旱砂西瓜果实生长发育数学模型研究.pdf

北方 园 艺 2 0 1 2 ( 0 6 ) ： 2 3 2 5 研究简报 旱砂西瓜果实生长发育数学模型研究 段 金 辉 ，赵 连 德 ，翟 英 临，张 延 河 ( 兰州市农业科技研究推广 中心， 甘肃 兰州 7 3 0 0 1 0 ) 摘要 ： 以 自育旱砂 西瓜品种 0 5 9和 O 5 1 0为试材 ， 测量果 实生长发 育期 间的纵径、 横径和发 育天数 ， 建立旱砂 西瓜果 实的生长模 型 ， 明确其相 互间 的变化规律 。结果表 明： 旱砂 西瓜 果 实纵 径 、 横径 与发 育天数之 间存在 明显的 多项式回归关 系， 且其生长发育数 学模型 为二次方程。 关键词 ： 西瓜 ； 果实生长发育 ； 数学模型 中图分类号 ： S 6 5 1 文献标识码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 1 -0 0 0 9 ( 2 0 1 2 ) 0 6 一O O 2 3 一O 3 旱砂 田是我国西北干旱、 半干旱地区独创的、 传统 的抗旱、 蓄水、 保墒耕作模式， 具有增加地表水分人渗、 降低土壤水分蒸发、 减少地表径流、 提高土壤温度、 阻止 水分流失 和土壤次生盐渍化 的作用 ， 属土壤覆 盖和免耕 制度范畴n 。甘肃省 兰州 市 的旱 砂 西瓜栽 培 地 区主要 集中分布在皋兰县和永登县。近年来， 旱砂西瓜产业已 成为 当地农业产 业结 构调 整和增 加农 民收 入 的主要途 径之一 引。 果实生长发育的数学模型被广泛应用于金桔 3 、 甜 瓜 、 油桃 、 番茄 、 玫瑰 等研究 中 ， 但 在旱 砂西瓜果 实生长发育 过程 中 的应 用 还未 见报 道c B 。针 对 兰州旱 砂西瓜产业 发展 的需 要 ， 以旱砂 西瓜 自育 品种 O 5 9和 0 5 1 0 为试材 ， 通过 测定果 实生 长发 育过程 中果 实纵径 、 横径 的变化规律 ， 建立 旱砂 西瓜果 实生长 的简 单数学模 型 ， 为 果实大小 的非破 坏性连续测量及果 实最终大小 的预测提供理论依据 。 l 材料与方法 1 1 试验材料 以兰州市农业科 技研 究推广 中心 自育 的旱砂 西瓜 品种 0 5 9 和 O 5 1 O 为试验材料 。 1 2 试验 区概况 该试验设在甘肃 省皋 兰县 西南部 的忠 和镇 大沙 沟 ( 3 6 。 1 4 N， 1 0 3 。 4 6 E ) ， 平均海拔 1 8 1 9 1T I 左右 。土壤质地 为砂 土 ， 属 温带半干旱气候 区 ， 降水 量少且变化 大 ， 季节 分配不均 。多年平均降雨量 2 6 0 m m， 多集 中在 7 9 月 ， 占全年降雨 量的 6 o 以上 。年 平均气温 7 O ， 1 0 的 第一作者简介 ： 段金辉( 1 9 8 3 - ) ， 男， 硕士， 助理 园艺师 ， 现主要从事 西甜瓜新品种 引进 及 高效栽培 等方 面试验 示范 工作 。E ma i l ： b l u e b i c y c l e (1 6 3 e o m。 责任作者 ： 张延河( 1 9 6 3 - ) ， 男， 本科， 高级农艺师， 现主要从事西甜瓜 育种和新品种引进等方面研究工作。E - m a i l ： n y z x g l z 1 6 3 c O m。 收 稿 日期 ： 2 0 1 1 1 2 1 9 活动积温 为 2 7 9 8 ， 无霜期 1 4 2 d 。 1 3 试验方法 试验 于 2 0 1 1年 4 7月 进行 。栽 培方 式采 用地 膜 覆盖 ， 种植行南北向 ， 行距 0 8 n l ， 株距 1 1 T I ， 种植密度 为 1 2 5 0 0株 h m2 。旱砂西瓜生育期因无法保证充足的水 分供 给， 因此不 整 枝 。等 西 瓜 长 到鸡 蛋 大 小 时及 时 疏 果 ， 选 留形状周正 的果实 1 个 ， 其余摘 除 ， 1株 1 瓜 。其 它 田间 管 理 同大 田。试 验 设 3个 小 区 ， 每 小 区 面 积 6 0 m2 ， 种植 7 O 株左右 。于开花期 ， 每小 区分别挂牌确定 同一批次果 实样 果 1 0 个 ， 分别 在 花后 5 、 1 0 、 1 5 、 2 0 、 2 5 、 3 O 、 3 5 d用数显 游标 卡尺测量果 实纵 、 横径 ， 所有指标 均 取 3 O 个果实 的平均值 。