不同菊芋品种在热带区域适应性的机理研究
摘要： 1摘要：菊芋(Helianthus tuberosus L.)为菊科向日葵属宿根性草本植物，其地下块茎富含淀粉、菊糖等果糖多聚物，可食用，可当工业原料，可转化为生物柴油等，并具有耐盐碱、生命力强等特点。我们选择了对菊芋在热带地区的生长适应性进行研究，收集并比较了6个不同菊芋品种在海南热带地区的适应性与表现，拟筛选出最适宜在热带区域种植的菊芋品种，有效提高热带区域菊芋的产量，结果如下：适宜在热带区域种植的是南芋9号和泰芋1号。
目录
引言
引言
菊芋（Helianthus tuberosus L.）又名洋姜，是一种菊科向日葵属宿根性草本植物。生产上一般用块茎繁殖，其地下块茎富含淀粉、菊糖等果糖多聚物[12]，也可以食用，或作为制取淀粉和酒精的原料[34]。地上茎则可加工作饲料。其块茎或茎叶入药具有利水除湿，清热凉血，益胃和中之功效。菊芋被广泛种植于世界各地包括干旱半干旱的热带区域。本文通过调查和比较6个菊芋品种在热带区域的形态学分析、菊芋干物质积累与分配等，拟筛选出最适宜在热带区域种植的菊芋品种，有效提高热带区域菊芋的产量，增加经济效益，进一步扩大菊芋种植。
1 材料与方法
1．1 材料
实验于海南乐东尖峰岭大学海南滩涂农业研究所试验基地进行，地理位置位于18°40.173′N、108°46.146′E。
选用6个菊芋品种作为试材，南菊芋1号、南菊芋9号、泰菊芋1号、泰菊芋2号、泰菊芋3号和青芋2号。代号：Q2：青芋2号；T1：泰芋1号；T2：泰芋2号；T3：泰芋3号；N1：南芋1号；N9：南芋9号；CK：对照。
实验设计如下：实验以每一个品种为一个处理，设对照（不种菊芋），共设7个处理。小区面积20 m2（4m×5m），3次重复（其中一个重复为毁灭性采样用），共20个小区（对照重复2次），随机区组排列。播种密度每小区5行×11 株/行=55株。收获时按小区计算地上部、地下部（根系及块茎）的鲜重。亩施复合肥（151515）70斤。
1．2 试验方法
1．2．1 全生长期的株高、茎粗、根长的测定
在各小区按对角线法选5株挂标签作为菊芋生长情况观测株，在菊芋生长期内，定期（幼苗期、成长期、开花
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
期、成熟期、收获期等）记录菊芋的生长指标（株高、茎粗、根长和分支数）。
1．2．2 地上部和地下部鲜重和干重的测定
在毁灭性采样小区定期（幼苗期、生长旺期、块茎膨大初期、块茎快速膨大期、收获期等）按好、中、差标准采集3株植株样品，用天平分别对整株、地上部分和块茎进行称量，所得重量即为整株鲜重、地上鲜重和块茎鲜重；然后将整株菊芋置于烘箱烘干至恒重，再次称量得到干重。
1．2．3 糖分含量的测定
可溶性总糖的提取：将根、茎、叶按幼苗期、根茎形成期、开花期和成熟期四个时期采取鲜样，在75℃下置于烘箱中烘干至恒重，烘干后将样品研磨，加入去离子水混匀，在100℃的水浴锅中水浴加热20min，重复3次，将3次的溶液收集后过滤，滤液在进行离心分离后可得到上清液，所获得的滤液过固相萃提柱，滤液过0.45μm水相滤膜过滤，获取上样液。可溶性总糖（total soluble sugar, TSS）含量的测定采用苯酚硫酸法[5]。总还原糖（total reducing sugar, TRS）含量的测定采用二硝基水杨酸（dinitro salicylic acid, DNS）法[6]。
果糖、葡萄糖、蔗糖、蔗果三糖、蔗果四糖、蔗果五糖HPLCELSD检测：取0.5ml上样液于上样瓶中，用高效液相色谱仪进行测定，经蒸发光检测器检测。样品进样量为10μL，梯度洗脱条件为：流速1mL/min，每次样品的运行时间为55min。
1．2．4 元素的测定
溶液的消煮：将菊芋4次采集的根、茎、叶鲜样于烘箱中75℃下恒温烘48h，样品研磨后，称取0.5g样品置于试管中，滴加5ml98%的硫酸溶液摇匀放置24h，然后进行消煮，消煮时先在180℃左右进行加热，待H2SO4发白烟后再升高温度至280℃，此后不断滴加双氧水至溶液呈无色或清亮，取下冷却后，用水将消煮液无损转移入100ml容量瓶中，冷却至室温后定容。用针头式过滤器对溶液进行过滤处理，吸取2ml溶液加水定容至15ml保存于塑料试管中。采用电感耦合等离子体质谱法（ICPMS）测定菊芋中的K、Na、Ca、Mg、P5种元素。
