慈姑球莖形成與膨大進(jìn)程的初步研究

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(guó)，是中國(guó)的特產(chǎn)蔬菜之一，栽培歷史悠久。慈姑以其球莖供食用，營(yíng)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(lái)，慈姑的食療用途以及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值越來(lái)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(guò)程中的生長(zhǎng)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(bào)道較少，本試驗(yàn)通過(guò)對(duì)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(yàn)材料

試驗(yàn)于2009年在武漢市蔬菜研究所水生蔬菜試驗(yàn)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(yàn)田，株行距 0.8 m×1.6 m，其他管理同大田。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在慈姑球莖形成與膨大的過(guò)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(cè)定每株全部根狀莖的長(zhǎng)度、粗度，球莖的縱、橫徑，頂芽長(zhǎng)，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(jì)算含水量，測(cè)定其干物質(zhì)含量。生理指標(biāo)的測(cè)定重復(fù)3次，結(jié)果取平均值。

1.3 測(cè)定方法

淀粉含量測(cè)定采用蒽酮比色法[2]；可溶性總糖含量測(cè)定采用蒽酮比色法[3]；還原糖含量測(cè)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(zhǎng)到一定階段時(shí)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(zhǎng)生長(zhǎng)

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(dòng)向下生長(zhǎng)形成[4]。早期，根狀莖主要進(jìn)行伸長(zhǎng)生長(zhǎng)，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(zhǎng)，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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)動(dòng)態(tài) 慈姑的球莖開始膨大的同時(shí)，也就進(jìn)入了體積增大的過(guò)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(zhǎng)的變化趨勢(shì)大體相同。其中，頂芽平均長(zhǎng)度在球莖膨大10～20 d內(nèi)有一個(gè)小幅較快的增長(zhǎng)，主要是由于此時(shí)氣溫較高，部分球莖會(huì)形成分株。在30～50 d，頂芽增長(zhǎng)速度最快，隨后增長(zhǎng)減慢，80 d后，頂芽長(zhǎng)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(gè)。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(shí)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(zhǎng)動(dòng)態(tài) 由圖2可以看出，球莖膨大的主要時(shí)期是在30～70 d，球莖膨大初期，質(zhì)量的增長(zhǎng)速度較緩慢，在前30 d（9月份）單個(gè)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(gè)球莖的質(zhì)量呈較快增加的趨勢(shì)，單個(gè)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(gè)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(shí)期是在9月下旬至11月上旬，且膨大過(guò)程呈現(xiàn)“慢-快-慢”的變化規(guī)律。

③球莖膨大過(guò)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(guò)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(shí)期（9月下旬至11月上旬），其含水量呈上升趨勢(shì)，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(zhǎng)速度的減慢，其含水量也降低，并與球莖形成時(shí)的水平基本保持一致。

④慈姑球莖膨大過(guò)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(gè)過(guò)程中呈上升趨勢(shì)，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(guò)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(gè)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(zhǎng)生長(zhǎng)為主，單個(gè)球莖從開始形成到完全成熟大約經(jīng)歷80 d。單個(gè)球莖從開始形成后的30～60 d生長(zhǎng)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(yàn)的操作過(guò)程中也有可能受到慈姑黑粉病的影響。

施國(guó)新等[5]通過(guò)對(duì)慈姑球莖膨大過(guò)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(shí)現(xiàn)的。本試驗(yàn)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(chǔ)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(lái)儲(chǔ)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(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2003：181-182.

[2]中國(guó)科學(xué)院上海植物生理研究所，上海市植物生理學(xué)會(huì).現(xiàn)代植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)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(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2001.

[4]羅列，王永龍，徐愛(ài)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(guó)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(bào)：自然科學(xué)版，1989，12（1）：73-81.