1-MCP 對(duì)香石竹“Sangria”切花貯藏保鮮及瓶插壽命的影響

王 帥，李玉珠，馬寶鵬，吳 丹，楊艷芹，黃 瑾

（成都新朝陽作物科學(xué)股份有限公司，四川 成都 611630）

香石竹（Dianthus caryophyllus）又名康乃馨，花色豐富，體態(tài)玲瓏，開花時(shí)間長且氣味香郁，具有重要的觀賞價(jià)值和象征意義，與菊花、月季和唐菖蒲合稱為“世界四大鮮切花”。截至2020 年，香石竹全球市場總價(jià)值達(dá)到177 億元，年復(fù)合增長率在3.2%左右，具有巨大的市場潛力。香石竹鮮切花是其采后貯藏銷售的重要形式，但鮮切花保存條件要求較高，保存時(shí)間短，在采后流通運(yùn)輸過程中損耗率達(dá)到30%以上[1]，而鹽類、營養(yǎng)物質(zhì)、殺菌劑、乙烯抑制劑、抗生素等藥劑處理可有效減緩瓶插花萎蔫，延長瓶插切花保鮮壽命[2-5]。

乙烯（Ethylene）是六大植物激素之一，在果實(shí)成熟和植物衰老過程中起著重要的調(diào)控作用[2]。在呼吸躍變型植物成熟到衰老的過程中，乙烯的累積量超過一定閾值時(shí)，便會(huì)誘導(dǎo)乙烯大量釋放，導(dǎo)致呼吸速率突然升高、果實(shí)迅速成熟衰老[6]，因此，抑制乙烯響應(yīng)是果蔬、花卉保鮮中的重要方法。1-甲基環(huán)丙烯（1-Methylcyclopropene，1-MCP）是環(huán)丙烯類化合物，與乙烯具有類似的化學(xué)結(jié)構(gòu)，可通過與乙烯受體ETR1 結(jié)合來抑制乙烯信號(hào)途徑激活[6-7]，減緩植物生理生化反應(yīng)發(fā)生，從而延長水果、蔬菜和花卉的貯運(yùn)期[8-10]，與其他類保鮮劑相比更加安全高效，已廣泛應(yīng)用于果蔬和花卉保鮮。在已有切花保鮮研究中，1-MCP對(duì)百合[10]、香石竹[11]、菲油果花[12]、玫瑰[13]、唐菖蒲[14]均有較好的保鮮效果，能有效延長花期，保持切花生理活力，但不同品種的切花對(duì)1-MCP 的敏感程度存在較大差異，且1-MCP 使用多為常溫熏蒸。隨著冷鏈技術(shù)在切花領(lǐng)域應(yīng)用的擴(kuò)大，研究冷藏條件下1-MCP的切花保鮮作用效果具有十分重要的意義。

目前，國內(nèi)外香石竹保鮮的研究主要是針對(duì)香石竹的瓶插保鮮[1,11]，對(duì)香石竹切花采后低溫貯藏和貯藏后瓶插保鮮期的研究較少。本研究重點(diǎn)分析評(píng)價(jià)了1-MCP 熏蒸處理后的香石竹鮮切花瓶插保鮮期和冷藏保鮮效果，為1-MCP 在香石竹采后保鮮和貨架期延長方面的科學(xué)應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料與試劑

香石竹“Sangria”切花，購自云南省昆明市斗南花卉交易中心，選擇開放度為1～2 級(jí)（表1）、表面無破損、生長健壯的切花，立即運(yùn)至成都新朝陽作物科學(xué)股份有限公司冷庫備用。

表1 香石竹開放度標(biāo)準(zhǔn)Table 1 The criteria of Dianthus caryophyllus maturity

0.3%1-MCP 粉劑，購自山東奧維特生物科技有限公司，制成0.03%1-MCP 粉劑備用。

1.1.2 儀器與設(shè)備

JA2003N 電子天平，上海佑科儀器儀表有限公司；Nikon D7000 相機(jī)，尼康映像儀器銷售（中國）有限公司；Sevenexcellence S478-uMix 多參數(shù)測定儀，上海重逢科學(xué)儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 1-MCP 密閉熏蒸處理

