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2023，32（3）福建分析测试Fujian Analysis&Testing栽培条件及工艺对西红花产量和品质的影响研究进展管彬彬，熊金恩，李克庆*（南通市食品药品监督检验中心，江苏南通226001）收稿日期：2022-12-29基金项目：江苏省自然科学基金（BK20190238)，南通市科技局项目(JC2021072)。作者简介：管彬彬（1989），女，高级工程师，博士研究生，主要研究方向：食品安全快速检测。E-mail：。*通信作者：李克庆（1966），女，主任药师，学士，主要研究方向：药品、化妆品检测分析。摘要：西红花是珍贵的药食同源品种，具有极高的经济和药用价值，是我国目前紧缺的名贵中药材之一。由于其先天不育，产量极低，我国目前产量远不能满足国内市场需求。在西红花栽培过程中不同的栽培条件和工艺对其产量和品质有很大的影响。本文从产地因素、母球大小与留芽数目、栽培基质、种植方式、种植密度及深度、肥力及生物激素的使用、病害与药剂防治等栽培条件及工艺对西红花产量和质量影响研究进展进行了综述，同时对西红花栽培中相关问题及未来研究方向给出了一定的展望，为国内西红花的栽培种植提供参考，以期助力我国西红花种植产业的发展。关键词：西红花；栽培条件；产量；品质中图分类号：O657.7文献标识码：A文章编号：1009-8143（2023）03-0020-06Doi:10.3969/j.issn.1009-8143.2023.03.04Research progress on the effects of cultivation conditions and techniques on the yieldand quality of saffronGuan Bin-bin1，Xiong Jin-en1，Li Ke-qing1*（Nantong Food and Drug Supervision and Inspection Center，Nantong，Zhejiang 226006，China）Abstract:Saffron is a precious medicinal and edible homologous variety with high economic and medicinal value，and is oneof the rare Chinese medicinal materials in short supply in China.Due to its congenital sterility and extremely low yield，Chinas current output is far from meeting the domestic market demand.In the process of saffron cultivation，different cultivation conditions and techniques have a great influence on its yield and quality.In this paper，the recent research progressabout the factors of origin，the size of the cue ball and the number of remaining buds，the cultivation substrate，the plantingmethod，the planting density and depth，the fertility and the use of biological hormones which effect on yield and quality ofsaffron were discussed.The research progress of the influence of cultivation conditions and techniques on the yield and content of active ingredients of saffron was reviewed.At the same time，a certain prospect is given for the related issues in thecultivation of saffron and the future research direction，which provides a reference for the cultivation and planting of saffronin my country，in order to promote the development of the saffron planting industry in China.Key words：Saffron；Cultivation Conditions；Yield；Quality西红花又名藏红花、番红花等，为鸢尾科多年生草本植物番红花（Crocus sativus L.）