芹菜新品種YZ09-14的Logistic模型研究

朱鑫，王萱，高國訓(xùn)

（天津市農(nóng)業(yè)高新技術(shù)示范園區(qū)，300384）

芹菜（Apium graveolensL.），又叫旱芹、藥芹菜等，傘形科二年生蔬菜，原產(chǎn)于地中海沿岸的沼澤地帶[1]，是在世界范圍內(nèi)栽培最為廣泛的蔬菜作物之一[2]。近年來，我國芹菜生產(chǎn)發(fā)展速度明顯加快[3]，據(jù)統(tǒng)計[4，5]，我國芹菜種植面積近幾年都維持在55萬hm2左右，占蔬菜總面積的3%。芹菜營養(yǎng)豐富，含豐富的蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物和胡蘿卜素[6]，還可促進食欲、降壓利尿、防癌[7]，深受消費者歡迎。

但目前我國對芹菜的研究只集中在栽培技術(shù)、病害方面，對芹菜生長發(fā)育動態(tài)研究報道很少。本試驗對冬季日光溫室芹菜的質(zhì)量、高度、葉柄長度、葉柄粗度、葉片數(shù)目、發(fā)生分蘗數(shù)等項目的動態(tài)變化進行量化研究，并對其進行Logistic曲線擬合，分析芹菜的生長發(fā)育規(guī)律，對建立芹菜動態(tài)的生長模型、制定芹菜優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)栽培技術(shù)措施，獲取最大經(jīng)濟效益有著一定的指導(dǎo)意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料為天津市農(nóng)業(yè)高新技術(shù)示范園區(qū)引進的芹菜品種YZ09-14。

1.2 試驗方法

試驗于2010年在天津市農(nóng)業(yè)高新技術(shù)示范園區(qū)內(nèi)進行，7月14日露地播種，9月29日定植在日光溫室中，定植株行距20 cm×25 cm。10月下旬覆蓋塑料棚膜，11月中旬在棚膜外加蓋草苫進行保溫。2011年1月25日拉秧。芹菜生長期間的肥水、病蟲管理采取常規(guī)方法。

定植時及定植后每10 d對芹菜植株的生長情況進行一次調(diào)查，直到采收。每次隨機從田間選取20株具有代表性的植株作為樣品，對其地上部和地下根系質(zhì)量、地上部展開葉片質(zhì)量、植株高度、葉片數(shù)目、最大葉柄長度、最大葉柄粗度和發(fā)生分蘗數(shù)目等指標(biāo)進行測量。植株凈質(zhì)量是指除去根系、枯葉、外展葉和分蘗后的商品菜質(zhì)量；地上部小葉質(zhì)量是指植株葉柄上部所有展開的羽狀小葉的質(zhì)量；葉柄長度是指最長一片葉的長度；葉柄粗度測量位置為葉柄第一節(jié)距離根莖部位1/3處。

1.3 數(shù)據(jù)分析

參照戴宏芬等[8]的方法，應(yīng)用生物統(tǒng)計方法[9]進行果實發(fā)育的Logistic生長曲線方程擬合。Logistic生長曲線是“S”形曲線，其方程為∶Y=K/（1＋ae-bx），式中Y為果實質(zhì)量、縱徑、橫徑等生長量y的估計值，x為果實發(fā)育時間，K為發(fā)育時間無限延長時的終極生長量，a、b為參數(shù)，e為自然對數(shù)的底數(shù)。Y=K/2時，x=lna/b，這是曲線拐點，表示生長速率從越來越快開始變?yōu)樵絹碓铰巧L的關(guān)鍵時期。

2 結(jié)果與分析

2.1 芹菜單株質(zhì)量的變化

如圖1所示，定植后的芹菜經(jīng)過115 d的生長，單株質(zhì)量有了明顯增加，最終毛質(zhì)量達到了1 250 g，凈質(zhì)量達到了1 200 g。