將香石竹切花放置在35 cm×30 cm×100 cm 紙箱內(nèi)，按照表2 用相同體積水溶解1-MCP 粉劑，在20 ℃、相對(duì)濕度65%條件下密閉熏蒸24 h 后通風(fēng)30 min，再挑選無損傷的香石竹進(jìn)行瓶插和低溫貯藏。

表2 香石竹藥劑處理試驗(yàn)方案Table 2 Experiment methods of chemical treatment of Dianthus caryophyllus cut flowers

1.2.2 1-MCP 有效濃度的計(jì)算

參考頡敏華等[15]的方法計(jì)算1-MCP 氣體濃度，計(jì)算公式如下：

其中：m為1-MCP 用量，g；A為保鮮劑產(chǎn)品中1-MCP的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；ρ 為1-MCP 在處理溫度下的密度，ρ=（54 g×273）/[22.4 L×（273+T）]，g/L；T為1-MCP 處理果品時(shí)處理空間的溫度，℃；V為處理空間的體積，L；C為1-MCP 的有效濃度，μL/L。

1.2.3 切花瓶插及檢測指標(biāo)

將香石竹切花從莖末端基部45°角斜切，保留莖稈長度50 cm，去除切口處以上5 cm 葉片，每個(gè)處理選取開放度一致的40 枝切花（10 枝一組，4 個(gè)重復(fù)）插入蒸餾水，使根部浸入水中5 cm 左右，25 ℃室溫下培養(yǎng)，4 次重復(fù)，定期觀察鮮花開放程度，拍照并利用Photoshop 軟件計(jì)算花朵投射面積，以各處理組香石竹鮮切花投射總面積代表花朵開放程度。

1.2.4 切花冷藏保存條件及檢測指標(biāo)

挑選1-MCP 熏蒸后無損傷的香石竹切花，將其置于2～4 ℃、相對(duì)濕度65%的冷庫中貯藏，每個(gè)處理進(jìn)行3 次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)使用15 枝切花，定期調(diào)查香石竹的開放度，記錄進(jìn)入盛花期（80%切花達(dá)到4 度開放度）的時(shí)間，對(duì)照組開放度為5 度的花朵數(shù)超過80%時(shí)，統(tǒng)計(jì)各個(gè)處理組香石竹開放度，計(jì)算開放指數(shù)、相對(duì)開放指數(shù)和開放抑制率。計(jì)算公式如下：

當(dāng)各處理組香石竹開放指數(shù)達(dá)到0.80 以上時(shí)，每個(gè)處理挑選開放程度一致的30 枝（10 枝一組，3 個(gè)重復(fù)），將挑選出的切花冷藏后按照“1.2.3”中的方法進(jìn)行瓶插調(diào)查，同時(shí)檢測鮮切花相對(duì)吸水率，使用多參數(shù)測定儀Sevenexc-ellence S478-uMix 測定花瓣相對(duì)電導(dǎo)率[16]和插花水中溶解氧、pH 值。計(jì)算公式如下：

1.2.5 數(shù)據(jù)處理

利用Photoshop CC 2022 軟件計(jì)算花朵投射面積。通過Office Excel 2021 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，采用SPSS 20.0 軟件進(jìn)行方差分析，Duncan’s 新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性檢測，使用GraphPad Prism 8 進(jìn)行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 1-MCP 熏蒸對(duì)香石竹瓶插保鮮期的影響

不同用量1-MCP 密閉熏蒸香石竹切花24 h 后，各處理組的40 枝香石竹開放度均保持為2 度。由表3 可見：在室溫條件下，瓶插水養(yǎng)6 h 后開放程度出現(xiàn)差異。其中，對(duì)照組32 枝開放度為4 度，8 枝開放度為3度，開放指數(shù)0.76；0.64 μL/L 1-MCP 處理組26 枝開放度為3 度，14 枝開放度為2 度，開放指數(shù)為0.53；1.28 μL/L 1-MCP 處理組10 枝開放度為3 度，30 枝開放度為2 度，開放指數(shù)為0.45；而1.92 μL/L 1-MCP 處理組則無明顯變化，開放指數(shù)為0.40。

