设施栽培辣椒果实品质及形态变化规律的研究

高文瑞，孙艳军，韩 冰，佘福春,2，徐 刚

（1江苏省农业科学院蔬菜研究所/江苏省高效园艺作物遗传改良重点实验室，南京 210014；2安徽农业大学园艺学院，合肥 230036）

0 引言

辣椒(Capsicum annum)属茄科辣椒属，一年生或多年生草本植物，是国内播种面积最大且产值最高的蔬菜作物，“十三五”以来，国内辣椒年播种面积稳中有升，占全国蔬菜总播种面积的8%～10%，产值约2500亿元，播种面积和产值均居蔬菜首位[1]。辣椒果实富含辣椒素、维生素C等多种维生素、糖、氨基酸、矿物质等对人体有益的活性物质成分[2]，除了被人们广泛用作蔬菜和香辛料外，还被用于药品、化妆品、天然着色剂等[3]。按照园艺学分类，一般将生产用辣椒品种分为2 种类型，即制干用的干辣椒品种和鲜食用的辣椒品种，而鲜食用的辣椒品种根据辣味程度又分为甜椒、辣味型和微辣型品种[4]。关于其果实品质方面的研究，国内外均有许多报道，且前人研究主要集中在辣椒熟性和品质性状的相关性、农艺性状和品质性状的相关性等方面[5-10]，且各学者的研究结果不尽相同。但对果实发育期间的连续动态研究并不多[11-13]，大多数都是按照不同生长阶段来进行研究，如有学者针对幼果期、快熟生长期、绿熟期、转色期、红熟期进行果实发育过程中糖及蔗糖代谢酶活性进行了研究[14]，还有学者对幼果期、绿熟期、转色期及红熟期果实硬度进行了研究[15]。

辣椒用作菜肴中，青熟果的占比很大，青熟期及青熟到转色期的时间跨度较长，具体哪个时间段收获，并没有相关详细的研究。同时，辣椒各生长性状之存在相关性，生产中需同时考虑品种的因素和其他性状的影响，不能片面地提高某个单一性状。因此，本研究选取了牛角型辣椒、羊角型辣椒和甜椒3种类型的4个辣椒品种和2 个甜椒品种辣椒，研究辣椒果实发育期间主要品质及形态指标的变化，以期为今后辣椒的品质育种及适时采收提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 植物材料和试验安排

供试品种包括2 个甜椒品种和4 个辣椒品种，为项目组收集高代自交系品种，其类别特点等见表1。试验于江苏省农科院动物科学基地进行，塑料大棚长65.0 m、宽8.0 m，棚内分为4畦，每畦宽度为1.5 m。有机肥和复合肥在整地时撒施，商品有机肥12000 kg/hm2，复合肥600 kg/hm2。于9月24日播种，11月23日定植于8 m宽双层钢架大棚中，定植株行距均为30 cm。采用5层（大棚膜+内大棚膜+小拱棚膜+无纺布+地膜）保温覆盖栽培方式。每个品种每小区10 m2（50株），试验采用随机区组试验设计，3次重复。

表1 辣椒品种特点

1.2 方法

1.2.1 形态与生长指标 使用直尺和数显游标卡尺分别测量开花后第7、12、17、22、27、32、37、42、47 d 的辣椒果长、果肩寬和果肉厚。使用1/100 天平测定辣椒的干重与鲜重。将辣椒果实用蒸馏水冲洗干净，吸干表面水分，测定鲜重，然后放于105℃烘箱中杀青2 h，75℃烘至恒重，测定干重。含水量测定见式(1)。

1.2.2 品质指标 分别测量开花后第7、12、17、22、27、32、37、42、47 d 辣椒果实可溶性固形物含量。采用北京远景兴业光电科技有限公司生产的VR-113 型温度补偿型手持式折射计进行测定。分别测量开花后第12、17、22、27、32、37、42、47 d 辣椒果实的维生素C 和可溶性总糖含量。维生素C含量采用红菲罗琳进行测定[16]，可溶性总糖含量采用蒽酮比色法进行测定[17]。

1.2.3 统计分析方法 利用Excel 2007及DPS 7.05软件对数据进行分析。

2 结果与分析

2.1 辣椒果实生长发育的变化

2.1.1 果长 由图1可以看出，4个辣椒品种和2个甜椒品种的果实长度从开花到花后22 d有一个迅速增加的过程，之后果长的变化较稳定。果实开花后22 d到整个果实成熟阶段，羊角类型辣椒(g0901、g0902)、牛角类型的辣椒(g0905)和粗牛角型甜椒的果长都显著高于灯笼型辣椒和甜椒(g0906、g0903)。最终，g0905 的果长最长，其次为g0904、g0901、g0902。

