宣木瓜果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律及其礦質(zhì)養(yǎng)分特征的研究1)

張偉偉,盛俠,孫剛,王明,李阿娜,丁之恩

(安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與園林學(xué)院,合肥 230036)

宣木瓜,學(xué)名貼梗海棠(Chaenomeles speciosa S.Nakai),屬薔薇科木瓜屬,是我國(guó)著名的四大木本中藥材之一。宣木瓜作為地道藥材至少已有1500多年的栽培歷史,因產(chǎn)于安徽省宣城市而得名,李時(shí)珍的《本草綱目》記載有“木瓜處處有,唯宣城者佳”。

宣木瓜作為名貴的中藥材,果實(shí)中富含有機(jī)酸、氨基酸、維生素、胡蘿卜素、黃酮類化合物以及鉀、鈣、鎂、鐵、鋅等礦質(zhì)元素和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),具有極高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和保健作用[1]。另外,宣木瓜還含有超氧化物岐化酶(SOD)、過(guò)氧化氫酶、酚氧化酶、齊墩果酸,具有消除自由基,廣譜抗菌,護(hù)肝降酶,增強(qiáng)免疫力等作用。藥理研究證實(shí),宣木瓜具有舒筋活絡(luò),清心潤(rùn)肺,開(kāi)胃健脾,舒肝止痛,祛風(fēng)除濕之功效,臨床上常用于治療風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、腰膝酸痛、維生素C和維生素B缺乏等癥[2]。最新醫(yī)學(xué)研究還發(fā)現(xiàn),宣木瓜果實(shí)中的齊墩果酸具有抗癌活性[3]。

近年來(lái),國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)宣木瓜果實(shí)活性物質(zhì)的分離提取和藥理藥效研究較多[4-9],尚未見(jiàn)到有關(guān)宣木瓜果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律和礦質(zhì)養(yǎng)分含量的研究報(bào)道。本試驗(yàn)用定點(diǎn)觀察的方法對(duì)宣木瓜果實(shí)的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律進(jìn)行全面研究,旨在為宣木瓜的優(yōu)質(zhì)、豐產(chǎn)、高效栽培提供科學(xué)的理論基礎(chǔ)和生產(chǎn)依據(jù)。本研究對(duì)宣木瓜種植生產(chǎn)和宣木瓜果實(shí)品質(zhì)提升具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

本研究試驗(yàn)地設(shè)計(jì)及原材料取樣是在安徽省宣城市宣州區(qū)新田鎮(zhèn)宣木瓜生態(tài)經(jīng)濟(jì)示范園進(jìn)行的,該區(qū)氣候?qū)賮啛釒駶?rùn)季風(fēng)氣候類型,氣候濕潤(rùn),雨量充沛,全區(qū)年平均溫度為15.6℃,最熱月平均28.1℃,最冷月平均2.7℃,氣溫年較差25.4℃,氣候變化溫和。干燥度在0.6～0.9,年降水量1200～1500mm,無(wú)霜期長(zhǎng)達(dá)8個(gè)月。

該地區(qū)地貌特征以丘陵為主,海拔高15～200m左右。紅壤土是本區(qū)最大的一類地帶性土壤。

實(shí)驗(yàn)用品種、標(biāo)準(zhǔn)地編號(hào)、樹(shù)體及土壤肥力和酸堿度等基本情況如表1所示。

表1 宣木瓜各標(biāo)準(zhǔn)地基本概況

1.2 標(biāo)準(zhǔn)地設(shè)置

在宣城市宣州區(qū)新田鎮(zhèn)宣木瓜生態(tài)經(jīng)濟(jì)示范園設(shè)立標(biāo)準(zhǔn)地,選擇4個(gè)主要宣木瓜品種(羅漢臍、小蘋(píng)果、長(zhǎng)香、野生),每個(gè)宣木瓜品種設(shè)立2塊10m×10m標(biāo)準(zhǔn)地,共8塊標(biāo)準(zhǔn)地。供試植株均為8年生宣木瓜嫁接樹(shù),長(zhǎng)勢(shì)較好,樹(shù)勢(shì)均勻一致,株行距1.5m×2.0m。園區(qū)管理水平較好。