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

跟蹤瓶插期間香石竹的開放度發(fā)現(xiàn)：各處理組瓶插1 d 時(shí)所有切花開放度均為4 度，平均花朵總投射面積55.23 cm2，進(jìn)入盛花期；瓶插第4 天時(shí)，CK 組和0.64 μL/L 1-MCP 處理組香石竹開放程度達(dá)到最大，花朵總投射面積分別為86.02 cm2和75.39 cm2；第6天時(shí)，對(duì)照組花朵萎蔫率達(dá)到75%，而0.64、1.28、1.92 μL/L 1-MCP 處理組的萎蔫率依次為42.5%、17.5%和2.5%（圖1）。1.28 μL/L 1-MCP 和1.92 μL/L 1-MCP 處理組花朵投射總面積持續(xù)緩慢增長，保持在盛花期，花朵最大開放程度分別推遲到第6 天和第8天，花朵總投射面積分別為66.05 cm2和75.71 cm2（圖2）。因此，1-MCP 熏蒸處理會(huì)縮小香石竹花冠面積，但可顯著延長瓶插時(shí)間，其中1.92 μL/L 1-MCP 處理組瓶插花期為8 d，比CK 組（4 d）延長了1 倍。

圖1 香石竹切花瓶插開放過程Fig. 1 The blooming process of Dianthus caryophyllus cut flowers in the vase

圖2 1-MCP 處理對(duì)室溫瓶插期間香石竹切花花冠面積變化的影響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 熏蒸對(duì)香石竹冷藏的影響

由圖3A 所示：1-MCP 熏蒸處理的香石竹切花于2～4 ℃冷藏18 d 后維持較低開放指數(shù)，且隨著1-MCP 使用濃度的升高，開放指數(shù)顯著降低（P＜0.05）。其中1.92 μL/L 1-MCP 處理的香石竹開放指數(shù)為0.46，而相同條件下CK 組香石竹開放指數(shù)為0.81。本研究采用相對(duì)開放抑制率來反映1-MCP 對(duì)花朵開放的抑制程度。由圖3B 可見：隨著1-MCP 使用濃度的升高，其對(duì)香石竹切花相對(duì)開放抑制率顯著加強(qiáng)（P＜0.05）。進(jìn)一步考察各處理組香石竹開放指數(shù)達(dá)到0.8 的出現(xiàn)時(shí)間發(fā)現(xiàn)：隨著1-MCP 使用濃度的升高，香石竹切花開放指數(shù)達(dá)0.8 出現(xiàn)的時(shí)間依次為31、84、101 d，且與CK 組差異顯著（P＜0.05）（圖3C）。因此，1-MCP 熏蒸能夠有效抑制冷藏條件下香石竹切花開放，延長鮮切花冷藏保鮮期。

圖3 1-MCP 熏蒸對(duì)香石竹切花冷藏期間相關(guān)指標(biāo)的影響Fig. 3 Effects of 1-MCP fumigation on Dianthus caryophyllus cut flowers related indicators during refrigeration

2.3 1-MCP 熏蒸對(duì)香石竹冷藏保存后瓶插花期的影響

冷藏110 d 后，挑選各處理組中開放度保持3～4度的香石竹切花進(jìn)行瓶插，發(fā)現(xiàn)其均可在瓶插1 d 后進(jìn)入盛花期，且花朵在第3 天達(dá)到最大投射面積（圖4～5）。此后，CK 組香石竹花朵開始迅速萎蔫，而1-MCP 處理組的萎蔫速度與1-MCP 濃度成反比，瓶插第11 天時(shí)，CK 組、0.64 μL/L、1.28 μL/L 和1.92 μL/L 1-MCP 處理組的萎蔫率分別為78.5%、35.7%、35.7%和7.1%。由此可見，1-MCP 處理后的香石竹冷藏后可正常開放且花期延長。

