1-MCP 对香石竹“Sangria”切花贮藏保鲜及瓶插寿命的影响

王 帅，李玉珠，马宝鹏，吴 丹，杨艳芹，黄 瑾

（成都新朝阳作物科学股份有限公司，四川 成都 611630）

香石竹（Dianthus caryophyllus）又名康乃馨，花色丰富，体态玲珑，开花时间长且气味香郁，具有重要的观赏价值和象征意义，与菊花、月季和唐菖蒲合称为“世界四大鲜切花”。截至2020 年，香石竹全球市场总价值达到177 亿元，年复合增长率在3.2%左右，具有巨大的市场潜力。香石竹鲜切花是其采后贮藏销售的重要形式，但鲜切花保存条件要求较高，保存时间短，在采后流通运输过程中损耗率达到30%以上[1]，而盐类、营养物质、杀菌剂、乙烯抑制剂、抗生素等药剂处理可有效减缓瓶插花萎蔫，延长瓶插切花保鲜寿命[2-5]。

乙烯（Ethylene）是六大植物激素之一，在果实成熟和植物衰老过程中起着重要的调控作用[2]。在呼吸跃变型植物成熟到衰老的过程中，乙烯的累积量超过一定阈值时，便会诱导乙烯大量释放，导致呼吸速率突然升高、果实迅速成熟衰老[6]，因此，抑制乙烯响应是果蔬、花卉保鲜中的重要方法。1-甲基环丙烯（1-Methylcyclopropene，1-MCP）是环丙烯类化合物，与乙烯具有类似的化学结构，可通过与乙烯受体ETR1 结合来抑制乙烯信号途径激活[6-7]，减缓植物生理生化反应发生，从而延长水果、蔬菜和花卉的贮运期[8-10]，与其他类保鲜剂相比更加安全高效，已广泛应用于果蔬和花卉保鲜。在已有切花保鲜研究中，1-MCP对百合[10]、香石竹[11]、菲油果花[12]、玫瑰[13]、唐菖蒲[14]均有较好的保鲜效果，能有效延长花期，保持切花生理活力，但不同品种的切花对1-MCP 的敏感程度存在较大差异，且1-MCP 使用多为常温熏蒸。随着冷链技术在切花领域应用的扩大，研究冷藏条件下1-MCP的切花保鲜作用效果具有十分重要的意义。

目前，国内外香石竹保鲜的研究主要是针对香石竹的瓶插保鲜[1,11]，对香石竹切花采后低温贮藏和贮藏后瓶插保鲜期的研究较少。本研究重点分析评价了1-MCP 熏蒸处理后的香石竹鲜切花瓶插保鲜期和冷藏保鲜效果，为1-MCP 在香石竹采后保鲜和货架期延长方面的科学应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

香石竹“Sangria”切花，购自云南省昆明市斗南花卉交易中心，选择开放度为1～2 级（表1）、表面无破损、生长健壮的切花，立即运至成都新朝阳作物科学股份有限公司冷库备用。

表1 香石竹开放度标准Table 1 The criteria of Dianthus caryophyllus maturity

0.3%1-MCP 粉剂，购自山东奥维特生物科技有限公司，制成0.03%1-MCP 粉剂备用。

1.1.2 仪器与设备

JA2003N 电子天平，上海佑科仪器仪表有限公司；Nikon D7000 相机，尼康映像仪器销售（中国）有限公司；Sevenexcellence S478-uMix 多参数测定仪，上海重逢科学仪器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 1-MCP 密闭熏蒸处理

将香石竹切花放置在35 cm×30 cm×100 cm 纸箱内，按照表2 用相同体积水溶解1-MCP 粉剂，在20 ℃、相对湿度65%条件下密闭熏蒸24 h 后通风30 min，再挑选无损伤的香石竹进行瓶插和低温贮藏。

表2 香石竹药剂处理试验方案Table 2 Experiment methods of chemical treatment of Dianthus caryophyllus cut flowers

1.2.2 1-MCP 有效浓度的计算

参考颉敏华等[15]的方法计算1-MCP 气体浓度，计算公式如下：

其中：m为1-MCP 用量，g；A为保鲜剂产品中1-MCP的质量分数，%；ρ 为1-MCP 在处理温度下的密度，ρ=（54 g×273）/[22.4 L×（273+T）]，g/L；T为1-MCP 处理果品时处理空间的温度，℃；V为处理空间的体积，L；C为1-MCP 的有效浓度，μL/L。

