不同海拔和采摘期下遵義花椒的品質、次生代謝產物初步研究

陳良萬

（遵義職業(yè)技術學院，貴州遵義 563000）

花椒（Zanthoxylum bungeanumMaxim.）為蕓香科（Rutaceae）花椒屬（Zanthoxylum）落葉小喬木植物，其成熟時色澤鮮紅，是一種集食用、香料、化工、藥材及觀賞價值于一體的樹種，經濟價值極高，被譽為中國“八大味”之一?；ń分泻写罅康幕ń仿樗兀ㄓ址Q花椒酰胺）和花椒精油，其中花椒麻素可刺激舌黏膜及觸覺神經而產生強烈麻味，具有麻醉、抑菌、殺蟲、鎮(zhèn)痛等生理功能；花椒精油作為花椒的次生代謝物質，是花椒香氣的主要來源。

2021 年底，貴州省遵義市花椒種植總面積為55 366.20 hm2，主要品種有遵義茵紅椒、大紅袍、九葉青及藤椒等。其中，遵義茵紅椒在當地又稱遵義紅花椒、遵義土花椒，本文統稱遵義花椒。遵義花椒作為遵義市本地花椒，在適生性和抗逆性方面較引進種更強，更受種植戶歡迎，其耐旱、耐貧瘠和淺根系的特征高度契合貴州省喀斯特地貌栽培種植和石漠化治理，在遵義市各個區(qū)縣均有栽培種植，其中務川縣和習水縣已實現規(guī)?；N植，推廣面積分別為22 084.30 hm2和13 350.30 hm2，占遵義市花椒種植總面積的64%。該品種由貢椒經多年多代選育改良而來，其色澤鮮紅，顆粒中小，嫩青老紅，節(jié)密刺大，芳香濃郁，溫麻不燥，醇麻爽口，市場需求較大。大力推廣遵義花椒對鞏固脫貧攻堅成果，助力貴州省踐行鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，實現“四新一高”發(fā)展理念具有重要意義。

花椒的品質和次生代謝產物受諸多因素影響，如品種、海拔、采摘期、施肥及氣候因子等。其中，海拔是一個綜合性環(huán)境因子，在不同海拔下，溫度、降水、光照、紫外線輻射等生態(tài)因子存在明顯差異，在立地條件、類型及微生物多樣性方面均有所不同，會直接或間接影響花椒的生長發(fā)育，并影響植物結構和功能，從而引起產量、品質和次生代謝產物的變化[1-2]。敖芹等研究發(fā)現，九葉青花椒適宜種植在遵義市西部和北部海拔800 m 以下地區(qū)，不適宜種植在遵義市習水縣和大婁山脈海拔1 000 m 以上的區(qū)域[3]。近幾年在高海拔地區(qū)遵義市外來花椒品種江津九葉青易受凍害影響而發(fā)生大面積死亡[4]。與此同時，花椒采摘不宜過早和過晚，采收過早影響其產量和品質，采收過晚會造成裂果和果穗脫落，而花椒的采收期因品種、地區(qū)和氣候條件不同而有所差異。通常情況下，以果實完全變?yōu)轷r紅色、外表呈油脂光澤作為采摘標準，但此種方法會錯過花椒次生代謝物積累高峰期的采收期。孫恩虹等報道江津青花椒不同采收期青花椒揮發(fā)油含量和組分均有變化，以6 月上旬為適宜采收期，大紅袍花椒適宜采收期為7 月下旬至8 月中旬[5-6]。

目前，對遵義花椒種質資源、栽培技術和氣候適宜性的研究已有報道，但對遵義花椒在不同海拔下的采收期未見研究報道。因此，以遵義花椒作為研究材料，探討不同海拔和不同采收時期對遵義花椒品質和次生代謝物含量的影響，以期為遵義花椒栽培技術的指導和采收期確立提供技術理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

