慈姑球茎形成与膨大进程的初步研究

赵婷婷，徐文娟，柯卫东，朱红莲

（1.安徽农业大学园艺学院，安徽合肥，230036；2.武汉市蔬菜研究所）

慈姑（Sagittaria trifoliaLinn.var.sinensis）为泽泻科慈姑属慈姑种慈姑变种，多年生水生草本植物。原产于中国，是中国的特产蔬菜之一，栽培历史悠久。慈姑以其球茎供食用，营养丰富，为低脂肪、高碳水化合物蔬菜，还含有多种矿物质以及维生素B、C，胆碱、甜菜碱等[1]。

近年来，慈姑的食疗用途以及营养价值越来越得到人们的重视，其栽培面积也在逐渐扩大，慈姑球茎在膨大过程中的生长状况以及生理特征直接影响到其质量和产量。而有关这方面的报道较少，本试验通过对慈姑球茎形成与膨大的系统研究，以期为慈姑的丰产技术提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2009年在武汉市蔬菜研究所水生蔬菜试验基地进行。供试品种刮老乌，为江苏地方品种。于5月底定植于试验田，株行距 0.8 m×1.6 m，其他管理同大田。

1.2 试验设计

在慈姑球茎形成与膨大的过程中，从7月5日开始取样，以后每隔10 d随机取10株进行观察。测定每株全部根状茎的长度、粗度，球茎的纵、横径，顶芽长，球茎质量，并将采收的球茎洗净、去皮、切片，在100℃下杀青，在75℃下烘干至恒重，计算含水量，测定其干物质含量。生理指标的测定重复3次，结果取平均值。

1.3 测定方法

淀粉含量测定采用蒽酮比色法[2]；可溶性总糖含量测定采用蒽酮比色法[3]；还原糖含量测定采用3-5二硝基水杨酸比色法[3]。

2 结果与分析

慈姑的球茎是地下贮藏器官，当慈姑植株生长到一定阶段时产生根状茎，其根状茎顶端膨大形成球茎。

2.1 根状茎的伸长生长

慈姑的茎分为3种：短缩茎、根状茎和球茎。根状茎由短缩茎各节腋芽萌动向下生长形成[4]。早期，根状茎主要进行伸长生长，部分根状茎顶端向上萌芽形成新的分株，后期的根状茎顶端膨大形成球茎。

随着慈姑植株的生长，其根状茎从7月上旬开始陆续抽生，其数目也在不断增加。在武汉地区，10月上旬，单株根状茎的数目基本稳定，刮老乌慈姑的根状茎在10月上旬平均约为12条。根状茎的平均长度是不断增加的，但粗度变化较小。7月中下旬根状茎的平均长度为30.5 cm，8月中旬达49.7 cm。随着气温的上升由根状茎形成的分株数目也在增加，到9月中旬分株数平均每株达到3株。之后分株数不再增加，而形成球茎。当球茎开始形成，根状茎平均长度为58.6 cm，粗为 1.3 cm。

2.2 球茎的形成与膨大进程研究

球茎发生于根状茎顶端，在武汉地区，在9月上旬开始形成。

①球茎形态的增长动态 慈姑的球茎开始膨大的同时，也就进入了体积增大的过程。从图1中可以看出，9月上旬球茎开始膨大，球茎纵、横径、顶芽长的变化趋势大体相同。其中，顶芽平均长度在球茎膨大10～20 d内有一个小幅较快的增长，主要是由于此时气温较高，部分球茎会形成分株。在30～50 d，顶芽增长速度最快，随后增长减慢，80 d后，顶芽长基本不再变化。

球茎数目在9月下旬到10月中旬增加较快，10月下旬基本稳定，每株平均为12个。球茎在膨大的30～60 d内，纵、横茎增加明显，且纵/横茎之比接近1，即球茎由幼小时的椭球形变成最后的圆球形，到80 d以后，球茎的大小基本不发生变化，表皮乌紫色。