通過計算，分別得到單株毛質(zhì)量和凈質(zhì)量的Logistic生長曲線。毛質(zhì)量生長曲線方程為∶y=1 537.974 4/（1＋112.048 3 e-0.0508x）。生長發(fā)育時間x和y（毛質(zhì)量）的相關(guān)系數(shù)為-0.986 0，說明單株毛質(zhì)量生長發(fā)育符合Logistic曲線方程，其生長呈單“S”曲線，拐點是（92.820 0，768.987 2）。說明在定植第93天后單株毛質(zhì)量生長開始由快變慢，此時的毛質(zhì)量能達到 768.987 2 g。y（凈質(zhì)量）=1 527.301 6/（1＋112.297 8 e-0.0495x），相關(guān)系數(shù)為-0.986 1，其拐點是（95.306 1，763.650 8），說明在定植第 96 天后單株凈質(zhì)量生長開始變慢，此時的凈質(zhì)量能達到763.650 8 g。從Logistic方程可以看出，如果栽培條件適合，此品種的理論單株質(zhì)量可以達到1 538 g。

2.2 芹菜植株小葉生長動態(tài)變化

芹菜植株小葉總質(zhì)量與植株質(zhì)量的增加趨勢比較一致（圖2），植株生長曲線也符合Logistic方程，整個生長過程呈“S”形，相關(guān)系數(shù)為-0.962 5。其Logistic 方程為∶y=332.067 0/（1＋31.1733 e-0.0322x），其拐點是（106.825 3，166.033 5），說明在定植后的第107天開始小葉的質(zhì)量生長開始變慢，此時的質(zhì)量是 166.033 5 g。

圖1 YZ09-14芹菜定植后植株質(zhì)量變化動態(tài)

圖2 YZ09-14芹菜定植后植株小葉平均質(zhì)量變化動態(tài)

圖3 YZ09-14芹菜定植后植株高度變化動態(tài)

2.3 芹菜植株高度生長動態(tài)變化

從圖3可以看出，經(jīng)過115 d的生長，植株的平均高度有了明顯的增加，最后達到87 cm。

經(jīng)過分析，植株生長曲線符合Logistic方程，整個生長過程呈“S”形，相關(guān)系數(shù)為-0.995 6。其 Logistic 方程為∶y=86.8608/（1＋5.369 7 e-0.0344x），其拐點是（48.811 5，43.430 4），說明在定植后的第 49 天開始，株高生長開始變慢，此時的高度是43.430 4 cm。

2.4 芹菜葉柄長度生長動態(tài)變化

從圖4可以看出，植株的葉柄長度有了明顯的增加。第一節(jié)葉柄長度達到了38 cm，第二節(jié)葉柄長度達到了19 cm。

經(jīng)過分析，得到的Logistic生長曲線分別為∶y（第一葉柄長）=39.529 2/（1＋6.689 8 e-0.0404x），相關(guān)系數(shù)為-0.982 2；y（第二葉柄長）=20.455 3/（1＋6.038 5 e-0.0348x），相關(guān)系數(shù)為-0.984 3。

從曲線可以得出，2個方程的拐點分別是（47.051 7，19.764 6）和（51.635 0，10.227 7），說明第一葉柄長在定植后第48天開始生長從快變慢，此時的長度是19.764 6 cm；第二葉柄長在定植后第52天開始生長變慢，其長度為10.227 7 cm。

2.5 芹菜葉柄粗度生長動態(tài)變化

從圖5中可以看出，芹菜葉柄的寬度和厚度都有了明顯的增加，最后分別達到了 24.9，20.1 mm。

經(jīng)過分析，得到的logistic生長曲線分別為∶y（葉柄寬）=32.048 9/（1＋7.590 0 e-0.0267x），相關(guān)系數(shù)為-0.986 5；y（葉柄厚）=23.966 7/（1＋7.428 2 e-0.0296x），相關(guān)系數(shù)為-0.984 8。

從曲線可以得出，2個方程的拐點分別是（76.029 6，16.024 4）和（67.860 1，11.983 4）。說明葉柄粗在定植后第76天開始生長從快變慢，其粗度是16.024 4 mm；葉柄厚在定植后第68天開始生長變慢，其厚度是 11.983 4 cm。

