不同栽培條件下線辣椒畸形果成因分析

王　鑫，趙尊練，夏云飛，徐乃林，梁宏衛(wèi)，劉景輝，郭建偉

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué) 園藝學(xué)院，陜西楊凌　712100；2.寶雞市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心，陜西寶雞　721001)

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不同栽培條件下線辣椒畸形果成因分析

王鑫1，趙尊練1，夏云飛1，徐乃林2，梁宏衛(wèi)2，劉景輝2，郭建偉1

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué) 園藝學(xué)院，陜西楊凌712100；2.寶雞市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心，陜西寶雞721001)

摘要以陜西關(guān)中線辣椒產(chǎn)區(qū)近年種植的2個(gè)線辣椒品種‘多嬌’和‘辛香8號(hào)’為材料，采用大棚、露地2種栽培方式。在辣椒開花期，標(biāo)記開花日期、著生節(jié)位，記錄果實(shí)發(fā)育期間光照度、極端溫度，待辣椒達(dá)到生理成熟時(shí)，采收并測定果實(shí)縱徑、橫徑、單果種子數(shù)、單果鮮質(zhì)量等，分析大棚、露地環(huán)境因子與線辣椒畸形果的關(guān)系。結(jié)果表明：引起大棚線辣椒畸形的主要原因是極端高溫，引起露地線辣椒畸形的主要原因是小葉病和極端高溫；畸形率隨節(jié)位的增加呈先降后升趨勢；線辣椒畸形果比正常果實(shí)的種子數(shù)少，橫徑與縱徑也相應(yīng)縮小，彎曲度更大。

關(guān)鍵詞線辣椒；畸形果；環(huán)境因子

辣椒(CapsicumannuumL.)是一種重要的茄果類蔬菜和調(diào)味品，在全世界60 多個(gè)國家和地區(qū)均有種植[1]。果實(shí)的形狀和大小是辣椒外觀品質(zhì)的重要屬性。在正常栽培條件下，辣椒果實(shí)的外觀形態(tài)一般與品種性狀比較吻合且相對一致，能夠獲得比較理想的商品外觀品質(zhì)和生產(chǎn)效益[2]。然而，在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中，由于溫度、水分、光照、礦質(zhì)營養(yǎng)等外在因素的影響，在品種類型、栽培方式、生長發(fā)育時(shí)期、坐果節(jié)位等不同情況下，都會(huì)不同程度地出現(xiàn)與品種性狀不一致的果實(shí)，生產(chǎn)上將此類果稱之為畸形果。畸形果嚴(yán)重影響辣椒外觀品質(zhì)、產(chǎn)量、商品價(jià)值、效益等，限制辣椒產(chǎn)業(yè)的高效、持續(xù)發(fā)展[1,3]。

線辣椒是中國中西部以及陜西地區(qū)一項(xiàng)重要產(chǎn)業(yè)。但是，隨著產(chǎn)業(yè)的持續(xù)，生產(chǎn)條件和環(huán)境的劣變，畸形果的出現(xiàn)呈上升趨勢，特別在一些多年連作的老產(chǎn)區(qū)尤為突出，嚴(yán)重限制該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[3]。辣椒畸形果與正常果果型相比存在差異，如出現(xiàn)扭曲、皺縮、僵小、畸形等，這些屬于生理性病害[4]。Usman等[5]研究認(rèn)為，在高溫下，辣椒花瓣和花芽中的酸性轉(zhuǎn)化酶活性明顯降低，而葉片的變化卻不明顯，這表明，辣椒生殖器官更容易受到不適條件的影響。Aloni等[6]曾報(bào)道，溫度和光照決定蔗糖和淀粉的合成量，而這些營養(yǎng)物質(zhì)積累的多少，進(jìn)一步?jīng)Q定辣椒花朵的保留、脫落和坐果后果實(shí)的形狀，但是，一旦受精和坐果發(fā)生，營養(yǎng)物質(zhì)的供給只會(huì)影響果實(shí)的生長速率，而不是果實(shí)的形狀。

本試驗(yàn)以線辣椒為研究對象，在春季露地與大棚栽培條件下，研究不同品種、不同栽培方式、坐果節(jié)位、坐果與果實(shí)發(fā)育期間的極端溫度、光照條件、小葉病發(fā)病率與線辣椒果實(shí)性狀及畸形果率的相關(guān)性，以期找到線辣椒畸形果的主要成因，為減少線辣椒畸形果提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1供試材料

