陈红丽论文2

第六届“挑战杯”广东省大学生课外学术科技作品竞赛获奖作品香蕉树体营养性状调查陈红丽摘 要：本次调查以东莞市蕉菜研究所种植的27个香蕉品种为主要调查对象，针对香蕉树体营养性状（叶片长度，叶片宽度，叶片重量，叶面积等）进行初步的调查分析。将27个调查品种进行分类：矮类型（1.6M株高2M），中类型（2M株高2.5M）,高类型（2.6M株高中型矮型；在叶面积估测中采用了“比重法”和“形状法”进行计算，然后将面积-（叶长叶宽）进行回归分析，除矮脚遁地雷、河口中把、河口高把外，其余品种的回归系数R2均在0.980.99之间，线性相关较好。本次调查对今后我国香蕉种质资源的研究有一定的意义，在叶面积的测量方面建立了11个品种的线性方程，为今后面积的测定提供了经验；而且为香蕉抽蕾期的预测奠定了基础，为提高香蕉产量和质量有重大意义！关键字：营养性状；叶面积；相关方程；香蕉种质资源1 前言1.1我国香蕉产业的现状与存在的问题香蕉是典型的热带水果，亚洲东南部是香蕉重要的原产地。香蕉因其产量高、投产早、风味佳、营养好、供期长、效益好而深受生产者的重视和消费者的欢迎。目前，世界香蕉产量达6000万吨以上，仅次于柑橘、葡萄居第三位。全球104个国家生产香蕉，以巴西居首，其次是印度，以下是菲律宾、哥伦比亚、厄瓜多尔、墨西哥。我国也是香蕉的原产和主要生产国，1993年，我国香蕉种植面积294万亩，产量270.1万吨，对农村经济发展、满足市场需求起到了重要作用,但与世界主产香蕉的其他国家相比，在总产、单产和品质等方面存在较大的差距。1.1.1我国香蕉产业的发展现状我国香蕉分布于北纬1830之间，主产地在北纬22附近。其中以广东、广西、福建、台湾、云南、海南、四川等省（自治区）为主。广东主产珠江三角洲和潮州、汕头、高州等地。珠江三角洲中以东莞、顺德、中山、新会、番禺及广州市郊区为多。主要是香蕉，次为大蕉和粉蕉。广西主产南宁、龙州、合浦、桂平至苍梧的西江沿岸，以西贡蕉和香蕉较多。50年代初至1984年，我国香蕉面积和产量分别在330万吨之间徘徊。1985年开始进入了较快发展阶段，1984年1993年的十年间，香蕉的面积和产量分别由28万亩、30万吨猛增到294万亩、270.1万吨，面积增长了9.5倍，产量增长了8倍。19901993年，香蕉面积和产量居首位的广东省，面积103.1166.7万亩，产量105.3155万吨；广西居第二位，面积和产量分别为15.551.0万亩，16.668.4万吨；福建名列第三，为17.531.5万亩，13.730.1万吨；海南为11.621.3万亩，5.29.0万吨；云南为12.519.5万亩，3.96.4万吨。以上省区3年间香蕉面积和产量均有较大的增加，详见表1。表1： 19901993年各省（区）香蕉的面积、产量（万亩、万吨） 年 1990 1991 1992 1993省（区） 面积 产量 面积 产量 面积 产量 面积 产量广东 103.1 105.4 125.9 136.5 166.7 148.3 165.4 155.0广西 15.5 16.6 22.1 31.0 42.2 59.7 51.0 68.4海南 11.7 5.2 11.6 5.5 13.6 6.2 21.3 9.0福建 17.5 13.7 22.5 18.9 29.3 23.6 31.5 30.1云南 12.5 3.9 14.1 5.4 15.9 6.1 19.5 6.4贵州 2.9 0.8 3.3 0.7 4.6 0.7 4.4 0.6四川 - - - - 0.7 0.6 0.9 0.6全国 163.2 145.6 199.5 198.1 273.0 245.2 294.0 270.1 1998年中国香蕉总面积达18万hm2,总产量289.2万吨,占水果总面积的2.1%,总产量的5.7%。