圖4 香石竹切花冷藏后瓶插開放過程Fig. 4 The blooming process of refrigerated Dianthus caryophyllus cut flowers in the vase

2.4 1-MCP 熏蒸對(duì)香石竹瓶插期間生理代謝的影響

對(duì)香石竹切花進(jìn)行瓶插，通過對(duì)瓶插期間的生理指標(biāo)監(jiān)測發(fā)現(xiàn)：瓶插前期（0～5 d），各處理組切花的相對(duì)吸水率均迅速上升，并在第5 天達(dá)到峰值，與切花開放情況基本保持一致。與CK 和0.64 μL/L 1-MCP處理相比，1.28 μL/L 1-MCP 和1.92 μL/L 1-MCP 處理可顯著增加香石竹瓶插3～11 d 的相對(duì)吸水率（P＜0.05），切花保持良好生理狀態(tài)（圖6A）?；ò晗鄬?duì)電導(dǎo)率可反映植物細(xì)胞損傷水平，花朵萎蔫造成相對(duì)電導(dǎo)率上升。在瓶插后期（5～11 d），CK 處理組花瓣相對(duì)電導(dǎo)率快速上升，第11 天時(shí)達(dá)到38.8%，而1-MCP 各處理組持續(xù)保持在10%左右，與花朵萎蔫程度結(jié)果一致（圖6B）。結(jié)果表明：1-MCP 通過延緩切花組織衰老，保持生理活性，從而增強(qiáng)復(fù)水能力、減少花瓣損傷以延長切花瓶插壽命。

圖5 1-MCP 處理對(duì)冷藏后香石竹切花瓶插期間花冠面積的影響Fig. 5 Effects of 1-MCP fumigation on corolla areas of refrigerated Dianthus caryophyllus cut flowers during vase incubation

圖6 香石竹切花瓶插過程中生理指標(biāo)變化情況Fig. 6 The physiological effects changes of Dianthus caryophyllus cut flowers during vase incubation

切花瓶插過程中的水質(zhì)變化是影響瓶插壽命的重要因素，溶解氧含量能夠反映切花消耗氧和代謝能力，瓶插前水中溶解氧含量為8 mg/L，各處理組保持一致，隨著瓶插時(shí)間的延長，水中溶解氧含量快速下降，且1.28 μL/L 和1.92 μL/L 1-MCP 處理組下降得更快，說明適宜濃度的1-MCP 處理能夠使香石竹切花保持更久的盛花期，消耗氧和代謝能力更強(qiáng)（圖6C）。香石竹瓶插采用接近中性的蒸餾水，瓶插3～7 d 水體pH 出現(xiàn)一定程度的下降，且高濃度1-MCP 處理組下降幅度更大（圖6D），推測高濃度的1-MCP 處理可通過降低水的pH 值，減少莖導(dǎo)管堵塞，抑制微生物繁殖，有利切花保鮮[3]。

3 討論與結(jié)論

香石竹切花價(jià)格易受國際市場的影響，月度均價(jià)波動(dòng)幅度較大，延緩切花的衰老可延長切花的貯藏期、貨架期、瓶插花期時(shí)間，提升切花商品性，對(duì)香石竹產(chǎn)業(yè)影響巨大?；ǘ涞拈_放、衰老伴隨著花色改變、開放度變化、花瓣失水萎蔫等一系列的生理過程，是由環(huán)境、基因、蛋白質(zhì)合成各類內(nèi)外因素共同影響的結(jié)果[17-20]。已有研究表明，通過提供養(yǎng)分、調(diào)節(jié)滲透勢(shì)、保護(hù)細(xì)胞膜的完整性、降低溶液pH、促進(jìn)花枝吸水、抑制微生物生長、控制乙烯的生成和延緩酶活性高峰出現(xiàn)時(shí)間等方式，可延長瓶插花期[21-24]。Yand 等[25]和Mcmurchie 等[26]研究表明，參與切花衰老的激素主要有乙烯和脫落酸（ABA），乙烯是直接調(diào)控花卉開放、衰老的主要激素，而脫落酸可通過誘導(dǎo)乙烯合成累積來促進(jìn)衰老[20]。香石竹是典型的呼吸躍變型植物，隨著開放度增加，其呼吸速率和乙烯生成量急劇上升，乙烯能加速躍變型切花的開放及衰老。因此，采用乙烯響應(yīng)抑制劑1-MCP 可以抑制乙烯累積，有效延長香石竹切花的壽命[27]。

