慈姑球莖形成與膨大進程的初步研究

趙婷婷，徐文娟，柯衛東，朱紅蓮

（1.安徽農業大學園藝學院，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。原產于中國，是中國的特產蔬菜之一，栽培歷史悠久。慈姑以其球莖供食用，營養豐富，為低脂肪、高碳水化合物蔬菜，還含有多種礦物質以及維生素B、C，膽堿、甜菜堿等[1]。

近年來，慈姑的食療用途以及營養價值越來越得到人們的重視，其栽培面積也在逐漸擴大，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量和產量。而有關這方面的報道較少，本試驗通過對慈姑球莖形成與膨大的系統研究，以期為慈姑的豐產技術提供理論依據。

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隨機取10株進行觀察。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，測定其干物質含量。生理指標的測定重復3次，結果取平均值。

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 結果與分析

慈姑的球莖是地下貯藏器官，當慈姑植株生長到一定階段時產生根狀莖，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腋芽萌動向下生長形成[4]。早期，根狀莖主要進行伸長生長，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月上旬開始陸續抽生，其數目也在不斷增加。在武漢地區，10月上旬，單株根狀莖的數目基本穩定，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49.7 cm。隨著氣溫的上升由根狀莖形成的分株數目也在增加，到9月中旬分株數平均每株達到3株。之后分株數不再增加，而形成球莖。當球莖開始形成，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程研究

球莖發生于根狀莖頂端，在武漢地區，在9月上旬開始形成。

①球莖形態的增長動態 慈姑的球莖開始膨大的同時，也就進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。

球莖數目在9月下旬到10月中旬增加較快，10月下旬基本穩定，每株平均為12個。球莖在膨大的30～60 d內，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生變化，表皮烏紫色。

②球莖質量的增長動態 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，質量的增長速度較緩慢，在前30 d（9月份）單個球莖的質量約增加了116.7%，質量的日均增量為0.21 g/球莖。當球莖形成30～70 d（9月下旬至11月上旬），單個球莖的質量呈較快增加的趨勢，單個球莖的質量約增加了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“慢-快-慢”的變化規律。

③球莖膨大過程中含水量的變化規律 由圖3可以得出，在慈姑球莖膨大的過程中，其含水量呈現“升高-降低”的變化規律。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”的變化規律，當球莖膨大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，并維持在一個較穩定的水平。

3 結論與討論

慈姑的根狀莖是陸續發生的，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，其質量變化呈“慢-快-慢”的變化規律，含水量呈“上升-下降”的變化規律，在球莖形成60 d左右含水量達到最大值為79.4%，這可能與由于氣溫降低導致慈姑地上部分的枯萎有關，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研究認為，慈姑球莖的發育主要是由于前期的細胞數目增加，以及薄壁細胞體積的進一步增大而實現的。本試驗結果表明，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光合產物主要用于細胞數目的增多以及體積的增大，之后細胞的數目和體積的變化較小，光合產物在球莖中儲存。而還原性糖所遵循的 “上升-降低-上升”的規律，可能是由于前期細胞數目的增加和體積的擴大較慢，所以光合產物有剩余，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，還原糖下降為細胞分裂提供能量。60 d以后，細胞分裂減緩，還原糖含量又緩慢上升。

[1]柯衛東，劉義滿，吳祝平主編.綠色食品水生蔬菜標準化生產技術[M].北京：中國農業出版社，2003：181-182.

[2]中國科學院上海植物生理研究所，上海市植物生理學會.現代植物生理學實驗指南[M].北京：科學出版社，1999.

[3]鄒琦.植物生理學[M].北京：中國農業出版社，2001.

[4]羅列，王永龍，徐愛琴，等.慈姑葉根莖同生關系及其配套栽培技術的研究[J].安徽農業科學，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解剖學研究[J].南京師大學報：自然科學版，1989，12（1）：73-81.