綠豆不同生長階段各器官干物質積累動態及分配規律

丁 婉，邢寶龍，王桂梅

（山西農業大學高寒區作物研究所，山西大同037008）

綠豆（Vigna radiataL.），別名青小豆，菜豆族豇豆屬（Vigna），是我國重要的雜糧經濟作物之一[1-2]，多種植在缺少灌溉條件的干旱、半干旱地區，在晉北高寒區適合種植。綠豆具有適應性強、耐干旱、耐貧瘠、固氮養地[3-4]等特性；另外，綠豆營養豐富，高蛋白，低脂肪，擁有較高的維生素及礦物質含量[3]。近幾年隨著人們對飲食結構的重視，導致消費者對綠豆的需求越來越大[5]。然而，我國綠豆生產也面臨著一系列問題和挑戰，由于大部分綠豆多種植在干旱半干旱地區的瘠薄地，產量和質量難以保證，因此，選育更加耐旱的綠豆品種對提高綠豆產量具有非常重要的意義。

干物質是光合作用產物在植株不同器官中積累與分配的結果[6]，又是作物產量形成的基礎[7]，干物質積累與分配是提高作物產量的關鍵[8]。前人對作物播后籽粒萌發過程中干物質積累和分配規律的研究，在小麥、玉米等多種作物上進行了廣泛探討和研究[9-12]，結果表明，不同品種干物質積累和轉運都存在著一定差異，產量高的品種植株能積累較多的光合產物，并能在花后有效運轉至籽粒。但有關綠豆干物質積累與分配特性，尚未見系統研究報道。

本研究選用晉綠9號、冀綠0816為試驗材料，研究綠豆不同生長階段各器官干物質積累動態變化及分配規律，為山西高寒地區綠豆的高產優質高效栽培技術提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試綠豆品種為晉綠9號、冀綠0816，由山西省農科院高寒區作物研究所食用豆課題組提供。

1.2 試驗方法

分別在綠豆開花期、結莢期、成熟期選取同一天長勢均勻的代表性植株進行標記取樣，每個小區取植株5株，小心除去根際基質土壤，確保植株形態完整，將植株樣品分為根、莖、葉片、籽粒4個部分進行處理，測定其每個時期各器官的干物質量，計算各時期各器官在總干物質積累中所占的比例，分析各時期各器官的分配地位。將所有樣品先在105℃下殺青30 min，然后在80℃下烘干至恒質量，分別稱干質量，計算總干物質量。

干物質分配比例＝根（莖、葉、籽粒）干物質量/單株總干物質量×100% （1）

1.3 數據分析

試驗數據用Excel 2011及SPSS 17.0軟件進行方差分析，數據用均值±標準差表示。

2 結果與分析

從表1可以看出，開花后，綠豆單株葉片干物質量均呈現先快速下降后緩慢下降的變化趨勢，而綠豆單株莖稈干物質量表現出先緩慢降低再迅速下降的變化趨勢；品種間單株干物質量也存在顯著差異，晉綠9號單株各器官干物質量明顯高于冀綠0816。隨著生育時期的推進，綠豆單株籽粒干物質量均呈近“S”型增長趨勢，其中，開花初期籽粒干物質量含量最少，綠豆結莢期為快速增長期，籽粒干物質量迅速增加，到成熟期緩慢上升，達到最大值，說明此時籽粒干物質積累基本完成。

表1 不同生育時期各器官單株干物質積累動態變化 g

從表2可以看出，晉綠9號和冀綠0816在生長過程中干物質在各器官中的分配比例隨著生長中心的轉變而發生變化。開花期，干物質主要分配在葉片和莖稈，各植株葉片和莖稈干物質量占全株總干物質量的80%以上，其中，葉片干物質量占全株總干物質量比例大于50%，開花期各器官干物質量占全株的比例從大到小排序為：葉＞莖＞根＞籽粒。結莢期后隨著植株的生長，莖稈干物質量迅速增加，葉片和莖稈成為光合產物的主要分配中心[13]，也是植株的生長中心。進入成熟期后，植株的生長中心逐漸轉向生殖器官，生殖器官成為光合產物的主要分配中心，在莖、葉干物質分配比例逐漸下降的同時，籽粒的干物質分配比例不斷增大，并占主導地位。

表2 不同生育時期綠豆干物質在各器官中的分配比例比較 %

3 結論與討論

一般情況下，作物適度干旱在一定程度上可促進根的增長，抗旱性強的綠豆品種胚根生長速度較快，利用較深的根系可以使植物從深層土壤中吸收水分，在水分脅迫下能保持較高的根冠比[14-15]，從而有效抵御干旱脅迫的危害。有研究表明，植株根系與抗旱性具有密切關系，是植物適應抗旱性評價的一個重要指標[16]。

本研究在植株生長過程中，開花期各植株葉片和莖稈干物質量占全株地上部總干物質量的80%以上，尤其葉片干物質量占全株總干物質量的50%，進入花莢盛期，植株的生長中心逐漸轉向籽粒，葉片干物質量逐漸下降，籽粒的干物質分配比例不斷增大[17]。段君君等[18]研究表明，蕓豆在生育后期莖和葉片的干物質量均逐漸降低，而籽粒干物質量逐漸增加，并占主導地位，這與本試驗結果相一致。

在綠豆整個生育時期內，隨著生長中心的轉移，根、莖、葉的干物質分配比例隨著生長中心的轉變而變化。綠豆單株葉片干物質量均呈現先快速下降后緩慢下降的變化趨勢，而莖稈干物質量表現出先緩慢降低再迅速下降趨勢。綠豆單株籽粒干物質量均呈近“S”型增長趨勢，在開花初期到結莢期為快速增長期，到成熟期緩慢上升，達到最高值。

王寶強等[19]對5個不同綠豆品種籽粒干物質積累動態的分析發現，綠豆籽粒干物質量均呈S型增長趨勢，其中，花后7 d內籽粒干物質量變化較小，而花后8～17 d籽粒干物質量增加明顯，到成熟期干物質積累仍在進行，這與本試驗結論相一致。