諸葛菜角果生長(zhǎng)特性的研究

李孟良， 趙韓偉

(安徽科技學(xué)院 資源與環(huán)境學(xué)院，安徽 鳳陽(yáng) 233100)

諸葛菜[Orychophragmusviolaceus(L.) O.E.Schulz],又名二月蘭，系十字花科諸葛菜屬的1年生或2年生草本植物，主產(chǎn)區(qū)為我國(guó)東北、華北、西北、華東、華中等地區(qū)，我國(guó)有1種及3變種[1-2]。諸葛菜的適應(yīng)性較強(qiáng)，能在草地、荒坡、林下、路邊、房前屋后種植，諸葛菜開(kāi)花較早，花期4～5月，可連續(xù)數(shù)月開(kāi)花不絕[3]。諸葛菜是一種十分珍貴的油料作物種源[4]，農(nóng)藝性狀良好，生長(zhǎng)周期短，生物量大；其菜苔氨基酸含量高，口感好，具有很大的開(kāi)發(fā)價(jià)值[5-6]。諸葛菜的蛋白質(zhì)、脂肪、鈣、鐵、胡蘿卜素和維生素C含量較高，其綜合營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高于許多蕓苔族植物，且其粗纖維含量略低于一般食用蔬菜，口感好[7]。營(yíng)養(yǎng)成分中，具有較高含量的維生素C、β-胡蘿卜素以及Fe、Zn等，氨基酸的種類(lèi)達(dá)19種，其中7種為必需氨基酸[8]。諸葛菜作為野生蔬菜在民間也有長(zhǎng)期的食用歷史，諸葛菜苔蛋白質(zhì)、維生素、微量元素含量較高，諸葛菜還可作為可食用的戰(zhàn)時(shí)救急野菜[9]。其莖葉生物量大，適口性好，也可作為動(dòng)物飼料。諸葛菜擁有巨大的潛在價(jià)值。

諸葛菜是一種多用途作物，如:保健食用油、脫保鮮菜苔、菜汁營(yíng)養(yǎng)飲料，以及作為飼料添加劑[10]。潘建萍等以諸葛菜的花梗和花蕾為材料獲得了再生植株[11]，諸葛菜作為良好的植物遺傳材料已引起了眾多遺傳學(xué)家的關(guān)注。近年來(lái)，曹熙德、羅鵬等在諸葛菜的種子油脂及育種方面都作了比較深入的研究[12-15]，表明諸葛菜的種子油脂中具有高含量的不飽和脂肪酸及低含量的芥酸，是一種品質(zhì)優(yōu)良的新型油料植物資源。脂肪酸中含有較高是油酸、亞油酸。其中亞油酸又稱(chēng)維生素E，是人體必需的脂肪酸之一[16]。角果是諸葛菜重要的光合器官，其光合產(chǎn)物對(duì)種子的影響很大。有關(guān)諸葛菜角果的研究較少，本試驗(yàn)通過(guò)定期觀察諸葛菜角果的生長(zhǎng)情況研究其變化規(guī)律，旨在為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用諸葛菜提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)于2014年3～5月，在安徽科技學(xué)院西區(qū)種植園中進(jìn)行。供試材料為諸葛菜。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2014年3～5月在安徽科技學(xué)院種植科技園進(jìn)行，2014年3月22日標(biāo)記同一天主花序開(kāi)花角果1 000朵，以后每隔5 d取樣一次，每次40～60個(gè)角果。測(cè)定角果、果尖、果身、果柄的長(zhǎng)度、體積以及干鮮重等，直至角果成熟為止。

1.2.1 諸葛菜角果長(zhǎng)度的測(cè)定 每次摘取標(biāo)記的角果40～60個(gè)，測(cè)定每個(gè)角果的長(zhǎng)度以及果柄、果身和果尖的長(zhǎng)度，分別記下，然后計(jì)算其平均值，得出單次角果、果柄、果身以及果尖長(zhǎng)度。