2.6 芹菜葉片數(shù)生長動態(tài)變化

從圖6中可以看出，芹菜葉片數(shù)有了明顯的增加，最后達到了13片。

其葉片數(shù)和生長天數(shù)的相關(guān)方程為∶y=22/（1＋2.009 e-0.0097x），相關(guān)系數(shù)為-0.983 3，其拐點為（73.006 8，11），說明在定植后第 73 天開始植株的葉片數(shù)生長變慢，此時葉片數(shù)為11片。

圖4 YZ09-14芹菜定植后植株葉柄長度變化動態(tài)

圖5 YZ09-14芹菜定植后植株葉柄粗度變化動態(tài)

圖6 YZ09-14芹菜定植后植株葉片數(shù)變化動態(tài)

圖7 YZ09-14芹菜定植后植株平均分蘗數(shù)變化動態(tài)

2.7 芹菜分蘗數(shù)生長動態(tài)變化

試驗還對芹菜的分蘗數(shù)量變化進行了調(diào)查，結(jié)果見圖7。從圖中可以看出，YZ09-14的分蘗在0～4個變化，平均分蘗數(shù)是2.54個。

3 結(jié)論與討論

①對芹菜品種YZ09-14的植株質(zhì)量、高度、葉柄長度、葉柄粗度和葉片數(shù)等生長發(fā)育狀況進行分析，可以發(fā)現(xiàn)，其生長規(guī)律可以用Logistic生長曲線擬合，表現(xiàn)為單“S”曲線。對植株的質(zhì)量來說，一般定植后的第93天左右是其生長的拐點，此時植株的生長由快變慢，可以在此時考慮采收。但是結(jié)合市場需要和肥水條件，可以適當(dāng)?shù)匮娱L采收期，以增加產(chǎn)量。對植株的高度來說，其生長的拐點在第49天左右；葉柄粗度的生長拐點出現(xiàn)在68～76 d，說明此期間是芹菜葉柄生長的關(guān)鍵時期；而芹菜葉片數(shù)的拐點出現(xiàn)在第73天左右。由此可知，冬季日光溫室芹菜的關(guān)鍵生長期應(yīng)該是在其定植后第50～100天，在這個時期內(nèi)應(yīng)該加強肥水管理，做好棚室的保溫工作，以提高芹菜的產(chǎn)量和質(zhì)量。因此，為了增加生產(chǎn)效益，應(yīng)該根據(jù)上市時間和棚室情況把芹菜最關(guān)鍵的這50 d放在最適合的時期內(nèi)。

②芹菜品種YZ09-14的植株特性為單株毛質(zhì)量 1 250 g，凈質(zhì)量 1 200 g，高度 80 cm，最長葉柄第一節(jié)長38 cm，最長葉柄平均粗度和厚度分別為24.9 mm 和 20.1 mm，平均葉片數(shù) 13 片，平均分蘗數(shù) 2.54 個。

③冬茬日光溫室芹菜生長與春茬大棚芹菜生長相比，生長所需要的時間增長，冬茬芹菜在定植后需要100 d以上才能采收，春茬芹菜只需要70 d左右即可達到采收標(biāo)準(zhǔn)[10]，同樣的生長量，冬季芹菜耗費的時間是春茬芹菜的2倍，冬茬芹菜沒有抽薹的問題，而春茬芹菜必須注意控制抽薹。因此冬季日光溫室芹菜種植需要加強肥水的管理，克服生長周期過長而導(dǎo)致的衰老和病蟲害等問題，使植株能持續(xù)生長。

④YZ09-14與天津地區(qū)冬季日光溫室常用品種YZ09-16[11]相比，質(zhì)量的拐點延長了3 d，粗度的拐點延長了13 d，高度的拐點減少了1 d。說明該品種能生長得更長，而株高相對矮，更適合冬季日光溫室栽培。

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