的干燥柱头，原产于西班牙、希腊、印度、伊朗等地，明朝时传入中国1。目前在上海、江苏、新疆、河南等多地引种栽培获得成功2。西红花是珍贵的药食同源品种，不仅是世界著名的天然香料和食用染料，同时也是著名的名贵药材3。近年来，西红花在食药等方面的应用研究逐渐火热。相关研究表明，西红花可用综述与进展202023，32（3）于改善食品理化性质、感官参数等；预防治疗白血病、帕金森病、糖尿病等多种疾病4；作为天然防晒霜和保湿剂5等。西红花先天不育，其染色体是三倍体，依靠种球进行无性繁殖6，产量极低，采收约16万朵花茎可以得到约1kg的干燥柱头，因此价格昂贵7。西红花的产量与品质影响其经济效益，产量主要是指西红花柱头产量和子球产量，品质则主要是指有效成分即西红花苷的含量。西红花栽培的过程中会受到栽培条件和工艺等诸多因素的影响，如产地因素、母球大小、留芽数目等，导致产量和品质不高，制约着西红花产业的发展。本文就西红花栽培过程中影响其产量和品质的各种因素进行梳理与分析，对国内外相关研究报道总结分类，为提升西红花的产量与品质提供参考。1栽培条件1.1产地因素全球西红花的主产区是伊朗，为亚热带地中海气候。我国西红花人工栽培主要分布在浙江、江苏、上海、河南等地。全球不同产地的西红花的活性成分存在很大差异。周桂芬等8对62个不同地区的西红花样品进行高效液相色谱法（High performance Liquid Chromatography，HPLC）测定，结果表明，国内样品西红花苷含量与国外样品具有显著性差异，且国内西红花苷含量相对较高。同样，林东昊9等也测定得到相同结果。这可能是源于国内外西红花的不同栽培模式，国外西红花采取“露地栽培”模式，种植种球至采摘整个过程都在大田进行。我国引种后，对其种植方式进行了改进，采用“二段式”栽培法，即露地种植球茎，室内培育鲜花的方式进行，过程可人工控制单个种球芽的数量，防止了球茎的退化，使得国产西红花品质较高；其次，也有可能与样品收集时间、产地、加工种植方式、储存方式等因素有关。关于国内多个产地之间西红花苷含量比较，不同学者研究结果不尽相同。高丽等人10研究结果显示，产自河南省、浙江省、河北省等地的西红花中西红花苷含量较高，安徽省及上海市产西红花总苷含量次之，而进口西红花含量都较低；李顺旭等人11比较发现，上海产西红花中西红花苷含量最高，然后依次为西藏、浙江和四川；朱芳萍等12人测定结果则表明浙江地区西红花苷含量高于河南地区。就已经报道文献来看，我国西红花外观等级及有效成分含量明显高于国外，国内不同产地西红花苷含量高低比较现并无明确结论。1.2母球茎大小与留芽数目母球茎是西红花萌芽至开花阶段的营养主要来源，是开花和子代球茎形成的物质基础，所以种球的大小和好坏直接影响西红花的产量和质量13。De Mastro等人14早在1993年就验证了每个球茎的花数与球茎大小之间呈正相关。Douglas 等人15系统地研究了27个不同重量等级的西红花母球茎对后代繁殖、球茎质量、开花数和新鲜柱头产量的影响，结果发现母球茎的质量越大，开花越多，花丝产量越高，母球质量小则开花量少且开花延迟，而且过小的球茎则不能开花；Koocheki等16也证实母球质量较大时能够吸收更多的养分，其开花数量和花丝产量具有优势。Renau-Morata等人17发现母球茎主要参与西红花的营养生长初期的物质积累，叶片和根茎均在此期间长成，之后叶片的光合作用为物质积累主要来源。由此可见，母球茎是西红花营养生长初期的营养主要来源，直接影响西红花之后的生长。除母球茎大小，西红花球茎的留芽多少也与球茎产量、繁殖系数等密切相关18。董卫明18开展了西红花种球定量留芽田间试验，根据大、中、小种球分别定量留芽，进行田间种植；研究认为大球茎（2630g）、中球茎（1825g）、小球茎（18g以下）的合理留芽数分别为3、2、1个更有利于增加种球的个体重量和产量。李云飞等人19研究表明留芽数目对各个阶段的生长发育表现有较大影响并建议在生产中保留2-3个侧芽。球茎留芽数越多繁殖系数越高，但是同时也会导致子代球茎较小，从而影响质量甚至达不到开花条件，进而导致花丝产量减少等现象。