1.2.2 諸葛菜角果鮮重、干重的測(cè)定 每次摘取標(biāo)記的角果40～60個(gè)不等，測(cè)定所有角果的鮮重以及果柄、果身和果尖的鮮重，計(jì)算平均值。將所有角果的果柄、果身和果尖的部分分別用紙張包裹起來(lái)，置于烘箱中于75 ℃下烘干6 h，取出于分析天平上稱(chēng)量并分別計(jì)算其平均值，記錄果柄、果身、果尖的干重。

1.2.3 諸葛菜角果體積的測(cè)定 每次摘取標(biāo)記的角果40～60個(gè)，測(cè)定所有角果的體積以及所有角果的果柄、果身和果尖的體積，計(jì)算其平均值。將角果捆綁好置于量筒中測(cè)量其體積，然后計(jì)算其平均數(shù)。同理，得出果柄、果身、果尖的體積。

1.2.4 諸葛菜角果寬度的測(cè)定 每次摘取標(biāo)記的角果40～60個(gè)不等，每次取10個(gè)測(cè)量其寬度，重復(fù)4次，取其平均值，再計(jì)算出每個(gè)角果的寬度。

2 結(jié)果與分析

2.1 諸葛菜角果的線性增長(zhǎng)

2.1.1 角果果柄與果尖的線性增長(zhǎng) 如圖1所示，諸葛菜開(kāi)花后，主序角果的果柄在花后13 d內(nèi)增長(zhǎng)速度較快，隨后生長(zhǎng)變得緩慢，在第33天左右達(dá)到最大值，然后隨著角果的生長(zhǎng)果柄的長(zhǎng)度逐漸縮短，最后果柄長(zhǎng)度基本保持不變。主序角果的果尖在花后13 d內(nèi)增長(zhǎng)迅速，然后果尖生長(zhǎng)速率減慢，在第33天左右達(dá)到最大值。此后，隨著角果的生長(zhǎng)，果尖的長(zhǎng)度慢慢縮短，最后基本保持不變。果柄前期生長(zhǎng)較果尖快，且長(zhǎng)度長(zhǎng)于果尖，在第18天左右兩者長(zhǎng)度相同。果柄在后期生長(zhǎng)較果尖緩慢，最終長(zhǎng)度短于果尖。

圖1 果柄、果尖長(zhǎng)度變化曲線

2.1.2 角果與果身的線性增長(zhǎng) 圖2表明，諸葛菜開(kāi)花后，主序角果的長(zhǎng)度在花后23 d增長(zhǎng)迅速，在花后23～28 d增長(zhǎng)緩慢，第28天左右達(dá)到最大值，角果的長(zhǎng)度基本上不再增長(zhǎng)，最后隨著角果的最終成熟角果的長(zhǎng)度最終稍微有些縮短。主序角果的果身在花后8 d內(nèi)增長(zhǎng)緩慢，在8～23 d增長(zhǎng)迅速，然后增長(zhǎng)緩慢，在第28天左右果身長(zhǎng)度達(dá)到最大值，隨后果身長(zhǎng)度基本上保持不變。果身與角果的增長(zhǎng)趨勢(shì)基本上一致。

圖2 角果、果身長(zhǎng)度變化曲線

2.2 諸葛菜角果的體積變化

2.2.1 角果果柄與果尖的體積變化 圖3表明，諸葛菜開(kāi)花后，主花序角果的主花序角果的果柄的體積在花后8 d內(nèi)增長(zhǎng)迅速，第8天后，果柄生長(zhǎng)速率減慢，體積增加緩慢，在花后第31天左右達(dá)到最大值。隨后，隨著角果的慢慢成熟，果柄漸漸失水，體積開(kāi)始縮小，在33～48 d中果柄的體積迅速縮小，然后縮小緩慢，最后果柄的體積基本保持不變。主花序角果的果尖的體積在花后38 d內(nèi)快速增長(zhǎng)，基本上是勻速增長(zhǎng)，果尖的體積在第38天左右達(dá)到最大值，隨著角果的慢慢成熟，果尖開(kāi)始慢慢的失水，體積開(kāi)始縮小，當(dāng)角果生長(zhǎng)到一定程度的時(shí)候，果尖的體積也基本上保持不變。果尖與果柄的增長(zhǎng)曲線總體一致，先增加后減少，但果柄的體積變化較大，最終兩者的體積相差不大。

