鄭丹 王曉燕 彭西甜 周有祥 張雋嫻 夏 虹 夏珍珍*

〔1 湖北省農業(yè)科學院農業(yè)質量標準與檢測技術研究所，農業(yè)農村部農產品質量安全風險評估實驗室（武漢），農產品營養(yǎng)品質與安全湖北省重點實驗室，湖北武漢 430064；2 團風縣農業(yè)農村局，湖北黃岡438000〕

蔞蒿（Artemisia selengensisTurcz.）為菊科蒿屬多年生草本植物，又名蘆蒿、藜蒿、柳蒿、香艾蒿、狹葉艾等，其抗逆性和適應性較強，在我國東北、華北、華東、華南和西南地區(qū)均有種植（胡強等，2016）。蔞蒿為藥食兩用蔬菜，營養(yǎng)價值較高，含有豐富的礦物質、微量元素和多種氨基酸，同時因含側柏莠酮芳香油，具有獨特風味，深受消費者喜愛，是我國四大特色水生蔬菜之一（俞美香 等，2005；Zhang et al.，2015；Li et al.，2018），在調整農業(yè)結構、出口創(chuàng)匯、增加農民收入等方面發(fā)揮著重要作用。在蔞蒿大田生產中，為追求高收益，農民往往盲目投入較多的肥料和植物生長調節(jié)劑。矮壯素（chlormequat chloride，CCC）作為植物生長調節(jié)劑中的一類，在谷物、蔬菜和水果的生產過程中應用十分廣泛。近年來，由于矮壯素的不當使用，在葉面肥中的違法添加等引起的食品安全問題也逐漸增多（張曦 等，2008；Biswas et al.，2021）。因此，明晰矮壯素在蔞蒿上的消解規(guī)律及其對蔞蒿產量和品質的影響，對特色水生蔬菜產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的指導意義。

國內外對蔞蒿的利用較為重視，主要集中在種植技術、重金屬吸附、組織培養(yǎng)、生物活性物質和揮發(fā)油的提取、藥理和抗逆性等方面的研究上。潘靜嫻等（2006）通過對蔞蒿的重金屬富集特性進行研究，發(fā)現(xiàn)不同產地、市場和品種的蔞蒿食用部位均出現(xiàn)Cd 的富集，并且采用盆栽試驗的方法進一步證明了蔞蒿是一種Cd 和Zn 超量富集植物。宋鵬飛等（2015）通過對鄱陽湖濕地的潛在生態(tài)風險評價后發(fā)現(xiàn)，蔞蒿對Cd 具有較強富集能力，富集系數(shù)平均為1.65，轉運系數(shù)平均為2.74。薛艷等（2009）研究了4 種代謝抑制劑對蔞蒿吸收Cd 和Pb 的影響，結果表明蔞蒿對Cd 和Pb 存在主動吸收，且Cd 的吸收與鈣離子通道有關，Cd 和Pb 的吸收與蛋白質或酶的誘導合成有關。謝星等（2020）比較了野生與種植蔞蒿不同部位的總酚和總黃酮含量以及提取物的抗氧化、α-葡萄糖苷酶、黃嘌呤氧化酶和乙酰膽堿酯酶活性抑制能力，結果表明野生蔞蒿葉是α-葡萄糖苷酶抑制劑、黃嘌呤氧化酶抑制劑和乙酰膽堿酯酶抑制劑更優(yōu)質的原料來源。矮壯素作為一種生長延緩劑，主要通過調控植物內源激素平衡和生物代謝酶活性等來調節(jié)作物生長發(fā)育，進而影響作物產量，提高品質和抗逆性。國內外對矮壯素的研究多集中在其矮化植株、前期控苗、后期抑制徒長、生物代謝酶活性和庫源關系等生理作用、毒理和檢測技術上（王惠群 等，2007；傅華龍 等，2008；盧峰和張飛，2015；Li et al.，2018；鄭春風 等，2020；Szczepanek et al.，2020；Wang et al.，2020；Biswas et al.，2021），而關于矮壯素在蔞蒿種植和環(huán)境中的消解、殘留以及限量標準的研究較少。現(xiàn)行的國家標準GB 2763——2021《食品安全國家標準 食品中農藥最大殘留限量》，蔬菜中只有番茄有最大殘留限量標準，且限量值為1.0 mg·kg-1，遠高于歐盟和日本。

