不同根色胡蘿卜發育動態及色素含量比較分析

路 強，王 萱，李梅蘭，侯雷平，武 喆，許小勇，張 靜，宋紅霞

（山西農業大學園藝學院，山西太谷030801）

胡蘿卜（Daucus carota L. var. sativa D C.）別名紅蘿卜、黃蘿卜、丁香蘿卜、黃根等，為傘形花科2 年生作物[1]。胡蘿卜營養豐富，含有蛋白質、碳水化合物、花青素和類脂，且胡蘿卜素的含量比蘿卜及其他蔬菜高出30～40 倍，具有益肝明目、利膈寬腸、健脾除疳、增強免疫功能、降糖降脂和強心降壓等營養保健功能，風味獨特，被人們普遍種植和食用[2-4]。

胡蘿卜起源于近東和中亞地區，至今已有幾千年的栽培歷史[5]，最早為紫色胡蘿卜，現代的黃色品種胡蘿卜屬于缺少花青素的變異品種，之后馴化成橘黃色[1]，經過長期馴化，演化出紫、黃、紅、白、橙色等[6]的胡蘿卜。色澤不僅是果實外觀品質的核心指標，而且色素分子代表著果實的商品價值和營養價值[7]。不同根色胡蘿卜積累的營養物質不同，橙色、黃色、橙紅色胡蘿卜積累著豐富的類胡蘿卜素[8]，而類胡蘿卜素化合物在人體健康中起著至關重要的作用，在植物葉綠體中又是光合作用的輔助色素，可以保護葉綠素免受強光的破壞[9]。紫色胡蘿卜還積累著大量的花青素物質[10]，花青素對人體內各種抗氧化酶具有促進和激活作用，是天然的抗氧化劑[11]。

本試驗以黃色、橙色、紫色胡蘿卜為研究材料，通過測定不同生長發育階段的株高、莖葉質量、肉質根質量、葉綠素含量和類胡蘿卜素含量，分析比較不同根色胡蘿卜發育動態差異，以期為不同根色胡蘿卜高產栽培提供理論基礎。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

橙色胡蘿卜為山西農業大學選育的甜紅1 號雜交種，肉質根為圓錐形，肉質根內芯柱比較細嫩，表皮光亮，生育期為110～120 d，適應性強。黃色和紫色胡蘿卜均為徐州久綠公司生產，生育期均為110 d。

1.2 試驗方法

試驗于2019 年9 月在山西農業大學園藝站進行，小高壟栽培，壟高15 cm，壟寬40 cm，壟間距30 cm，條播，待胡蘿卜幼苗5 片真葉時進行定苗，株行距為10 cm×20 cm，小區面積為10 m2，3 次重復，其余為常規管理[12]。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 株高的測定 播種30 d 后開始隨機選取6 株長勢良好且一致的植株用卷尺測量株高，每隔15 d 測定一次，3 次重復。

1.3.2 生物產量的測定 播種30 d 后開始隨機挖取3 株長勢良好的植株，洗凈擦干水分后分別用電子秤測定地上部和地下部生物產量，3 次重復，每隔15 d 測定一次。

1.3.3 葉綠素及類胡蘿卜素含量的測定 分別在播種后45、105 d，隨機選取3 株長勢良好的植株，選擇從心葉往外數第4 片葉，采用酒精浸提法[11]測定色素含量，3 次重復。

1.4 數據分析

采用Excel 軟件對數據進行整理和繪圖，并用SPSS 20.0 軟件利用鄧肯氏新復極差法檢測顯著性差異。

2 結果與分析

2.1 不同根色胡蘿卜不同發育階段株高增長速率比較

從圖1 可以看出，3 種根色胡蘿卜的株高增長趨勢均基本一致。總體來看，在播種后30～45、45～60 d 這2 個階段內株高平均增長速率較快，其中，紫色胡蘿卜增長速率變化最大，增長最快，維持在110%左右；播種后60～90 d 內株高增長速率均呈現快速下降趨勢，均下降到10%左右；到105 d時，3 種根色胡蘿卜增長速率逐漸接近0。這表明，胡蘿卜在發育前期為葉片生長盛期，到發育中后期葉片生長較為緩慢。

2.2 不同根色胡蘿卜不同發育階段肉質根增長速率比較

從圖2 可以看出，播種后30～45 d 內3 種根色胡蘿卜肉質根幾乎不生長，播種60 d 后，3 種根色胡蘿卜肉質根增長速率逐漸增加，播種60～90 d 橙色胡蘿卜肉質根增長速率先上升后略有降低，紫色胡蘿卜在整個肉質根膨大期增長速率均勻，黃色和橙色胡蘿卜肉質根增長速率在90～105 d 快速升高且明顯高于紫色胡蘿卜。這表明，黃色和橙色胡蘿卜在90 d 后為肉質根急劇膨大期。

