全 文 ：园 艺 学 报 2014，41（1）：131–138 http: // www. ahs. ac. cn
Acta Horticulturae Sinica E-mail: yuanyixuebao@126.com
收稿日期：2013–09–02；修回日期：2013–12–20
基金项目：国家自然科学基金项目（31071829，31272193）；广东省自然科学基金项目（10151022501000035，S2012010010418）；广东
高校优秀青年创新人才培育计划项目（2012LYM0079）
* 通信作者 Author for correspondence（E-mail：howtoroot@163.com；Tel：020-89013226）
纳米银处理减轻香石竹切花细菌性茎堵塞的研
究
刘季平 1,2，张昭其 2，李红梅 1，冼锡金 1，黄新敏 1，何生根 1,*
（1 仲恺农业工程学院生命科学学院，广州 510225；2华南农业大学园艺学院，广州 510642）
摘 要：探讨了新型抗菌剂纳米银（nano-silver，NS）处理对香石竹‘Master’切花的保鲜作用及其
减轻切花细菌性茎堵塞的效果。结果表明，用 150 ~ 300 mg · L-1 NS 溶液预处理香石竹切花茎基端 1 h 后
再瓶插于去离子水中，可延长切花的瓶插寿命和促进瓶插期间花径增大，并改善切花的水分吸收和维持
切花的鲜样质量，其中以 250 mg · L-1 NS 处理效果最佳；进一步研究发现，250 mg · L-1 NS 处理可显著延
缓香石竹切花茎末端水分导度的降低。采用电感耦合等离子体发射光谱（ICP-AES）法测定 NS 在香石竹
切花体内分布和变化特点表明，经 250 mg · L-1 NS 预处理 1 h 后，整个瓶插期间 NS 主要集中在香石竹切
花的茎末端。此外，通过扫描电镜观察证实，该处理可显著减轻香石竹切花细菌性茎堵塞的发生。
关键词：香石竹；切花；瓶插；纳米银；抗菌作用；茎堵塞
中图分类号：S 681.5 文献标志码：A 文章编号：0513-353X（2014）01-0131-08

Nano-silver Treatments Alleviated Bacterial Blockage in Cut Carnation
Stems
LIU Ji-ping1,2，ZHANG Zhao-qi2，LI Hong-mei1，XIAN Xi-jin1，HUANG Xin-min1，and HE Sheng-gen1,*
（1 College of Life Sciences，Zhongkai University of Agriculture and Engineering，Guangzhou 510225，China；2College of
Horticulture，South China Agricultural University of Horticulture，Guangzhou 510642，China）
Abstract：The preservation effects of pretreatment with nano-silver（NS），a new-type anti-bacterial
agent，on cut carnations（Dianthus caryphyllus‘Master’），and its efficacy in alleviating bacterial blockage
in their stems were investigated. The results showed that pretreatment with 150–300 mg · L-1 NS for 1 h
to cut carnations before placed in vases containing de-ioned water could significantly prolong their vase
life，increase the flower diameter，improve water uptake，and maintain relative fresh mass. The best
concentration of NS was 250 mg · L-1. It was also found that pretreatment with 250 mg · L-1 NS could
significantly delay the decline in hydraulic conductance in the stem-ends of cut carnations. Further
determination using Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry demonstrated that NS
mostly remained within the lowermost part of the cut carnation stem throughout the vase period. In
addition，the observation results of Scanning Electron Microscopy certified that pretreatment with 250
mg · L-1 NS could effectively alleviate bacterial blockage in stem-ends of cut carnations.

132 园 艺 学 报 41 卷
Key words：Dianthus caryphyllus；cut flower；nano-silver；antibacterial effect；stem-blockage