1.3 研究方法

標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查:對(duì)各標(biāo)準(zhǔn)地宣木瓜進(jìn)行每木調(diào)查,實(shí)測(cè)地徑和樹(shù)高。根據(jù)各標(biāo)準(zhǔn)地每株宣木瓜調(diào)查結(jié)果,計(jì)算各標(biāo)準(zhǔn)地宣木瓜植株的平均地徑和平均樹(shù)高。在各標(biāo)準(zhǔn)地有代表性地段設(shè)置兩個(gè)30cm×30cm×30cm土壤剖面,并采集0～10cm 土層、10～20cm土層、20～30cm土層土壤樣品,帶回實(shí)驗(yàn)室烘干后測(cè)定土壤氮、磷、鉀養(yǎng)分含量,計(jì)算三層土壤各養(yǎng)分平均值。各標(biāo)準(zhǔn)地基本概況見(jiàn)表1。

果實(shí)采樣方法:試驗(yàn)于2009年2月至2009年7月初進(jìn)行。選擇具有代表性的10株樹(shù)作為采樣樹(shù),在謝花后20 d即2009年4月15日開(kāi)始,每隔15d采集果實(shí)樣品1次,直至果實(shí)成熟。每次采樣應(yīng)分別在每株樹(shù)的不同方位隨機(jī)采集樣果10個(gè),采果后立即裝入保鮮袋中帶回實(shí)驗(yàn)室。用游標(biāo)卡尺分別測(cè)定果實(shí)的縱徑和橫徑,用天平稱取果實(shí)鮮重。做完上述測(cè)量后將果實(shí)切片攤開(kāi)放入烘箱中,在65℃下烘干至恒重,用天平稱取果實(shí)干重,并根據(jù)如下公式計(jì)算含水量:

養(yǎng)分分析方法:氮含量用凱氏定氮法測(cè)定;磷含量用鉬銻抗比色法測(cè)定;鉀和鎂含量用原子吸收分光光度法測(cè)定[10]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果用Excel和DPS數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算和相關(guān)分析。

1.4 主要儀器設(shè)備

T6-新世紀(jì)紫外可見(jiàn)分光光度計(jì);全自動(dòng)凱氏定氮儀;原子吸收分光光度計(jì);游標(biāo)卡尺;加熱器;DFT-100多功能中藥粉碎機(jī);電子天平;干燥箱;鋼卷尺;各種規(guī)格的量筒、燒杯、容量瓶等。

2 結(jié)果與分析

2.1 果實(shí)縱、橫徑的動(dòng)態(tài)變化(一般7月初采收藥用宣木瓜)

圖1 宣木瓜果實(shí)縱徑的變化

圖2 宣木瓜果實(shí)橫徑的變化

宣木瓜果實(shí)縱橫徑生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律如圖1、2所示。

從宣木瓜果實(shí)縱徑變化曲線(圖1)可以看出,盡管果實(shí)的縱徑同是正向增加,但不同宣木瓜品種表現(xiàn)出了不同的增長(zhǎng)變化曲線。羅漢臍縱徑的增加呈現(xiàn)穩(wěn)定上升的趨勢(shì),幾乎呈“直線”生長(zhǎng),但是,沒(méi)有很明顯的增長(zhǎng)高峰期;而長(zhǎng)香品種果實(shí)的縱徑變化呈現(xiàn)很明顯的S型曲線,在5月中旬至6月底增長(zhǎng)緩慢,增加值為0.44cm,6月底至7月中旬出現(xiàn)了一個(gè)迅速增長(zhǎng)的階段,增加值達(dá)到2.52cm;小蘋(píng)果縱徑增長(zhǎng)表現(xiàn)出了兩個(gè)增長(zhǎng)高峰的現(xiàn)象,分別位于果實(shí)生長(zhǎng)前期(4月中旬至4月底)和生長(zhǎng)后期(6月中旬至6月底)。野生宣木瓜品種,縱徑在4月中旬至5月中旬增加量較大,5月中旬以后即出現(xiàn)平穩(wěn)回落的增長(zhǎng)幅度變化。