2.3 不同根色胡蘿卜不同發育階段根冠比比較

從圖3 可以看出，3 種根色胡蘿卜根冠比隨著生長時間的延長均呈增加趨勢。播種30 d 后，3 種根色胡蘿卜根冠比差異不顯著，但是播種后45 d，品種之間根冠比開始出現顯著性差異；播種后45、60 d 時紫色胡蘿卜根冠比最大，且顯著高于黃色和橙色胡蘿卜，但從60 d 后黃色胡蘿卜根冠比最大，并且顯著高于紫色和橙色胡蘿卜。這表明，在紫色胡蘿卜生長前期肉質根生長速度較快，但是到生長后期黃色胡蘿卜肉質根增長迅速。

2.4 不同根色胡蘿卜成熟期形態發育比較

表1 不同根色胡蘿卜成熟期形態發育比較

從表1 可以看出，成熟期（105 d）橙色胡蘿卜株高顯著高于紫色和黃色胡蘿卜；紫色胡蘿卜莖葉質量顯著低于橙色和黃色胡蘿卜；黃色胡蘿卜肉質根質量顯著高于橙色和紫色胡蘿卜，分別高出25.2%、116.1%。這表明，在一定程度上胡蘿卜地上部生長與地下部生長具有相關性。

2.5 不同根色胡蘿卜不同發育時期色素含量比較

葉綠素含量是反映作物光合能力的關鍵指標[13]。從表2 可以看出，播種45 d 后紫色胡蘿卜葉綠素a含量最高，橙色胡蘿卜葉綠素b 含量最高，紫色和黃色胡蘿卜葉綠素總含量最高，但是3 種根色胡蘿卜之間的葉綠素a、葉綠素b 含量差異均不顯著；播種105 d 時，紫色胡蘿卜葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總含量均最高，并且顯著高于橙色和黃色胡蘿卜；但是在播種45、105 d 的2 個時期均是橙色胡蘿卜葉綠素a/b 值最??；在播種45 d 后黃色胡蘿卜類胡蘿卜素含量顯著高于紫色和橙色胡蘿卜，但在播種105 d 后紫色胡蘿卜類胡蘿卜素含量顯著高于橙色和黃色胡蘿卜。這表明，不同根色胡蘿卜不同發育時期色素含量積累不同。

表2 不同根色胡蘿卜不同發育時期色素含量比較

3 結論與討論

作物的地上部和地下部在營養物質的供求關系上既相互依賴又相互影響，根冠比是反映根系與地上部生長和干物質積累協調狀況的重要指標[14]。本試驗中，黃色胡蘿卜在發育前期肉質根生長速率和根冠比低于橙色和紫色胡蘿卜，但在發育中后期肉質根增長速率和根冠比迅速增大，超過橙色和紫色胡蘿卜，這可能是由于前期主要集中在地上部葉片的生長，到中后期葉片光合作用增強，同化能力增強，導致肉質根漸漸增粗[15]。本試驗中紫色胡蘿卜從播種45 d 后保持穩定的增長速率，但其莖葉質量顯著低于橙色和黃色胡蘿卜，而成熟后肉質根質量也顯著小于橙色和黃色胡蘿卜，這與胡蘿卜植株生長勢弱，會使同化量減少，影響肉質根膨大的結果一致[15]；橙色胡蘿卜在90 d 后肉質根迅速膨大，此時應加強肥水管理。

葉綠素是植物葉片的主要光合色素，在光合作用的光能吸收、傳遞和轉化中起不可或缺的作用，其含量是評價植株生理狀況的一項重要指標[16]。不同根色胡蘿卜葉綠素含量也不同。本試驗中，在不同發育階段不同根色胡蘿卜葉綠素a、葉綠素b 和葉綠素總含量差異性不同，且胡蘿卜葉片葉綠素含量在生長發育過程中呈上升趨勢，生長發育前期葉綠素含量低，后期葉綠素含量高，與肉質根膨大時期基本一致，這與王海林[17]研究結果一致，可能與葉片葉齡有關。王新建等[18]研究表明，在一定范圍內較低的葉綠素a/b 值有利于植物充分利用不飽和的散射弱光來進行光合作用。本試驗中，播種45 d時，3 種根色胡蘿卜的葉綠素a/b 值在3.3～3.7，而播種105 d 后葉綠素a/b 值范圍縮小至2.7～2.9，且3 種根色胡蘿卜品種在播種45、105 d 這2 個時期均是橙色胡蘿卜葉綠素a 與葉綠素b 比值最小，說明隨著時間的推移，胡蘿卜葉片光合作用逐漸增強，相同條件下橙色胡蘿卜品種光合作用最強。

綜上所述，黃色和橙色胡蘿卜在播種60 d 內為葉片生長盛期，此時應注重氮肥的施用，以維持葉面積最大化，加強光合作用，促進中后期肉質根膨大；黃色和橙色胡蘿卜在播種90 d 后為肉質根快速膨大期，此時應增施鉀肥，以達到高產的效果；紫色胡蘿卜在播種45 d 后葉片和肉質根增長速率均勻，此時應注重氮、鉀肥的配合施用；橙色胡蘿卜能充分利用不飽和散射弱光，適合設施栽培中低溫弱光時期和季節種植。