魔芋生长发育及栽培技术简介

(二)生长发育过程

魔芋从种子经过一年生、二年生、三年生、四年生或五年生，再到开花结出种子的过程叫魔芋的生命周期。营养生长期间，球茎的长大是通过“换头”的方式，在原有的基础上重新开始，愈种愈大，最后转入生殖生长阶段，开花结实，产生新的种子，老一代植株及球茎死亡，完成一个生命周期。在营养生长阶段，魔芋只长叶，在生殖生长阶段，只开花结实不长叶，故有“花叶果不见面”之说。

1.生命周期

(1)营养生长。魔芋球茎贮藏的养分供顶芽的生长、叶片的抽出。随着顶芽基部分化形成新的球茎，母体营养逐渐转到子体的根、茎、叶，最后母体营养耗尽，只剩下表皮层，随后残体与新球茎脱离。完成魔芋生育上的重要转折——换头，此后进入自养阶段，形成球茎和根状茎。球茎的生长主要进行多糖的合成、运输、转化。

魔芋是单子叶植物，球茎维管组织复杂，有多层，与皮层分界不明显，其保护组织为叠生木栓层，而不是周皮。球茎源于异常分生组织活动，只有初生生长，没有维管束形成层引起的次生生长，故其膨大率远不如其他薯芋类作物。

三年生以上球茎产生根状茎，较小的球茎单位面积上的维管组织较多，物质合成与转运更快捷，导致较小球茎的膨大系数高、较大球茎的膨大系数低的现象。

(2)开花结实期。魔芋在进化过程中，其繁殖方式已由有性繁殖转向无性繁殖。在目前栽培中，绝大多数都是从根状茎开始其生长发育过程的，只有在很特殊的情况下才用“种子”。

花魔芋经过4年左右的营养生长过程后发育成熟，转入生殖生长期，其主要过程分述如下:

花芽原基的分化与叶芽原基的分化同时。花芽是在开花的头一年形成的。在收挖时，已分化成花芽的顶芽要比叶芽长得肥大一些，这时的花芽、花器已分化完毕。只要有一定浓度的成花激素存在，魔芋的芽原基就能向花原基转变，进而分化形成花芽。魔芋植株随着种植年龄的增加，体内成花物质的形成，是花芽分化的直接原因。种芋年龄比种芋的大小对花芽形成的影响要大得多。同是花魔芋，有的球茎只有250克左右，即可开花;有的2～3千克仍未形成花芽，继续其营养生长，长成硕大的球茎。种植白魔芋时，田间花株率很高，也是因种芋无法辨别年龄，播种时也难区分其叶芽或花芽，只凭其大小来选择，许多大龄的小球茎被选作种，花株比例自然就高。

2.植株的生长

魔芋的生长发育分为休眠期、幼苗期、换头期、膨大期、成熟期等5个时期。

(1)球茎的休眠期。魔芋在收获后近半年时间内，芽处于相对静止的休眠状态，这种休眠为生理性休眠，分3个阶段。

1)休眠初期。从采收到11月下旬，历时1个月左右。此期球茎含水量高，呼吸作用强，内部代谢旺盛，淀粉酶、过氧化氢酶的活性强，主要完成后熟作用。

2)深休眠期。从11月下旬到翌年元月上旬。此期球茎呼吸作用弱，受温度的影响不大，内部代谢基本停止，淀粉酶、过氧化氢酶的活性低。

3)休眠解除期。从元月上旬到2月下旬或3月上旬结束，历时2个月。此期球茎呼吸作用随温度的升高而加强。若环境适宜，球茎逐步解除休眠，顶芽开始萌动。

魔芋采挖后在当年难以发芽，冬季即使达到25℃以上的温度和充足的水分也不会萌动，但可用GA3等植物激素解除休眠。

(2)幼苗期。魔芋从萌芽出土至复叶的小叶完全展开、地下球茎“换头”结束前的这一生长阶段称为幼苗期。魔芋叶片的抽出和展开，是幼苗期生长的主要特征(图4)。(www.xing528.com)

图4　魔芋叶片展开过程

只要达到15℃的起点温度，解除休眠后的芽便可以萌发，在15～35℃范围内，随着温度升高而加快，以20～25℃最为理想。但在30～35℃高温下，芽虽然伸长得快，但长得瘦弱。

魔芋在3月上中旬彻底解除休眠后，顶芽开始萌发，此期为最佳播期。播后50天左右，鳞片出土并包围复叶的叶柄基部。

叶片展开的形式与其植株的健壮程度和产量有关。魔芋萌芽初期，叶片的抽出展开速度较慢，中期较快。但各期的展开速度又依各年气候、发芽时期等不同而异。展叶类型有5类:①高“T”字展开:叶芽膨大伸长极好，小裂片自叶芽的先端逐渐展开，到开叶的第二期成高“T”字形，随着小叶柄的张开，出现极健壮的细漏斗状叶片。②漏斗状展开:一种是小叶展开顺利，但小叶柄张开不整齐，叶片较粗壮，第二种是小叶展开延迟，叶片较弱。③伞状展开:第一种是小裂片随小叶柄张开而下垂，呈伞状，小裂片展开迟，到完叶期也不能完全展开，叶面积小;第二种是小裂片难展开，似萎缩状。④萎缩展开:整株呈萎缩状，由于展开速度慢且迟，所以虽然小叶展开，但萎缩、小裂片不展开。⑤病变展开:展叶速度极慢，甚至不能展开，大多倒伏死亡。

