宣木瓜果實生長發育規律及其礦質養分特征的研究1)

張偉偉,盛俠,孫剛,王明,李阿娜,丁之恩

(安徽農業大學林學與園林學院,合肥 230036)

宣木瓜,學名貼梗海棠(Chaenomeles speciosa S.Nakai),屬薔薇科木瓜屬,是我國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,因產于安徽省宣城市而得名,李時珍的《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,果實中富含有機酸、氨基酸、維生素、胡蘿卜素、黃酮類化合物以及鉀、鈣、鎂、鐵、鋅等礦質元素和營養物質,具有極高的營養價值和保健作用[1]。另外,宣木瓜還含有超氧化物岐化酶(SOD)、過氧化氫酶、酚氧化酶、齊墩果酸,具有消除自由基,廣譜抗菌,護肝降酶,增強免疫力等作用。藥理研究證實,宣木瓜具有舒筋活絡,清心潤肺,開胃健脾,舒肝止痛,祛風除濕之功效,臨床上常用于治療風濕性關節炎、腰膝酸痛、維生素C和維生素B缺乏等癥[2]。最新醫學研究還發現,宣木瓜果實中的齊墩果酸具有抗癌活性[3]。

近年來,國內學者對宣木瓜果實活性物質的分離提取和藥理藥效研究較多[4-9],尚未見到有關宣木瓜果實生長發育規律和礦質養分含量的研究報道。本試驗用定點觀察的方法對宣木瓜果實的生長發育規律進行全面研究,旨在為宣木瓜的優質、豐產、高效栽培提供科學的理論基礎和生產依據。本研究對宣木瓜種植生產和宣木瓜果實品質提升具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

本研究試驗地設計及原材料取樣是在安徽省宣城市宣州區新田鎮宣木瓜生態經濟示范園進行的,該區氣候屬亞熱帶濕潤季風氣候類型,氣候濕潤,雨量充沛,全區年平均溫度為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,無霜期長達8個月。

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

實驗用品種、標準地編號、樹體及土壤肥力和酸堿度等基本情況如表1所示。

表1 宣木瓜各標準地基本概況

1.2 標準地設置

在宣城市宣州區新田鎮宣木瓜生態經濟示范園設立標準地,選擇4個主要宣木瓜品種(羅漢臍、小蘋果、長香、野生),每個宣木瓜品種設立2塊10m×10m標準地,共8塊標準地。供試植株均為8年生宣木瓜嫁接樹,長勢較好,樹勢均勻一致,株行距1.5m×2.0m。園區管理水平較好。

1.3 研究方法

標準地調查:對各標準地宣木瓜進行每木調查,實測地徑和樹高。根據各標準地每株宣木瓜調查結果,計算各標準地宣木瓜植株的平均地徑和平均樹高。在各標準地有代表性地段設置兩個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,帶回實驗室烘干后測定土壤氮、磷、鉀養分含量,計算三層土壤各養分平均值。各標準地基本概況見表1。

果實采樣方法:試驗于2009年2月至2009年7月初進行。選擇具有代表性的10株樹作為采樣樹,在謝花后20 d即2009年4月15日開始,每隔15d采集果實樣品1次,直至果實成熟。每次采樣應分別在每株樹的不同方位隨機采集樣果10個,采果后立即裝入保鮮袋中帶回實驗室。用游標卡尺分別測定果實的縱徑和橫徑,用天平稱取果實鮮重。做完上述測量后將果實切片攤開放入烘箱中,在65℃下烘干至恒重,用天平稱取果實干重,并根據如下公式計算含水量:

養分分析方法:氮含量用凱氏定氮法測定;磷含量用鉬銻抗比色法測定;鉀和鎂含量用原子吸收分光光度法測定[10]。實驗結果用Excel和DPS數據分析軟件進行統計計算和相關分析。

1.4 主要儀器設備

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

2 結果與分析

2.1 果實縱、橫徑的動態變化(一般7月初采收藥用宣木瓜)