将调查 所得数 据用 S P S S 1 7 0 统计软件口 叩 进行模拟分析 ， 并建立相关的数 学模型 。 2 结果与分析 2 1 旱砂西瓜果实生长动态 旱砂西瓜于 4月 6日播种 ， 4月 2 7日进入幼苗期 ， 5 月 2 5日进入伸蔓期 ， 6 月 1 0日进入开花期 ， 7 月 1 5日开 始收获 。由图 1可知 ， 旱砂 西瓜 果 实纵 、 横径 在采 收 前 都是不断增长的 ， 果实纵 、 横径在开花后 5 d开始呈 同步 增长趋势 ， 果实 纵径增 长较 横径增 长快 。花后 2 5 d ， 果 实纵 、 横径增长趋 于平 稳 。花后 3 0 d ， 果实纵 、 横径增 长 变化基本一致 。 g 蝴 删 图 1 西瓜果实纵横径变化 曲线 2 2 果 实发育 天数与果实纵 、 横径 的数学模型 果实在生长发育阶段其果实纵 、 横径容易测得， 对 2 3 研究简报 北 方 园艺 2 0 1 2 ( 0 6 ) ：2 3 2 5 果实纵径与横径( ) 和花后果实发育天数( z ) 的回归分 析， 可间接了解果实的纵、 横径变化。由图 1 可知， 西瓜 果实在生长发育过程 中， 横径、 纵径与发育天数 间存在 明显的多项式 回归关 系， 其 中果 实纵径 、 横径 与发 育天 数间的 回归方程归纳见表 1 。由表 1可知 ， 2 个 品种果实 发育天数与果实纵径、 横径的关 系都分别达到高度相 关 ， 说明该 数学模 型能够 正确反映旱 砂西瓜果 实生长发 育动态 的变 化 规 律 ， 此 发 育 规 律 一 般 适 用 ： Y 一 + +c 的二次多项式 曲线 。 根据旱砂西瓜果实纵 、 横径 生长曲线 图( 图 2 、 3 ) ， 可 以把旱砂西瓜生 长发 育全过 程 细划分 为幼 果迅 速生 长 期 ( 花后 1 9 d ) 、 缓慢 生长期 ( 花后 1 0 1 9 d ) 、 成熟膨大 期 ( 花后 2 0 2 9 d ) 和成熟稳定期( 花后 3 0 d至采收) 4 个 阶段。不同品种旱砂西瓜横径增长落后于纵径增长量， 整个果实生长 发育期纵 、 横径生长发育 过程基本 同步 。 表 1 西瓜果实发育天数 与纵横径 的数 学模型 血1 士 H 宣 血l 刊 花后天 d 图 2 二次模型估测值与实际测量值的 较 图 3二次 模型 估测 值 与 实际测 量值 的比较 2 3 果实 生长节律研究 果实生长节律是果实发育时期单位时间生长量。 比较此数值可看出果实纵横径的增长快慢， 由图 4可 知 ， 在 同一品种 内纵 、 横径 增长量 基本 同步 。如 0 5 9果 实横径增长量的 2 个高峰值为 6 2 5 ( 开花后 5 d ) 、 3 1 5 ( 开花后 2 5 d ) 和纵径增长量 的 2 个高 峰值为 7 0 3 ( 开花 后5 d ) 、 3 9 2 ( 开花后 2 5 d ) 基本一致 。而 5 1 O果实 横径 增长量在 1 5 d出现 1 次高峰值 3 2 5 ， 与其纵径增长量不 同步， 这一现象将在明年试验中进一步观察。在果实的 2 4 生长发育过程 中， 幼果快速生长期生长节律值最大 ， 说 明第 1 次果实快速生长期是旱砂西瓜产量形成的主要 时期， 而第 2次果实生长节律高峰期是果实品质 、 产量 形成 的关键 时期 。对 2 个 品种 对 比分析 ， 纵 、 横径 增 长 变化大致相似 ， 高峰值互有前后 ， 总体一致 。 8 7 6 5 4 3 2 I 目。 蛳半 ” 孔 “ ” 9 北 方 园艺 2 0 2 ( 0 6 ) ：2 5 2 7 研究简报 大棚番茄光合速率与果实发育生理指标的关系 张 艳 敏 ，李 日 太 ，李 苹 苹 ( 1 山东商务职业学院， 山东 烟台 2 6 4 3 6 0 ； 2 山东理工大学 ， 山东 淄博 2 5 5 0 9 1 ) 摘要 ： 以大棚番茄为试材 ， 测 定 了其 叶片光合速 率并计算 出 日均光合速 率、 果 实维生素 C 、 可溶性糖 、 可溶性蛋 白质、 酸度 的变化 。结果表明 ： 光合 速率 的增 大可促进 番茄果 实 内维生素 C 、 可溶性糖 、 可溶性蛋 白、 有机酸 的合成 ； 番 茄果实的发 育过程 中， 随果 实的成熟 ， 可溶性糖 、 维生素 C 、 有机酸的含量逐渐增加 ， 而可溶性蛋白质的含量则逐渐降低。 