球茎抹芽操作降低了西红花的繁殖系数，增加西红花下一代球茎个体重量，以确保能有效开花，进而确保西红花柱头的产量。1.3栽培基质中性到微碱性、疏松且排水良好的土壤基质有利于防止球茎腐烂20。Loriana Cardone等人21研究评估了7个不同类型土壤（S1：100%粘土，S2：100%粘壤土，S3：S1+33%沙，S4：S2+33%沙，S5：S1+66%管彬彬：栽培条件及工艺对西红花产量和品质的影响研究进展212023，32（3）福建分析测试综述与进展沙，S6：S2+66%沙，S7：100%沙）对西红花的产量和质量的影响。结果表明，沙土钙质较低，为亚碱性或中性，电导率低，有机物含量适中。该土壤栽培的西红花开花数最多、柱头产量最高、子球茎产量最大。李明林等人22采用火山岩、珊瑚岩、细沙和常规土壤等4种不同基质种植西红花，结果显示，沙子组土壤种植的西红花倒苗、萌芽和开花时间最早，叶片枯萎最晚，死亡率最低，种球及花丝产量显著高于其他处理。结果表明，沙质土壤更适宜西红花种球的生长。无土栽培作为可被视为户外农业的替代方法，可克服气候欠佳时的环境限制，增加作物密度、产量和质量，更好的控制害虫和病原体17，23。近些年，一些关于西红花无土栽培的研究越来越多，但没有一致性的评价结果。Souret和Weathers24研究了在气培、水培和土壤这三种培养系统中西红花培育的可能性，并表明气培和水培中的植株根长度减少，但西红花产量和西红花苷没有明显差异，还有一些研究表明通过不断优化无土栽培条件可以显著提高西红花的产量和品质8。2栽培工艺2.1种植方式种植方式的不同（栽种时间、方式、轮作等）对西红花的生长有着显著影响。严特波等25研究了不同的移植时间对西红花生长的影响，结果表明适当的延迟移栽，不仅可以增加种球产量，还能减少种球在田间生长期间的发病率，这可能与当时温湿条件比较适合病菌病毒繁殖有关。饶君凤等26设计出“品”字架立体栽培技术，既提高了土壤的利用率，又利于球茎发育，具有很好的复壮与繁育效果。轮作在一定程度上可以改善土壤基质，从而提高产量。意大利Gresta等27评估了三种不同的先前作物（蚕豆、西红花和休耕）与西红花轮作后西红花柱头产量和子球茎产量，结果表明，蚕豆与西红花轮作在西红花的开花数、柱头产量及子代球茎产量方面表现很好。由此可见，通过轮作物种、栽培方式、栽种时间的优化等方式可以提升西红花产量和品质。2.2肥力因素和生物激素的使用肥料的施用是农业上增产的重要手段，肥料的类型和施肥方式对西红花的产量也有很大的影响。有机肥能够长期稳定供给植物多种无机养分和有机养分，还可以改善土壤的理化性质，从而增加土壤的保水、保肥能力和缓冲性能28。郁海金29等人研究了颗粒商品有机肥不同施肥量对西红花产量的影响，比较发现，施用适量颗粒商品有机肥，增产率可达25.19%。Husaini等人30研究发现，施用蚯蚓粪显著增加了每株植物中大子球茎的数量、重量和氮磷含量。无机肥因为含量高、成分可靠而且起效快在农业中得到了广泛应用。伊朗的 Koocheki等人31通过田间试验研究了肥料类型对西红花氮（N）和磷（P）的获取和利用效率的影响。结果表明，氮肥300 kg/hm2以及磷肥 100 kg/hm2处理能使子球的含氮水平显著提高。施林妹等研究了混合及单一肥料的施用对西红花生长发育32及有效成分含量33的影响，表明合理搭配施用有机肥与无机肥（1：1）可以促进种球生长、提前开花、提高种球与柱头产量，满足高活性成分含量栽培要求。植物生物刺激素（Plant Biostimulants）是一类对人类和环境都安全的除营养物质和杀虫剂之外的物质，它们可以有益地改变植物生长的能力，如增加生物量产量和增强次生代谢物合成34。生物刺激素可减少化肥的使用，更环保、有竞争力。天然生物刺激剂包含氨基酸、细菌、海藻、酵母、壳聚糖等。近年来，越来越多的研究表明植物生物刺激剂对西红花有积极的影响。Sharaf-Eldin等35利用枯草芽孢杆菌 FZB24 孢子溶液处理西红花球茎，与未处理的对照相比，施用枯草芽孢杆菌 FZB24 组的叶长、每个球茎的花数、柱头的重量等显著增加，而且球茎发芽所需的时间显著减少、西红花苷显着增加。Caser 等人27的研究结果也表明丛枝菌根真菌（AMF）的共生可以增强西红花植物养分和水分的吸收，提高西红花的抗氧化活性和西红花苷的含量等。施肥方式对西红花的产量也有一定影响，根际施肥是主要的供肥方式，对植物生长具有决定性的作用。叶面施肥作为一种辅助的施肥方式，具有吸收快、成本低以及污染小的优势，可使自由基活性降低，提高植物抗性，缓解各种逆境胁迫对植物伤害的作用36。一些研究也表明辅助施用叶面肥有助于增加球茎的重量、改善花色、增加产量等37。