图1 辣椒果长在发育过程中的变化

2.1.2 果肩宽 由图2可知，2个甜椒品种的果肩宽在整个果实发育阶段均显著高于4 个辣椒品种。除g0904外，其他辣椒在开花到花后22 d时，辣椒的果肩宽有迅速增加的阶段，之后变化平稳。而g0904 在开花到花后32 d时，辣椒果肩宽一直迅速增加，之后变化平缓。最终果肩宽由大到小依次为g0904>g0903>g0901>g0906>g0905>g0902。

图2 辣椒果肩宽在发育过程中的变化

2.1.3 果肉厚 由图3可知，g0903和g0904的甜椒果实的果肉厚随着果实的发育在不断增加，其余4 个辣椒品种在开花后7～27 d 迅速增加，之后基本没有变化。总体上甜椒果实的果实厚度大于辣椒果实，甜椒中g0904果肉最厚，辣椒中g0901果肉显著高于其他3个品种，其他3个辣椒品种间果肉厚差异不显著。

图3 辣椒果肉厚在发育过程中的变化

2.1.4 单果重 由图4 可知，除g0904 外，辣椒果实的单果重在开花后7～22 d 迅速增加，之后变化平缓。而g0904 在开花后7～32 d 持续迅速增加，之后增加缓慢。不同果实在其快速增长期的增长速率及维持快速增加的时间长短不同，导致成熟期最终果实的单果重差异显著。甜椒g0904品种的增长速率较高且维持的时间最长，因此最终的单果重也显著高于其他品种。g0901、g0903 和g0905 品种的单果重显著高于g0906和g0902。

图4 辣椒单果重在发育过程中的变化

2.1.5 含水量 由图5可知，6个辣椒品种果实的含水量在发育过程中均有一个先增加后下降的趋势。2个甜椒品种(g0903、g0904)在开花后7～27 d 含水量不断增加，之后含水量下降。其余4个品种的辣椒果实含水量在开花后7～12 d迅速增加，之后不断下降。最终甜椒品种g0904 果实含水量显著高于其他5 个品种，g0903和g0905差异不显著，含水量最低的品种为g0902。

2.2 辣椒果实发育过程中品质指标的变化

2.2.1 可溶性固形物含量 由图6 可知，辣椒果实的可溶性固形物含量随着果实发育呈现“S”型曲线的变化趋势，g0903 和g0904 在开花后7～32 d 变化平缓，而花后32～42 d 迅速增加；g0901 和g0902 在开花后7～22 d变化平缓，而花后22～37 d迅速增加；g0905和g0906在开花后7～27 d 变化平缓，27～42 d 迅速增加。最终g0902可溶性固形物含量显著高于其他品种。

图6 辣椒果实的可溶性固形物含量在发育过程中的变化

2.2.2 维生素C含量 由图7可知，g0903、g0904、g0902的维生素C 含量均呈现先迅速增加后变化平稳的趋势，g0901、g0906、g0905 整个果实发育阶段维生素C含量则呈现持续增加的状态。最终g0904品种的维生素C含量显著高于其他品种，g0902和g0903品种的维生素C含量较低。

图7 辣椒果实的维生素C含量在发育过程中的变化

2.2.3 可溶性总糖含量 由图8可知，除g0904外，其余5个辣椒品种的可溶性总糖含量在开花后12～27 d的变化幅度较小，之后迅速增加。g0904的果实可溶性总糖含量在授粉后12～37 d持续迅速增加，但之后基本无变化。除g0901外，其余5个品种在开花后37～47 d可溶性总糖含量稳定。在整个果实发育的过程中g0903甜椒的可溶性总糖含量一直高于其他5 个品种，最终g0903 和g0904 甜椒的果实可溶性总糖含量高于4 个辣椒品种，g0905的果实可溶性总糖含量最低，其次为g0901。

2.3 相关性分析

将6个辣椒品种不同生育时期的果实形态指标与品质指标进行相关分析，结果（表2）表明，单果重与果长、果肩宽、果肉厚、干物质、维生素C含量、果实可溶性固形物含量和可溶性总糖含量呈正相关关系，与果形指数显著负相关，其中单果重和干物质正相关性最高，相关系数为1.00。果长与果肉厚、干物质、形指数、果实可溶性固形物含量极显著正相关，其中和果肉厚和果实可溶性固形物含量正相关性最高。果肩宽与果肉厚、干物质、维生素C含量、含水量、果实可溶性固形物含量及可溶性糖含量显著正相关，但与果形指数显著负相关，其中和果肉厚及干物质正相关性最高，相关系数均为0.90。果肉厚与干物质、果实可溶性固形物含量、维生素C 含量及可溶性糖含量均呈现极显著正相关关系，其中与干物质正相关性最高，相关系数为0.88，但和果形指数显著负相关。干物质含量与维生素C含量极显著正相关，与含水量、果实可溶性固形物含量及可溶性糖含量呈显著正相关关系。果形指数与果实品质指标均无显著相关性。果实含水量与果实可溶性固形物含量、维生素C 含量及可溶性糖含量均呈极显著负相关关系，其中与可溶性糖含量负相关性最高，相关系数为-0.73。可溶性固形物含量与维生素C含量、可溶性糖含量呈极显著正相关关系，其中和可溶性糖含量正相关性最高，相关系数为0.89。