矮壯素對植物生產有較好的增產、增收效果，但其在特色水生蔬菜蔞蒿的應用上研究較少。本試驗采用大田試驗方法，研究了不同濃度矮壯素噴施對蔞蒿產量、品質、氮素利用特征的影響以及矮壯素在蔞蒿上的消解規(guī)律，旨在篩選出蔞蒿上噴施矮壯素的適宜用量，為蔞蒿產業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2020 年8——12 月在湖北省武漢市蔡甸區(qū)進行。供試蔞蒿品種為云南蔞蒿，武漢荷香源農業(yè)發(fā)展有限公司提供。矮壯素水劑（50%矮壯素），四川國光農化股份有限公司生產。尿素（N 46.4%），四川美豐化工股份有限公司生產；過磷酸鈣（P2O512%），湖北鐘祥市楚明磷化有限公司生產；氯化鉀（K2O 60%），中化化肥有限公司生產。

1.2 試驗方法

試驗田塊前茬作物為甜瓜，土壤為粘壤土，土壤基礎理化性質為：pH 值6.03，有機質含量20.3 g·kg-1，全氮2.12 mg·kg-1，有效磷95.8 mg·kg-1，速效鉀523.0 mg·kg-1?；拭?67 m2施腐熟豬糞3 000 kg、尿素4 kg、過磷酸鈣40 kg、氯化鉀10 kg。8 月10 日扦插育苗，9 月5 日剪成8 cm小段，按株距15 cm、行距15 cm 定植，種植密度30 000 株·（667 m2）-1；保持土壤濕潤，田間管理按照當?shù)爻Ｒ?guī)生產進行。當株高3～5 cm 時，追施尿素10 kg·（667 m2）-1；株高10 cm 時進行第2 次追肥，追施尿素10 kg·（667 m2）-1。

蔞蒿株高3～4 cm 時葉面噴施矮壯素，設置4個濃度水平，分別為0、150、300、450 mg·L-1，以不施矮壯素和氮肥為空白對照（表1）。采用隨機區(qū)組排列，3 次重復，小區(qū)面積60 m2，每小區(qū)種植2 700 株。

表1 田間試驗設計

1.3 項目測定

分別在噴施矮壯素后2 h 及1、2、3、5、7、12、17 d 時進行取樣，采用“S”形取樣法，每小區(qū)選取有代表性的植株30 株。采用卷尺測定株高，即莖基部到植株最頂端生長點的高度（劉宇曦 等，2020）。將葉片和莖稈分開，采用電子天平分別測定單株莖鮮質量和葉鮮質量。采用考馬斯亮藍比色法測定可溶性蛋白質含量，采用蒽酮比色法測定可溶性糖含量（胡強 等，2016）；采用分光光度計法測定葉綠素含量（毛震宇 等，2020）；采用超高效液相色譜-三重四級桿串聯(lián)質譜儀測定矮壯素殘留量（Andersen et al.，2007）。

噴施矮壯素17 d 后進行一次性采收，每小區(qū)實收測產。分別選取有代表性的植株30 株，將葉片和莖稈分開，在烘箱中105 ℃殺青30 min，之后85 ℃烘干至恒重，粉碎后用VELP-UDK169 型凱氏定氮儀測定植株不同部位氮素含量（鮑士旦，2000），計算氮素利用效率（馮小杰 等，2019；馬正波 等，2020）。

氮肥偏生產力（NPP，kg·kg-1）=施氮區(qū)實際產量/施氮量

氮肥農學利用效率（AEN，kg·kg-1）=（施氮小區(qū)產量-不施氮小區(qū)產量）/施氮量

氮素表觀利用率（REN）=（施氮區(qū)植株地上部吸氮量-不施氮區(qū)植株地上部吸氮量）/施氮量× 100%

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2016 軟件對原始數(shù)據(jù)進行整理，利用SPSS 17.0 軟件的One-way ANOVA對處理間各指標進行差異分析，運用Duncan 法進行顯著性檢驗（P＜0.05）。

