不同采收期对软化型菊苣根和芽球产量的影响

任冰如，陈 剑*，李维林，简暾昱，吕 寒，丁晓琴，马 丽，赵 磊，鲜 新，刘 艳

(1. 江苏省中国科学院植物研究所，江苏 南京 210014； 2. 南京林业大学，江苏 南京 210037)

菊苣(CichoriumintybusL.)为菊科(Compositae)菊苣属多年生草本植物，软化型菊苣是指菊苣经过两次栽培获得的软化芽球。软化形成的菊苣芽球是蔬菜中的上品[1]，菊苣肉质根所含的果聚糖类菊粉，广泛应用于食品工业和药品工业[2-3]。田间栽培的菊苣植株，传统采收时间为秋末冬初霜冻之前[4-7]，由于菊苣有较强的抗冻能力[8]，本试验以自行选育的菊苣种子为材料，在南京地区种植，考察了不同采收时间对田间植株及其芽球产量的影响，对适宜采收时间进行评价。

1 材料与方法

1.1 菊苣种子

从德国耶拿市农贸市场购得菊苣种子，在南京地区种植。选取其中肉质根质量高且能培育出优质芽球的单株为种根，回种于田间，采收的种子用于本次田间试验。因种子来自同一母株，其遗传性状较为一致，株间性状差异较小。

1.2 肉质根栽培

2019年8月初采收的种子，种植于江苏省中国科学院植物研究所试验苗圃(江苏省南京市南京中山植物园内)。于2019年9月9日播种于育苗穴盘，20 d后移栽，田间管理同文献[9]。分四批采收植株，采收批次所对应的播种后天数和采收日期如表1所示。植株采收后考察形态指标，切去叶片但保留芽点，同时对肉质根进行修整，去除细弱侧根以便栽种。

表1 菊苣植株采收批次及所对应的播种后天数和采收日期

1.3 芽球培养

将上述带有芽点的菊苣根，置4～6℃冰箱内冷藏，20 d后取出，栽种于纯泥炭土中，在13～18℃黑暗环境中培养，至芽球充分生长但尚未松散时，采收芽球进行考察。

1.4 数据分析

用Graphpad prism version 6.01软件对采集的数据进行统计分析和作图。

2 结果与分析

2.1 不同采收期的菊苣植株形态指标变化

由图1a可见，与第一批(播种后98 d)采收的植株相比，第二批(播种后114 d)和第三批(播种后131 d)的叶片数仍有增加但差异不显著，第四批(播种后162 d)的叶片数比第三批显著减少；第一至第三批采收的植株之间叶片长度无显著变化，第四批较第三批变短，但四批之间差异均不显著(1b)。从第一批至第四批，植株根直径持续增加，第三与第四批高于第一批，差异极显著(1c)；从第一批至第三批，根的重量逐渐增加，第三批显著高于第一批和第二批，第四批低于第三批，但差异不显著(1d)。

以上结果说明，播种后第98至131 d，植株地上部分仅维持一定生长，而根的生长处则于旺盛阶段，肉质根持续加粗，重量不断增加；播种后第131 d至162 d阶段，植株叶片数减少、叶片变短，根继续增粗但速度变慢，根重量有所下降。鉴于播种后第98至131 d期间植株仍有生长，尤其是这一阶段为根的快速增长期，为了获得粗壮的肉质根，植株采收时间不宜早于播种后第131 d(在本次试验中对应于1月20日左右)，之后根的生长速度减慢，采收时间不宜迟于播种后第162 d(对应于2月20日左右)。

2.2 不同采收期的菊苣芽球产量的变化

菊苣根在黑暗条件下培养形成芽球的过程称为软化。本次试验分四批采收植株，用根软化得到芽球，每批根软化所需天数依次为28、22、20、18 d，可见随植株采收时间延迟，软化所需天数逐渐减少。图2a显示，每批芽球的平均长度均为13～14 cm，四批之间无显著差异，提示芽球长度可能是菊苣品种的一个特征。芽球产量随植株采收期延迟而持续增加(图2b)，第三和第四批根所形成的芽球产量极显著高于第一和第二批根。

计算不同采收期芽球产量的增长率，增长率%=[(An-A1)/A1]×100%。

其中A1为第一次收获的植株所形成芽球的产量，An为第n次收获的植株所形成芽球的产量，同法计算根直径、根重量的增长率，结果如图3所示。芽球产量的增长率高于根直径和根重量的增长率，且随收获期延迟增长率呈增加趋势差异加大。从图3还可看出，第一至第三批采收的植株，芽球产量持续急剧增加，33 d内增长率增加了105%。可见，为了获得较高的芽球产量，菊苣植株生长期不宜少于131 d，即采收期不宜早于1月20日左右。随着采收期继续推迟，芽球产量仍有增加，但增长率减小，第四批植株的采收时间较第三批延迟了31 d，芽球产量增长率仅增加了15%。试验中还发现，第四批采收的根除了形成主芽球外，还萌生了大小、数量不等的侧芽，为采收工作带来不便，甚至个别芽球出现腐烂。为了得到品质优良的芽球，田间植株不宜过迟采收，从本次试验结果来看，采收时间不宜迟于2月20日左右。

图1 不同采收期菊苣叶片数(a)、叶片长度(b)、根直径(c)和根重量(d)的变化Fig. 1 Changes of leaf number(a), leaf length(b), root diameter(c) and root weight(d) of chicory with days after seeding注：n=10，以SE表示误差，不同小写字母之间表示差异显著(P<0.05)，不同大写字母之间表示差异极显著(P<0.01)，下同。

图2 不同时间采收的菊苣根所形成的芽球长度(a)和芽球产量(b)变化Fig. 2 Changes of bud length(a) and bud yield(b) produced from chicory roots with days after seeding

