設施栽培辣椒果實品質及形態變化規律的研究

高文瑞，孫艷軍，韓 冰，佘福春,2，徐 剛

（1江蘇省農業科學院蔬菜研究所/江蘇省高效園藝作物遺傳改良重點實驗室，南京 210014；2安徽農業大學園藝學院，合肥 230036）

0 引言

辣椒(Capsicum annum)屬茄科辣椒屬，一年生或多年生草本植物，是國內播種面積最大且產值最高的蔬菜作物，“十三五”以來，國內辣椒年播種面積穩中有升，占全國蔬菜總播種面積的8%～10%，產值約2500億元，播種面積和產值均居蔬菜首位[1]。辣椒果實富含辣椒素、維生素C等多種維生素、糖、氨基酸、礦物質等對人體有益的活性物質成分[2]，除了被人們廣泛用作蔬菜和香辛料外，還被用于藥品、化妝品、天然著色劑等[3]。按照園藝學分類，一般將生產用辣椒品種分為2 種類型，即制干用的干辣椒品種和鮮食用的辣椒品種，而鮮食用的辣椒品種根據辣味程度又分為甜椒、辣味型和微辣型品種[4]。關于其果實品質方面的研究，國內外均有許多報道，且前人研究主要集中在辣椒熟性和品質性狀的相關性、農藝性狀和品質性狀的相關性等方面[5-10]，且各學者的研究結果不盡相同。但對果實發育期間的連續動態研究并不多[11-13]，大多數都是按照不同生長階段來進行研究，如有學者針對幼果期、快熟生長期、綠熟期、轉色期、紅熟期進行果實發育過程中糖及蔗糖代謝酶活性進行了研究[14]，還有學者對幼果期、綠熟期、轉色期及紅熟期果實硬度進行了研究[15]。

辣椒用作菜肴中，青熟果的占比很大，青熟期及青熟到轉色期的時間跨度較長，具體哪個時間段收獲，并沒有相關詳細的研究。同時，辣椒各生長性狀之存在相關性，生產中需同時考慮品種的因素和其他性狀的影響，不能片面地提高某個單一性狀。因此，本研究選取了牛角型辣椒、羊角型辣椒和甜椒3種類型的4個辣椒品種和2 個甜椒品種辣椒，研究辣椒果實發育期間主要品質及形態指標的變化，以期為今后辣椒的品質育種及適時采收提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 植物材料和試驗安排

供試品種包括2 個甜椒品種和4 個辣椒品種，為項目組收集高代自交系品種，其類別特點等見表1。試驗于江蘇省農科院動物科學基地進行，塑料大棚長65.0 m、寬8.0 m，棚內分為4畦，每畦寬度為1.5 m。有機肥和復合肥在整地時撒施，商品有機肥12000 kg/hm2，復合肥600 kg/hm2。于9月24日播種，11月23日定植于8 m寬雙層鋼架大棚中，定植株行距均為30 cm。采用5層（大棚膜+內大棚膜+小拱棚膜+無紡布+地膜）保溫覆蓋栽培方式。每個品種每小區10 m2（50株），試驗采用隨機區組試驗設計，3次重復。

表1 辣椒品種特點

1.2 方法

1.2.1 形態與生長指標 使用直尺和數顯游標卡尺分別測量開花后第7、12、17、22、27、32、37、42、47 d 的辣椒果長、果肩寬和果肉厚。使用1/100 天平測定辣椒的干重與鮮重。將辣椒果實用蒸餾水沖洗干凈，吸干表面水分，測定鮮重，然后放于105℃烘箱中殺青2 h，75℃烘至恒重，測定干重。含水量測定見式(1)。

1.2.2 品質指標 分別測量開花后第7、12、17、22、27、32、37、42、47 d 辣椒果實可溶性固形物含量。采用北京遠景興業光電科技有限公司生產的VR-113 型溫度補償型手持式折射計進行測定。分別測量開花后第12、17、22、27、32、37、42、47 d 辣椒果實的維生素C 和可溶性總糖含量。維生素C含量采用紅菲羅琳進行測定[16]，可溶性總糖含量采用蒽酮比色法進行測定[17]。

1.2.3 統計分析方法 利用Excel 2007及DPS 7.05軟件對數據進行分析。

2 結果與分析

2.1 辣椒果實生長發育的變化

2.1.1 果長 由圖1可以看出，4個辣椒品種和2個甜椒品種的果實長度從開花到花后22 d有一個迅速增加的過程，之后果長的變化較穩定。果實開花后22 d到整個果實成熟階段，羊角類型辣椒(g0901、g0902)、牛角類型的辣椒(g0905)和粗牛角型甜椒的果長都顯著高于燈籠型辣椒和甜椒(g0906、g0903)。最終，g0905 的果長最長，其次為g0904、g0901、g0902。

