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        慈姑球莖形成與膨大進(jìn)程的初步研究

        2010-11-12 13:04:22趙婷婷徐文娟柯衛(wèi)東朱紅蓮
        長江蔬菜 2010年14期
        關(guān)鍵詞:慈姑根狀莖球莖

        趙婷婷,徐文娟,柯衛(wèi)東,朱紅蓮

        (1.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院,安徽合肥,230036;2.武漢市蔬菜研究所)

        慈姑(Sagittaria trifoliaLinn.var.sinensis)為澤瀉科慈姑屬慈姑種慈姑變種,多年生水生草本植物。原產(chǎn)于中國,是中國的特產(chǎn)蔬菜之一,栽培歷史悠久。慈姑以其球莖供食用,營養(yǎng)豐富,為低脂肪、高碳水化合物蔬菜,還含有多種礦物質(zhì)以及維生素B、C,膽堿、甜菜堿等[1]。

        近年來,慈姑的食療用途以及營養(yǎng)價值越來越得到人們的重視,其栽培面積也在逐漸擴(kuò)大,慈姑球莖在膨大過程中的生長狀況以及生理特征直接影響到其質(zhì)量和產(chǎn)量。而有關(guān)這方面的報道較少,本試驗通過對慈姑球莖形成與膨大的系統(tǒng)研究,以期為慈姑的豐產(chǎn)技術(shù)提供理論依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 試驗材料

        試驗于2009年在武漢市蔬菜研究所水生蔬菜試驗基地進(jìn)行。供試品種刮老烏,為江蘇地方品種。于5月底定植于試驗田,株行距 0.8 m×1.6 m,其他管理同大田。

        1.2 試驗設(shè)計

        在慈姑球莖形成與膨大的過程中,從7月5日開始取樣,以后每隔10 d隨機(jī)取10株進(jìn)行觀察。測定每株全部根狀莖的長度、粗度,球莖的縱、橫徑,頂芽長,球莖質(zhì)量,并將采收的球莖洗凈、去皮、切片,在100℃下殺青,在75℃下烘干至恒重,計算含水量,測定其干物質(zhì)含量。生理指標(biāo)的測定重復(fù)3次,結(jié)果取平均值。

        1.3 測定方法

        淀粉含量測定采用蒽酮比色法[2];可溶性總糖含量測定采用蒽酮比色法[3];還原糖含量測定采用3-5二硝基水楊酸比色法[3]。

        2 結(jié)果與分析

        慈姑的球莖是地下貯藏器官,當(dāng)慈姑植株生長到一定階段時產(chǎn)生根狀莖,其根狀莖頂端膨大形成球莖。

        2.1 根狀莖的伸長生長

        慈姑的莖分為3種:短縮莖、根狀莖和球莖。根狀莖由短縮莖各節(jié)腋芽萌動向下生長形成[4]。早期,根狀莖主要進(jìn)行伸長生長,部分根狀莖頂端向上萌芽形成新的分株,后期的根狀莖頂端膨大形成球莖。

        隨著慈姑植株的生長,其根狀莖從7月上旬開始陸續(xù)抽生,其數(shù)目也在不斷增加。在武漢地區(qū),10月上旬,單株根狀莖的數(shù)目基本穩(wěn)定,刮老烏慈姑的根狀莖在10月上旬平均約為12條。根狀莖的平均長度是不斷增加的,但粗度變化較小。7月中下旬根狀莖的平均長度為30.5 cm,8月中旬達(dá)49.7 cm。隨著氣溫的上升由根狀莖形成的分株數(shù)目也在增加,到9月中旬分株數(shù)平均每株達(dá)到3株。之后分株數(shù)不再增加,而形成球莖。當(dāng)球莖開始形成,根狀莖平均長度為58.6 cm,粗為 1.3 cm。

        2.2 球莖的形成與膨大進(jìn)程研究

        球莖發(fā)生于根狀莖頂端,在武漢地區(qū),在9月上旬開始形成。

        ①球莖形態(tài)的增長動態(tài) 慈姑的球莖開始膨大的同時,也就進(jìn)入了體積增大的過程。從圖1中可以看出,9月上旬球莖開始膨大,球莖縱、橫徑、頂芽長的變化趨勢大體相同。其中,頂芽平均長度在球莖膨大10~20 d內(nèi)有一個小幅較快的增長,主要是由于此時氣溫較高,部分球莖會形成分株。在30~50 d,頂芽增長速度最快,隨后增長減慢,80 d后,頂芽長基本不再變化。

        球莖數(shù)目在9月下旬到10月中旬增加較快,10月下旬基本穩(wěn)定,每株平均為12個。球莖在膨大的30~60 d內(nèi),縱、橫莖增加明顯,且縱/橫莖之比接近1,即球莖由幼小時的橢球形變成最后的圓球形,到80 d以后,球莖的大小基本不發(fā)生變化,表皮烏紫色。