1.2.3 切花瓶插及检测指标

将香石竹切花从茎末端基部45°角斜切，保留茎秆长度50 cm，去除切口处以上5 cm 叶片，每个处理选取开放度一致的40 枝切花（10 枝一组，4 个重复）插入蒸馏水，使根部浸入水中5 cm 左右，25 ℃室温下培养，4 次重复，定期观察鲜花开放程度，拍照并利用Photoshop 软件计算花朵投射面积，以各处理组香石竹鲜切花投射总面积代表花朵开放程度。

1.2.4 切花冷藏保存条件及检测指标

挑选1-MCP 熏蒸后无损伤的香石竹切花，将其置于2～4 ℃、相对湿度65%的冷库中贮藏，每个处理进行3 次重复，每个重复使用15 枝切花，定期调查香石竹的开放度，记录进入盛花期（80%切花达到4 度开放度）的时间，对照组开放度为5 度的花朵数超过80%时，统计各个处理组香石竹开放度，计算开放指数、相对开放指数和开放抑制率。计算公式如下：

当各处理组香石竹开放指数达到0.80 以上时，每个处理挑选开放程度一致的30 枝（10 枝一组，3 个重复），将挑选出的切花冷藏后按照“1.2.3”中的方法进行瓶插调查，同时检测鲜切花相对吸水率，使用多参数测定仪Sevenexc-ellence S478-uMix 测定花瓣相对电导率[16]和插花水中溶解氧、pH 值。计算公式如下：

1.2.5 数据处理

利用Photoshop CC 2022 软件计算花朵投射面积。通过Office Excel 2021 进行数据处理，采用SPSS 20.0 软件进行方差分析，Duncan’s 新复极差法进行差异显著性检测，使用GraphPad Prism 8 进行作图。

2 结果与分析

2.1 1-MCP 熏蒸对香石竹瓶插保鲜期的影响

不同用量1-MCP 密闭熏蒸香石竹切花24 h 后，各处理组的40 枝香石竹开放度均保持为2 度。由表3 可见：在室温条件下，瓶插水养6 h 后开放程度出现差异。其中，对照组32 枝开放度为4 度，8 枝开放度为3度，开放指数0.76；0.64 μL/L 1-MCP 处理组26 枝开放度为3 度，14 枝开放度为2 度，开放指数为0.53；1.28 μL/L 1-MCP 处理组10 枝开放度为3 度，30 枝开放度为2 度，开放指数为0.45；而1.92 μL/L 1-MCP 处理组则无明显变化，开放指数为0.40。

表3 不同浓度1-MCP 处理香石竹切花瓶插6 h 开放度分布Table 3 The blooming indices distribution of Dianthus caryophyllus cut flowers with different concentrations of 1-MCP treatments after 6-hour-hydroponic

跟踪瓶插期间香石竹的开放度发现：各处理组瓶插1 d 时所有切花开放度均为4 度，平均花朵总投射面积55.23 cm2，进入盛花期；瓶插第4 天时，CK 组和0.64 μL/L 1-MCP 处理组香石竹开放程度达到最大，花朵总投射面积分别为86.02 cm2和75.39 cm2；第6天时，对照组花朵萎蔫率达到75%，而0.64、1.28、1.92 μL/L 1-MCP 处理组的萎蔫率依次为42.5%、17.5%和2.5%（图1）。1.28 μL/L 1-MCP 和1.92 μL/L 1-MCP 处理组花朵投射总面积持续缓慢增长，保持在盛花期，花朵最大开放程度分别推迟到第6 天和第8天，花朵总投射面积分别为66.05 cm2和75.71 cm2（图2）。因此，1-MCP 熏蒸处理会缩小香石竹花冠面积，但可显著延长瓶插时间，其中1.92 μL/L 1-MCP 处理组瓶插花期为8 d，比CK 组（4 d）延长了1 倍。

图1 香石竹切花瓶插开放过程Fig. 1 The blooming process of Dianthus caryophyllus cut flowers in the vase

图2 1-MCP 处理对室温瓶插期间香石竹切花花冠面积变化的影响Fig. 2 Effects of 1-MCP treatments on corolla area changes of Dianthus caryophyllus cut flowers during vase incubation in room temperature