圖3 果柄、果尖體積變化曲線

2.2.2 角果與果身的體積變化 圖4表明，諸葛菜開(kāi)花后，主花序角果的體積增長(zhǎng)在花后18 d內(nèi)增長(zhǎng)速度緩慢，在花后18～38 d，生長(zhǎng)速率增加迅速，是角果的快速生長(zhǎng)期。在花后第38天左右角果體積達(dá)到最大值。之后隨著角果的慢慢成熟，角果的體積開(kāi)始縮水變小，最終體積基本保持不變。果身的增長(zhǎng)曲線與角果的基本一致。

圖4 角果、果身體積變化曲線

2.3 角果果身寬度的線性增長(zhǎng)

圖5 角果寬度變化曲線

圖5表明，在花后28 d內(nèi)，主花序角果果身的寬度增長(zhǎng)迅速，果身寬度增加較快，在28 d后，角果橫向生長(zhǎng)減慢，但仍較快速增長(zhǎng)，在第43天左右，角果橫向生長(zhǎng)基本上就已經(jīng)停止了，果身寬度保持不變。

2.4 諸葛菜角果鮮重的增長(zhǎng)

2.4.1 角果果柄與果尖鮮重的增長(zhǎng) 圖6表明，主花序角果的果柄的鮮重在花后的9 d內(nèi)增長(zhǎng)速度較快，隨后增長(zhǎng)速度下降，在第28天左右，果柄的鮮重達(dá)到最大值，此后，隨著角果的生長(zhǎng)果柄漸漸的成熟，果柄開(kāi)始失水，鮮重下降，當(dāng)果柄達(dá)到一定的成熟度時(shí)，果柄的鮮重基本上保持不變。主花序角果的果尖的鮮重的增長(zhǎng)在花后9 d內(nèi)增長(zhǎng)緩慢。在花后9～28 d增長(zhǎng)速率加快。果尖的鮮重在花后第28天左右達(dá)到最大值。

圖6 果柄、果尖鮮重變化曲線

此后，隨著角果的成熟，果尖也開(kāi)始失水成熟，鮮重下降，當(dāng)角果達(dá)到一定成熟度時(shí)，果尖的鮮重基本上保持不變。果柄的鮮重始終大于果尖的鮮重，在前期果柄生長(zhǎng)較快，果尖生長(zhǎng)較慢，之后果尖生長(zhǎng)速率快于果柄，二者營(yíng)養(yǎng)臨界期不同。

2.4.2 角果與果身鮮重的增長(zhǎng) 圖7表明，主花序角果的鮮重在花后8 d內(nèi)增長(zhǎng)緩慢，在8 d后進(jìn)入快速增長(zhǎng)期，角果鮮重增加迅速。在38 d后增長(zhǎng)速率減慢，在第43 d左右，角果的鮮重達(dá)到最大值，隨后，隨著角果的慢慢成熟，角果漸漸開(kāi)始失水，角果的鮮重開(kāi)始降低，當(dāng)角果達(dá)到一定成熟度時(shí)，角果不再失水，角果的鮮重將基本上保持不變。主花序角果的果身的鮮重的變化與角果的鮮重變化基本上一致。

圖7 角果、果身鮮重變化曲線

2.5 諸葛菜角果干重的增長(zhǎng)

2.5.1 角果果柄與果尖干重的增長(zhǎng) 如圖8所示主花序角果的果柄的干重在花后28 d內(nèi)干物質(zhì)增加迅速，然后增長(zhǎng)速率減緩，在第33天左右，干物質(zhì)積累量達(dá)到最大，果柄的干重最大，此后，隨著角果的成熟，果柄的干重呈下降趨勢(shì)，最后果柄的干重基本趨于穩(wěn)定。主花序角果的果尖的干重在花后9 d內(nèi)增加緩慢，之后干重增加速率變快。在第33天左右，干物質(zhì)積累量達(dá)到最大，此后，果尖的干物質(zhì)積累量逐漸下降，隨著角果的慢慢長(zhǎng)大，最終果尖的干重逐漸趨于平穩(wěn)。果柄的干重始終大于果尖的干重。果柄與果尖的干重的最大值的出現(xiàn)比鮮重的最大值晚了幾天。