2 結果與分析

2.1 矮壯素在蔞蒿上的殘留降解規(guī)律

由表2 可知，矮壯素在蔞蒿莖稈和葉片上的降解規(guī)律均符合一級動力學方程，低濃度矮壯素處理的半衰期最短，隨著施用濃度的增加矮壯素的降解半衰期逐漸延長。此外，矮壯素在蔞蒿莖稈和葉片中的降解半衰期也不同，在葉片中的降解半衰期為8.4～26.7 d，而在莖稈中的半衰期僅為6.9～9.1 d?？梢?，在相同噴施濃度下，矮壯素在蔞蒿葉片中的降解速度比莖稈中慢。噴施矮壯素17 d 后采收時，各濃度處理的蔞蒿莖稈中矮壯素殘留濃度均低于GB 2763——2021 中番茄的限量標準（1.0 mg·kg-1），食用安全；但葉片中除低濃度處理外均殘留超標。噴施矮壯素時，蔞蒿葉片是主要的沉積部位，隨著植物體的吸收，矮壯素由葉片轉移至其他部位（亓振，2016）。蔞蒿是食莖類蔬菜，可食用部分的矮壯素降解速度對蔞蒿質量安全具有十分重要的意義，然而葉片的后續(xù)處理方式（丟棄或喂魚等）會對環(huán)境及水體產生影響，需要進一步的風險評估。

表2 不同濃度矮壯素處理在蔞蒿中的殘留降解動態(tài)參數(shù)

2.2 噴施矮壯素對蔞蒿生長指標的影響

由圖1 可見，噴施矮壯素后1～7 d，各濃度處理對蔞蒿株高均有明顯的抑制作用，且隨著矮壯素濃度的增加，矮化作用更加明顯。噴施矮壯素17 d 后采收時，C3、C2、C1 處理的株高分別為38.2、39.1、42.5 cm，比C0 處理分別降低14.1%、12.1%、4.4%；低濃度C1 處理和不噴施C0 處理的株高無顯著差異，但均顯著高于中、高濃度C2、C3 處理。表明在苗期噴施中、高濃度矮壯素對蔞蒿具有明顯的矮化作用，低濃度處理的矮化效果不明顯。

圖1 不同矮壯素濃度對蔞蒿株高的影響

由圖2 可見，噴施矮壯素后1～12 d，各濃度處理蔞蒿單株莖鮮質量和葉鮮質量均高于不噴施矮壯素處理。采收期，C3、C2、C1 處理的單株莖鮮質量分別為40.5、50.0、57.5 g，C2、C1 處理分別比C0 處理提高了14.9%和32.2%；C3、C2、C1處理的單株葉鮮質量分別為41.0、42.5、45.0 g，C3、C2 處理分別比C0 處理降低了5.7%和2.3%。

圖2 不同矮壯素濃度對蔞蒿單株莖鮮質量和葉鮮質量的影響

各處理的單株可食用部分占地上部比重〔單株莖鮮質量/（單株莖鮮質量+單株葉鮮質量）×100%〕的變化趨勢見圖3。采收期，C1、C2 處理的單株可食用部分占地上部的比重達到56.1%和54.1%，顯著高于不噴施C0 處理和高濃度C3 處理。表明在苗期噴施低濃度矮壯素對蔞蒿的單株莖鮮質量有明顯的促進作用，而噴施高濃度矮壯素反而對單株莖鮮質量產生抑制作用。

圖3 不同矮壯素濃度對蔞蒿單株可食用部分占地上部比重的影響

2.3 噴施矮壯素對蔞蒿產量和氮素利用效率的影響

由表3 可知，噴施不同濃度矮壯素對蔞蒿的產量和氮素利用效率有顯著影響，低濃度C1 處理的蔞蒿產量達到662.9 kg·（667 m2）-1，氮素表觀利用率為1.42%，氮肥偏生產力為60.27 kg·kg-1，氮肥農學利用效率為21.63 kg·kg-1，均顯著高于不噴施C0 處理和高濃度C3 處理，比C0 處理分別提高了13.5%、0.68 百分點、13.5%、49.4%。隨著矮壯素濃度的升高，蔞蒿產量和氮素利用效率逐漸下降，這與采收期株高、單株莖鮮質量和葉鮮質量的變化趨勢基本一致，說明噴施低濃度矮壯素可以促進蔞蒿生長，提高產量，并能有效提升氮素利用效率。