遵義市地處貴州省北部，河流以大婁山為分水嶺，西屬赤水河，綦江水系，從東以南為烏江水系。區(qū)內河谷深切，海拔800～1 500 m。地貌多為中山峽谷，但也具有低山，丘陵及部分巖溶化地貌。出露的巖石主要是紫色巖組和砂頁巖組，其上發(fā)育的土地主要有黃壤，紅壤和紫色土。其特點是土層厚，質地輕，通透性好，鹽基含量豐富。屬溫和或暖熱的春濕夏半濕地區(qū)，與花椒適宜生長的立地條件非常契合，適宜花椒栽培。

根據當地喀斯特地貌環(huán)境因子的特點，選擇遵義市紅花崗區(qū)新蒲新區(qū)兩個相鄰鎮(zhèn)，新舟鎮(zhèn)和三渡鎮(zhèn)的兩個相鄰村，大環(huán)境差別不大，水平距離不超過2.5 km。兩個鎮(zhèn)的海拔不同，三渡鎮(zhèn)花椒基地在山頂，海拔930 m；新舟鎮(zhèn)基地在坡腳，海拔600 m。選擇兩基地花椒栽植時間、種植模式、施肥時間、施肥種類等栽植管理模式基本一致的遵義花椒植株為試驗對象。

1.2 試驗材料

兩個基地的花椒均是2017 年栽植的遵義花椒，因栽植管理模式基本一致，株行距為2.2 m×3.0 m，兩個基地都在2020 年開始掛果，在兩個基地進行遵義花椒植株抽樣、實時采摘，同條件干燥后進行了樣品植株各因子的檢測。

1.3 試驗方法

于2021 年6 月25 日、7 月6 日、7 月15 日、7 月29 日、8 月7 日和8 月15 日6 個采摘期對種植在遵義市紅花崗區(qū)海拔為600 m 和900 m 的遵義花椒果實進行采樣，并估測其成熟度、外部形態(tài)特征（顏色、大小、果實裂痕）和氣味等，使用千分之一分析天平稱量千粒鮮重（m1），將稱過鮮重的花椒放入100～105 ℃烘箱內10 min，然后將烘箱的溫度降為70～80 ℃，烘至恒重，得到千粒干重（m2），然后計算含水量ω，公式為

按照《花椒及花椒加工產品 花椒酰胺總含量的測定 高效液相色譜法》（GH/T 1291—2020）測定花椒麻素（花椒酰胺）含量，按照《胡椒精油含量的測定》（GB/T 17527—2009）測定花椒精油含量。

1.4 數據分析

Excel 處理試驗數據和分析，使用Origin 2021 制圖，Photoshop 2019 處理圖片。

2 結果與分析

2.1 不同海拔和采摘期下遵義花椒的外部形態(tài)及特征

在不同海拔和不同采摘期下，遵義花椒的外部形態(tài)和特征存在差異，見表1。在海拔600 m 中，6 月25 日60%遵義花椒顯現淡紅色，麻味和香味感強烈；而海拔900 m 中的遵義花椒，在7 月6 日呈現相似的性狀。8 月7 日，兩個海拔下95%遵義花椒均呈嫩紅色，個別有裂口，8 月15 日，兩個海拔下的遵義花椒除個別呈嫩紅色外，均已全部成熟。初步判定種植在600 m 和900 m 下的遵義花椒適宜采摘期為8 月7 日—8 月15 日。

2.2 不同海拔下采摘期對遵義花椒重量的影響

如圖1、圖2、圖3 所示，不同海拔下，遵義花椒千粒鮮重、千粒干重和含水量均存在差異。遵義花椒千粒鮮重、千粒干重增加最快和含水量降低最快的時期段為6 月25 日—7 月6 日；8 月7 日整體上達到最高值，在海拔600 m，8 月7 日采摘花椒的千粒鮮重、千粒干重分別是6 月25 日的2.16 倍、2.69 倍，含水量降低17%，在海拔900 m，8 月7 日采摘花椒的千粒鮮重、千粒干重和分別是6 月25 日的2.02 倍、2.48倍，含水量降低15%；隨后呈減緩的趨勢。此外，種植在海拔600 m 遵義花椒千粒重和含水量在不同采摘期整體上優(yōu)于種植在海拔900 m。因此，種植在低海拔的遵義花椒有利于果實重量的積累，且在8 月7 日—8 月15 日要及時采摘。