在栽培面积中,广东7.57万hm2,广西4.18万hm2,福建2.43万hm2,海南1.9万hm2,云南1.49hm2,贵州3400hm2,四川800hm2；在产量中广东占133.4万t，广西68.5万t，福建57.1万t，海南18.8万t，云南9.4万t，贵州1万t，四川0.7万t。1.1.2我国香蕉生产存在的问题随着产业结构的调整，不管是香蕉栽培总规模还是每户栽培面积都在不断扩大。但中国香蕉生产量只能维持到人均2.4kg，而同期世界人均占有量达14.7kg，产品质量也有待提高。目前我国的香蕉年出口量仅7万t左右，（而据英文版中国日报报道，1998年我国香蕉进口量达35万t左右）。我国香蕉小面积亩产有高达60007000公斤的典型，但全国的平均亩产因立地条件、自然灾害和管理粗放等原因仍然较低。以1993年为例，全国平均亩产918.7公斤。从省区看，香蕉平均亩产以广西为最高-1335.3公斤，以下依次是福建955.6公斤，广东937.1公斤，四川666.6公斤，海南422.5公斤，云南328.2公斤，贵州136.4公斤。我国的台湾省1990年香蕉平均亩产1300公斤。世界香蕉主产国巴西、印度、厄瓜多尔等平均亩产25003000公斤，我国与之相比，差距甚远。 总之，中国的香蕉产业从80年代中后期至今发展较快，但也存在不可忽视的问题：一是总产量不多，因受自然灾害影响，产量波动大，单位面积产量低，影响经济效益。50年代初，香蕉、苹果、柑橘三大水果的产量相差不大，分别为11.0万吨、11.8万吨、20.7万吨，但到1993年，苹果产量为903.6万吨，柑橘656.1万吨，而香蕉只有270.1万吨，相差甚远。1987年香蕉产量达到202.9万吨，但其后的1988，1989，1990，1991年产量分别只有183.0，140.3，145.6，198.1万吨，均未超过1987年的产量。单产低-1990年，1991年，1992年和1993年这四年，全国平均亩产分别892.1，993.0，898.2和918.7公斤，均处于低水平。二是品种良莠不齐，应有计划的选择区域化的优良品种。三是亚热带产区的寒害和沿海产区的台风灾害亟待解决。四是品质不稳定，品种退化日趋明显，采后处理、包装、运输技术，有待进一步改善和提高。1.2香蕉树体营养性状对果品质量与数量的影响香蕉是热带常绿草本果树，香蕉的叶片长而宽，是进行光合作用的主要营养器官，对产量和质量有很大影响。一般果树单叶的叶面积开始增长很慢，以后迅速加强，但达到一定值后又逐渐减慢，呈现Logistic曲线。基部和上部叶片停止生长早，叶面积小，中部晚，叶面积较大。生命周期中，在盛果期之前单株叶面积总是不断增加，结果后期逐渐下降。果树叶面积和Pn(叶净光合)在年周期中的变化规律与单叶变化相似。香蕉叶片在花序分化之前其生长呈增大趋势，直到花序分化开始，叶身达到极限，往后又逐渐缩小，在花序抽出前的两片叶子更小。 香蕉叶片的生长发育和花序分化、结果的关系密切。叶片总面积大小与果实的数量、重量、品质成正比；和果实发育所需的时间长短成反比。在结果期间保持有1012片以上的完整叶片，并加强肥水管理，则果实成长较快而产量较有保证。故叶数多而大，枯叶少，组织膨软，色浓绿而带光泽，是丰产的预兆。1.3香蕉树体性状研究的现状、进展和存在的问题 现今有关于香蕉方面的研究主要集中在以下几方面：香蕉的遗传育种；香蕉组培苗的生产与种植技术；香蕉的种质资源的研究以及香蕉病害的研究与防治。而有关于香蕉营养方面的研究在国内则较少，其中现有的研究或调查也只是涉及少数几个香蕉品种，若要对香蕉品种做一个总体的了解，这方面的资料就更少了。其中有关香蕉营养方面研究的主题集中于果实方面的较多，相较之下，树体方面的就较为缺乏。所以在此方面进行调查有一定的意义。 随着现今香蕉产业的发展，众多研究机构已经逐渐涉入此方面的研究。