以陜西關(guān)中線辣椒產(chǎn)區(qū)主栽的2個(gè)線辣椒品種‘多嬌’和‘辛香8號(hào)’為試驗(yàn)材料。2個(gè)品種均為F1代雜交種，‘多嬌’由湖南湘研種業(yè)有限公司選育；‘辛香8號(hào)’由江西農(nóng)望高新科技有限公司選育。2個(gè)品種的試驗(yàn)用種均購自陜西陽光種業(yè)有限公司。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

于2014年8月在西北農(nóng)林科技大學(xué)新天地試驗(yàn)站進(jìn)行試驗(yàn)。2014-03-08采取冷床育苗，2014-05-12定植。行距50 cm，株距35 cm，小區(qū)面積25 m2，田間水、肥等管理?xiàng)l件與生產(chǎn)管理相同，所用田塊已連續(xù)種植線辣椒3 a(本試驗(yàn)為連作)。試驗(yàn)設(shè)2組，即大棚栽培和露地栽培，每組2個(gè)品種，共4個(gè)處理，分別為大棚栽培‘多嬌’(G1)，大棚栽培‘辛香8號(hào)’(G2)，露地栽培‘多嬌’(L1)，露地栽培‘辛香8號(hào)’(L2)。采取隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次。

1.3試驗(yàn)方法

在線辣椒始花期(2014-06-03)到開花中后期(2014-07-08)，給當(dāng)天開放的花朵掛標(biāo)簽，標(biāo)計(jì)開花日期和著生節(jié)位。當(dāng)果實(shí)達(dá)到生理成熟時(shí)，開始采收辣椒，觀察、分析、記載果實(shí)性狀及畸形果率。從始花期開始，每5 d統(tǒng)計(jì)1次小葉病發(fā)病率。

從始花期開始，每天記載大棚與露地的最高和最低溫度；每2 d測定1次大棚與露地的光照度，光照度的測定，分別在9:30-9:50、13:30-13:50和17:300-17:50這3個(gè)時(shí)間段進(jìn)行。

觀察分析不同坐果節(jié)位、不同坐果時(shí)期、極端溫度、光照對線辣椒果實(shí)性狀及畸形率的影響。

1.4果實(shí)性狀測定

橫徑與縱徑：采用游標(biāo)卡尺測量(0.02分度)，有彎曲的分別測定實(shí)際縱徑和直線縱徑。

單果種子數(shù)：采取人工計(jì)數(shù)。

果實(shí)彎曲度計(jì)算：彎曲度=(實(shí)際縱徑-直線縱徑)/實(shí)際縱徑×100%。

畸形果的確定：參考李錫香等[7]的《辣椒種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》，根據(jù)供試品種介紹中的果實(shí)參數(shù)，參考不同處理果實(shí)發(fā)育實(shí)際情況，確定正常果實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，具有以下情況之一的確定為畸形果。彎曲度大于30%；果實(shí)縱徑不足正常果60%；果實(shí)橫徑不足正常果實(shí)60%。

單果鮮質(zhì)量：用百分之一天平稱量。

1.5數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 19.0對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行Pearson 相關(guān)分析，Microsoft excel 2007作圖。

2結(jié)果與分析

2.1大棚栽培條件下線辣椒畸形果成因分析

在大棚栽培條件下，大棚環(huán)境因子和‘辛香8號(hào)’果實(shí)畸形率之間的關(guān)系見表1。由表1可以看出，最高溫度與畸形率的相關(guān)系數(shù)是0.619，呈極顯著正相關(guān)，光照度與畸形率的相關(guān)系數(shù)是0.416，呈顯著正相關(guān)，說明這2個(gè)因素是導(dǎo)致線辣椒果實(shí)畸形的主要原因。從果實(shí)本身的性狀看，橫徑、單果種子數(shù)與畸形率的相關(guān)性達(dá)極顯著水平，縱徑與畸形率的相關(guān)性達(dá)到顯著水平，說明果實(shí)畸形時(shí)，其橫徑和縱徑都會(huì)明顯變小，并且果實(shí)內(nèi)部種子數(shù)減少，果實(shí)彎曲度與畸形率的相關(guān)系數(shù)是0.523，也達(dá)顯著水平，在果實(shí)畸形的情況下，彎曲就會(huì)更加明顯。