2.2 1-MCP 熏蒸对香石竹冷藏的影响

由图3A 所示：1-MCP 熏蒸处理的香石竹切花于2～4 ℃冷藏18 d 后维持较低开放指数，且随着1-MCP 使用浓度的升高，开放指数显著降低（P＜0.05）。其中1.92 μL/L 1-MCP 处理的香石竹开放指数为0.46，而相同条件下CK 组香石竹开放指数为0.81。本研究采用相对开放抑制率来反映1-MCP 对花朵开放的抑制程度。由图3B 可见：随着1-MCP 使用浓度的升高，其对香石竹切花相对开放抑制率显著加强（P＜0.05）。进一步考察各处理组香石竹开放指数达到0.8 的出现时间发现：随着1-MCP 使用浓度的升高，香石竹切花开放指数达0.8 出现的时间依次为31、84、101 d，且与CK 组差异显著（P＜0.05）（图3C）。因此，1-MCP 熏蒸能够有效抑制冷藏条件下香石竹切花开放，延长鲜切花冷藏保鲜期。

图3 1-MCP 熏蒸对香石竹切花冷藏期间相关指标的影响Fig. 3 Effects of 1-MCP fumigation on Dianthus caryophyllus cut flowers related indicators during refrigeration

2.3 1-MCP 熏蒸对香石竹冷藏保存后瓶插花期的影响

冷藏110 d 后，挑选各处理组中开放度保持3～4度的香石竹切花进行瓶插，发现其均可在瓶插1 d 后进入盛花期，且花朵在第3 天达到最大投射面积（图4～5）。此后，CK 组香石竹花朵开始迅速萎蔫，而1-MCP 处理组的萎蔫速度与1-MCP 浓度成反比，瓶插第11 天时，CK 组、0.64 μL/L、1.28 μL/L 和1.92 μL/L 1-MCP 处理组的萎蔫率分别为78.5%、35.7%、35.7%和7.1%。由此可见，1-MCP 处理后的香石竹冷藏后可正常开放且花期延长。

图4 香石竹切花冷藏后瓶插开放过程Fig. 4 The blooming process of refrigerated Dianthus caryophyllus cut flowers in the vase

2.4 1-MCP 熏蒸对香石竹瓶插期间生理代谢的影响

对香石竹切花进行瓶插，通过对瓶插期间的生理指标监测发现：瓶插前期（0～5 d），各处理组切花的相对吸水率均迅速上升，并在第5 天达到峰值，与切花开放情况基本保持一致。与CK 和0.64 μL/L 1-MCP处理相比，1.28 μL/L 1-MCP 和1.92 μL/L 1-MCP 处理可显著增加香石竹瓶插3～11 d 的相对吸水率（P＜0.05），切花保持良好生理状态（图6A）。花瓣相对电导率可反映植物细胞损伤水平，花朵萎蔫造成相对电导率上升。在瓶插后期（5～11 d），CK 处理组花瓣相对电导率快速上升，第11 天时达到38.8%，而1-MCP 各处理组持续保持在10%左右，与花朵萎蔫程度结果一致（图6B）。结果表明：1-MCP 通过延缓切花组织衰老，保持生理活性，从而增强复水能力、减少花瓣损伤以延长切花瓶插寿命。

图5 1-MCP 处理对冷藏后香石竹切花瓶插期间花冠面积的影响Fig. 5 Effects of 1-MCP fumigation on corolla areas of refrigerated Dianthus caryophyllus cut flowers during vase incubation

图6 香石竹切花瓶插过程中生理指标变化情况Fig. 6 The physiological effects changes of Dianthus caryophyllus cut flowers during vase incubation

切花瓶插过程中的水质变化是影响瓶插寿命的重要因素，溶解氧含量能够反映切花消耗氧和代谢能力，瓶插前水中溶解氧含量为8 mg/L，各处理组保持一致，随着瓶插时间的延长，水中溶解氧含量快速下降，且1.28 μL/L 和1.92 μL/L 1-MCP 处理组下降得更快，说明适宜浓度的1-MCP 处理能够使香石竹切花保持更久的盛花期，消耗氧和代谢能力更强（图6C）。香石竹瓶插采用接近中性的蒸馏水，瓶插3～7 d 水体pH 出现一定程度的下降，且高浓度1-MCP 处理组下降幅度更大（图6D），推测高浓度的1-MCP 处理可通过降低水的pH 值，减少茎导管堵塞，抑制微生物繁殖，有利切花保鲜[3]。