如广东省东莞市的蕉菜研究所和华南农业大学园艺学院在此方面就作了不少工作，搜集了涉及二十多个品种的树体、果实的营养性状项目的第一手资料；福建农学院园艺系针对香蕉的营养生长与开花规律进行了调查，对台湾蕉、天宝蕉、墨西哥等从叶片生长速率、叶片生长总数及物候期等几方面探讨了香蕉的生长规律。另外在香蕉叶片与产量方面的研究也有报道。1.4本次有关香蕉树体营养性状研究所亟待解决的问题 总的来说，这方面的研究有进展，但也有不少问题亟待解决。其中关于叶面积的估算在国内的研究中尚未有较简易的方法。仅有的报道也只是适用于少数品种，如福建热作科技1994年第19卷第三期“香蕉叶面积的非破坏性测量”仅针对“Ardhapuri”,“Basrsi”两个品种。所以有必要建立一定的叶面积测量模型。其次，香蕉种质资源方面的研究也必须积累这方面的数据，从而在品种鉴别上寻求快而简易的方法。2 材料与方法2.1调查的地点、时间本次调查的地点是东莞市蕉菜研究所，第14号田块；本次调查分两阶段进行：第一阶段2003/3/272003/3/28 第二阶段2003/5/152.2调查所用的工具针对本次调查涉及的性状项目，所用到的工具较为简便。主要有：2.00米卷尺，3.00米卷尺，电子天平，托盘秤，3cm*15cm硬纸板模块2.3调查涉及的主要香蕉品种本次调查涉及到的香蕉品种共有27个（均已经抽蕾），依据矮、中、高分类。表2 ： 调查的香蕉品种 类型 品 种 名类型1矮 北大矮蕉 浦北矮蕉 红河矮蕉 那龙矮蕉 矮脚遁地雷 天宝矮蕉类型2中 东莞中把 广东二号 华农甜蕉 漳选二号 龙州中把 那龙中把 浦北中把 河口中把 菲律宾 墨西哥 泰国 巴西 8818 天宝988类型3高 定安高牙蕉 那龙高把 浦北高把 河口高把 那坡高把 天宝高脚蕉 高脚遁地雷 齐尾2.4主要调查的香蕉树体营养性状项目本次调查以田间调查为主（所调查的植株均已抽蕾），调查项目又分为两大类型：第一类品种第三片叶（由上而下计，割取同一品种三棵植株的第三片叶）：叶柄长度 叶片长度 叶片宽度（1/4叶长，1/2叶长，3/4叶长） 单位面积的叶片重量 叶片总重量（剔除叶柄）第二类单株树总体调查（选取田间已抽蕾的植株一棵）： 叶片长度 叶片宽度 株高2.5叶面积的调查方法香蕉功能叶数和叶面积与果实的大小、品质以及发育速度之间存在着密切的、直接的关系。因此，在香蕉的田间研究中，叶面积的测量是必要的。但鉴于香蕉叶片很大，测量其叶面积十分费事，即使使用电子求积仪也比较麻烦，且初次投资较大。所以关于香蕉叶面积测量的研究不多，仅有少数人尝试用线性参数间接测定叶面积，这些研究表明，叶面积与叶长、叶宽之间存在密切关系，但不同品种的这种线性关系是有差异的。本次调查中对叶面积的测量主要采用了两种方法，但都不太成熟，仅作参考。方法一：估测香蕉叶片的性状，将其视为“三角形矩形三角形”，根据叶长，叶宽（1/4叶长，1/2叶长，3/4叶长）进行估算。 公式：S=1/2*(1/4L*W1)+1/2L*W2+1/2*(1/4L*W3) =1/8*L*(W1+4W2+W3)说明：S(叶面积) L（叶片长度） W1 (1/4叶长处的叶片宽度)W2（1/2叶长处的叶片宽度） W3(3/4叶长处的叶片宽度)方法二：根据比重法测量叶面积，在同一片叶上取四块等面积的叶块，分别称其重量，然后求其比重；称取整片叶子的重量（除去叶柄，但包括前面四块模叶），最后根据数学公式求出面积。 公式：0=(G1+G2+G3+G4)/4S0S=G0/0说明：S(叶面积) 0（叶片比重） S0（模块面积45cm2） G1（模块叶1重量）G2（模块叶2重量） G3（模块叶3重量） G4（模块叶4重量）G0（叶片总重量）因为此次调查分为两个阶段，所以有些品种第三片的叶面积同时涉及上述两种方法，对其进行比较分析，从而建立一定的相关性。