圖1 宣木瓜果實縱徑的變化

圖2 宣木瓜果實橫徑的變化

宣木瓜果實縱橫徑生長發育規律如圖1、2所示。

從宣木瓜果實縱徑變化曲線(圖1)可以看出,盡管果實的縱徑同是正向增加,但不同宣木瓜品種表現出了不同的增長變化曲線。羅漢臍縱徑的增加呈現穩定上升的趨勢,幾乎呈“直線”生長,但是,沒有很明顯的增長高峰期;而長香品種果實的縱徑變化呈現很明顯的S型曲線,在5月中旬至6月底增長緩慢,增加值為0.44cm,6月底至7月中旬出現了一個迅速增長的階段,增加值達到2.52cm;小蘋果縱徑增長表現出了兩個增長高峰的現象,分別位于果實生長前期(4月中旬至4月底)和生長后期(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月中旬以后即出現平穩回落的增長幅度變化。

宣木瓜果實橫徑的變化,見圖2所示。由圖2可知,4個宣木瓜品種果實橫徑的生長發育趨勢基本一致,增長動態曲線均呈現“S”型。宣木瓜果實生長早期(4月15日至5月15日),由于果實生長處于細胞分裂期,細胞數量增加占主導地位,果實橫徑的生長較快。進入5月中旬后,果實橫徑進入快速增長階段,在15d內,羅漢臍、小蘋果、長香、野生4個宣木瓜品種的橫徑分別增加了 3.71、2.23、2.42、1.24cm,此期可認為是宣木瓜果實的迅速膨大期,從絕對量上講,此期在形成宣木瓜經濟產量中起著重要作用。6月初,宣木瓜果實橫徑生長減緩,果實進入了緩慢增長期。

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

2.2 果實鮮重的動態變化

圖3 宣木瓜果實鮮重的變化

宣木瓜果實鮮重的動態變化見圖3。從圖3可以看出,4個宣木瓜品種鮮果重量的動態增長曲線均呈現出“單S”型曲線,這一點與楊光[10]研究的木瓜果實重量增長動態變化規律的結論完全一致。宣木瓜謝花20d后到5月中旬屬于幼果緩慢生長期,果實鮮重增長緩慢,羅漢臍、小蘋果、長香、野生4個宣木瓜品種周期內凈增長量的均值分別為 21.87、15.66、13.31、14.53g。5月中旬至6月中旬,果實鮮重迅速增加,宣木瓜果實鮮重增長進入高速增長期,4個宣木瓜品種周期內凈增長量的均值分別達到了68.04、23.42、38.62、26.25g。果實鮮重到6月15日左右又轉入緩慢增長期,宣木瓜果實逐漸進入成熟期,果重趨于穩定,周期內變化較小。

由于品種特性的差異,不同宣木瓜品種鮮果重的變化規律有所差異。從圖3可看到,羅漢臍鮮重快速增長期始于5月中旬且持續時間較長,而且增長量最大。小蘋果和長香品種鮮重迅速增長期在5月中旬至5月底,而野生宣木瓜品種的最大增長期在5月底6月初開始,相比其它3個品種略有推遲。

2.3 果實含水量的動態變化

圖4 宣木瓜果實含水量的變化

宣木瓜果實含水量的動態變化見圖4所示。由4個品種的含水量動態變化曲線可看出,4個宣木瓜品種果實含水量的變化表現出了很明顯的共性,即果實生長初期(4月15日至4月30日)需要大量水分,果實含水量較高,隨著的果實生長,含水量都表現出相同的急劇下降現象。同時可知,4個宣木瓜品種含水量下降變化的拐點均出現在4月底,小蘋果和野生品種隨后進入平穩下降時期,而羅漢臍和長香品種隨后卻進入了含水量不斷上升時期,直至5月底2個品種的宣木瓜又開始進入了下一個緩慢降低周期。

由圖4中野生宣木瓜含水量動態變化曲線還可看出,野生宣木瓜品種相比其它3個品種的含水量變化有很大差異,即野生品種有兩個含水量急劇下降時期,分別在4月中旬以前和5月中旬以后出現。