总的来说，肥力因素和生物激素的使用对于西红花的栽培相当重要，相关方面的研究仍具有很大222023，32（3）前景。2.3病害与药剂防治西红花种球易受到真菌性腐烂病的危害，从而影响西红花的产量和品质20。目前已报道的西红花腐烂病主要与镰刀菌属、丝核菌属、青霉菌属、曲霉菌属等几种真菌有关38，它们通过单一或复合侵染，会导致球茎腐烂，尤其是在高温高湿的条件下。匡开源等人39采用祛菌灵、多合肼、30%赛霉灵和30%多得清及清水对照分别浸种球后，对室内和大田培养结果分别进行比较，结果显示，多得清和赛霉灵具有抑制多种病菌作用，可以达到防病增产的效果。顾振芳等人40也表明在种球种植前、收获后用50%多菌灵可湿性粉剂和50%托布津可湿性粉剂等杀菌剂浸泡种球10-20min具有良好效果。许建平41调查研究发现，绿亨一号、多菌灵菌毒清、治萎灵、敌克松对青霉菌、对镰刀菌（Fusarium）引起的腐烂病（白烂、黑烂）的防治效果令人满意。病害严重影响西红花的产量从而影响经济效益，对于病害防治药物的研究一直都很火热，开发具有良好防治效果的药物具有良好前景。3其他栽培因素西红花的栽培过程中还会受到其他条件的影响，如种植密度及深度、灌溉、覆盖方式等。适宜的种植密度和深度，既可提高土地利用率，又能提高子球茎产量。李云飞等42人研究表明，较低密度栽培的西红花获得的产量较高，原因可能与光合作用的提高有关。Kumar等43的总结报道中指出当种植深度浅（8cm）时，西红花易形成收缩根，不利于西红花的生长。目前，国内相关研究相对较少。控制合理的种植密度和深度不仅可以在一定程度上抑制杂草，还可以使土壤得到适宜温度，从而提高产量与质量。与其他作物相比，西红花的需水量较低，但有些干旱地区仍需灌溉。DeJuan等44结果表明，灌溉栽培对增加西红花的产量具有很好效果。覆草和拱棚等覆盖方式具有增温、保湿的作用，可改善西红花越冬的寒冷环境，促使其早生根，早吸收营养。郭勇等45研究表明大棚覆盖可延长西红花的生长期，促使其早发根，早吸收营养，早长叶，但同时也会导致根部腐烂。沈晓霞等人46研究表明稻草深层覆盖对西红花生长及倒苗有明显的良性作用，从而间接影响产量和质量。4结论与展望西红花已被我国列为重点发展的中药材品种。栽培条件和技术上的改善有利于提高西红花的产量和质量，包括选择种植地区、母球大小与留芽数目、栽培基质、种植方式、种植密度及深度、肥力及生物激素的使用、病害与药剂防治、灌溉等。目前我国西红花产量仍相对偏少，栽培条件与技术研究仍需继续深入，同时急需开发新的增产增质途径，以实现较大幅度提高西红花的产量与品质。为提高西红花的产量和品质，今后研究可以在以下几个方面开展。（1）栽培条件和栽培技术进一步优化。研究抗腐烂病强、繁殖率高、开花率高等优选品种的遗传稳定性，选育利用优质品种；深入研究西红花温室栽培技术，提高球茎繁殖生长期温度，减少夏季休眠期雨淋，降低西红花腐烂病发生率；进一步研究和使用新型肥料及生物刺激素来提高土壤肥力，增强西红花生长发育，特别是通过促进互补土壤微生物的发育，增加植物对非生物胁迫的耐受性，提高西红花代谢效率以诱导产量增加。（2）生物合成途径的探索。西红花柱头中类胡萝卜素的生物合成可能是在质体中由甲羟戊酸（MEP）途径提供前体物质，经一系列的酶促反应进而合成的。研究西红花苷的生物合成相关基因，明晰合成途径中的调控网络，对今后通过细胞工程手段生产有效成分有切实的指导意义，也是解决西红花市场资源短缺，保护药材资源的有效途径之一。（3）西红花的不育性限制了育种改进的应用，因此微繁殖等生物技术方法可能是增加球茎产量和提高香料质量的另一种方式。（4）采收加工工艺优化。采花期间人工昂贵和操作繁琐是制约种植规模扩大的一个瓶颈，通过研究西红花采后加工各个环节对其品质质量的影响，以期能延长采花周期，降低用人成本，提升干燥加工工艺，保证西红花成分含量。另一个问题是缺乏采花机器，采收阶段需要大量的劳动力投入。进一步的研究在控制环境下（无土栽培等）西红花的采摘技术，以实现机械化收获就很有意义。（5）其他方向。采摘了柱头后的西红花，几乎管彬彬：栽培条件及工艺对西红花产量和品质的影响研究进展232023，32（3）福建分析测试综述与进展全都被丢弃，造成了极大的浪费。近年来，这些西红花的副产物由于其高含量的生物活性化合物而受到广泛关注。对西红花副产物的综合利用不仅可以扩大药源，还可减少环境污染。对西红花的副产物进行加工和使用将会是一个不错的方向。例如，加工生物杀虫剂、作为有机肥料以及叶子作为动物饲料生产等，增加其经济价值。参考文献1 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