2 结果与分析
2．1 菊芋形态学分析
2．1．1 不同菊芋品种株高、茎粗、根长的比较
从表1得出，6个菊芋品种的株高都随着菊芋的生长大致呈增高趋势。泰芋1号较其他品种具有明显的优势，成熟期的株高达到190cm以上；青芋2号株高较矮，仅在120cm左右；其余品种的株高居于这两者之间。从总体趋势上看，菊芋前期生长缓慢,开花期生长速率加快，成熟期达到最高值。前期缓慢是由于植株矮小不能够吸收同化大量的太阳能。随着水热条件逐渐变好，植株的逐渐长大，吸收积累能量和营养物质的能力越来越强，生长速率加快 [7]。
不同菊芋品种茎粗的比较中，泰芋1号依然具有较大优势，成熟期的茎粗达到了1.82cm；泰芋2号和泰芋3号茎粗较细，成熟期的茎粗在1.30cm左右；其余品种的茎粗居于这两者之间。其中，南芋9号、青芋2号、泰芋2号和泰芋3号的茎粗，前期持续增长，而从开花期到成熟期，却呈现出变细的趋势。只有南芋1号和泰芋1号的茎粗从幼苗期到成熟期一直保持着增长。原因在于其抗性较其他品种强，更适应热带区域的土壤。
不同菊芋品种根长的比较中，南芋1号和南芋9号的根长具有较大优势，成熟期的根长在20cm左右；青芋2号根长较短，在16cm左右；其余品种的根长居于这两者之间。从根长的总体变化趋势来看，南芋1号、南芋9号、青芋2号、泰芋1号和泰芋3号的根长前期增长速度较快，后期基本维持不变。泰芋2号的根长前期增长速度较慢，后期增长较快。
表1 不同菊芋品种株高、茎粗、根长的比较
Table1 The plant height, stem diameter and root length of different varieties of Jerusalem artichoke
品系
Lines
株高Plant height (cm)
茎粗Stem diameter (cm)
根长Root length (cm)
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
目录
引言
引言
菊芋（Helianthus tuberosus L.）又名洋姜，是一种菊科向日葵属宿根性草本植物。生产上一般用块茎繁殖，其地下块茎富含淀粉、菊糖等果糖多聚物[12]，也可以食用，或作为制取淀粉和酒精的原料[34]。地上茎则可加工作饲料。其块茎或茎叶入药具有利水除湿，清热凉血，益胃和中之功效。菊芋被广泛种植于世界各地包括干旱半干旱的热带区域。本文通过调查和比较6个菊芋品种在热带区域的形态学分析、菊芋干物质积累与分配等，拟筛选出最适宜在热带区域种植的菊芋品种，有效提高热带区域菊芋的产量，增加经济效益，进一步扩大菊芋种植。
1 材料与方法
1．1 材料
实验于海南乐东尖峰岭大学海南滩涂农业研究所试验基地进行，地理位置位于18°40.173′N、108°46.146′E。
选用6个菊芋品种作为试材，南菊芋1号、南菊芋9号、泰菊芋1号、泰菊芋2号、泰菊芋3号和青芋2号。代号：Q2：青芋2号；T1：泰芋1号；T2：泰芋2号；T3：泰芋3号；N1：南芋1号；N9：南芋9号；CK：对照。
实验设计如下：实验以每一个品种为一个处理，设对照（不种菊芋），共设7个处理。小区面积20 m2（4m×5m），3次重复（其中一个重复为毁灭性采样用），共20个小区（对照重复2次），随机区组排列。播种密度每小区5行×11 株/行=55株。收获时按小区计算地上部、地下部（根系及块茎）的鲜重。亩施复合肥（151515）70斤。
1．2 试验方法
1．2．1 全生长期的株高、茎粗、根长的测定
在各小区按对角线法选5株挂标签作为菊芋生长情况观测株，在菊芋生长期内，定期（幼苗期、成长期、开花
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