圖1 辣椒果長在發育過程中的變化

2.1.2 果肩寬 由圖2可知，2個甜椒品種的果肩寬在整個果實發育階段均顯著高于4 個辣椒品種。除g0904外，其他辣椒在開花到花后22 d時，辣椒的果肩寬有迅速增加的階段，之后變化平穩。而g0904 在開花到花后32 d時，辣椒果肩寬一直迅速增加，之后變化平緩。最終果肩寬由大到小依次為g0904>g0903>g0901>g0906>g0905>g0902。

圖2 辣椒果肩寬在發育過程中的變化

2.1.3 果肉厚 由圖3可知，g0903和g0904的甜椒果實的果肉厚隨著果實的發育在不斷增加，其余4 個辣椒品種在開花后7～27 d 迅速增加，之后基本沒有變化。總體上甜椒果實的果實厚度大于辣椒果實，甜椒中g0904果肉最厚，辣椒中g0901果肉顯著高于其他3個品種，其他3個辣椒品種間果肉厚差異不顯著。

圖3 辣椒果肉厚在發育過程中的變化

2.1.4 單果重 由圖4 可知，除g0904 外，辣椒果實的單果重在開花后7～22 d 迅速增加，之后變化平緩。而g0904 在開花后7～32 d 持續迅速增加，之后增加緩慢。不同果實在其快速增長期的增長速率及維持快速增加的時間長短不同，導致成熟期最終果實的單果重差異顯著。甜椒g0904品種的增長速率較高且維持的時間最長，因此最終的單果重也顯著高于其他品種。g0901、g0903 和g0905 品種的單果重顯著高于g0906和g0902。

圖4 辣椒單果重在發育過程中的變化

2.1.5 含水量 由圖5可知，6個辣椒品種果實的含水量在發育過程中均有一個先增加后下降的趨勢。2個甜椒品種(g0903、g0904)在開花后7～27 d 含水量不斷增加，之后含水量下降。其余4個品種的辣椒果實含水量在開花后7～12 d迅速增加，之后不斷下降。最終甜椒品種g0904 果實含水量顯著高于其他5 個品種，g0903和g0905差異不顯著，含水量最低的品種為g0902。

2.2 辣椒果實發育過程中品質指標的變化

2.2.1 可溶性固形物含量 由圖6 可知，辣椒果實的可溶性固形物含量隨著果實發育呈現“S”型曲線的變化趨勢，g0903 和g0904 在開花后7～32 d 變化平緩，而花后32～42 d 迅速增加；g0901 和g0902 在開花后7～22 d變化平緩，而花后22～37 d迅速增加；g0905和g0906在開花后7～27 d 變化平緩，27～42 d 迅速增加。最終g0902可溶性固形物含量顯著高于其他品種。

圖6 辣椒果實的可溶性固形物含量在發育過程中的變化

2.2.2 維生素C含量 由圖7可知，g0903、g0904、g0902的維生素C 含量均呈現先迅速增加后變化平穩的趨勢，g0901、g0906、g0905 整個果實發育階段維生素C含量則呈現持續增加的狀態。最終g0904品種的維生素C含量顯著高于其他品種，g0902和g0903品種的維生素C含量較低。

圖7 辣椒果實的維生素C含量在發育過程中的變化

2.2.3 可溶性總糖含量 由圖8可知，除g0904外，其余5個辣椒品種的可溶性總糖含量在開花后12～27 d的變化幅度較小，之后迅速增加。g0904的果實可溶性總糖含量在授粉后12～37 d持續迅速增加，但之后基本無變化。除g0901外，其余5個品種在開花后37～47 d可溶性總糖含量穩定。在整個果實發育的過程中g0903甜椒的可溶性總糖含量一直高于其他5 個品種，最終g0903 和g0904 甜椒的果實可溶性總糖含量高于4 個辣椒品種，g0905的果實可溶性總糖含量最低，其次為g0901。

2.3 相關性分析

將6個辣椒品種不同生育時期的果實形態指標與品質指標進行相關分析，結果（表2）表明，單果重與果長、果肩寬、果肉厚、干物質、維生素C含量、果實可溶性固形物含量和可溶性總糖含量呈正相關關系，與果形指數顯著負相關，其中單果重和干物質正相關性最高，相關系數為1.00。果長與果肉厚、干物質、形指數、果實可溶性固形物含量極顯著正相關，其中和果肉厚和果實可溶性固形物含量正相關性最高。果肩寬與果肉厚、干物質、維生素C含量、含水量、果實可溶性固形物含量及可溶性糖含量顯著正相關，但與果形指數顯著負相關，其中和果肉厚及干物質正相關性最高，相關系數均為0.90。果肉厚與干物質、果實可溶性固形物含量、維生素C 含量及可溶性糖含量均呈現極顯著正相關關系，其中與干物質正相關性最高，相關系數為0.88，但和果形指數顯著負相關。干物質含量與維生素C含量極顯著正相關，與含水量、果實可溶性固形物含量及可溶性糖含量呈顯著正相關關系。果形指數與果實品質指標均無顯著相關性。果實含水量與果實可溶性固形物含量、維生素C 含量及可溶性糖含量均呈極顯著負相關關系，其中與可溶性糖含量負相關性最高，相關系數為-0.73。可溶性固形物含量與維生素C含量、可溶性糖含量呈極顯著正相關關系，其中和可溶性糖含量正相關性最高，相關系數為0.89。