在大棚栽培條件下，大棚環(huán)境因子和‘多嬌’果實(shí)畸形率之間的關(guān)系見表2。由表2可以看出，最高溫度與畸形率的相關(guān)系數(shù)是0.581，且達(dá)顯著水平，說明高溫是引起大棚‘多嬌’畸形的主要原因。在果實(shí)性狀中，縱徑、單果種子數(shù)與畸形率達(dá)到顯著水平，說明果實(shí)畸形時(shí)，其縱徑會(huì)明顯縮小，并且畸形的辣椒果實(shí)種子數(shù)也會(huì)明顯減少。

表1　大棚環(huán)境因子與‘辛香8號(hào)’果實(shí)畸形率的相關(guān)系數(shù)

注：*表示差異顯著(P<0.05 )；**表示差異極顯著(P<0.01 )。下同。

Note：* Indicates significant difference(P<0.05)；** Indicates extremely significant difference(P<0.01).The same as below.

表2　大棚環(huán)境因子與‘多嬌’果實(shí)畸形率的相關(guān)系數(shù)

2.2露地栽培條件下線辣椒畸形果成因分析

在露地栽培條件下，環(huán)境因子與‘辛香8號(hào)’果實(shí)畸形率的相關(guān)系數(shù)見表3。由表3可以看出，小葉病發(fā)病率、最高溫度、光照度與畸形率呈正相關(guān)，其中小葉病發(fā)病率、最高溫度與畸形率的相關(guān)系數(shù)分別是0.594和0.571，達(dá)極顯著水平，光照度與畸形率達(dá)顯著水平，說明小葉病、最高溫度是引起露地‘辛香8號(hào)’畸形的主要原因，光照度次之。從果實(shí)性狀來看，單果鮮質(zhì)量、縱徑、單果種子數(shù)與畸形率達(dá)極顯著水平，彎曲度與畸形率達(dá)顯著水平，說明如果線辣椒果實(shí)畸形時(shí)，主要表現(xiàn)在縱徑變小、單果種子數(shù)減少和彎曲度增大。

在露地栽培條件下，環(huán)境因子與‘多嬌’果實(shí)畸形率的相關(guān)系數(shù)見表4。由表4可以看出，小葉病的發(fā)病率與畸形率的相關(guān)系數(shù)是0.706，達(dá)極顯著水平，最高溫度與畸形率的相關(guān)系數(shù)是0.540，達(dá)顯著水平，說明小葉病和高溫是引起露地‘多嬌’畸形的主要原因。在果實(shí)性狀中，彎曲度、縱徑與畸形率的相關(guān)系數(shù)分別是0.687和-0.880，達(dá)極顯著水平，其中單果種子數(shù)和單果鮮質(zhì)量與畸形率的相關(guān)系數(shù)達(dá)顯著水平。

表3　露地環(huán)境因子與‘辛香8號(hào)’果實(shí)畸形率的相關(guān)系數(shù)

表4　露地環(huán)境因子與‘多嬌’果實(shí)畸形率的相關(guān)系數(shù)

2.3線辣椒畸形果與坐果節(jié)位的關(guān)系

由圖1可以看出，各處理線辣椒畸形率與不同坐果節(jié)位總體呈現(xiàn)先降后升趨勢。第1節(jié)位的畸形率比較高，隨后下降，一般第3、4、5節(jié)位的畸形率比較低，之后，隨著節(jié)位的增加畸形率呈上升趨勢。通過觀察線辣椒果實(shí)生長發(fā)現(xiàn)，一般第1節(jié)位的線辣椒畸變以果實(shí)彎曲為主，而后期果實(shí)畸變的主要表現(xiàn)形式是果實(shí)橫徑、縱徑減小。從不同的處理看，L2處理的變化最為劇烈，L1處理的變化相對平緩，辣椒到后期出現(xiàn)的畸形果要遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于前期。

圖1　坐果節(jié)位與線辣椒畸形果率的關(guān)系

2.4線辣椒畸形率與最高溫度的關(guān)系

不同栽培方式開花坐果時(shí)期所坐果實(shí)的畸形率與相應(yīng)時(shí)期的極端高溫變化趨勢見圖2和圖3。由圖2和圖3可以看出，開花時(shí)的極端高溫與畸形果的出現(xiàn)存在一定的正相關(guān)，這種相關(guān)性在大棚中更為明顯。在露地條件下，極端高溫的變化幅度較大(圖3)，而大棚內(nèi)的極端高溫變化幅度相對比較平和，2個(gè)供試品種在不同時(shí)期畸形率也與極端高溫的變化存在一定的同步性。從2個(gè)供試品種比較可以看出，在大棚栽培條件下，2個(gè)品種的果實(shí)畸形率變化趨勢較一致，而在露地栽培條件下，‘辛香8號(hào)’在6月21日以后所坐果實(shí)的畸形率總體上高于‘多嬌’，說明‘辛香8號(hào)’對露地條件下的極端高溫更為敏感。