2.6数据获得和统计分析树体营养性状同田间管理水平有较大关系，其中定植日期、肥水管理、田间病害影响较大。本次调查时田间的状况简介如下：定植日期：2002/8定植，用2001/6/15定植的试管苗成年株的吸芽肥水管理：苗期（定植后3个月）1015天/次；之后30天左右/次；每株共施肥1013次；每株施肥总量为尿素0.81千克、氯化钾1.51.8千克、过磷酸钾12千克以及一定量的三元复合肥。田间病害：香蕉假茎象虫、香蕉卷叶虫再者调查时间、调查工具、调查时的天气情况（对叶面积影响较大）也有一定的影响。故在数据获得和统计上将分批进行，个别品种进行比较时将指明。所有数据输入Excel(Microsoft Office XP)表中进行统计分析，其中叶面积分析时置信度为95%。3结果与分析3.1同类型香蕉品种之间主要树体营养性状的比较在田间选取已经抽蕾的植株，每个品种各一棵。测量其全部叶片的叶长、叶宽。附表3 : （类型1矮） 品种比较品种名称 平均叶长(cm) 平均叶宽(cm) 叶宽比 北大矮蕉 148.1 78.6 1.88 红河矮蕉 152.0 79.0 1.92 浦北矮蕉 149.3 64.9 2.30那龙矮蕉 168.7 80.9 2.09 矮脚遁地雷 190.1 83.3 2.28 天宝矮蕉 188.3 80.6 2.34 附表4 : （类型2中） 品种比较品种名称 平均叶长(cm) 平均叶宽 (cm) 叶宽比 广东2号 179.3 76.0 2.36 龙州中把 186.4 74.0 2.52华农甜蕉 164.7 72.9 2.26 菲律宾 169.1 73.3 2.318818 169.4 75.4 2.25浦北中把 173.6 77.1 2.25巴西 194.7 81.1 2.40漳选2号 189.0 80.2 2.36那龙中把 189.6 80.4 2.36 附表5 : （类型3高） 品种比较品种名称 平均叶长(cm) 平均叶宽 (cm) 叶宽比齐尾 220.3 75.7 2.91定安高牙蕉 181.3 79.6 2.28浦北高把 203.4 75.9 2.68河口高把 185.9 78.0 2.38那坡高把 200.3 81.6 2.45天宝高脚蕉 210.3 81.1 2.59高脚遁地雷 216.4 71.9 3.00从以上列表可以看出，同一类型的香蕉品种在叶长、叶宽方面差异较大，但是在叶宽比上则有较大的一致性。类型1的品种的叶宽比趋于2；类型2的品种的叶宽比在2.32.4左右；而类型3的品种的叶宽比变化较大一些，总体集中于2.6左右。3.2不同类型香蕉品种间主要树体营养性状的差异从上述3个表中，可以看出不同类型之间在叶长、叶宽比方面的变化趋势较明显：其中类型1品种的叶长均值为166.1cm，叶宽比均值为2.1；类型2的叶长均值为180.1cm，叶宽比均值为2.3；类型3的数值较大，叶长均值为202.6cm，叶宽比均值为2.6。可见不同类型的蕉类中，高型的蕉叶较长，而矮型的则相对较小。我们再看一下叶宽，其中的差异就不太明显了分别为77.9cm，76.7cm，77.6cm。可见蕉类的叶宽相对于叶长，还是比较固定的。 3.3香蕉抽蕾后叶片的变化趋势在前言中提到“香蕉叶片在花序分化之前其生长呈增大趋势，直到花序分化开始，叶身达到极限，往后又逐渐缩小，在花序抽出前的两片叶子更小”一言，现在就对单株叶片进行简单的分析（针对部分品种）。图表1 : 各单株叶片的叶长、叶宽的趋势图 从上面的图表可以看到单株叶片在抽蕾之后，其叶片（尤其是叶长）的变化趋势呈现一定的峰型。在田间调查中，这些叶片的测量顺序是从上而下，但在图表中我们可以看到在第三片叶时，叶长往往出现最高峰；相对而言叶宽的这种趋势不太明显。总的来说香蕉抽蕾前，叶片有增大的趋势（叶序由大到小）。这就与前文所述达到了一致。3.4香蕉第三片叶的叶面积的估测在材料与方法中已经简要的介绍了这种测量方法的思路。