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鮮切花采后生理變化特征及保鮮技術(shù)研究進(jìn)展

2017-09-15 14:41陳進(jìn)劉小林
現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技 2017年15期

陳進(jìn) 劉小林

摘要 隨著經(jīng)濟(jì)的大力發(fā)展,切花的市場(chǎng)需求與日俱增,這就使得鮮切花的保鮮至關(guān)重要。本文綜合論述了鮮切花的采后生理變化特征、目前采用的保鮮技術(shù)及其保鮮效果,以期為新型高效保鮮技術(shù)的開(kāi)發(fā)奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞 鮮切花;采后生理;保鮮技術(shù)

中圖分類號(hào) S68 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739(2017)15-0136-02

1 鮮切花概況及種類

1.1 鮮切花概況

切花是從植株活體上切取的具有觀賞價(jià)值的植物材料,如花枝、花朵和葉片。由根部將所吸收的水分、營(yíng)養(yǎng)元素及激素?zé)o法運(yùn)輸?shù)角谢ǖ倪@些器官,然而這些器官仍然可以進(jìn)行一系列消耗營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的生命活動(dòng),包括光合作用和呼吸作用。切花的保鮮是指采收鮮切花后,對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理,采用物理保鮮或添加化學(xué)物質(zhì)的方法,維持切花體內(nèi)的水分平衡及有機(jī)質(zhì)平衡,從而達(dá)到延長(zhǎng)切花壽命、提高觀賞價(jià)值及經(jīng)濟(jì)效益的目的[1]。

1.2 鮮切花種類

月季、百合、菊花及唐菖蒲為世界四大切花。在我國(guó),月季銷售額位列四大切花之首,2012年我國(guó)月季切花的種植面積為1.38萬(wàn)hm2,交易額高達(dá)31.4億元[2]。此外,我國(guó)常見(jiàn)的切花種類還包括香石竹(康乃馨)、牡丹、馬蹄蓮、紅掌、文心蘭等。本文將概述以上不同切花的采后生理特征及其相應(yīng)的保鮮技術(shù)。

2 鮮切花采后生理變化特征

2.1 水分代謝變化特征

體內(nèi)水分代謝平衡是植物維持正常生命活動(dòng)的基礎(chǔ)。鮮切花采后水分代謝會(huì)發(fā)生明顯變化:由于阻斷了根部對(duì)上部的水分供應(yīng),花莖的吸水能力開(kāi)始下降,切花水分代謝發(fā)生紊亂。當(dāng)切花失水量為鮮重的5% 時(shí),花瓣失去膨壓,開(kāi)始出現(xiàn)萎蔫癥狀,并最終導(dǎo)致切花衰敗。因此,切花采后對(duì)于含水量的保持至關(guān)重要。此外,鮮切花還會(huì)因切口糜爛而破壞輸導(dǎo)組織,從而誘使導(dǎo)管堵塞,所以將切花插入水中的簡(jiǎn)單處理對(duì)于水分的供應(yīng)是嚴(yán)重不足的,還需要考慮造成堵塞的因素[1,3]。

2.2 呼吸代謝及大分子物質(zhì)代謝變化特征

呼吸代謝特征是衡量切花儲(chǔ)存及運(yùn)輸壽命的有效指標(biāo)。一般來(lái)說(shuō),呼吸效率與切花壽命成反比,即呼吸效率高的切花壽命相對(duì)來(lái)說(shuō)較短[4]。鮮切花采后仍會(huì)進(jìn)行呼吸作用,若采后處理方法不當(dāng),可造成切花呼吸旺盛,從而促進(jìn)切花衰老。呼吸作用因不同的鮮切花品種而異,且與溫度、相對(duì)濕度及空氣氧分壓、二氧化碳分壓相關(guān)。增加空氣相對(duì)濕度及二氧化碳分壓均可降低呼吸作用,有助于延長(zhǎng)切花壽命。