表3 不同矮壯素濃度對蔞蒿產量和氮素利用效率的影響

2.4 噴施矮壯素對蔞蒿葉片葉綠素含量和莖稈品質指標的影響

2.4.1 噴施矮壯素對蔞蒿葉片葉綠素含量的影響 葉綠素含量是植物進行光反應的基礎，通常被作為衡量光能吸收和利用能力的重要指標（Kouril et al.，1999）。由圖4 可見，噴施矮壯素后蔞蒿葉片的葉綠素含量持續(xù)升高，且總體表現(xiàn)為高濃度＞中濃度＞低濃度＞不噴施。采收時，C3、C2、C1處理的葉綠素含量分別為6.15、6.17、5.63 mg·g-1，比C0 處理分別提高34.6%、35.0%、23.2%?？梢?，噴施矮壯素能夠提高蔞蒿葉片中葉綠素含量，增強植株的光合作用，防止葉片早衰。

圖4 不同矮壯素濃度對蔞蒿葉片葉綠素含量的影響

2.4.2 噴施矮壯素對蔞蒿莖稈可溶性蛋白質含量的影響 由圖5 可見，除空白對照（CK）外，其他處理的蔞蒿莖稈可溶性蛋白質含量總體呈先降低后升高，再次下降后又上升的變化趨勢。噴施矮壯素后7～12 d，不噴施C0 處理和低濃度C1 處理的可溶性蛋白質含量明顯下降，而中、高濃度C2、C3處理的可溶性蛋白質含量基本持平，且隨著矮壯素濃度的增加可溶性蛋白質含量下降趨勢趨于平緩。采收期，各濃度處理的莖稈可溶性蛋白質含量無顯著差異，表明噴施中、高濃度矮壯素后7～12 d 有利于蔞蒿莖稈中可溶性蛋白質積累；但各濃度處理對采收期莖稈中可溶性蛋白質含量的影響不大，這可能與收獲時莖稈內矮壯素殘留濃度較低有關。

圖5 不同矮壯素濃度對蔞蒿莖稈可溶性蛋白質含量的影響

2.4.3 噴施矮壯素對蔞蒿莖稈可溶性糖含量的影響 可溶性糖是植物生長過程中重要的滲透調節(jié)物質，植株體內的可溶性糖含量代表碳水化合物的運轉情況，可以作為植物抗逆性生理指標之一（Omezzine &Haouala，2013）。由圖6 可見，C0、C1、C2、C3 處理的蔞蒿莖稈可溶性糖含量大體呈上升趨勢，且均顯著高于空白對照（CK）。采收時C3、C2、C1 處理的可溶性糖含量分別為1.28%、1.20%、1.12%，分別比C0 處理提高了0.29、0.21、0.13百分點。表明噴施矮壯素能夠提高蔞蒿莖稈中可溶性糖含量，改善蔞蒿的商品性。這可能與噴施矮壯素后植株的抗逆性增強有關，也可能與矮壯素作為植物生長調節(jié)劑對同化產物的分配調節(jié)作用有關。

圖6 不同矮壯素濃度對蔞蒿莖稈可溶性糖含量的影響

3 討論與結論

3.1 葉面噴施矮壯素對蔞蒿產量的影響

矮壯素是一種延緩劑類植物生長調節(jié)劑，近年來其在我國登記產品逐漸增多，從水稻、小麥、玉米和棉花等逐漸擴大到煙草、番茄和馬鈴薯等作物上使用（Guo et al.，2010）。矮壯素能抑制作物細胞伸長，誘使植株變矮，莖稈增粗（Guo et al.，2010；徐田軍 等，2019；Szczepanek et al.，2020；Biswas et al.，2021）。本試驗結果表明，噴施矮壯素后，前7 d 對蔞蒿株高有明顯的抑制作用，但對單株莖鮮質量和葉鮮質量均有促進作用，且隨著矮壯素濃度的增加，植株矮化作用增強。苗期噴施低濃度矮壯素（150 mg·L-1）處理，采收期較不噴施矮壯素處理株高降低4.4%，單株莖鮮質量增加32.2%，單株葉鮮質量增加33.9%，產量增加13.5%，達到662.9 kg·（667 m2）-1，具有較好的增產效果。隨著濃度的增加，矮壯素對蔞蒿的矮化作用增強，對產量的貢獻逐漸降低。比較不同處理單株可用食部分占地上部的比重，發(fā)現(xiàn)噴施中、低濃度矮壯素處理的蔞蒿莖稈占地上部的比重顯著增加，可見矮壯素能夠調節(jié)蔞蒿植株同化產物的分配，控制適宜的濃度有利于蔞蒿莖稈的生長和產量增加。

