽效果越好，4 μ/L的浓度下对部分特定马铃薯品种具有经济有效的抑芽效果，400 μ/L的浓度下具有较好的抑芽效果[15]。

2.2 香芹酮

葛霞等[36]、崔莎[37]、Oosterhaven[38]和Karanisa等[39]研究表明，香芹酮作为天然的马铃薯抑芽药剂不仅能运用于商品薯，也能适用于种薯，具有广阔的市场开发前景。香芹酮通过抑制类异戊二烯代谢途径中的限速酶3-羟甲基戊二酰辅酶A 还原酶的活性影响马铃薯芽的生长。由于香芹酮具有挥发性，因此常用熏蒸的方法处理贮藏中的马铃薯块茎。研究表明，极低浓度的香芹酮处理马铃薯即可取得较好的抑芽作用。

2.3 其他新型抑芽药剂

近年来，研究人员不断发现各类新型抑芽药剂，研发新的马铃薯抑芽配方，发明了马铃薯种薯的贮藏方法[40,41]，指出1～16 mg/L 烯效唑[42]、紫茎泽兰干粉或紫茎泽兰提取物[43]、香料混合物（川楝子、八角、茴香）[44]可作为抑芽药剂用于马铃薯种薯贮藏。陈彦云等[45]、李守强等[46]通过试验对比，自主研发出新的马铃薯抑芽配方，具有较好的抑芽效果。此外，一些萘的衍生物（如二甲基萘、二异丙基萘）、醇类化合物（如薄荷醇、香叶醇、橙花醇、壬醇、戊醇）、酯类化合物（如油菜素内酯、茉莉酮酸甲酯）、醛类化合物（如肉桂醛、乙醛）、天然植物提取物（如臭椿提取物、大蒜精油）也对马铃薯芽的生长有一定的抑制作用[25,27,47-49]。

3 展 望

马铃薯抑芽是马铃薯贮藏中保证种薯生产质量和产品加工原料、食用质量的关键技术，生产上常用的抑芽药剂氯苯胺灵、青鲜素、α-萘乙酸甲酯因其具有使用效果好、成本低、操作方便等优点而被广泛使用。但由于农民专业知识的缺乏、单户贮藏掌握技术差异以及药品本身不适用于种薯等因素使用上有一定的局限性，并且存在安全隐患，国内外大量学者对适用性更广、更安全环保的抑芽药剂进行了大量研究，但由于成本高、技术不成熟等原因最终未被市场化。因此，研发安全、高效、低成本的马铃薯药剂并进一步推广应用十分必要。

其次，目前研究的抑芽药剂成分单一，大多以研究某一种药剂对马铃薯的抑芽作用为主。而马铃薯发芽的过程是一个十分复杂的生命新陈代谢过程，每一种不同的抑芽药剂都能从各个不同的方面影响马铃薯的新陈代谢从而影响发芽，因此，结合各类抑芽药剂的优势，发挥不同抑芽药剂的作用，研发复合型配方抑芽药剂具有重要意义。另外，加强马铃薯抑芽调控机制的研究，有助于为新型抑芽药剂的开发、效果评价、安全性评价提供理论依据。