在切花采后贮运及瓶插观赏期间，切花茎末端切口处微生物的大量滋生和集聚是造成采后寿命
缩短和观赏品质下降的主要原因（van Doorn，1997；高俊平，2002；Balestra et al.，2005；Robinson
et al.，2007；Li et al.，2012）。已有不少研究表明，以细菌为主的微生物易于在香石竹（Dianthus
caryophyllus）切花采切创口和邻近部位快速繁衍并产生大量菌丝和代谢分泌物，造成严重的茎堵塞
和水分吸收受阻（van Doorn et al.，1995；黄娇和朱天辉，2005；Basiri et al.，2011）。在香石竹切
花花茎中曾分离到 6 种细菌，在切花瓶插液中人为添加一定浓度的外源菌液可加快僵花和花瓣萎蔫
等水分亏缺症状的发生，并显著缩短切花的瓶插寿命（黄娇和朱天辉，2005）。另一方面，在香石竹
切花贮运和瓶插中用 8–羟基喹啉硫酸盐、季铵盐化合物、二氯异氰尿酸钠和 Ag 盐等各种杀菌剂处
理可减轻切花茎堵塞和延长其采后寿命（Masson & Nowak，1981；van Doorn，1997；Petridou et al.，
1999；张英慧 等，2006；刘季平 等，2009）。
纳米银（Nano-silver，NS）作为一种抗菌活性高、抗菌谱广、效力持久和毒性低的新型抗菌材
料，目前已在医疗、建材和纺织等领域得到广泛的应用（Alt et al.，2004；Rai et al.，2009；
Marambio-Jones & Hoek，2010；耿健 等，2011）。近年来的研究表明，NS 预处理或瓶插处理对百
合（Kim et al.，2005；李红梅 等，2012）、非洲菊（Liu et al.，2009）、月季（Lü et al.，2010；Li et
al.，2012）和香石竹（Basiri et al.，2011；刘季平 等，2012）等切花及绢毛相思（Acacia holosericea）
（Liu et al.，2012）等切叶均有显著的保鲜效果。NS 加蔗糖的瓶插液可延长香石竹切花瓶插寿命，
推测 NS 对香石竹切花的保鲜效果可能涉及其有效的杀菌作用（Basiri et al.，2011）。在作者的前期
工作中，用适宜浓度的 NS 预处理、瓶插或预处理结合瓶插 3 种采后处理方式均可显著延长香石竹
‘Peaceful’、‘Master’和‘Pacific’3 个切花品种的瓶插寿命，其中对香石竹‘Master’切花的保
鲜效果最为突出（刘季平 等，2012）。
本研究中首先比较了不同浓度 NS 预处理对香石竹‘Master’切花瓶插寿命、花朵开放、水分
吸收和鲜样质量变化等指标的影响，然后分析了 NS 预处理后香石竹切花茎末端水分导度、NS 在切
花体内的时空分布、茎末端细菌性堵塞等，探讨 NS 处理对减轻香石竹切花细菌性茎堵塞的效果及
机制，以期为 NS 在香石竹及其他切花采后处理和保鲜上的应用提供更多的理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料及处理
试验于 2010—2011 年在仲恺农业工程学院采后实验室进行。香石竹（Dianthus caryophyllus）
切花（品种为‘Master’）购于广州岭南花卉市场，置于装有去离子水的塑料桶中，用 PE 袋包裹材
料外露桶的部分，避免水分过多散失和花朵受污染，并在 1 h 内运至试验室复水备用。
试验所用纳米银（Nano-silver，NS）为上海沪正纳米科技有限公司研发生产，是由高分子材料
（糖原）包裹的纳米级银单质颗粒经分散而得到的无色透明水溶液，银单质纳米颗粒直径为（9.4 ±
2.5）nm，pH 7.0 ± 0.5（Liu et al.，2012）。
选用大小基本一致、开花级数为 1 级（Masson & Nowak，1981）的健康香石竹花枝，将其茎基
部置于去离子水中用锋利的手术刀平切至约 25 cm 长（留 2 ~ 3 片叶）。用 150、250 和 300 mg · L-1 NS
溶液分别预处理上述切花的茎基端 1 h（以去离子水预处理作为对照），然后将切花插于装有 100 mL
去离子水的玻璃瓶中（每瓶插 1 枝切花）。
1 期 刘季平等：纳米银处理减轻香石竹切花细菌性茎堵塞的研究 133