种球茎栽种后，所含营养物质迅速分解供发根、萌芽、出叶及新球茎形成所需。其重量每天约减1/60。2个月后，完成换头。7月中旬，种球茎消失。

在土壤环境适宜时，根生长得很快。在复叶伸出之前已形成比地上部强盛得多的根系。它为魔芋下一步的旺盛生长打下了坚实的基础。如果种芋芽处有病，则根系长得很差，这样魔芋即使能存活，也难长好。发芽期的长短也因各年气候、种植时期、种芋年龄(大小)等不同而异。

(3)换头期。种芋通过维管组织将其贮藏的养分全部输送给子芋，子芋除用于叶、根生长所需之外，还有一部分剩余养料贮藏于新球茎中。种芋耗尽养料而干瘪，子芋得到种芋的养料而长大，最后脱离种芋，这个新旧转换更替过程称为“换头”(图5)。魔芋每年以换头的形式生长，但生理年龄却是继承累加的。如果用根状茎来繁殖种芋，那么根状茎的年龄是从零开始的。

换头完成季节约在7月上旬前后，植株在换头期进入旺盛生长期。叶柄迅速增长，叶面积扩大得最快，对产量的形成至关重要。魔芋叶面积的扩大，既不能靠增加复叶数，也不能靠增加小叶数，唯一的是靠小叶面积增大。新球茎从结构组成上看，它的上部由顶芽的若干个节间长成，下部由顶芽下的分生组织分裂成的原形成层进行细胞分裂和分化而成。新球茎的内部有各组成部分分化出的维管组织。在母芋萌芽长叶的同时，通过维管组织，将母芋的一部分养料输送到子芋，供子芋生长——初生生长(另一部分用于长叶和长根)。

图5　魔芋球茎生长及“换头”过程

此生长期中，魔芋根的新陈代谢较旺盛，旧根不断死亡，新根不断发生，到7月份以后，随着叶的生长达最旺期以后，新根发生逐渐减少。

(4)球茎的急速膨大期。随着生长进程逐渐加快，待换头完成后，子芋摆脱了母芋的生理影响，此时最明显的表现是新球茎的急速增长。从7月上旬至9月下旬，前后持续时间约有3个月。其营养来源完全靠自身叶片的光合作用，所以这个阶段延长叶片旺盛的光合作用，防止早衰是丰产的关键。换头结束，也是根状茎旺盛萌发的开始时期。新球茎迅速膨大，时间约1个月，8月中旬结束。此期叶生长已达顶点，叶面积达峰值，叶绿素含量及各种酶继续上升，净同化率达最高，光合产物大量运转积累到球茎中，叶面积不再增加，此期球茎的鲜重及干物质重分别占全生育期的60%及50%，葡甘露聚糖及淀粉已达50%以上。新根发生量减少。此过程约2个月，是决定魔芋产量及品质优劣的关键时期。

(5)球茎成熟期。从9月份开始到10月底结束，球茎的葡甘露聚糖等多糖类物质积累减缓，干物质增长速度陡降，叶生长趋于停滞，逐渐枯黄，直至倒伏。根系在9月底停止生长。

球茎已成熟并进入休眠期。10月上旬起，气温逐渐下降到22℃以下，叶片开始衰老，球茎的生长趋缓，干物质积累减慢。气温下降到15℃以下，叶片逐渐枯黄、倒伏，球茎趋向成熟。干物质的积累尚可延续20天左右，从11月份起可以开始陆续收获。

3.魔芋产量的形成

(1)种球茎大小与新球茎产量形成的关系:①种芋重量与新球茎产量形成的关系。随着种球茎重量的增大，其新球茎膨大倍数越小。试验表明，种芋从20克增大到592克，新球茎的净增重从123克到1 388克，而膨大倍数从6.15倍减少到2.3倍。②种芋年龄与新球茎产量形成的关系。魔芋随年龄的增加，其种芋干物质增加，叶面积增加，但增加的幅度逐渐降低。新球茎单位叶面积生产干物质降低，膨大倍数降低。因此建议魔芋商品芋生产一般选用2～3年生250～500克的球茎为宜。种芋过大，回报率低，同时增加了投资风险。种芋过小，单产较低，可出售商品少。

(2)魔芋光合效率对产量形成的影响。魔芋的生物学特性决定了其较低的光合效率。魔芋是一种半阴生的阔叶水平型植株，其群落的叶面积指数在2以下，其消光系数却较大，阳光难以照进群体内部。这两个因素造成光合作用的绝对量低，制约着魔芋产量。如魔芋的单位面积群体平均干物质增长速度较低，在生长期中维持4～8克/(平方米·天)，在单位生长时间内与水稻、马铃薯、甘薯、芋头等阳性作物相比，魔芋尚属低产半阴性作物。