鮮切花采后,體內(nèi)的各種生物大分子開(kāi)始發(fā)生降解,如核酸、蛋白質(zhì)及可溶性糖含量。隨著水分流失的加劇,催化降解代謝的各種酶的活性增強(qiáng),從而促進(jìn)核酸及蛋白質(zhì)的降解,導(dǎo)致切花體內(nèi)可溶性蛋白含量減少,游離氨基酸含量增加[5]。由于切花采后的呼吸作用消耗了大量的碳水化合物,因而切花采后體內(nèi)的可溶性糖含量也呈下降趨勢(shì)[1]。因此,抑制采后切花中上述大分子物質(zhì)的降解,可達(dá)到延緩衰老的目的。

2.3 活性氧代謝變化特征

切花采后體內(nèi)的氧自由基大量生成,加劇了細(xì)胞膜脂過(guò)氧化作用,從而破壞了細(xì)胞膜完整性,使膜內(nèi)電解質(zhì)及小分子有機(jī)物大量滲出,從而導(dǎo)致一系列生理生化過(guò)程的紊亂,最終造成細(xì)胞損傷[6]。自由基的過(guò)量生成使得活性氧自由基的清除酶活性升高,如超氧化物岐化酶(SOD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)和過(guò)氧化物酶(POD)。因此,抑制氧自由基的生成及這些清除酶活性的變化可使切花壽命延長(zhǎng)。

2.4 激素代謝變化特征

鮮切花中包含5類激素,即吲哚乙酸(IAA)、赤霉素(GA3)、細(xì)胞分裂素(CTK)、乙烯(ethylene)和脫落酸(ABA)。乙烯和ABA有促進(jìn)花瓣衰老的作用,CTK是植物天然抗衰老的因子[7],GA3與CTK的作用相似,可延遲花瓣衰老,而IAA具有促進(jìn)和延遲衰老的雙重功效[8]。切花離開(kāi)活體植株后,這5種激素的代謝發(fā)生紊亂,總體來(lái)說(shuō),切花中促衰老的激素如乙烯及ABA的水平升高;而CTK及GA3含量下降,加快了花瓣的衰老。IAA因其對(duì)衰老的雙重功效在不同切花中變化不同,如IAA可延遲一品紅的衰老,但也可促進(jìn)香石竹的凋零[1]。掌握了這些規(guī)律,可以利用激素添加劑或衰老激素的拮抗劑來(lái)延緩切花的采后壽命。

3 保鮮方法

3.1 化學(xué)保鮮劑

常規(guī)的化學(xué)保鮮劑一般分為3種,即預(yù)處液(用于采后運(yùn)輸前,減少切花彎莖率和鮮重?fù)p失率)、催化液(用于切花銷售前,使花蕾期采摘的花朵正常開(kāi)放)及瓶插液(用于切花觀賞期間,以延長(zhǎng)瓶插壽命)。

保鮮劑成分通常包括殺菌劑、糖類、無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)酸、生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑及乙烯抑制劑。其中,殺菌劑可以有效阻止花枝維管束堵塞,以增加花枝吸水量;糖類可增加鮮切花的滲透濃度,維持細(xì)胞膜的半透性,以促進(jìn)切花吸水;無(wú)機(jī)鹽可有效維持胞內(nèi)的酸堿平衡,調(diào)節(jié)滲透壓,以維持切花水分平衡;有機(jī)酸可顯著降低保鮮液的pH值,可防止切花腐爛。6-BA、GA3等具有延緩切花衰老的功效;乙烯抑制劑可大量抑制乙烯的生成,從而延緩衰老、延長(zhǎng)切花壽命[9-11]。不同的切花品種可用不同濃度不同組合的這6種試劑構(gòu)成保鮮劑,部分切花還采用一些新型的保鮮試劑,下面將按切花種類分別論述。

3.1.1 月季。譚 萍等[12]的研究表明,月季的最佳保鮮劑組合為2%葡萄糖+20 mg/L 6-BA+200 mg/L 8-羥基喹啉+100 mg/L 檸檬酸+0.5% Ca(NO3)2,與其他組合相比,該配方具有最高的瓶插壽命。在粉色月季中,以20 g/L蔗糖+200 mg/L 8-羥基喹啉為基礎(chǔ)保鮮液,添加不同植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑具有不同效果。單獨(dú)添加5 mg/L 6-BA時(shí),可明顯延長(zhǎng)月季瓶插壽命(延長(zhǎng)33.3%),延緩鮮重下降,減少脯氨酸積累;而單獨(dú)添加5 mg/L GA3無(wú)明顯的保鮮效果;同時(shí)添加5 mg/L 6-BA+5 mg/L GA3亦可延長(zhǎng)瓶插壽命[13]。endprint