宣木瓜果實(shí)橫徑的變化,見(jiàn)圖2所示。由圖2可知,4個(gè)宣木瓜品種果實(shí)橫徑的生長(zhǎng)發(fā)育趨勢(shì)基本一致,增長(zhǎng)動(dòng)態(tài)曲線均呈現(xiàn)“S”型。宣木瓜果實(shí)生長(zhǎng)早期(4月15日至5月15日),由于果實(shí)生長(zhǎng)處于細(xì)胞分裂期,細(xì)胞數(shù)量增加占主導(dǎo)地位,果實(shí)橫徑的生長(zhǎng)較快。進(jìn)入5月中旬后,果實(shí)橫徑進(jìn)入快速增長(zhǎng)階段,在15d內(nèi),羅漢臍、小蘋(píng)果、長(zhǎng)香、野生4個(gè)宣木瓜品種的橫徑分別增加了 3.71、2.23、2.42、1.24cm,此期可認(rèn)為是宣木瓜果實(shí)的迅速膨大期,從絕對(duì)量上講,此期在形成宣木瓜經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量中起著重要作用。6月初,宣木瓜果實(shí)橫徑生長(zhǎng)減緩,果實(shí)進(jìn)入了緩慢增長(zhǎng)期。

由圖1和圖2中野生宣木瓜品種果實(shí)的縱、橫徑變化曲線還可得知,野生宣木瓜果實(shí)的縱、橫徑變化曲線極為相似,即橫徑的生長(zhǎng)與縱徑的生長(zhǎng)幾乎同步,而且同時(shí)期果實(shí)的縱橫徑數(shù)值相近,正是這個(gè)原因致使野生宣木瓜果實(shí)從生長(zhǎng)初期到生長(zhǎng)后期一直接近于圓形。

2.2 果實(shí)鮮重的動(dòng)態(tài)變化

圖3 宣木瓜果實(shí)鮮重的變化

宣木瓜果實(shí)鮮重的動(dòng)態(tài)變化見(jiàn)圖3。從圖3可以看出,4個(gè)宣木瓜品種鮮果重量的動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)曲線均呈現(xiàn)出“單S”型曲線,這一點(diǎn)與楊光[10]研究的木瓜果實(shí)重量增長(zhǎng)動(dòng)態(tài)變化規(guī)律的結(jié)論完全一致。宣木瓜謝花20d后到5月中旬屬于幼果緩慢生長(zhǎng)期,果實(shí)鮮重增長(zhǎng)緩慢,羅漢臍、小蘋(píng)果、長(zhǎng)香、野生4個(gè)宣木瓜品種周期內(nèi)凈增長(zhǎng)量的均值分別為 21.87、15.66、13.31、14.53g。5月中旬至6月中旬,果實(shí)鮮重迅速增加,宣木瓜果實(shí)鮮重增長(zhǎng)進(jìn)入高速增長(zhǎng)期,4個(gè)宣木瓜品種周期內(nèi)凈增長(zhǎng)量的均值分別達(dá)到了68.04、23.42、38.62、26.25g。果實(shí)鮮重到6月15日左右又轉(zhuǎn)入緩慢增長(zhǎng)期,宣木瓜果實(shí)逐漸進(jìn)入成熟期,果重趨于穩(wěn)定,周期內(nèi)變化較小。

由于品種特性的差異,不同宣木瓜品種鮮果重的變化規(guī)律有所差異。從圖3可看到,羅漢臍鮮重快速增長(zhǎng)期始于5月中旬且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),而且增長(zhǎng)量最大。小蘋(píng)果和長(zhǎng)香品種鮮重迅速增長(zhǎng)期在5月中旬至5月底,而野生宣木瓜品種的最大增長(zhǎng)期在5月底6月初開(kāi)始,相比其它3個(gè)品種略有推遲。