2.3 不同采收期的菊苣芽球转化率的变化

分析菊苣肉质根转化为芽球产量的能力，以芽球转化率表示，计算公式如下：芽球转化率%=(芽球质量/残根质量)×100%。其中，芽球质量为每颗芽球的质量，残根质量为切去该芽球后剩余的肉质根质量。

不同时间采收菊苣，每一批植株的平均芽球转化率如图4所示。从第一至第四批，芽球转化率几乎持续呈线性上升，第四批的芽球转化率显著高于第一批和第二批。可见，延迟采收可显著提高芽球转化率。

图3 不同采收期菊苣植株的根重量、根直径和芽球产量增长率的变化Fig. 3 Increase ratio of root weight, root diameter and bud yield of chicory with days after seeding

图4 不同采收期菊苣芽球转化率的变化Fig. 4 Changes of bud conversion rate (ratio of bud to root) of chicory with days after seeding

2.4 芽球产量及芽球转化率与软化前植株生长状态的相关性

分析芽球产量与软化前植株生长状态的相关性，结果见表2。分四批采收的植株，每一批的芽球产量与根重量均有极显著相关(P<0.01)，即重量大的根得到产量高的芽球，但相关系数从第一批至第三批逐渐变小，至第四批又有增加，芽球产量与根直径的相关系数也有相同的变化趋势。原因可能是，从第一批至第三批，虽然根不断增粗增重，但所积累的物质不能充分转化为芽球生长所需要的成分，至第二和第三批采收的植株，根越粗大转化的效率越低。随着收获期进一步推迟，第四批采收的植株其芽球产量与根重量和根直径又出现极显著正相关。推测在第三至第四阶段，植株除形态指标发生变化外，在寒冷的田间环境中，低温使植株体内发生了复杂的生理变化，如糖分、蛋白质、酶、激素等的结构和水平发生变化，软化时根内物质更容易向芽球转运，这一过程有待深入研究。

表2 不同采收期的菊苣其芽球产量与其他指标的相关系数

此外，菊苣芽球产量与地上部分在不同阶段也存在一定相关性。第一批采收的根，其芽球产量与叶片数和叶片长度均有显著正相关，这一现象可解释为，在早期生长阶段，数量多、叶片大的植株光合能力强，易形成粗壮的根，进而为芽球高产打下基础，提示了植株生长前期必须培育壮苗促进生长。第二和第三批采收的植株，受低温霜冻影响，叶片生长变慢并逐渐枯萎，芽球产量与叶片数和叶片长度的相关性变小乃至无显著相关性，至第四批采收时，田间气温回升，残存的地上部分不再继续枯萎而是趋于稳定，此时粗壮的肉质根保留的残余叶片较多，芽球产量与叶片数及叶片长度又有了显著相关性。

计算不同时间采收的植株其芽球转化率与其它指标的相关系数，结果如表3所示。芽球转化率与其它指标均不具有显著性正相关，甚至第三批植株的芽球转化率与根重量出现了极显著负相关(R=-0.764 1，P<0.01)，第二批植株的转化率与叶片数(R=-0.598 2，P<0.05)、第三批植株的转化率与叶片长度(R=-0.607 9，P<0.05)均呈显著负相关，说明在旺盛生长阶段，粗壮的植株转化率较低，这与前人报道的结果一致[10]。

表3 不同采收期的菊苣其芽球转化率与其他指标的相关系数

3 讨 论

过去认为软化型菊苣适合在华北地区栽培，而南方地区栽培较为困难[1, 11]，田间植株的采收时间均在秋末冬初霜冻之前，华北地区在10月下旬至11月上旬[4-5]，南京[6]、皖南地区[7]在11月下旬至12月上旬采收。

据报道，菊苣根在-1～-7℃贮藏并不一定发生冻害[8]。Jozef在波兰开展试验，从9月下旬开始至11月末，每隔一周采收一次根，测定不同品种不同采收时间的成熟度，发现随着收获时间推迟，所测品种的根软化后得到的芽球长度均增加，秋季地面霜冻能加快菊苣成熟(即根可以软化形成芽球)[12]。前人的研究结果提示了软化型菊苣可以适当延迟采收，但未提出通过延迟至冬末春初采收来提高芽球产量的方法。

目前南京地区菊苣生产尚是空白。任冰如[9]确定了软化型菊苣沃姆品种在南京地区的适宜播种期，又发现与传统的采收时间相比，早春采收不仅能获得粗壮充实的肉质根，还能缩短软化培养时间，增加芽球产量[13]。本次试验结果表明，适当延迟采收即冬末春初采收，可提高菊苣肉质根和芽球产量、缩短软化时间、提高转化率，验证了过去的研究结果并突破了对传统采收期的认知，也说明了在南京地区推广种植软化型菊苣、生产菊苣芽球是可行的。

软化型菊苣品种繁多，有些品种采收后没有明显的休眠期，可直接进行软化，但多数品种必须经过一定的低温处理，打破休眠后才能成功软化[4]，即不同品种具有不同强度的“春性”，“春性”弱的品种过迟采收可能会造成冻害。菊苣原产地或我国北方地区植株在露地可能无法安全越冬，此外，过迟收获还会带来产生大量侧芽甚至芽球腐烂的风险，因此，不同品种、不同地区菊苣植株的适宜采收期需要通过田间试验才能确定。

4 结 论

在南京地区，本次供试的菊苣材料在9月上旬播种，1月20日至2月20日采收，有利于形成粗壮的肉质根、提高芽球产量和芽球转化率、缩短软化时间，这一栽培技术对传统方法做了重要改进，有利于取得经济效益，值得推广应用。