圖2 采摘日期對不同海拔花椒千粒干重的影響

圖3 采摘日期對不同海拔花椒含水量的影響

2.3 不同海拔下采摘期對花椒代謝物含量的影響

如圖4、圖5 所示，不同海拔下，遵義花椒的花椒麻素和花椒精油含量存在明顯差異。在海拔600 m，遵義花椒的花椒麻素和花椒精油含量隨采摘日期的推遲呈逐漸升高的趨勢；在海拔900 m，遵義花椒的花椒麻素和花椒精油含量隨采摘日期的推遲呈先升高后降低的趨勢，在8 月7 日達到峰值。值得注意的是，海拔900 m 處花椒中花椒麻素和花椒精油含量的積累速度均較海拔600 m 處花椒快，其中，8 月7 日海拔600 m 和900 m 花椒中花椒麻素含量分別是6 月25 日的2.02 倍和32.69 倍，花椒精油含量分別是6 月25 日的4.47 倍和26.78 倍。但從最終結果可得，海拔600 m處遵義花椒的花椒麻素和花椒精油含量高于海拔900 m。由此可得，高海拔利于遵義花椒的花椒麻素和花椒精油快速積累，但低海拔有利于提高花椒麻素和花椒精油的含量；此外，在8 月7 日—8 月15 日間進行采摘有助于獲得花椒麻素和花椒精油含量相對較高的花椒。

3 結論與討論

花椒千粒鮮重、千粒干重、含水量、花椒麻素含量及花椒精油含量受海拔和采摘期影響，其中，低海拔較高海拔更利于遵義花椒種子重量和次生代謝物積累，其適宜采摘期為8 月7 日—8 月15 日。該研究結果為遵義花椒栽培技術的指導和采收期確立提供技術理論支撐。

海拔是影響植物自然分布和生長的重要環(huán)境因子，不同海拔的溫度、降水量、光照強度、土壤養(yǎng)分和微生物多樣性等環(huán)境條件不同，從而影響植物的生長發(fā)育及次生代謝物的積累[7-8]。不同海拔下，遵義花椒的千粒鮮重、千粒干重、含水量、花椒麻素和花椒精油含量均存在差異，種植在海拔600 m 更利于遵義花椒果實重量積累、花椒麻素和花椒精油的合成，這與其他品種表現一致[2-3,9]。本次試驗還發(fā)現，種植在海拔900 m 的遵義花椒果實顏色變紅較600 m 具滯后現象，這主要與高海拔地區(qū)溫度低、易發(fā)生凍害、紫外線強度大、土壤層薄有關。為了適應高海拔氣候，頂壇花椒通過增強防御功能性狀、協調葉片養(yǎng)分含量的生存策略來提高獲取資源和抵御外界環(huán)境脅迫的能力[10]。因此，為提高遵義花椒高產、穩(wěn)定和高效的品質，通過適地適樹和因地制宜原則，適當將遵義花椒種植在低海拔（＜900 m）的區(qū)域。

采摘期影響花椒產量、質量、品質及內含物含量，受品種、氣候和立地條件影響。采摘過早導致產量降低和品質下降從而影響最終收益，采摘過晚會造成果實裂果或脫落，直接影響次生代謝產物含量[11-12]。遵義花椒重量隨采摘期的推遲呈先升高后降低的趨勢，在8 月7 日最高，花椒麻素和花椒精油含量也較高，適宜的采摘期為8月7日—8月15日。遵義市的紅花椒、青花椒和無刺青花椒因種植區(qū)域不同，采摘期為7 月下旬—9 月上旬，而種植在四川成都的青花椒采摘期為7 月上旬[13-14]?；ń仿樗睾突ń肪褪腔ń分匾拇紊x物，受采摘期影響較大。種植在海拔900 m的遵義花椒其含量隨成熟度的升高呈先升高后降低的趨勢，8 月7 日含量達到峰值，在青花椒中有類似報道，而種植在海拔600 m 的遵義花椒其含量隨著成熟度的升高繼續(xù)升高，這有待下一步繼續(xù)采樣驗證[15]。