瓶插试验在仲恺农业工程学院生物技术研究所人工气候室进行。设定温度为（20 ± 2）℃，湿
度为 60% ± 10%，光照周期为 12 h 光照/12 h 黑暗，光照强度为 12 μmol · m-2 · s-1，光照时间为
7：00—19：00。
1.2 测定方法
1.2.1 切花瓶插寿命的判断
参照刘季平等（2009）的方法，从瓶插当天（计为瓶插 0 d）开始每天观测记录切花的外观变
化，以 50%花瓣失水萎焉或花茎自然弯折时为瓶插寿命终止。每处理 8 个重复。
1.2.2 切花花径增大率的测定
参照黄新敏等（2012）的方法，采用十字法测量每朵切花最大直径，计算花径增大率（flower
diameter increase rate，FDIR）。FDIR（%）=（每天花最大直径的平均值–预处理前花径）/预处理
前花径 × 100。每处理 8 个重复。
1.2.3 切花鲜样质量和吸水量的测定
参照黄新敏等（2012）的方法，分别测定瓶插期间各个重复的玻璃瓶 + 瓶插液的质量（记为 F），
玻璃瓶 + 切花 + 瓶插液的质量（记为 G），计算切花的相对鲜样质量和吸水量。相对鲜样质量（%）=
瓶插第 n 天的鲜样质量/瓶插当天鲜样质量 × 100，瓶插第 n 天的吸水量 = Fn-1–Fn。每处理 8 个重
复。
1.2.4 切花茎末端水分导度的测定
参照刘季平等（2009）的方法，在瓶插第 0、1、2、3 和 5 d 分别切取对照和 250 mg · L-1 NS 预
处理 1 h 的香石竹切花茎末端 0 ~ 2 cm 的截段，用游标卡尺测定两端直径，并计算两端横切面面积
的平均值（S）。然后将茎末端截段的一端置于与水分导度测定系统相连的软管（插入深度约 1.0 cm），
在维持 100 cm 高的静水压下，测量 16 h 内通过茎末端截段的水量（mL）。以单位时间通过茎末端
截段（长度 2 cm  S cm2）的水量（mL · cm-3 · h-1）作为花茎基端的水分导度。每处理 3 个重复。
1.2.5 切花中 NS分布的测定
参照吕培涛等（2011）的方法，采用电感藕合等离子体—原子发射光谱（ICP-AES）法测定切
花中的 NS 分布。在瓶插第 0、1、3、5 和 7 d 分别取 250 mg · L-1 NS 预处理 1 h 的香石竹切花茎末
端（0 ~ 2 cm）、茎中端（15 ~ 17 cm）、茎颈部（23 ~ 25 cm）、花萼及花瓣，置于 80 ℃恒温干燥箱
烘至恒重。分别称取茎末端、茎中部和茎颈部的干样各 0.2000 g 及花萼和花瓣的干样各 0.5000 g 备
用。每处理 3 个重复。
将上述样品置于坩埚中，并置于马弗炉（D550 型，美国 Vulcan 公司）中，每分钟升温 15 ℃，
当样品达到 400 ℃时，每分钟升温 30 ℃，直至 700 ℃后保持 1.5 h，此时样品完全灰化。取出后冷
却至室温，加入 1 mL 98% HNO3，溶解灰分后移入 10 mL 容量瓶中，用超纯水稀释至刻度，用混合
纤维素酯微孔滤膜（孔径 0.45 μm）过滤，滤液待测。
用 6300 型电感耦合等离子发射光谱仪（美国 Thermo 公司）测定样品中的银含量。测定条件：
等离子发射功率 1 150 W，冷却气流量 24 L · min-1，辅助气流量 0.5 L · min-1，进样量 1.2 mL · min-1。
1.2.6 切花茎末端的扫描电镜观察
参考 Zobayed 等（2001）的方法略作修改，分别在瓶插 0、2 和 5 d 时切取对照和 250 mg · L-1 NS
