美国鲜食与出口马铃薯市场氯苯胺灵抑芽处理的历史多环境分析及其植物检疫保障评估

《American Journal of Potato Research》：Historical Multi-Environment Analysis of Chlorpropham Sprout Control Programs for Phytosanitary Assurance in U.S. Fresh, Export Potato Markets

　　

扩大出口市场可能依赖于将出口鲜食马铃薯相关的植物检疫风险降至最低的能力，即确保马铃薯不会发芽并长成植株。本研究分析了两套历史数据集，以评估氯苯胺灵（chlorpropham，CIPC）抑芽处理（1）对贮藏期间出芽发育的影响，以及（2）对田间植株出苗的影响。为评估贮藏温度对出芽发育的影响，将2001至2010年贮藏季的数据进行比较，涉及25个品种，分别贮藏在5.6 °C、7.2 °C或8.9 °C下，比较未处理和热雾CIPC处理的马铃薯。收获后约一个月开始评估出芽发育，随后每月评估一次，持续约七个月。2009、2010、2012、2014和2015年进行的田间试验比较了（1）未处理块茎，（2）热雾CIPC处理（22 mg L^?1施用）块茎，（3）CIPC喷施处理（不同剂量）块茎，以及/或（4）两种CIPC施用组合处理的块茎的出苗情况。贮藏150天后，CIPC处理块茎长出长度大于5 mm的芽的概率为1%，而未处理块茎的概率为41%。在8.9 °C下，未处理块茎比5.6 °C和7.2 °C下更快长出芽。当施用CIPC后，贮藏温度对出芽发育的影响极小，块茎在大部分贮藏期间保持在“露白”（peeping）阶段。经热雾与喷施CIPC组合处理的块茎，在种植后80天内的出苗概率仍保持在较低水平（2%），而未处理块茎的出苗概率为98%。CIPC处理显著减少了芽和植株的发育，是全球鲜食马铃薯贸易中作为抑芽剂和植物检疫工具的关键手段。

全球食品贸易在保障粮食获取方面至关重要，但也可能导致植物有害生物随农产品传入新生态系统。马铃薯（Solanum tuberosum L.）作为重要的经济与营养作物，其无性繁殖特性使得块茎、土壤残留或叶片均可能成为有害生物的载体。若出口鲜食马铃薯被转用于种植，可能造成检疫性有害生物传入。因此，出口贸易要求对鲜食马铃薯进行抑芽处理。块茎休眠包括内休眠（endodormancy）和生态休眠（ecodormancy），但休眠期的转变受品种遗传、田间和贮藏条件影响而难以预测，仅依靠自然休眠难以满足出口风险管控需求。氯苯胺灵（chlorpropham，CIPC）是全球应用最广泛的抑芽剂，可通过热雾或喷施方式施用，但以往研究多针对种薯，且未涉及热雾应用的汇总分析。为此，研究人员整合了爱达荷大学金伯利研究与推广中心（KREC）15年间的历史数据，旨在为出口鲜食马铃薯的抑芽效果与植物检疫风险评估提供保守估计。

研究分析了两个独立数据集：贮藏数据来自2001至2010年间的10次试验，共25个品种，分别在5.6 °C、7.2 °C和8.9 °C下贮藏，比较未处理与热雾CIPC（22 mg L^?1）处理的芽发育动态；田间试验数据来自2009、2010、2012、2014和2015年的试验，比较未处理、热雾CIPC、CIPC喷施（不同剂量）以及两者组合对出苗的影响。结果显示，CIPC处理显著延迟并抑制芽和植株发育，特别是热雾与喷施组合处理在80天时出苗概率仅2%，而对照为98%，表明CIPC是出口鲜食马铃薯检疫保障的关键工具。

关键技术方法：对贮藏数据，采用累积链接混合模型（cumulative link mixed model）进行序数回归，以处理、温度和贮藏天数为固定效应，年份、重复和品种为随机效应；对田间数据，先用广义加性模型（GAM，可拟合非线性趋势）按年份-品种拟合出苗率（beta分布，logit连接），预测40/60/80天出苗，再用广义线性混合模型（GLMM，含随机效应的广义线性模型）分析处理、天数和品种的影响，试验为随机效应。样本均来自KREC。

**Data Set 1: Sprout Development in Storage（数据集1：贮藏期间的发芽发育）**：约150天时，CIPC处理块茎的长度≥5 mm出芽概率仅1%（对照为41%），且其处于露白（peeping，芽启动但未变尖）阶段的概率高达77%。贮藏温度对未处理块茎影响显著，8.9 °C下出芽明显快于5.6 °C，但CIPC处理块茎受温度影响极小，在整个贮藏期大多停留在露白阶段；至260天，各温度下CIPC处理的发芽概率仅为4%—14%。

**Data Set 2: Plant Emergence in Field Conditions（数据集2：田间条件下的植株出苗）**：田间试验中，未处理块茎在种植后80天的出苗概率为98%，单一热雾或喷施CIPC处理使出苗概率降至约25%，而组合处理仅为2%。不同品种对CIPC的敏感性存在差异，但组合处理对所有品种均几乎完全抑制出苗。出苗延迟与收获期总产量呈显著负相关（Spearman’s ρ=0.90，p<0.001），进一步验证了CIPC处理对植株活力的强烈抑制作用。

讨论指出，较低的贮藏温度（如5.6 °C）可推迟未处理块茎的出芽进程，但CIPC处理通过干扰细胞分裂（微管和纺锤体形成）而使芽停留在露白阶段，从而消除了温度差异的影响。田间试验中，单一CIPC处理后期出现部分逃逸，可能与土壤微生物降解CIPC有关；而热雾+喷施的组合处理在两次施用后提供了近乎完全的抑制效果。该研究未采集残留样品，但所有处理均遵循标签剂量和行业标准。研究结果还表明，延迟出苗与产量降低的强相关关系可有效阻止处理块茎被用于种植。

研究结论：本研究提供了强有力的证据，表明施用CIPC后，马铃薯的芽和植株生长均极少发生。自然休眠、低温贮藏和适时施用CIPC相结合，能确保马铃薯在运输过程中不发芽，且即使被意外用于播种也难以成为可成活植株。未来研究应聚焦于适合鲜食出口市场的品种，尤其是自然休眠期较长的品种，并评估是否需要额外的抑芽产品或方案以实现一致的出芽和出苗控制。