        ②球莖質(zhì)量的增長動態(tài) 由圖2可以看出,球莖膨大的主要時期是在30~70 d,球莖膨大初期,質(zhì)量的增長速度較緩慢,在前30 d(9月份)單個球莖的質(zhì)量約增加了116.7%,質(zhì)量的日均增量為0.21 g/球莖。當(dāng)球莖形成30~70 d(9月下旬至11月上旬),單個球莖的質(zhì)量呈較快增加的趨勢,單個球莖的質(zhì)量約增加了357.8%,日均增量為 0.68 g。球莖形成的 80~90 d(11月份),單個球莖的質(zhì)量約增加了22.7%,日均增量為0.27 g/球莖。由此可見,慈姑球莖膨大的主要時期是在9月下旬至11月上旬,且膨大過程呈現(xiàn)“慢-快-慢”的變化規(guī)律。

        ③球莖膨大過程中含水量的變化規(guī)律 由圖3可以得出,在慈姑球莖膨大的過程中,其含水量呈現(xiàn)“升高-降低”的變化規(guī)律。在球莖快速膨大的時期(9月下旬至11月上旬),其含水量呈上升趨勢,并在球莖膨大60 d左右(10月下旬)球莖含水量達(dá)到最大值,為79.4%。隨著球莖生長速度的減慢,其含水量也降低,并與球莖形成時的水平基本保持一致。

        ④慈姑球莖膨大過程中可溶性總糖、還原糖以及淀粉含量的變化 由圖4可知,慈姑球莖中的淀粉含量在球莖膨大的整個過程中呈上升趨勢,在球莖膨大10~50 d期間緩慢上升,50 d以后迅速上升,最高達(dá)122.17 mg/g。

        由圖5可知,可溶性總糖在球莖開始膨大的10~30 d呈較緩慢的上升,在40~60 d,可溶性總糖含量增加較快,70 d以后可溶性總糖含量的增加速度減慢。

        由圖6看出,慈姑球莖在膨大過程中還原糖含量遵循“上升-降低-上升”的變化規(guī)律,當(dāng)球莖膨大10~30 d,還原糖含量上升緩慢,在30~60 d球莖中還原糖含量迅速下降,球莖膨大60 d以后還原糖含量又開始緩慢上升,并維持在一個較穩(wěn)定的水平。

        3 結(jié)論與討論

        慈姑的根狀莖是陸續(xù)發(fā)生的,主要是以伸長生長為主,單個球莖從開始形成到完全成熟大約經(jīng)歷80 d。單個球莖從開始形成后的30~60 d生長速度較快,其質(zhì)量變化呈“慢-快-慢”的變化規(guī)律,含水量呈“上升-下降”的變化規(guī)律,在球莖形成60 d左右含水量達(dá)到最大值為79.4%,這可能與由于氣溫降低導(dǎo)致慈姑地上部分的枯萎有關(guān),在試驗的操作過程中也有可能受到慈姑黑粉病的影響。

        施國新等[5]通過對慈姑球莖膨大過程中的解剖學(xué)研究認(rèn)為,慈姑球莖的發(fā)育主要是由于前期的細(xì)胞數(shù)目增加,以及薄壁細(xì)胞體積的進(jìn)一步增大而實現(xiàn)的。本試驗結(jié)果表明,球莖在膨大40 d前淀粉、可溶性總糖含量的增加較緩慢,積累較少,而40 d以后,總糖、淀粉大量合成,含量增加快速,其原因可能是球莖膨大前30 d光合產(chǎn)物主要用于細(xì)胞數(shù)目的增多以及體積的增大,之后細(xì)胞的數(shù)目和體積的變化較小,光合產(chǎn)物在球莖中儲存。而還原性糖所遵循的 “上升-降低-上升”的規(guī)律,可能是由于前期細(xì)胞數(shù)目的增加和體積的擴(kuò)大較慢,所以光合產(chǎn)物有剩余,并以一部分還原糖起來儲存。然后球莖在30~60 d開始快速變大,還原糖下降為細(xì)胞分裂提供能量。60 d以后,細(xì)胞分裂減緩,還原糖含量又緩慢上升。

        [1]柯衛(wèi)東,劉義滿,吳祝平主編.綠色食品水生蔬菜標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)技術(shù)[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2003:181-182.

        [2]中國科學(xué)院上海植物生理研究所,上海市植物生理學(xué)會.現(xiàn)代植物生理學(xué)實驗指南[M].北京:科學(xué)出版社,1999.

        [3]鄒琦.植物生理學(xué)[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2001.

        [4]羅列,王永龍,徐愛琴,等.慈姑葉根莖同生關(guān)系及其配套栽培技術(shù)的研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2004,32(5):950-952.

        [5]施國新,徐祥生,陳維培.慈姑主莖和匍匐莖的形態(tài)解剖學(xué)研究[J].南京師大學(xué)報:自然科學(xué)版,1989,12(1):73-81.

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