预处理 1 h 的香石竹切花茎末端样品（0 ~ 3 mm），置于 FAA 固定液（70%乙醇︰冰醋酸︰37% ~ 40%
甲醛 = 90 mL︰5 mL︰5 mL）固定 24 h 后，分别在 70%、80%、90% 和 100%乙醇中逐级脱水。材
料用 JEOL JFD-310 冷冻干燥仪冷冻干燥，用铂金喷涂，用 JSM-6360LV 型扫描电子显微镜（JEOL，
Japan）进行观察和拍照。
134 园 艺 学 报 41 卷
表 1 不同浓度纳米银（NS）预处理对香石竹切花瓶插寿命的影响
Table 1 Effects of different concentrations of Nano-silver（NS）
pre-treatments on the vase life of cut carnations
NS/（mg · L-1） 瓶插寿命/ d Vase life
0（对照 Control） 8.8 ± 0.5 b
150 11.6 ± 0.5 a
250 13.6 ± 0.6 a
300 9.9 ± 0.6 b
注：每个处理 8 个重复，不同小写英文字母表示在（P  0.05）
水平不同处理间存在显著差异。
Note：Eight replicates for each treatment. Different small letters
mean significant difference among the treatments（P  0.05）.
1.2.7 数据分析与统计
香石竹切花瓶插寿命用平均值 ± SE 表示，并用 Duncan’s 新复极差法（P < 0.05）进行显著性检
验；各处理切花的花径增大率、相对鲜样质量、吸水量和水分导度等指标用平均值表示，并采用最
小显著差数法（the least significance difference，LSD）进行显著性比较；香石竹切花各部分银含量用
平均值 ± SE 表示。所有数据均采用 DPS 9.50 数据处理系统软件进行分析。
2 结果与分析
2.1 NS 处理对香石竹切花瓶插寿命和部分生理指标的影响
2.1.1 瓶插寿命
试验结果表明，不同浓度 NS 处理均可延长
香石竹切花的瓶插寿命，其中以 250 mg · L-1 NS
预处理 1 h 为最佳，瓶插寿命较对照延长 4.8 d
（表 1）。
2.1.2 花径变化
瓶插 0 ~ 7 d 各处理香石竹切花的花径增大
率大致呈上升趋势，随后对照香石竹切花的花径
快速下降，而经 NS 预处理的花径继续维持在较
为稳定的水平，其中 250 mg · L-1 NS 处理的花径
增大率在瓶插 7 d 后明显高于对照和其他 NS 处
理（图 1）。
2.1.3 相对鲜样质量和吸水量的变化
对照及各 NS 预处理香石竹切花的相对鲜样质量（图 2）在瓶插期间呈缓慢上升随后较快下降的
变化趋势，并在瓶插 3 d 达到最大值。瓶插 6 d 后 150 和 250 mg · L-1 NS 预处理的相对鲜样质量显著
高于对照。
图 1 纳米银（NS）预处理对香石竹切花花径增大率的影响 图 2 纳米银（NS）预处理对香石竹切花相对鲜样质量的影响
Fig. 1 Effects of Nano-silver（NS）pretreatments on Fig. 2 Effects of Nano-silver（NS）pretreatments on
flower diameter increase rate cut carnations relative fresh massof cut carnations