2.3 果實(shí)含水量的動(dòng)態(tài)變化

圖4 宣木瓜果實(shí)含水量的變化

宣木瓜果實(shí)含水量的動(dòng)態(tài)變化見(jiàn)圖4所示。由4個(gè)品種的含水量動(dòng)態(tài)變化曲線可看出,4個(gè)宣木瓜品種果實(shí)含水量的變化表現(xiàn)出了很明顯的共性,即果實(shí)生長(zhǎng)初期(4月15日至4月30日)需要大量水分,果實(shí)含水量較高,隨著的果實(shí)生長(zhǎng),含水量都表現(xiàn)出相同的急劇下降現(xiàn)象。同時(shí)可知,4個(gè)宣木瓜品種含水量下降變化的拐點(diǎn)均出現(xiàn)在4月底,小蘋(píng)果和野生品種隨后進(jìn)入平穩(wěn)下降時(shí)期,而羅漢臍和長(zhǎng)香品種隨后卻進(jìn)入了含水量不斷上升時(shí)期,直至5月底2個(gè)品種的宣木瓜又開(kāi)始進(jìn)入了下一個(gè)緩慢降低周期。

由圖4中野生宣木瓜含水量動(dòng)態(tài)變化曲線還可看出,野生宣木瓜品種相比其它3個(gè)品種的含水量變化有很大差異,即野生品種有兩個(gè)含水量急劇下降時(shí)期,分別在4月中旬以前和5月中旬以后出現(xiàn)。

2.4 果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育的數(shù)學(xué)模型

表2 宣木瓜果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育的數(shù)學(xué)模型

研究宣木瓜果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育的數(shù)學(xué)模型,旨在為預(yù)測(cè)和評(píng)估宣木瓜果實(shí)的生長(zhǎng)發(fā)育狀況提供科學(xué)的理論依據(jù)。本研究以宣木瓜果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育天數(shù)為橫軸(x),分別以果實(shí)的縱徑、橫徑和鮮重為縱軸(y),做出各自相應(yīng)的散點(diǎn)圖,再根據(jù)變化曲線,配以相應(yīng)的多項(xiàng)式回歸方程,結(jié)果見(jiàn)表2。從表中的曲線方程可以看出,宣木瓜果實(shí)的縱、橫徑和鮮重與果實(shí)發(fā)育天數(shù)均高度相關(guān),說(shuō)明得到的數(shù)學(xué)模型可以正確反映宣木瓜果實(shí)的縱、橫徑和鮮重動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。

2.5 果實(shí)礦質(zhì)養(yǎng)分含量的動(dòng)態(tài)變化

圖5 宣木瓜果實(shí)中N含量的變化

圖6 宣木瓜果實(shí)中P含量的變化

圖7 宣木瓜果實(shí)中K含量的變化

圖8 宣木瓜果實(shí)中Mg含量的變化

宣木瓜果實(shí)N、P、K、Mg含量的動(dòng)態(tài)變化見(jiàn)圖5、圖6、圖7和圖8。從4種礦質(zhì)養(yǎng)分含量的動(dòng)態(tài)變化曲線可以得知,各養(yǎng)分含量的變化趨勢(shì)基本一致,即N、P、K、Mg含量隨著果實(shí)的不斷生長(zhǎng)而降低,果實(shí)生長(zhǎng)后期(5月底以后)N、P、K、Mg養(yǎng)分含量的變動(dòng)幅度微小,這一變化趨勢(shì)與許多其它果樹(shù)的果實(shí)礦質(zhì)養(yǎng)分含量動(dòng)態(tài)變化規(guī)律表現(xiàn)相似[12]。