Tm最高溫　Maximum temperature;下同　The same as below

圖3　露地最高溫度與線辣椒畸形果率變化趨勢

3討 論

3.1極端高溫對線辣椒畸形果形成的影響分析

本試驗(yàn)中，引起大棚線辣椒產(chǎn)生畸形果的主要原因是極端高溫。這與嚴(yán)崢[8]研究發(fā)現(xiàn)辣椒生長發(fā)育對溫度的要求比光強(qiáng)更嚴(yán)格，低于10 ℃或高于35 ℃，都可導(dǎo)致植株生長發(fā)育不良、生理機(jī)能下降這一研究結(jié)果基本一致。光合作用是植物對高溫最敏感的生理過程之一，F(xiàn)arquhar等[9]和Berry等[10]研究認(rèn)為，高溫對植物光合作用的抑制是因?yàn)槠鋵?dǎo)致氣孔關(guān)閉、降低葉片光合速率、使葉肉細(xì)胞氣體擴(kuò)散阻抗增加、CO2溶解度下降、光合熱穩(wěn)定降低。Grruna-Hemandez等[11]和眭曉蕾等[12]研究認(rèn)為，高溫會(huì)引起光合作用減弱，呼吸增強(qiáng)，引起內(nèi)部養(yǎng)分虧缺，生長不良。一般當(dāng)植株?duì)I養(yǎng)不足時(shí)，同化物向莖葉的分配比例增加，向果實(shí)的分配減少。

3.2光照度對線辣椒畸形果形成的影響分析

本試驗(yàn)中，線辣椒產(chǎn)生畸形也與較強(qiáng)的光照有關(guān)系。這與李天來等[13]報(bào)道遮光有降低番茄畸形果發(fā)生程度相一致。不同光強(qiáng)對辣椒生長發(fā)育、產(chǎn)量形成及其光合特性有重要影響，春季栽培適度遮蔭(70%光強(qiáng))使辣椒單果質(zhì)量增加，產(chǎn)量提高，品質(zhì)改善[14-17]。陳銀華等[18]研究不同光照度對辣椒光合特性和生長發(fā)育的影響，結(jié)果表明適度遮陰可提高辣椒的凈光合速率和產(chǎn)量，遮陰可使植株凈光合速率增加，光補(bǔ)償點(diǎn)下降，夜間呼吸速率降低，從而有利于生物產(chǎn)量的形成與提高，本研究結(jié)果與這些結(jié)果具有相似之處。在較高的光照度范圍內(nèi)，葉片中葉綠素含量、類胡蘿卜素含量均隨光照度的減弱而增加。這是由于當(dāng)葉片吸收光能過多，不能及時(shí)有效地加以利用或耗散時(shí)，植物又會(huì)遭受強(qiáng)光脅迫，發(fā)生光合功能的降低，這種現(xiàn)象被稱為光抑制[19-21]。張俊峰[22]曾研究發(fā)現(xiàn)，辣椒葉片在100 000 lx的強(qiáng)光作用下，光合作用的表觀量子效率、PSII光化學(xué)效率均下降，說明辣椒葉片在較高光強(qiáng)下光合活性降低。

3.3小葉病對線辣椒畸形果形成的影響分析

小葉病主要表現(xiàn)為葉片變小、畸形、花葉、叢枝、果實(shí)畸形等。在陜西關(guān)中連作田塊尤為突出[1-3]。本研究中，露地栽培的2個(gè)線辣椒品種中后期小葉病較重，所以2個(gè)露地處理(L1、L2)果實(shí)畸形現(xiàn)象比較嚴(yán)重，感染小葉病的線辣椒果實(shí)品質(zhì)明顯低于正常辣椒果實(shí)品質(zhì)。這也與小葉病造成辣椒品質(zhì)的變化相一致[23-25]，如小葉病的癥狀主要表現(xiàn)為葉片變小、花葉、叢枝、果實(shí)畸形等。關(guān)于小葉病與畸形果之間的具體關(guān)系，雖然已有許多報(bào)道[1-3]，但這兩者之間的關(guān)系仍需要長期、系統(tǒng)探索。