另外，对照及各 NS 预处理香石竹切花的吸水量（图 3）在瓶插期间均呈先升后降的趋势，其中
以 250 mg · L-1 预处理最佳，瓶插 5 d 起该处理切花的吸水量显著高于对照。
1 期 刘季平等：纳米银处理减轻香石竹切花细菌性茎堵塞的研究 135

图 5 纳米银（NS）在香石竹花枝中的分布与变化
Fig. 5 Distribution and change of nano-silver（NS）in
cut carnations
2.1.4 茎末端水分导度的变化
对照和 250 mg · L-1 NS 预处理香石竹切花茎末端的水分导度在瓶插期间大致呈下降的趋势，但
自瓶插 1 d 起 NS 处理的水分导度就一直显著高于对照（图 4）。



图 3 纳米银（NS）预处理对香石竹切花吸水量的影响 图 4 纳米银（NS）预处理对香石竹切花茎末端水分导度的影响
Fig. 3 Effects of Nano-silver（NS）pretreatments Fig. 4 Effects of Nano-silver（NS）NS pretreatments on
on water uptake of cut carnations hydraulic conductance in stem-ends of cut carnations

2.2 NS 在切花体内的分布和变化
经 250 mg · L-1 NS 预处理香石竹切花的茎
末端、茎中部、茎颈部、花萼和花瓣中均有 Ag
分布，显示 NS 可经由花茎基部切口进入香石
竹切花体内并可迁移至各个部位（图 5）。
在瓶插当天，茎末端的 Ag 含量最高，随
后大致呈下降趋势，但均在 20 µg · g-1DW 以
上；茎中部的 Ag 含量次之，然后依次为茎颈
部、花萼，而花瓣含量最低（数据未给出）。
整个瓶插期间香石竹切花中 NS 的分布规
律为沿着切花形态学下端（即茎末端）向上端
（即花瓣）呈由高到低分布。
2.3 NS 对切花茎末端微生物的影响
在瓶插当天（0 d），对照和 250 mg · L-1 NS 预处理的香石竹切花茎末端导管结构完整清晰，未
见明显的细菌和堵塞物（图 6，A 和 D）。
瓶插 2 d 时，对照的茎末端已有少量细菌聚集且导管见有少量的堵塞物（图 6，B），而 NS 处理
还未见有明显的细菌和堵塞物（图 6，E）。
瓶插 5 d，对照香石竹切花茎末端表面几乎完全被细菌菌丝和代谢分泌物覆盖，导管也被严重堵
塞（图 6，C），NS 处理虽可见到部分细菌及少量堵塞物（图 6，F），但细菌数量和堵塞程度远不及
对照。

136 园 艺 学 报 41 卷

图 6 香石竹切花茎末端微生物的 SEM 观察
白色箭头指示微生物的存在。
Fig. 6 SEM observations of bacteria on the stem-ends of cut carnations
The white arrows indicate the presence of bacteria.
3 讨论
以细菌为主的微生物所造成的茎堵塞是导致香石竹切花采后水分吸收受阻和寿命缩短的主要
原因之一（黄娇和朱天辉，2005；刘季平 等，2009；Basiri et al.，2011）。本研究中通过扫描电镜
观察发现，香石竹切花‘Master’在瓶插 2 d 时就可见到细菌在切花茎末端导管内壁上附着和聚集
（图 6，B）；至瓶插 5 d 时茎末端切口几乎被细菌菌丝覆盖和堵塞（图 6，C）。显然细菌的大量滋
生导致香石竹切花导管严重堵塞，导致茎末端水分导度快速下降（图 4），进而造成吸水受阻
（图 3）。
1 期 刘季平等：纳米银处理减轻香石竹切花细菌性茎堵塞的研究 137

近年来，NS 作为一种新型的含银抗菌剂在切花采后处理与保鲜方面的应用研究越来越受到重
视（Kim et al.，2005；Liu et al.，2009；Lü et al.，2010；Basiri et al.，2011；李红梅 等，2012；Liu
et al.，2012）。本研究中，适宜浓度的 NS 预处理 1 h 可显著延长香石竹切花‘Master’的瓶插寿命
（表 1）和促进瓶插期间花径增大（图 1），并改善切花的水分吸收和维持切花的鲜样质量（图 2 和
图 3），其中以 250 mg · L-1 NS 预处理效果最佳。进一步研究发现，250 mg · L-1 NS 处理可显著延缓
香石竹切花茎末端水分导度的降低（图 4），此结果与本课题组用 NS 分别预处理月季‘Movie Star’
切花和绢毛相思切叶所得到的结果（Lü et al.，2010；Liu et al.，2012）一致。采用 ICP-AES 法测定
NS 在香石竹切花体内分布和变化特点表明，经 250 mg · L-1 NS 预处理后，整个瓶插期间 NS 主要集
中在香石竹切花的茎末端（图 5）。值得指出的是，切花茎末端切口正是众多微生物最易滋生之处（图
6，B 和 C），而微生物本身及其代谢分泌物聚集于切口处和邻近部位会严重影响切花茎基部的水分
吸收和运输，因此 NS 主要集中于香石竹切花茎末端这一分布特点意味着它在瓶插期间可持续地发
挥其强烈的抗菌作用，从而有效减轻茎末端导管细菌性堵塞的发生（图 6，D ~ F）。
综上所述，香石竹切花经 NS 预处理后其主要集中在切花茎末端并起着持续有效的抗菌作用，
从而减轻切花细菌性茎堵塞，改善切花的水分吸收和运输，这一点显然是 NS 处理对香石竹切花具
有突出保鲜效果的重要原因。除此之外，黄新敏等（2012）新近研究表明，NS 处理还可显著减轻
外源乙烯对月季切花衰老的促进作用。香石竹作为典型的乙烯敏感型切花，NS 对该切花的保鲜效
应很可能也涉及其对乙烯的拮抗作用，但尚需进一步研究证实。

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