2.4 果實生長發育的數學模型

表2 宣木瓜果實生長發育的數學模型

研究宣木瓜果實生長發育的數學模型,旨在為預測和評估宣木瓜果實的生長發育狀況提供科學的理論依據。本研究以宣木瓜果實生長發育天數為橫軸(x),分別以果實的縱徑、橫徑和鮮重為縱軸(y),做出各自相應的散點圖,再根據變化曲線,配以相應的多項式回歸方程,結果見表2。從表中的曲線方程可以看出,宣木瓜果實的縱、橫徑和鮮重與果實發育天數均高度相關,說明得到的數學模型可以正確反映宣木瓜果實的縱、橫徑和鮮重動態變化規律。

2.5 果實礦質養分含量的動態變化

圖5 宣木瓜果實中N含量的變化

圖6 宣木瓜果實中P含量的變化

圖7 宣木瓜果實中K含量的變化

圖8 宣木瓜果實中Mg含量的變化

宣木瓜果實N、P、K、Mg含量的動態變化見圖5、圖6、圖7和圖8。從4種礦質養分含量的動態變化曲線可以得知,各養分含量的變化趨勢基本一致,即N、P、K、Mg含量隨著果實的不斷生長而降低,果實生長后期(5月底以后)N、P、K、Mg養分含量的變動幅度微小,這一變化趨勢與許多其它果樹的果實礦質養分含量動態變化規律表現相似[12]。

在宣木瓜果實的生長發育過程中,幼果期(5月中旬以前)果實中的N、P、K、Mg含量在果實發育的整個生長周期中均為最高,隨著果實的膨大各礦質養分均表現出遞減的現象,其中 N、P養分遞減曲線基本相似,都表現出4月底以前急劇降低,隨后逐漸放緩。從4個宣木瓜品種果實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,這說明果實中N、P養分含量之間存在很大的相關性。

觀察圖7和圖8可知,宣木瓜果實K、Mg養分含量的變化與N、P不同,幼果期K和Mg含量并未出現急劇降低的現象,在整個果實生長發育周期中,除了野生宣木瓜K含量在5月底表現上升外,4個宣木瓜品種基本上都表現出平穩遞減的趨勢。比較4個品種的K和Mg動態變化曲線可以發現,長香宣木瓜果實K和Mg含量在5月中旬以后降低幅度相比其它3個品種較大,含量下降很明顯,而且這種變化一直持續到果實成熟。

3 結論與討論

不同宣木瓜品種縱徑的增加呈現不同的變化曲線,羅漢臍縱徑沒有很明顯的增長高峰期,長香品種呈現很明顯的S型曲線。不同宣木瓜品種果實橫徑的生長發育趨勢基本一致,均呈現“S”型增長動態曲線。5月中旬至6月初是宣木瓜果實橫徑快速增長階段,也是果實鮮重的高速增長期,此期是宣木瓜果實的迅速膨大期,是構成宣木瓜產量的重要時期,生產上要加強肥水管理,以獲得良好的宣木瓜產量和品質。

研究中的4個宣木瓜品種,果實含水量的變化均表現出幼果期含水量最高,隨著果實生長而下降的現象,含水量下降變化的拐點出現在4月底。因此,生產上應在4月底之前澆一次透地水,以滿足宣木瓜果實生長發育對水分的需求。

在宣木瓜果實的生長發育過程中,N、P、K、Mg養分含量的變化趨勢基本一致,均表現為:幼果期(5月中旬以前)果實中的N、P、K、Mg含量在果實發育的整個生長周期中均為最高,隨著果實的膨大各礦質養分均表現出遞減的現象,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,可見兩者之間存在很大相關性。因此,宣木瓜坐果期追肥應以N和P為主,還應注意兩種肥料的配比。

本試驗僅對宣木瓜果實生長發育過程中的縱徑、橫徑、鮮重和礦質元素含量的動態變化規律進行了研究分析,至于宣木瓜果實內在品質如糖、蛋白質、果膠、齊墩果酸等含量指標的變化規律,尚待進一步的研究。

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