绿豆不同生长阶段各器官干物质积累动态及分配规律

丁 婉，邢宝龙，王桂梅

（山西农业大学高寒区作物研究所，山西大同037008）

绿豆（Vigna radiataL.），别名青小豆，菜豆族豇豆属（Vigna），是我国重要的杂粮经济作物之一[1-2]，多种植在缺少灌溉条件的干旱、半干旱地区，在晋北高寒区适合种植。绿豆具有适应性强、耐干旱、耐贫瘠、固氮养地[3-4]等特性；另外，绿豆营养丰富，高蛋白，低脂肪，拥有较高的维生素及矿物质含量[3]。近几年随着人们对饮食结构的重视，导致消费者对绿豆的需求越来越大[5]。然而，我国绿豆生产也面临着一系列问题和挑战，由于大部分绿豆多种植在干旱半干旱地区的瘠薄地，产量和质量难以保证，因此，选育更加耐旱的绿豆品种对提高绿豆产量具有非常重要的意义。

干物质是光合作用产物在植株不同器官中积累与分配的结果[6]，又是作物产量形成的基础[7]，干物质积累与分配是提高作物产量的关键[8]。前人对作物播后籽粒萌发过程中干物质积累和分配规律的研究，在小麦、玉米等多种作物上进行了广泛探讨和研究[9-12]，结果表明，不同品种干物质积累和转运都存在着一定差异，产量高的品种植株能积累较多的光合产物，并能在花后有效运转至籽粒。但有关绿豆干物质积累与分配特性，尚未见系统研究报道。

本研究选用晋绿9号、冀绿0816为试验材料，研究绿豆不同生长阶段各器官干物质积累动态变化及分配规律，为山西高寒地区绿豆的高产优质高效栽培技术提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试绿豆品种为晋绿9号、冀绿0816，由山西省农科院高寒区作物研究所食用豆课题组提供。

1.2 试验方法

分别在绿豆开花期、结荚期、成熟期选取同一天长势均匀的代表性植株进行标记取样，每个小区取植株5株，小心除去根际基质土壤，确保植株形态完整，将植株样品分为根、茎、叶片、籽粒4个部分进行处理，测定其每个时期各器官的干物质量，计算各时期各器官在总干物质积累中所占的比例，分析各时期各器官的分配地位。将所有样品先在105℃下杀青30 min，然后在80℃下烘干至恒质量，分别称干质量，计算总干物质量。

干物质分配比例＝根（茎、叶、籽粒）干物质量/单株总干物质量×100% （1）

1.3 数据分析

试验数据用Excel 2011及SPSS 17.0软件进行方差分析，数据用均值±标准差表示。

2 结果与分析

从表1可以看出，开花后，绿豆单株叶片干物质量均呈现先快速下降后缓慢下降的变化趋势，而绿豆单株茎秆干物质量表现出先缓慢降低再迅速下降的变化趋势；品种间单株干物质量也存在显著差异，晋绿9号单株各器官干物质量明显高于冀绿0816。随着生育时期的推进，绿豆单株籽粒干物质量均呈近“S”型增长趋势，其中，开花初期籽粒干物质量含量最少，绿豆结荚期为快速增长期，籽粒干物质量迅速增加，到成熟期缓慢上升，达到最大值，说明此时籽粒干物质积累基本完成。

表1 不同生育时期各器官单株干物质积累动态变化 g

从表2可以看出，晋绿9号和冀绿0816在生长过程中干物质在各器官中的分配比例随着生长中心的转变而发生变化。开花期，干物质主要分配在叶片和茎秆，各植株叶片和茎秆干物质量占全株总干物质量的80%以上，其中，叶片干物质量占全株总干物质量比例大于50%，开花期各器官干物质量占全株的比例从大到小排序为：叶＞茎＞根＞籽粒。结荚期后随着植株的生长，茎秆干物质量迅速增加，叶片和茎秆成为光合产物的主要分配中心[13]，也是植株的生长中心。进入成熟期后，植株的生长中心逐渐转向生殖器官，生殖器官成为光合产物的主要分配中心，在茎、叶干物质分配比例逐渐下降的同时，籽粒的干物质分配比例不断增大，并占主导地位。

表2 不同生育时期绿豆干物质在各器官中的分配比例比较 %

3 结论与讨论

一般情况下，作物适度干旱在一定程度上可促进根的增长，抗旱性强的绿豆品种胚根生长速度较快，利用较深的根系可以使植物从深层土壤中吸收水分，在水分胁迫下能保持较高的根冠比[14-15]，从而有效抵御干旱胁迫的危害。有研究表明，植株根系与抗旱性具有密切关系，是植物适应抗旱性评价的一个重要指标[16]。

本研究在植株生长过程中，开花期各植株叶片和茎秆干物质量占全株地上部总干物质量的80%以上，尤其叶片干物质量占全株总干物质量的50%，进入花荚盛期，植株的生长中心逐渐转向籽粒，叶片干物质量逐渐下降，籽粒的干物质分配比例不断增大[17]。段君君等[18]研究表明，芸豆在生育后期茎和叶片的干物质量均逐渐降低，而籽粒干物质量逐渐增加，并占主导地位，这与本试验结果相一致。

在绿豆整个生育时期内，随着生长中心的转移，根、茎、叶的干物质分配比例随着生长中心的转变而变化。绿豆单株叶片干物质量均呈现先快速下降后缓慢下降的变化趋势，而茎秆干物质量表现出先缓慢降低再迅速下降趋势。绿豆单株籽粒干物质量均呈近“S”型增长趋势，在开花初期到结荚期为快速增长期，到成熟期缓慢上升，达到最高值。

王宝强等[19]对5个不同绿豆品种籽粒干物质积累动态的分析发现，绿豆籽粒干物质量均呈S型增长趋势，其中，花后7 d内籽粒干物质量变化较小，而花后8～17 d籽粒干物质量增加明显，到成熟期干物质积累仍在进行，这与本试验结论相一致。