②球茎质量的增长动态 由图2可以看出，球茎膨大的主要时期是在30～70 d，球茎膨大初期，质量的增长速度较缓慢，在前30 d（9月份）单个球茎的质量约增加了116.7%，质量的日均增量为0.21 g/球茎。当球茎形成30～70 d（9月下旬至11月上旬），单个球茎的质量呈较快增加的趋势，单个球茎的质量约增加了357.8%，日均增量为 0.68 g。球茎形成的 80～90 d（11月份），单个球茎的质量约增加了22.7%，日均增量为0.27 g/球茎。由此可见，慈姑球茎膨大的主要时期是在9月下旬至11月上旬，且膨大过程呈现“慢-快-慢”的变化规律。

③球茎膨大过程中含水量的变化规律 由图3可以得出，在慈姑球茎膨大的过程中，其含水量呈现“升高-降低”的变化规律。在球茎快速膨大的时期（9月下旬至11月上旬），其含水量呈上升趋势，并在球茎膨大60 d左右（10月下旬）球茎含水量达到最大值，为79.4%。随着球茎生长速度的减慢，其含水量也降低，并与球茎形成时的水平基本保持一致。

④慈姑球茎膨大过程中可溶性总糖、还原糖以及淀粉含量的变化 由图4可知，慈姑球茎中的淀粉含量在球茎膨大的整个过程中呈上升趋势，在球茎膨大10～50 d期间缓慢上升，50 d以后迅速上升，最高达122.17 mg/g。

由图5可知，可溶性总糖在球茎开始膨大的10～30 d呈较缓慢的上升，在40～60 d，可溶性总糖含量增加较快，70 d以后可溶性总糖含量的增加速度减慢。

由图6看出，慈姑球茎在膨大过程中还原糖含量遵循“上升-降低-上升”的变化规律，当球茎膨大10～30 d，还原糖含量上升缓慢，在30～60 d球茎中还原糖含量迅速下降，球茎膨大60 d以后还原糖含量又开始缓慢上升，并维持在一个较稳定的水平。

3 结论与讨论

慈姑的根状茎是陆续发生的，主要是以伸长生长为主，单个球茎从开始形成到完全成熟大约经历80 d。单个球茎从开始形成后的30～60 d生长速度较快，其质量变化呈“慢-快-慢”的变化规律，含水量呈“上升-下降”的变化规律，在球茎形成60 d左右含水量达到最大值为79.4%，这可能与由于气温降低导致慈姑地上部分的枯萎有关，在试验的操作过程中也有可能受到慈姑黑粉病的影响。

施国新等[5]通过对慈姑球茎膨大过程中的解剖学研究认为，慈姑球茎的发育主要是由于前期的细胞数目增加，以及薄壁细胞体积的进一步增大而实现的。本试验结果表明，球茎在膨大40 d前淀粉、可溶性总糖含量的增加较缓慢，积累较少，而40 d以后，总糖、淀粉大量合成，含量增加快速，其原因可能是球茎膨大前30 d光合产物主要用于细胞数目的增多以及体积的增大，之后细胞的数目和体积的变化较小，光合产物在球茎中储存。而还原性糖所遵循的 “上升-降低-上升”的规律，可能是由于前期细胞数目的增加和体积的扩大较慢，所以光合产物有剩余，并以一部分还原糖起来储存。然后球茎在30～60 d开始快速变大，还原糖下降为细胞分裂提供能量。60 d以后，细胞分裂减缓，还原糖含量又缓慢上升。

[1]柯卫东，刘义满，吴祝平主编.绿色食品水生蔬菜标准化生产技术[M].北京：中国农业出版社，2003：181-182.

[2]中国科学院上海植物生理研究所，上海市植物生理学会.现代植物生理学实验指南[M].北京：科学出版社，1999.

[3]邹琦.植物生理学[M].北京：中国农业出版社，2001.

[4]罗列，王永龙，徐爱琴，等.慈姑叶根茎同生关系及其配套栽培技术的研究[J].安徽农业科学，2004，32（5）：950-952.

[5]施国新，徐祥生，陈维培.慈姑主茎和匍匐茎的形态解剖学研究[J].南京师大学报：自然科学版，1989，12（1）：73-81.