青桐果实发育过程中矿质元素及营养物质积累规律研究

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青桐(Firmiana platanifolia)为梧桐科(Sterculiaceae)、梧桐属(Firmiana Marsili)落叶乔木,为庭园观赏树种之一,其种植面积逐渐扩大,种子、叶、花和根均可入药。青桐种子俗称梧桐子,含有油脂、蛋白质、碳水化合物、粗纤维、咖啡碱、维生素及多种矿物质元素,含油率高达30%左右,且具有特定的药用价值,是一种有待开发的新型木本食用油料植物。本文以青桐果实为对象,结合形态观察和生理生化指标等分析方法,动态研究青桐果实发育过程中种子形态特征、生物量积累与分配、主要化学成分积累规律,并分析了果实不同部位矿质元素、营养成分之间的相关性。研究结果有助于较为全面阐明青桐果实发育特征及主要化学成分积累规律,为青桐果实生长发育调控、良种选育、栽培管理及开发利用提供科学数据与参考。实验结果如下:(1)青桐果实生长发育过程可分为种壳生长期、种仁形成期、果实成熟期3个时期。花后第3-5周,青桐种壳不断生长发育并逐渐成型,颜色由浅绿色转变为黄绿色,种子内部没有发生较为明显的变化,划分为种壳生长期。花后第6-8周,种仁不断生长发育,至第8周发育成型,此时期定义为种仁形成期。花后第9-12周,种子纵径、横径逐渐趋于稳定,心皮纵径、横径无明显变化,种子及心皮的含水率迅速降低,花后第11-12周趋于稳定,干重无明显变化,此时期定义为果实成熟期。(2)青桐果实在生长发育中,种仁的氮、镁、钙含量呈现先下降后上升的趋势,在花后第9周碳含量最高为562.73 g/kg;钾含量呈先降后平稳趋势,磷含量呈上升趋势,钠含量呈先降后升再降再升趋势。种仁的C/N先升后降再平稳,在花后第5周最高为40.56;N/P整体呈先降后升再降趋势,而C/P变化较为平稳。种壳的氮、磷、钾含量呈先降后平稳的趋势,在花后第5周镁含量最高为0.29 g/kg,碳、钠含量呈先升后降再升再降趋势;钙含量呈上升趋势,在花后第11周最高为2.41 g/kg。C/N、N/P先升后降再平稳,C/P先升后降再升后平稳。心皮的氮、磷含量先降后平稳,钾含量先升后降,在花后第7周钾含量最高为89.87 g/kg,镁含量先降后升再降,钠含量先降后升再降再升再降。在花后第10周钠含量最高为0.37g/kg,钙含量呈上升趋势并在花后第11周达到了最高为3.78 g/kg,碳含量变化平稳,C/N整体呈升高趋势,N/P先平稳后升再在降再平稳,C/P呈先升后降再升变化趋势。种仁的碳含量与氮、磷含量呈极显著的正相关,与钾含量呈极显著的负相关,磷含量与钾含量呈极显著的负相关。(3)在青桐果实生长发育中,种仁的蛋白质含量先降后升后平稳,氨基酸、多酚、黄酮含量先升再降后平稳,淀粉含量和含油率逐渐上升,含油率在花后第11周最高值为28.03%。可溶性糖含量呈逐渐下降趋势。种壳的蛋白质、氨基酸含量呈下降趋势,淀粉呈上升趋势,且在花后第11周淀粉含量最高为13.85 mg/g。可溶性糖含量呈下降趋势,多酚、黄酮含量先升再降再升再降。心皮的氨基酸含量先降后再降,在花后第3周最高为2.45 mg/g,蛋白质含量先升后降再平稳再降,可溶性糖及多酚含量先升后降,黄酮含量先升后降再升再降,淀粉含量先升后降再升,含水率与多酚、可溶性糖、黄酮含量均呈极显著正相关关系,可溶性蛋白、淀粉、含油率均呈极显著的负相关关系。结论:青桐果实中的营养成分、矿质元素含量与果实的品质密切相关,为提高青桐果实的产量与品质,需在盛花第3周后前期及时施加化肥,来满足青桐果实的生长发育。此外,在青桐生长期间,相较于磷肥而言,应补充更多的氮肥来满足果实的生长发育。对青桐果实内营养物质变化进行综合分析,可将青桐果实花后第11周作为其最佳采收期。当前的研究结果有助于综合阐明果实发育规律、矿质元素、营养成分的积累与分配规律,为青桐果实发育品质形成的物质基础研究提供试验数据和依据,也为进一步的科学开发利用奠定基础。
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