圖8 果柄、果尖干重變化曲線

2.5.2 角果與果身干重的增長(zhǎng) 圖9表明，主花序角果的干重在花后8 d內(nèi)增加緩慢，干物質(zhì)積累較少。在第8天后，角果的干物質(zhì)進(jìn)入快速積累期，43 d后，角果生長(zhǎng)緩慢，干重增加緩慢，角果的干重在第48天左右達(dá)到最大值。之后隨著角果的最終成熟，干重略有下降。主花序角果的果身的干物質(zhì)增長(zhǎng)趨勢(shì)與角果的干重增長(zhǎng)趨勢(shì)基本一直。果身與角果的干物質(zhì)出現(xiàn)最大值的時(shí)候均比鮮重最大值出現(xiàn)的時(shí)候晚5 d左右，之后都略有下降。

圖9 角果、果身干重變化曲線

3 結(jié)論與討論

諸葛菜開(kāi)花后，角果在生長(zhǎng)過(guò)程中，最先增長(zhǎng)的是長(zhǎng)度，第28天左右即達(dá)到最大值。其次是果身的寬度，第43天左右才達(dá)到最大值。而角果的干鮮重在前期增加緩慢，在中后期才快速增加，并且鮮重達(dá)到最大值后，干重繼續(xù)增加，干重最大值的出現(xiàn)比鮮重最大值的出現(xiàn)晚幾天。當(dāng)角果的體積增大到最大值時(shí)，角果的鮮重也已經(jīng)達(dá)到或接近最大值。說(shuō)明角果體積停止增長(zhǎng)，它的重量也停止增長(zhǎng)。

在角果生長(zhǎng)過(guò)程中，果柄的長(zhǎng)度和體積最先生長(zhǎng)，在35天左右達(dá)到最大值。之后由于進(jìn)入角果生長(zhǎng)的中后期，合成物質(zhì)優(yōu)先向種子供應(yīng)，果柄的體積，長(zhǎng)度，干鮮重等都開(kāi)始下降，最終基本保持不變。干鮮重快速生長(zhǎng)期比體積和長(zhǎng)度長(zhǎng)5 d左右，鮮重在第28天達(dá)到最大值時(shí)，繼續(xù)生長(zhǎng)5 d左右，干重才能達(dá)到最大值。

在果尖生長(zhǎng)的過(guò)程中，其長(zhǎng)度在前期增長(zhǎng)較快，當(dāng)長(zhǎng)度達(dá)到最大值時(shí)，體積還在增加，繼續(xù)生長(zhǎng)5 d左右達(dá)到最大值。果尖的干鮮重變化與果柄的類(lèi)似。當(dāng)鮮重在第28天左右達(dá)到最大值時(shí)，干重還要繼續(xù)生長(zhǎng)5 d左右才會(huì)達(dá)到最大值。之后各種指標(biāo)都會(huì)下降，隨著角果的最終成熟，各種指標(biāo)基本保持不變。

諸葛菜角果縱向生長(zhǎng)快于橫向增寬，花后第28天角果長(zhǎng)度已停止生長(zhǎng)，而角寬在花后第43天才基本定型，這與浦惠明等人研究的油菜角果的生長(zhǎng)特性基本相同。從浦惠明等人對(duì)油菜角果的研究表明，寧油7號(hào)高產(chǎn)的重要途徑是合理密植，擴(kuò)源增庫(kù)，進(jìn)一步提高單位面積的角果數(shù)；秦油2號(hào)高產(chǎn)的主要途徑是提高果皮的光合生產(chǎn)能力，增強(qiáng)源的供應(yīng)，協(xié)調(diào)源庫(kù)之間的關(guān)系[17]。諸葛菜種子發(fā)育規(guī)律有待于進(jìn)一步研究。