3 讨论与结论

香石竹切花价格易受国际市场的影响，月度均价波动幅度较大，延缓切花的衰老可延长切花的贮藏期、货架期、瓶插花期时间，提升切花商品性，对香石竹产业影响巨大。花朵的开放、衰老伴随着花色改变、开放度变化、花瓣失水萎蔫等一系列的生理过程，是由环境、基因、蛋白质合成各类内外因素共同影响的结果[17-20]。已有研究表明，通过提供养分、调节渗透势、保护细胞膜的完整性、降低溶液pH、促进花枝吸水、抑制微生物生长、控制乙烯的生成和延缓酶活性高峰出现时间等方式，可延长瓶插花期[21-24]。Yand 等[25]和Mcmurchie 等[26]研究表明，参与切花衰老的激素主要有乙烯和脱落酸（ABA），乙烯是直接调控花卉开放、衰老的主要激素，而脱落酸可通过诱导乙烯合成累积来促进衰老[20]。香石竹是典型的呼吸跃变型植物，随着开放度增加，其呼吸速率和乙烯生成量急剧上升，乙烯能加速跃变型切花的开放及衰老。因此，采用乙烯响应抑制剂1-MCP 可以抑制乙烯累积，有效延长香石竹切花的寿命[27]。

1-MCP 被公认为是目前世界上延长贮藏期和货架期最先进的保鲜剂，已在多种水果、蔬菜和花卉上应用。有研究表明，采用有效浓度为1 μL/L 的1-MCP熏蒸，可有效抑制气调贮藏过程中苹果中CO2、乙烯和总挥发性物质的产生，减缓果实硬度的下降及CO2、乙烯的产生，降低呼吸速率[9]；有效降低枣果实的乙烯生成量，降低呼吸速率，有效延缓果实衰老[28]；15 ℃下1-MCP 熏蒸处理可抑制西兰花呼吸作用和乙烯生成，减少叶绿素和抗坏血酸的降解[29]。同时，Wills 等[30]研究表明：以5 μL/L 1-MCP 于20 ℃下处理番茄1 h，能够延迟番茄的成熟时间，减少整个贮藏期间可滴定酸的损失，使番茄具有更优的口感。De Souza等[12]研究表明，0.5 μL/L 1-MCP 处理即可抑制菲油果花花瓣颜色的变化，使其可多存放8 d。而Wei 等[10]研究表明，在百合着色期喷施30 μL/L 1-MCP，24 h后采收，并于3 ℃下贮藏，可推迟百合切花开放进程，延长瓶插寿命。因此，不同果蔬、花卉对1-MCP 的敏感程度、使用浓度和施用方式可能有较大差异。本研究中采用有效浓度分别为0.64 μL/L、1.28 μL/L 和1.92 μL/L 的1-MCP 于室温条件下进行熏蒸，直接瓶插结果显示，1-MCP 处理组的瓶插盛花期时间均延长明显，其中有效浓度1.92 μL/L 1-MCP 处理后香石竹切花盛花期由4 d 延长至8 d（图2）。切花冷藏试验中，不同浓度1-MCP 熏蒸对香石竹的花期延长明显，这与李昀佳等[11]的研究结果一致，其中有效浓度1.92 μL/L 1-MCP 能够将冷藏的香石竹开放指数为0.8 时的出现时间由18 d 延长至101 d。同时，冷藏后香石竹切花瓶插可正常开放，1.28 μL/L 1-MCP和1.92 μL/L 1-MCP 处理组可保持较高的吸水率和较低的花瓣电导率，维持切花生理活力。有学者深入研究1-MCP 处理后花卉的生理变化，发现该处理可使切花叶片相对含水量升高，并保持叶绿素含量，减少乙烯和丙二醛累积，提高抗氧化酶活性（过氧化氢酶、超氧化物歧化酶和过氧化物酶），抑制脂质过氧化，起到保护细胞膜功能、延缓切花衰老等作用[13,30-31]。

随着生物学和采后贮藏技术研究的发展，鲜切花产业逐渐全球化，采用切实可行的贮运保鲜技术已成为促进我国乃至世界鲜切花业发展的关键。本试验结果表明：香石竹切花采摘后采用1.92 μL/L 1-MCP 熏蒸处理，可延长切花的贮藏保鲜时间和货架期，同时也能够显著延长切花的瓶插寿命。