虽然这种方法还不太成熟，尤其要对所有叶片进行测量时，该方法就更不可取了；但是在本次调查中，针对第三片叶少数品种进行测量，此法还是较为简便的。现将调查数据列于下表。表6 : 比重法测定叶面积（第三片叶） 品种 S0(cm2)G1 (g) G2(g) G3 (g) G4 (g) 0(g/cm2) G0(g) S(cm2)龙州中把 45 2.03 2.10 2.11 2.02 0.0459 500 10893.3 45 1.94 2.28 2.44 2.25 0.0495 700 14141.4河口中把 45 2.42 2.46 2.47 2.12 0.0526 650 12357.3 45 2.14 2.13 2.08 2.08 0.0468 525 11210.1河口高把 45 2.14 2.06 1.82 1.98 0.0444 600 13513.5 45 2.13 1.73 1.85 1.85 0.0420 525 12500.1天宝高脚 45 2.41 2.49 2.67 2.15 0.0540 725 13425.9 45 2.14 2.38 1.95 1.97 0.0469 425 9061.8齐尾 45 2.00 1.73 2.31 2.09 0.0452 675 14933.6 45 2.35 2.11 2.14 1.93 0.0474 900 18987.3高脚遁地雷 45 1.60 1.87 2.01 2.18 0.0426 575 13497.7 45 2.19 2.28 2.08 1.74 0.0461 625 13557.5矮脚遁地雷 45 2.48 2.46 2.07 2.27 0.0516 725 14050.4那龙中把 45 2.34 2.05 2.22 2.34 0.0497 825 16599.6天宝988 45 1.90 2.51 2.43 2.49 0.0518 800 15444.0定安高牙蕉 45 2.36 2.27 2.21 2.30 0.0508 500 9842.5那龙高把 45 1.92 2.08 2.00 2.00 0.0444 425 9572.1从表6中可以看出同种品种不同植株间第三片叶的叶面积变化较大，虽然前文中简要的叙述了田间肥水管理的水平，但是其中病害的影响较大。据现场观察所得，香蕉卷叶虫病对叶片破坏较严重，导致有些植株的叶片残缺，这就势必造成叶片重量的变化。其实从上述数据看不出叶面积的变化规律，现在利用“叶片形状法”来估测一下叶面积。附表7 : 品种 L(cm) W1(cm) W2(cm) W3(cm) S(cm2)龙州中把 184.0 64.0 80.0 66.0 10350.0河口中把 186.0 74.0 90.0 78.0 11904.0河口高把 200.0 74.0 88.0 80.0 12650.0天宝高脚 238.0 80.0 91.0 88.0 15827.0 齐尾 254.0 70.0 84.0 74.0 15240.0高脚遁地雷 266.0 77.0 80.0 64.0 15328.3矮脚遁地雷 190.0 78.0 83.5 75.0 11518.8 208.0 83.5 95.0 83.5 13845.0那龙中把 190.0 74.0 84.0 82.0 11685.0 166.0 42.0 60.0 59.0 7096.5天宝988 220.0 74.0 90.0 74.0 14025.0 180.0 40.0 61.0 56.0 7312.5定安高牙蕉 142.0 48.0 54.0 50.0 5644.5 165.0 53.0 73.0 67.5 8507.8那龙高把 138.0 42.0 38.0 42.0 4071.0 164.0 66.0 67.0 76.0 8405.0在本次调查中，每一品种都测量了不同的三片第三片叶，因为抽蕾期不一致，所以在第一阶段只测量了叶长、叶宽，而第二阶段则用比重法测面积，未量取W1、W3，现在对同一品种的叶面积进行回归分析。