3.4節(jié)位與畸形果的關(guān)系

本研究發(fā)現(xiàn)，線辣椒畸形果在第1節(jié)位比較多，主要表現(xiàn)為彎曲，而后隨著節(jié)位的增加減少，當(dāng)?shù)竭_(dá)第7節(jié)位后，辣椒果實(shí)的縱徑、橫徑明顯變小，畸形果變多。后期畸形果明顯多于早期。這與劉建毅[26]在番茄上的研究結(jié)果較接近，即在前3層果實(shí)中，隨果穗層次的遞增畸形果率呈下降趨勢。楊暉等[27]也曾報(bào)道，當(dāng)生長點(diǎn)部分積蓄營養(yǎng)過多時(shí)易使花器畸形進(jìn)而發(fā)育成畸形果。在本試驗(yàn)中，高節(jié)位畸形率升高與后期小葉病的增加也具有一定的關(guān)系。

本研究還發(fā)現(xiàn)，畸形果中種子數(shù)明顯偏少，發(fā)生彎曲、皺縮現(xiàn)象更嚴(yán)重。這可能由于授粉受精不良進(jìn)而導(dǎo)致果實(shí)發(fā)育所需的相關(guān)激素的匱乏、缺失所致，這與Aloni等[6]在燈籠椒上研究結(jié)果一致。

4結(jié) 論

大棚栽培下，引起線辣椒畸形的主要原因是高溫；露地栽培下，引起線辣椒畸形的主要原因是小葉病和高溫。線辣椒畸形果在第1節(jié)位比較多，之后隨著節(jié)位的增加減少，當(dāng)?shù)竭_(dá)第7節(jié)位后，畸形果明顯增加。后期畸形果明顯多于早期。線辣椒畸形果比正常果實(shí)的種子數(shù)少，橫徑、與縱徑也相應(yīng)的少，彎曲度更大。

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Received 2015-03-10Returned2015-05-06

Foundation itemProject of Science and Technology Plan in Shaanxi Province(No.2015KTCL02-20).

First authorWANG Xin,female,master student.Research area:physiology cultivation in pepper.E-mail:937931654@qq.com

(責(zé)任編輯：史亞歌Responsible editor:SHI Yage)

Analysis of Cause of Abnormal Fruit under Different Cultivated Conditions in Chili Pepper

WANG Xin1,ZHAO Zunlian1,XIA Yunfei1,XU Nailin2,LIANG Hongwei2,LIU Jinghui2and GUO Jianwei1

(1.Northwest A&F University,Yangling Shaanxi712100,China;2.Baoji Agricultural Technology Extension Centre,Baoji Shaanxi721001,China)

AbstractIn this experiment,the cultivars of ‘Duojiao’ and ‘Xinxiang 8’ were used as materials,which were widely planted in Guanzhong region of Shaanxi.We marked the pepper blossom,flowering date,setting node of every flower and recorded the light intensity,extreme temperatures during fruit development.When the fruits reached physiological maturity,the length,diameter,seed number per fruit,fruit fresh mass,etc.were determined.The results showed that the maximum temperature was the main cause of abnormal fruit in greenhouse,the little leaf disease and maximum temperature were the main causes of abnormal fruit in open field;abnormal fruit rate of all treatments showed a trend of decline at first and increase with setting node of pepper;compared with normal fruits,the deformed fruits had less length,diameter,seed number per fruit and more curvature.

Key wordsChili pepper;Abnormal fruit; Environmental factors

Corresponding authorZHAO Zunlian,male,Ph.D,research fellow.Research area: technique of breeding and cultivation in pepper.E-mail:jimzhao@nwsuaf.edu.cn

中圖分類號(hào)S641.3

文獻(xiàn)標(biāo)志碼A

文章編號(hào)1004-1389(2016)03-0406-07

通信作者：趙尊練，男，博士，研究員，研究方向?yàn)槔苯酚N與栽培技術(shù)。E-mail:jimzhao@nwsuaf.edu.cn

基金項(xiàng)目：陜西省科技統(tǒng)籌創(chuàng)新工程計(jì)劃(2015KTCL02-20)。

收稿日期：2015-03-10修回日期：2015-05-06

網(wǎng)絡(luò)出版日期：2016-03-06

網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1220.S.20160306.1611.024.html

第一作者：王鑫，女，碩士，研究方向?yàn)榫€辣椒栽培生理。E-mail: 937931654@qq.com