在宣木瓜果實(shí)的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中,幼果期(5月中旬以前)果實(shí)中的N、P、K、Mg含量在果實(shí)發(fā)育的整個(gè)生長(zhǎng)周期中均為最高,隨著果實(shí)的膨大各礦質(zhì)養(yǎng)分均表現(xiàn)出遞減的現(xiàn)象,其中 N、P養(yǎng)分遞減曲線基本相似,都表現(xiàn)出4月底以前急劇降低,隨后逐漸放緩。從4個(gè)宣木瓜品種果實(shí)N、P含量變化曲線還可看出,同一品種的N、P含量變化曲線極為相似,這說(shuō)明果實(shí)中N、P養(yǎng)分含量之間存在很大的相關(guān)性。

觀察圖7和圖8可知,宣木瓜果實(shí)K、Mg養(yǎng)分含量的變化與N、P不同,幼果期K和Mg含量并未出現(xiàn)急劇降低的現(xiàn)象,在整個(gè)果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育周期中,除了野生宣木瓜K含量在5月底表現(xiàn)上升外,4個(gè)宣木瓜品種基本上都表現(xiàn)出平穩(wěn)遞減的趨勢(shì)。比較4個(gè)品種的K和Mg動(dòng)態(tài)變化曲線可以發(fā)現(xiàn),長(zhǎng)香宣木瓜果實(shí)K和Mg含量在5月中旬以后降低幅度相比其它3個(gè)品種較大,含量下降很明顯,而且這種變化一直持續(xù)到果實(shí)成熟。

3 結(jié)論與討論

不同宣木瓜品種縱徑的增加呈現(xiàn)不同的變化曲線,羅漢臍縱徑?jīng)]有很明顯的增長(zhǎng)高峰期,長(zhǎng)香品種呈現(xiàn)很明顯的S型曲線。不同宣木瓜品種果實(shí)橫徑的生長(zhǎng)發(fā)育趨勢(shì)基本一致,均呈現(xiàn)“S”型增長(zhǎng)動(dòng)態(tài)曲線。5月中旬至6月初是宣木瓜果實(shí)橫徑快速增長(zhǎng)階段,也是果實(shí)鮮重的高速增長(zhǎng)期,此期是宣木瓜果實(shí)的迅速膨大期,是構(gòu)成宣木瓜產(chǎn)量的重要時(shí)期,生產(chǎn)上要加強(qiáng)肥水管理,以獲得良好的宣木瓜產(chǎn)量和品質(zhì)。

研究中的4個(gè)宣木瓜品種,果實(shí)含水量的變化均表現(xiàn)出幼果期含水量最高,隨著果實(shí)生長(zhǎng)而下降的現(xiàn)象,含水量下降變化的拐點(diǎn)出現(xiàn)在4月底。因此,生產(chǎn)上應(yīng)在4月底之前澆一次透地水,以滿足宣木瓜果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)水分的需求。

在宣木瓜果實(shí)的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中,N、P、K、Mg養(yǎng)分含量的變化趨勢(shì)基本一致,均表現(xiàn)為:幼果期(5月中旬以前)果實(shí)中的N、P、K、Mg含量在果實(shí)發(fā)育的整個(gè)生長(zhǎng)周期中均為最高,隨著果實(shí)的膨大各礦質(zhì)養(yǎng)分均表現(xiàn)出遞減的現(xiàn)象,其中N和P含量變化曲線極為吻合,4月底以前急劇降低,隨后逐漸放緩,可見(jiàn)兩者之間存在很大相關(guān)性。因此,宣木瓜坐果期追肥應(yīng)以N和P為主,還應(yīng)注意兩種肥料的配比。

本試驗(yàn)僅對(duì)宣木瓜果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中的縱徑、橫徑、鮮重和礦質(zhì)元素含量的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律進(jìn)行了研究分析,至于宣木瓜果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)如糖、蛋白質(zhì)、果膠、齊墩果酸等含量指標(biāo)的變化規(guī)律,尚待進(jìn)一步的研究。

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