表2 辣椒果实形态和品质指标相关性分析

3 结论与讨论

果实形态性状是关乎辣椒商品性的最直观的体现，本研究结果表明，辣椒和甜椒在授粉后7～22 d 果实长度、果肩宽、果肉厚及单果重均增长迅速，这与曹亚从等[18]的研究结果类似。但不同种类的辣椒品种果实形态发育有所不同，甜椒品种的辣椒果皮厚度随着果实的发育不断增加，而辣椒果实果皮厚度仅授粉后7～27 d迅速增加，之后变化不显著。同时本研究表明，甜椒和辣椒果实的含水量表现不同，甜椒品种含水量增加的天数为辣椒品种的2 倍，且最终甜椒品种的含水量显著高于其中3个辣椒品种的含水量。这可能与果实的遗传性状相关。肖春林等[19]的研究表明，辣椒果实单果重在授粉后7～50 d 迅速增加，之后变化不大。而本研究表明，除甜椒品种g0904 果实单果重快速增长期是授粉后7～32 d 外，其余5 个品种果实快速增长期为授粉后7～22 d，这可能与辣椒种植季节、栽培方式和辣椒的品种等因素相关。

维生素C 是一种重要的水溶性维生素，在主要蔬菜作物中，辣椒果实的维生素C 含量最高，是番茄的7～15 倍[20-21]。前人研究表明，维生素C 含量主要受遗传因素的影响，但同一植物不同器官及不同发育时期维生素C含量也不同[3]。本研究结果表明，6个辣椒品种之间维生素C 含量差异较大，说明品种是决定维生素C 含量的重要因素。其中2 个甜椒品种及1 个辣椒品种g0902果实维生素C含量呈现先迅速增加后变化平稳的趋势，而其他3 个辣椒品种随着果实发育维生素C含量一直持续增加，这与冯雪等[22]的结论相似，但与张晓芬等[23]研究得出辣椒品种的维生素C含量高于甜椒品种的结论不同，可能是栽培季节、方式及品种等不同造成的。同时本研究表明，维生素C与果长、果形指数不相关，与单果重、果肩宽、果肉厚及干物质均呈极显著正相关关系，而与含水量呈极显著负相关，这和郝艳娟等[21]和吕玲玲等[24]在辣椒上的研究结果相似，但孙利祥等[25]的研究表明，维生素C 和果形指数显著正相关，这可能与试验条件及采用的品种不同有关。本研究表明，维生素C 与可溶性糖含量及可溶性固形物含量都呈现极显著正相关关系，但冯雪的研究结果表明，辣椒的维生素C与可溶性固形物含量不相关[22]，这可能也是由品种不同导致的。

本研究表明，辣椒果实可溶性糖含量在果实发育12～27 d时变化不大，这可能是由于这个阶段属于果实迅速膨大期；而果实发育27 d之后迅速增加，随着果实的成熟，果实中淀粉向糖转化，促进了糖类物质的积累。刘周斌等[3]研究表明，辣椒中糖类物质含量在果实发育20 d和30 d时差异较小，果实发育40 d时含量显著升高，到果实发育50 d时达到最高。研究结果的差异，可能是由品种间的差异造成的。在果实快速增长的时期，增长速率的差异导致最终单果重差异。陈攀栋等[14]研究表明，在绿熟期和转色期甜椒品系‘405’的可溶性总糖量都明显高于辣椒品系‘伏地尖’，但红熟期两者相差不大。这与本研究结果相似，本研究最终2个甜椒果实的可溶性总糖含量大于4个辣椒品种，但4 个辣椒品种间差异也较明显，这应该是甜椒和辣椒的基因型差异导致的。

随着今后设施蔬菜精准栽培的推广和应用，果实发育相关研究将成为设施蔬菜栽培领域研究的重点之一。本研究主要针对冬春反季节设施栽培辣椒果实品质及形态发育规律进行研究，而设施辣椒栽培模式有多种，不同的栽培模式对辣椒果实发育和品质形成都有较大的影响，后期需继续开展相关研究。

综上，辣椒果实形态和品质的发育是一个复杂的过程，本研究6个品种均在授粉后7～27 d迅速增加，后变化平缓；综合多因素考虑，辣椒果实开花后37～42 d为最佳采收期，此时辣椒果实水分含量较高，且维生素C、可溶性糖含量及可溶性固形物及单果重都达到了整个生长发育阶段的峰值；同时生产中可以根据单果重、果肩宽、果肉厚及可溶性固形物含量筛选高维生素C和高可溶性总糖的辣椒优质品种。