不同濃度的Al2(SO4)3和KH2PO4對(duì)玫瑰鮮切花的保鮮效果不同,其中120 mg/L Al2(SO4)3和75 mg/L KH2PO4可顯著延長(zhǎng)切花的瓶插天數(shù),分別延長(zhǎng)了7 d和6 d,保鮮效果較顯著[14]。

3.1.2 百合。百合中常用的保鮮液為蔗糖、8-羥基喹啉、8-羥基喹啉硫酸、乙烯活性抑制劑硫代硫酸根(STS)及生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑(以BA、GA為主)[15]。此外,孫 琦等[16]通過(guò)查閱大量文獻(xiàn)及多次試驗(yàn),開(kāi)發(fā)了新型百合保鮮劑:以2~5 μg/g氯吡脲+0.1 μg/g二氧化氯為主,以2,4-二氯苯氧乙酸+硫酸鎂等無(wú)機(jī)鹽為輔。該新型保鮮劑具有顯著的殺菌功效,可阻止花莖導(dǎo)管堵塞,抑制乙烯生成,與市場(chǎng)上流通的保鮮劑可利鮮相比,可顯著延長(zhǎng)切花保鮮壽命。

3.1.3 菊花。在非洲菊中,配方為2%蔗糖+200 mg/L 8-羥基喹啉+150 mg/L Al2(SO4)3+蒸餾水的保鮮劑具有最佳的保鮮效果[17]。在以10%蔗糖+200 mg/L 8-羥基喹啉為核心配方,分別添加200 mg/L檸檬酸、200 mg/L硝酸銀、200 mg/L硫酸鋁以及50 mg/L水楊酸對(duì)不同非洲菊切花保鮮效果的研究中,張麗娟等[18]發(fā)現(xiàn)50 mg/L水楊酸的保鮮效果最佳,上述4種添加劑的保鮮效果分別為水楊酸>硫酸鋁>硝酸銀>檸檬酸。

沒(méi)食子酸丙酯(propyl gallate,PG)為一種屬多酚化合物,具有較強(qiáng)的消除自由基的能力,已被用于保鮮果蔬,但是用于花卉保鮮的報(bào)道還比較少見(jiàn)。以非洲菊為試驗(yàn)材料的研究表明,采用環(huán)保型保鮮劑(2%蔗糖+200 mg/L 8-羥基喹啉+150 mg/L 檸檬酸+0.5 mmol/L PG)具有顯著的保鮮效果:可明顯促進(jìn)花枝吸水、增加切花花徑、延長(zhǎng)切花盛開(kāi)期、降低丙二醛(MDA)含量、延長(zhǎng)瓶插壽命[19]。

蟛蜞菊切花的環(huán)保保鮮劑配方為2 g/L蔗糖+200 mg/L FeSO4+H2O[20]。

在白菊中,以3%蔗糖+100 mg/L 8-羥基喹啉+100 mg/L檸檬酸為保鮮底液的基礎(chǔ)上,添加15 mg/L硝酸銀或75 mg/L水楊酸,保鮮效果最佳,分別可延長(zhǎng)瓶插壽命1.6 d及2.6 d[21]。

3.1.4 香石竹(康乃馨)。徐心誠(chéng)[22]以3%蔗糖+250 mg/L 檸檬酸+50 mg/L 6-BA為基礎(chǔ)保鮮液,比較了8-羥基喹啉、CaCl2及AgNO3對(duì)香石竹的保鮮效果,結(jié)果發(fā)現(xiàn)添加100 mg/L AgNO3可顯著延長(zhǎng)瓶插壽命(19.7 d),具有最佳的保鮮效果,8-羥基喹啉次之,而CaCl2不利于切花保鮮。

NO可與乙烯產(chǎn)生拮抗作用,抑制乙烯的生成。硝普鈉(亞硝酸鐵氰化鈉,SNP)是重要的外源NO供體,因而施用SNP可有效抑制乙烯引發(fā)的切花衰老。在香石竹中的研究表明,添加硝普鈉(SNP)有助于切花保鮮,采用20 g/L蔗糖+200 mg/L 8-羥基喹啉+150 mg/L 檸檬酸+30 mg/L SNP+10 mg/L 6-BA的處理組合,保鮮效果最佳[23]。