期、成熟期、收获期等）记录菊芋的生长指标（株高、茎粗、根长和分支数）。
1．2．2 地上部和地下部鲜重和干重的测定
在毁灭性采样小区定期（幼苗期、生长旺期、块茎膨大初期、块茎快速膨大期、收获期等）按好、中、差标准采集3株植株样品，用天平分别对整株、地上部分和块茎进行称量，所得重量即为整株鲜重、地上鲜重和块茎鲜重；然后将整株菊芋置于烘箱烘干至恒重，再次称量得到干重。
1．2．3 糖分含量的测定
可溶性总糖的提取：将根、茎、叶按幼苗期、根茎形成期、开花期和成熟期四个时期采取鲜样，在75℃下置于烘箱中烘干至恒重，烘干后将样品研磨，加入去离子水混匀，在100℃的水浴锅中水浴加热20min，重复3次，将3次的溶液收集后过滤，滤液在进行离心分离后可得到上清液，所获得的滤液过固相萃提柱，滤液过0.45μm水相滤膜过滤，获取上样液。可溶性总糖（total soluble sugar, TSS）含量的测定采用苯酚硫酸法[5]。总还原糖（total reducing sugar, TRS）含量的测定采用二硝基水杨酸（dinitro salicylic acid, DNS）法[6]。
果糖、葡萄糖、蔗糖、蔗果三糖、蔗果四糖、蔗果五糖HPLCELSD检测：取0.5ml上样液于上样瓶中，用高效液相色谱仪进行测定，经蒸发光检测器检测。样品进样量为10μL，梯度洗脱条件为：流速1mL/min，每次样品的运行时间为55min。
1．2．4 元素的测定
溶液的消煮：将菊芋4次采集的根、茎、叶鲜样于烘箱中75℃下恒温烘48h，样品研磨后，称取0.5g样品置于试管中，滴加5ml98%的硫酸溶液摇匀放置24h，然后进行消煮，消煮时先在180℃左右进行加热，待H2SO4发白烟后再升高温度至280℃，此后不断滴加双氧水至溶液呈无色或清亮，取下冷却后，用水将消煮液无损转移入100ml容量瓶中，冷却至室温后定容。用针头式过滤器对溶液进行过滤处理，吸取2ml溶液加水定容至15ml保存于塑料试管中。采用电感耦合等离子体质谱法（ICPMS）测定菊芋中的K、Na、Ca、Mg、P5种元素。
2 结果与分析
2．1 菊芋形态学分析
2．1．1 不同菊芋品种株高、茎粗、根长的比较
从表1得出，6个菊芋品种的株高都随着菊芋的生长大致呈增高趋势。泰芋1号较其他品种具有明显的优势，成熟期的株高达到190cm以上；青芋2号株高较矮，仅在120cm左右；其余品种的株高居于这两者之间。从总体趋势上看，菊芋前期生长缓慢,开花期生长速率加快，成熟期达到最高值。前期缓慢是由于植株矮小不能够吸收同化大量的太阳能。随着水热条件逐渐变好，植株的逐渐长大，吸收积累能量和营养物质的能力越来越强，生长速率加快 [7]。
不同菊芋品种茎粗的比较中，泰芋1号依然具有较大优势，成熟期的茎粗达到了1.82cm；泰芋2号和泰芋3号茎粗较细，成熟期的茎粗在1.30cm左右；其余品种的茎粗居于这两者之间。其中，南芋9号、青芋2号、泰芋2号和泰芋3号的茎粗，前期持续增长，而从开花期到成熟期，却呈现出变细的趋势。只有南芋1号和泰芋1号的茎粗从幼苗期到成熟期一直保持着增长。原因在于其抗性较其他品种强，更适应热带区域的土壤。
不同菊芋品种根长的比较中，南芋1号和南芋9号的根长具有较大优势，成熟期的根长在20cm左右；青芋2号根长较短，在16cm左右；其余品种的根长居于这两者之间。从根长的总体变化趋势来看，南芋1号、南芋9号、青芋2号、泰芋1号和泰芋3号的根长前期增长速度较快，后期基本维持不变。泰芋2号的根长前期增长速度较慢，后期增长较快。
表1 不同菊芋品种株高、茎粗、根长的比较
Table1 The plant height, stem diameter and root length of different varieties of Jerusalem artichoke
品系
Lines
株高Plant height (cm)
茎粗Stem diameter (cm)
根长Root length (cm)
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/hxycl/hxyhj/404.html