3.2 葉面噴施矮壯素對蔞蒿氮素利用效率的影響

溫國泉等（2016）研究表明，噴施矮壯素能延緩淮山藥葉片葉綠素含量的下降幅度，提高葉片淀粉酶活性，有利于光合碳水化合物從源（葉）向庫（塊莖）轉移。馬正波等（2020）研究表明，噴施矮壯素可以增強夏玉米葉片硝酸還原酶、谷氨酰胺合成酶及花后34 d 至采收期谷丙轉氨酶等氮代謝酶活性，提高葉綠素總含量和可溶性蛋白質含量。本試驗結果表明，噴施低濃度（150 mg·L-1）矮壯素能顯著提高蔞蒿的氮素利用效率，氮素表觀利用率、氮肥偏生產力、氮肥農學利用效率分別較不噴施矮壯素處理提高0.68 百分點、13.5%和49.4%。隨著矮壯素濃度的增加，蔞蒿的氮素利用效率逐漸下降。這可能是由于高濃度矮壯素致使植株矮化程度加劇，至收獲時葉片和莖稈中矮壯素殘留仍維持較高水平，使得單株莖鮮質量、葉鮮質量和產量表現(xiàn)不佳，葉綠素含量雖然較高，但綜合氮素利用效率顯著低于未噴施矮壯素處理。

3.3 葉面噴施矮壯素對蔞蒿安全性的影響

矮壯素屬胺鹽類植物生長調節(jié)劑，具有較好的水溶性，容易污染地下水及土壤，因此其殘留行為備受關注（Guo et al.，2010）。我國蔬菜僅在番茄上有矮壯素的殘留限量（GB 2763——2021），且遠高于歐盟和日本規(guī)定矮壯素的最高殘留限量0.05 mg·kg-1。在實際生產中，矮壯素經(jīng)常被作為隱性添加成分出現(xiàn)在葉面肥和植物生長調節(jié)劑等產品中，廣泛應用于各種大田作物、蔬菜和水果生產（賈挺進 等，2010；Christian et al.，2011；聶繼云 等，2014）。本試驗發(fā)現(xiàn)，矮壯素在蔞蒿莖稈中的半衰期為6.9～9.1 d，而在葉片中的半衰期為8.4～26.7 d。這可能與在苗期噴施矮壯素時植株矮小，葉片為其主要沉積部位有關。低濃度（150 mg·L-1）矮壯素在蔞蒿莖稈中的半衰期為6.9 d，在葉片中的半衰期為8.4 d，采收時殘留濃度均為0 mg·kg-1；噴施中、高濃度矮壯素，采收期莖稈中矮壯素殘留量參照我國現(xiàn)行標準是合格的，但對照歐盟和日本規(guī)定仍存在安全風險。因此，矮壯素在蔞蒿上的施用時期和濃度應從嚴把控。收獲后蔞蒿葉片的主要處理方式是喂魚或被丟棄，其對地下水和養(yǎng)殖漁業(yè)產生的潛在影響需要進一步風險評估。

綜上，矮壯素在蔞蒿上的降解規(guī)律符合一級動力學方程，苗期噴施矮壯素能降低株高、提高葉片葉綠素含量和莖稈可溶性糖含量，對莖稈可溶性蛋白質含量影響不大。通過對比不同濃度的矮壯素噴施效果，發(fā)現(xiàn)與不噴施矮壯素相比，噴施低濃度（150 mg·L-1）矮壯素可以提高采收期蔞蒿的莖鮮質量、產量、葉綠素含量和莖稈可溶性糖含量，具有較好的增產效果，且能提高氮素利用效率，在蔞蒿莖稈及葉片中均未檢出矮壯素殘留；噴施中、高濃度矮壯素后蔞蒿植株矮化明顯，雖顯著提高了葉綠素含量和可溶性糖含量，但產量表現(xiàn)不佳，氮素利用效率下降，矮壯素在莖稈中的殘留量符合我國現(xiàn)行標準，然而在葉片中的殘留量較高，存在安全風險。因此，矮壯素作為一種使用較廣泛的植物生長調節(jié)劑，在噴施濃度為150 mg·L-1條件下，在食莖類蔬菜蔞蒿的種植過程中具有較好的增產增收效果，能夠提高產品品質和氮素利用效率，且在采收期莖葉中無殘留，可以安全使用。