关键词： 番茄； 光合速率； 维生素 c； 可溶性糖； 可溶性蛋白； 酸度 中图分类号 ： Q 9 4 5 6 5 文献标识码 ： A 文章编 号 ： 1 0 0 1 -0 0 0 9 ( 2 0 1 2 ) 0 6 -0 0 2 5 -0 3 番茄 ( L y c o p e r s i c u m e s c u l e n t u m) 属茄 科 ( S o l a n a c e a e ) 番茄属 中以成熟 多 汁浆 果 为产 品的革 本植 物 。番茄别 名西红柿 、 洋柿 子 、 蕃 柿 、 柿 子 ， 起 源于南 美 洲 的安 第 斯 山地带 ， 是世界 范 围普 遍栽 培 的重要 蔬菜 之一 ， 以其 丰 富的营养、 独特的风味和食用方式的多样性而深受人们 喜爱 ， 在人们 日常生 活中 占据重要 地位 。番茄 在我 国具 有悠久 的栽培历史 ， 特别是 我 国以大棚和 日光 温室为 主 体 的保护地栽培得到的迅猛发展 ， 使 番茄在整个 蔬菜生 产 中占有重要地位 。 目前 ， 对 于番茄幼 苗成长方 面的研究 已经取得 了很 多成果n ， 而有关番茄光合速率与果实养分积累变化 关系方面报道 得较 少 。现通 过测 定冬 暖大棚 中番 茄 叶 片光合速率的变化 ， 测定番茄果实 中维生素 C、 可溶性 糖 、 可溶性蛋 白、 酸度 的含 量变化 ， 得 出光合速率 与番茄 果实养分积累的关系， 以期为目前大棚番茄的栽种提供 第一作者简介： 张艳敏( 1 9 6 5 一 ) ， 女， 山东烟 台人， 硕士， 副教授 ， 研 究方 向 为农 产品 生理 与检 验 。 收稿 日期 ： 2 O 1 2 0 1 1 O 理论依 据。 1 材料与方法 1 1 试验材料 番茄试材为“ 超级粉宝” ， 试验在 淄博 市张店 区冬暖 大棚进行。番茄于 3月中旬定植， 试验开始时已坐 2茬 果。试验过程中标记长势相同的幼果 2 O 个， 其中6个作 为测量果实纵、 横径的材料， 其余 的作为测量养分积累 的材料 。 1 2 试验方法 用英国生产的便携式光合测量仪( L C P r o ) 测定番 茄叶片的光合速率； 维生素 c含量的测定采用 2 ， 6 一 二氯 酚靛酚滴定法 ； 可 溶性糖 含量 的测定 采用 苯酚 法 ； 可溶 性蛋 白含量的测定采 用考马斯亮蓝 G - 2 5 0法 ； 有机酸含 量的测定采用碱滴定法 。 2 结果与分析 2 1 光合速率与番茄纵 、 横径变化的关 系 日平均光合速率和日光合速率总量见表 1 。由表 1 和图 1 、 2 可知 ， 番茄 日均光合速率呈上升趋势 ， 前期增大 S t u d y o n M a t h e ma t i c M o d e l f o r Gr o wt h a nd De v e l o p me n t o f W a t e r me l o n F r u i t i n Gr a v e l - mu l c h e d F i e l d D UAN J i n - h u i ， Z HAO L i a n - d e ， Z HAI Yi n g - l i n， ZHANG Ya n - h e ( L a n z h o u Ag m- t e c h n i c a l Re s e a r c h a n d P o p u l a r i z a t i o n Ce n t e r ， L a n z h o u ， Ga n s u 7 3 0 0 1 0 ) A b s t r a c t ： 、 V i t h 0 5 - 9 a n d 0 5 1 0 wa t e r me l o n c u l t i v a r s a s t e s t ma t e r i a 1 i n g r a v e l mu l c h e d f i e l d ， t h e g r o wt h mo d e l f o r wa t e r me l o n f r u i t wa s e s t a b l i s h e d t h r o u g h d e t e r mi n i n g t h e i n d e x e s s u c h a s t he v e r t i c a l d i a me t e r 。 t r a n s v e r s e d i a me t e r a n d d e v e l o p i n g d a y s o f t h e f r u