1-MCP 被公認(rèn)為是目前世界上延長貯藏期和貨架期最先進(jìn)的保鮮劑，已在多種水果、蔬菜和花卉上應(yīng)用。有研究表明，采用有效濃度為1 μL/L 的1-MCP熏蒸，可有效抑制氣調(diào)貯藏過程中蘋果中CO2、乙烯和總揮發(fā)性物質(zhì)的產(chǎn)生，減緩果實(shí)硬度的下降及CO2、乙烯的產(chǎn)生，降低呼吸速率[9]；有效降低棗果實(shí)的乙烯生成量，降低呼吸速率，有效延緩果實(shí)衰老[28]；15 ℃下1-MCP 熏蒸處理可抑制西蘭花呼吸作用和乙烯生成，減少葉綠素和抗壞血酸的降解[29]。同時(shí)，Wills 等[30]研究表明：以5 μL/L 1-MCP 于20 ℃下處理番茄1 h，能夠延遲番茄的成熟時(shí)間，減少整個(gè)貯藏期間可滴定酸的損失，使番茄具有更優(yōu)的口感。De Souza等[12]研究表明，0.5 μL/L 1-MCP 處理即可抑制菲油果花花瓣顏色的變化，使其可多存放8 d。而Wei 等[10]研究表明，在百合著色期噴施30 μL/L 1-MCP，24 h后采收，并于3 ℃下貯藏，可推遲百合切花開放進(jìn)程，延長瓶插壽命。因此，不同果蔬、花卉對(duì)1-MCP 的敏感程度、使用濃度和施用方式可能有較大差異。本研究中采用有效濃度分別為0.64 μL/L、1.28 μL/L 和1.92 μL/L 的1-MCP 于室溫條件下進(jìn)行熏蒸，直接瓶插結(jié)果顯示，1-MCP 處理組的瓶插盛花期時(shí)間均延長明顯，其中有效濃度1.92 μL/L 1-MCP 處理后香石竹切花盛花期由4 d 延長至8 d（圖2）。切花冷藏試驗(yàn)中，不同濃度1-MCP 熏蒸對(duì)香石竹的花期延長明顯，這與李昀佳等[11]的研究結(jié)果一致，其中有效濃度1.92 μL/L 1-MCP 能夠?qū)⒗洳氐南闶耖_放指數(shù)為0.8 時(shí)的出現(xiàn)時(shí)間由18 d 延長至101 d。同時(shí)，冷藏后香石竹切花瓶插可正常開放，1.28 μL/L 1-MCP和1.92 μL/L 1-MCP 處理組可保持較高的吸水率和較低的花瓣電導(dǎo)率，維持切花生理活力。有學(xué)者深入研究1-MCP 處理后花卉的生理變化，發(fā)現(xiàn)該處理可使切花葉片相對(duì)含水量升高，并保持葉綠素含量，減少乙烯和丙二醛累積，提高抗氧化酶活性（過氧化氫酶、超氧化物歧化酶和過氧化物酶），抑制脂質(zhì)過氧化，起到保護(hù)細(xì)胞膜功能、延緩切花衰老等作用[13,30-31]。

隨著生物學(xué)和采后貯藏技術(shù)研究的發(fā)展，鮮切花產(chǎn)業(yè)逐漸全球化，采用切實(shí)可行的貯運(yùn)保鮮技術(shù)已成為促進(jìn)我國乃至世界鮮切花業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。本試驗(yàn)結(jié)果表明：香石竹切花采摘后采用1.92 μL/L 1-MCP 熏蒸處理，可延長切花的貯藏保鮮時(shí)間和貨架期，同時(shí)也能夠顯著延長切花的瓶插壽命。