3.5香蕉叶面积与叶长、叶宽的相关性前文提到蕉叶叶面积与叶长、叶宽存在着线性关系。现在利用附表6和附表7中的数据进行分析。品种L*W S 回归方程矮脚遁地雷15865.019760.018270.0 11518.8 13845.014050.4S=0.6409*(L*W)+1627.7 0.7984龙州中把14720.019260.0 15050.0 10350.014141.410895.6S=0.8079*(L*W)-1407.4 0.9953那龙中把15960.0 9960.020240.0 11685.07075.816592.9S=0.9156*(L*W)-2303.9 0.9870河口中把16740.017400.012880.011904.0 12355.1 11275.8S=0.2125*(L*W)+8514.0 0.9163天宝98819800.010080.0 20856.014025.07312.515444.0S=0.7286*(L*W)-65.148 0.9945 定安高牙蕉7668.012045.013937.0 5644.58507.8 9842.5S=0.6677*(L*W)+51085 0.9996那龙高把5244.010988.0 11972.04071.08405.0 9563.5S=0.795*(L*W)-127.76 0.9957河口高把17600.019780.0 15750.012650.013513.5 12500.0S=31.189*(L*W)-498936 0.7906天宝高脚 12692.0 21658.018700.015827.09063.8 13425.9S=0.7502*(L*W)-493.54 0.9992 高脚遁地雷21280.018880.0 18800.015328.313510.313572.2S=0.7312*(L*W)-232.72 0.9966齐尾 21336.0 20418.0 25256.0 15240.014933.6 18987.3S=1.033*(L*W)-7056.5 0.9925从上面的表格可以大致看出，利用两种方法测量所得的叶面积S同（L*W）的线性相关较好，除矮脚遁地雷，河口高把，河口中把外，其余品种的回归系数R2均在0.980.99之间，但其中的误差也不容忽视，尤其在方法上更有待改进。此次调查所得的结果仅供参考。4讨论与结论4.1香蕉第三片叶对香蕉抽蕾时间、产量的影响从3.2“单株叶片变化趋势”中我们已经得到初步的结论，通过对叶片生长趋势、大小变化，抽蕾后的叶数的观察，我们可以预测香蕉的抽蕾时间。曾有研究表明当已知某个香蕉品种的叶片生长总数和各月份叶片的平均生长量，则可以对某一时期的留芽（子株）或新植的蕉苗比较准确地预测其抽蕾期，并为香蕉植株进入抽蕾开花的季节是否适宜提供了选择机会。同样的，我们的初步调查为此做了前期准备。通过今后的补充调查，这将是一个快捷的预测方法。香蕉的产量同诸多因素有直接或间接的关系，如田间的肥水管理，病虫害防治，开花期的气候条件以及采后处理等。从树体营养状况来说，则必须抓好每个“临界期”，广东地区施肥次数较多，在植株形成“把头”时，为促进花芽分化及提早抽蕾，对增加果段、单果重效果明显。据分析认为，株龄6个月的矮香蕉的第三片叶（从中间的筒状叶计起）面积的大小与产量有直接关系，在株龄6个月以后的施肥，就不如前期那样左右果实的产量。所以及早预期抽蕾期，对提高产量是有重大意义的。4.2本次调查对我国香蕉种质资源的研究的意义农业现代化对育种工作提出了更多更高的要求，而要实现这些要求，首先决定于所掌握的有关种