表2 辣椒果實形態和品質指標相關性分析

3 結論與討論

果實形態性狀是關乎辣椒商品性的最直觀的體現，本研究結果表明，辣椒和甜椒在授粉后7～22 d 果實長度、果肩寬、果肉厚及單果重均增長迅速，這與曹亞從等[18]的研究結果類似。但不同種類的辣椒品種果實形態發育有所不同，甜椒品種的辣椒果皮厚度隨著果實的發育不斷增加，而辣椒果實果皮厚度僅授粉后7～27 d迅速增加，之后變化不顯著。同時本研究表明，甜椒和辣椒果實的含水量表現不同，甜椒品種含水量增加的天數為辣椒品種的2 倍，且最終甜椒品種的含水量顯著高于其中3個辣椒品種的含水量。這可能與果實的遺傳性狀相關。肖春林等[19]的研究表明，辣椒果實單果重在授粉后7～50 d 迅速增加，之后變化不大。而本研究表明，除甜椒品種g0904 果實單果重快速增長期是授粉后7～32 d 外，其余5 個品種果實快速增長期為授粉后7～22 d，這可能與辣椒種植季節、栽培方式和辣椒的品種等因素相關。

維生素C 是一種重要的水溶性維生素，在主要蔬菜作物中，辣椒果實的維生素C 含量最高，是番茄的7～15 倍[20-21]。前人研究表明，維生素C 含量主要受遺傳因素的影響，但同一植物不同器官及不同發育時期維生素C含量也不同[3]。本研究結果表明，6個辣椒品種之間維生素C 含量差異較大，說明品種是決定維生素C 含量的重要因素。其中2 個甜椒品種及1 個辣椒品種g0902果實維生素C含量呈現先迅速增加后變化平穩的趨勢，而其他3 個辣椒品種隨著果實發育維生素C含量一直持續增加，這與馮雪等[22]的結論相似，但與張曉芬等[23]研究得出辣椒品種的維生素C含量高于甜椒品種的結論不同，可能是栽培季節、方式及品種等不同造成的。同時本研究表明，維生素C與果長、果形指數不相關，與單果重、果肩寬、果肉厚及干物質均呈極顯著正相關關系，而與含水量呈極顯著負相關，這和郝艷娟等[21]和呂玲玲等[24]在辣椒上的研究結果相似，但孫利祥等[25]的研究表明，維生素C 和果形指數顯著正相關，這可能與試驗條件及采用的品種不同有關。本研究表明，維生素C 與可溶性糖含量及可溶性固形物含量都呈現極顯著正相關關系，但馮雪的研究結果表明，辣椒的維生素C與可溶性固形物含量不相關[22]，這可能也是由品種不同導致的。

本研究表明，辣椒果實可溶性糖含量在果實發育12～27 d時變化不大，這可能是由于這個階段屬于果實迅速膨大期；而果實發育27 d之后迅速增加，隨著果實的成熟，果實中淀粉向糖轉化，促進了糖類物質的積累。劉周斌等[3]研究表明，辣椒中糖類物質含量在果實發育20 d和30 d時差異較小，果實發育40 d時含量顯著升高，到果實發育50 d時達到最高。研究結果的差異，可能是由品種間的差異造成的。在果實快速增長的時期，增長速率的差異導致最終單果重差異。陳攀棟等[14]研究表明，在綠熟期和轉色期甜椒品系‘405’的可溶性總糖量都明顯高于辣椒品系‘伏地尖’，但紅熟期兩者相差不大。這與本研究結果相似，本研究最終2個甜椒果實的可溶性總糖含量大于4個辣椒品種，但4 個辣椒品種間差異也較明顯，這應該是甜椒和辣椒的基因型差異導致的。

隨著今后設施蔬菜精準栽培的推廣和應用，果實發育相關研究將成為設施蔬菜栽培領域研究的重點之一。本研究主要針對冬春反季節設施栽培辣椒果實品質及形態發育規律進行研究，而設施辣椒栽培模式有多種，不同的栽培模式對辣椒果實發育和品質形成都有較大的影響，后期需繼續開展相關研究。

綜上，辣椒果實形態和品質的發育是一個復雜的過程，本研究6個品種均在授粉后7～27 d迅速增加，后變化平緩；綜合多因素考慮，辣椒果實開花后37～42 d為最佳采收期，此時辣椒果實水分含量較高，且維生素C、可溶性糖含量及可溶性固形物及單果重都達到了整個生長發育階段的峰值；同時生產中可以根據單果重、果肩寬、果肉厚及可溶性固形物含量篩選高維生素C和高可溶性總糖的辣椒優質品種。