3.1.5 其他。對(duì)于大王龍船花切花,在100 mg/L 8-羥基喹啉的基礎(chǔ)液中添加不同濃度的果糖,發(fā)現(xiàn)100 mg/L 8-羥基喹啉+20 g/L果糖組合可顯著延長(zhǎng)切花瓶插壽命(3.8 d),提高切花可溶性糖含量,降低水分平衡及質(zhì)膜透性變化速度,從而延長(zhǎng)切花保鮮周期[24]。

在天門冬切葉中,以150 mg/L 8-羥基喹啉+0.25%蔗糖為基礎(chǔ)液,添加不同濃度的GA3,發(fā)現(xiàn)75 mg/L GA3對(duì)天門冬切葉的保鮮效果最優(yōu),可使壽命延長(zhǎng)3.89 d[25]。

王艷巧等[26]采用Box-Behnken中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì),并進(jìn)行響應(yīng)面回歸分析對(duì)牡丹切花涂膜保鮮劑進(jìn)行優(yōu)化,結(jié)果表明,16.9 g/L海藻酸鈉+3.1 g/L檸檬酸+15.3 g/L殼聚糖為最佳配方,可有效提高切花品質(zhì)。

3.2 物理方法

3.2.1 低溫貯藏、冰袋預(yù)處理??_拉月季切花在低溫下的貯藏期比高溫下要長(zhǎng),同時(shí)花瓣中含水量、糖含量及細(xì)胞膜相對(duì)透性均優(yōu)于高溫條件下。在低溫條件下,添加低濃度臭氧(200 mg/h,處理0.5~1.0 h)+甲基環(huán)丙烯(0.5~1.0 mg/L)可提高保鮮效果[27]。

文心蘭鮮切花經(jīng)冷庫(kù)預(yù)處理6 h+包裝箱內(nèi)6個(gè)冰袋預(yù)處理2 d后,瓶插壽命達(dá)14.3 d,與對(duì)照相比,延長(zhǎng)了2.5 d[28];紅掌鮮切花經(jīng)冷庫(kù)預(yù)處理6 h+包裝箱內(nèi)4個(gè)冰袋預(yù)處理2 d后保鮮效果最佳,瓶插壽命達(dá)12.1 d,與對(duì)照相比,延長(zhǎng)1.3 d[29]。

3.2.2 真空冷藏保鮮技術(shù)。美國(guó)維瓦公司采用真空保鮮技術(shù)對(duì)月季鮮切花的保鮮效果進(jìn)行了試驗(yàn),結(jié)果顯示,該技術(shù)可使月季保鮮期長(zhǎng)達(dá)50 d,且切花品質(zhì)良好[30]。

3.3 綜合方法

一些研究表明,綜合使用化學(xué)方法與物理方法可達(dá)到理想的切花保鮮效果,如對(duì)康乃馨品種瑪斯特切花的研究發(fā)現(xiàn),超聲波+保鮮劑+生姜提取液的組合預(yù)處理有效推遲了切花水分平衡值的下降速率,延長(zhǎng)了開(kāi)花時(shí)間,減少了MDA含量,從而延緩了切花的衰老[31]。

在馬蹄蓮中,微波預(yù)處理+保鮮液的復(fù)合處理可顯著延長(zhǎng)瓶插時(shí)間,延緩水分平衡值變負(fù)及鮮重變負(fù)的時(shí)間,同時(shí)可降低MDA含量,具有良好的保鮮效果[32]。

4 存在的問(wèn)題及展望

盡管這些保鮮方法均已取得優(yōu)良的保鮮效果,然而保鮮效果可能因不同的品種而異。此外,一些化學(xué)保鮮劑如硝酸銀等具有一定毒性,并非最安全的選擇;而一些綜合方法可能具有品種特異性,不利推廣。因此,還需要開(kāi)創(chuàng)新型、高效、可廣泛普及的保鮮技術(shù),以延長(zhǎng)切花壽命,提高觀賞品質(zhì)及經(jīng)濟(jì)效益。

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