干旱胁迫对辣椒叶片水势及果实Vc含量的影响

李莉,田士林,姜俊

（1.黄淮学院生物工程系,河南驻马店463000；2.驻马店市农业科学院园艺作物研究所,河南驻马店463000）

干旱胁迫对辣椒叶片水势及果实Vc含量的影响

李莉1,田士林1,姜俊2

（1.黄淮学院生物工程系,河南驻马店463000；2.驻马店市农业科学院园艺作物研究所,河南驻马店463000）

采用称质量法和小液流法在果期对辣椒植株进行干旱处理,研究干旱胁迫对辣椒叶片水势和果实中Vc含量的影响.结果表明：叶片水势随着干旱胁迫程度的增加而不断降低,轻度干旱、中度干旱、重度干旱3种处理的叶片水势均显著低于CK.从花后第25天开始持续不同程度的干旱处理,轻度干旱有利于果实Vc含量的积累；在果实成熟的不同阶段进行干旱胁迫发现,花后第40天,正常供水的植株辣椒果实Vc含量较高；花后第40到45天,轻度和中度干旱均能提高果实Vc的积累,而重度干旱胁迫则明显抑制果实Vc的积累.研究结果可为干旱地区辣椒果实Vc含量的提高提供一定的参考.

辣椒果实；土壤干旱；Vc含量；田间持水量

在我国,辣椒是仅次于大白菜的第二大蔬菜作物.辣椒果实中不仅含有丰富的类胡萝卜素,同时还含有较高的维生素C,被誉为蔬菜中的Vc之王[1].随着人们生活水平的提高,对于辣椒的需求量也在不断增加,人们不仅仅关注辣椒的产量和外观,更重要的是也注重其品质和营养.然而,在我国辣椒主产区,干旱经常发生.干旱不仅影响辣椒的产量,还影响辣椒果实品质的形成[2].干旱是否会对辣椒果实中Vc的积累有影响至今尚未见详尽的阐述.因此,本研究以益都红辣椒为试材,通过对辣椒整个结果期进行干旱处理以及在辣椒果实成熟的不同阶段进行干旱处理,研究干旱对辣椒果实中Vc含量的影响,以期为辣椒的农业生产提供理论参考.

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验所用到的辣椒（Capsicum annuum L.）材料益都红,种子由西北农林科技大学辣椒课题组提供.

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计当辣椒大量开花时,选取果龄及大小一致的辣椒果实进行挂牌标记,以备干旱胁迫处理时采样用.被标记的辣椒果实于花后第25天开始进行干旱处理,此时辣椒果实处于绿熟期.4个水平的干旱处理参照Hsiao[3]的方法,分别是：①正常土壤水分（75%～80%的最大田间持水量）,用CK表示；②轻度干旱胁迫（55%～60%的最大田间持水量）,用LD表示；③中度干旱胁迫（40%～45%的最大田间持水量）,用MD表示；④重度干旱胁迫（30%～35%的最大田间持水量）,用SD表示.土壤干旱胁迫处理采用称质量法[4]进行控制,每天18：00进行补水,每隔10 d对各处理盆土的含水量进行抽样检测,及时调整因植株的生长及光合产物的增加而造成的误差.叶片水势测定采用小液流法[5]进行.

1.2.2 Vc含量的测定采用2,6-二氯靛酚滴定法测定辣椒果实中Vc含量[6].测定分两种方式进行：方式一为每个处理设20个重复,每盆1株,随机摆放在塑料大棚中.不同干旱梯度在辣椒果实花后第25天开始实施,至被标记的辣椒果实完全转红时分别采收,用于Vc含量的分析.方式二为自花后第20天开始进行干旱处理,之后每隔5 d取一次样测量辣椒果实的Vc含量,直到果实完全转红为止.

1.3 数据处理

采用SAS（SAS Institute,version 8.2）分析软件对数据进行处理,采用SigmaPlot 10.0软件作图分析.

2 结果与分析

2.1 不同程度干旱胁迫下辣椒叶片的水势变化

为了找出土壤干旱和植株干旱间的相关性,对4个不同水分处理的辣椒植株叶片进行平均叶片水势测定,结果见图1.

图1 不同程度土壤干旱时辣椒植株叶片水势的变化Fig.1 The changes of plant water potential under different degree of soil drought

由图1可知,对照组（CK）平均叶片水势为-0.82 MPa,轻度干旱组（LD）平均叶片水势为-1.13 MPa,中等程度干旱组（MD）平均叶片水势为-1.55 MPa,重度干旱组（SD）平均叶片水势为-1.81 MPa.土壤干旱胁迫越严重,叶片水势越低,二者成反比关系.多重比较结果显示,4个不同程度的土壤水分处理之间差异显著.

2.2 果期内土壤持续干旱对成熟后辣椒果实Vc含量的影响

对于以红鲜果为食材的辣椒材料来说,红果期辣椒果实Vc含量的高低直接关系到辣椒的营养价值,持续干旱对辣椒果实Vc含量的影响也是一个不可忽视的问题.不同干旱处理对辣椒果实Vc含量的影响见图2.

图2 不同程度土壤干旱对辣椒果实Vc含量影响Fig.2 Effects of different degree of drought stress on Vc content of pepper fruits

从花后第25天开始,连续进行干旱胁迫,直至花后第45天果实完全转红,测定和比较不同干旱处理下辣椒果实的Vc含量.由图2可知,相对于正常供水的辣椒果实来说,轻度干旱有助于辣椒果实Vc含量的积累,方差分析结果表明,轻度干旱胁迫的辣椒果实Vc含量显著高于CK.随着干旱胁迫程度的增加,辣椒果实Vc含量逐渐降低,中度干旱胁迫时,辣椒果实Vc含量与CK差异不显著,而重度干旱胁迫时辣椒果实Vc含量显著低于CK.

2.3 果实成熟的不同阶段干旱胁迫对辣椒果实Vc含量的影响

为了进一步研究特定时间辣椒果实中Vc含量受干旱胁迫的影响,自花后第20天开始进行干旱处理,分别于花后第25天、第30天、第35天、第40天和第45天进行辣椒果实中Vc含量的测定.结果见图3.

图3 不同生长阶段土壤干旱对辣椒果实Vc含量的影响Fig.3 Effects of different degree of drought stress on Vc content of pepper fruits in different growth stages

由图3可知,自花后第20天开始进行土壤干旱处理,辣椒果实中Vc含量随干旱胁迫时间的推移而表现出不同的变化.花后第25天,果实处于绿果期,此时辣椒大小已经成形,颜色深绿,干旱胁迫有助于辣椒果实Vc的积累,3种干旱处理下的辣椒果实Vc含量均显著高于CK,且轻度干旱胁迫时辣椒果实的Vc含量显著高于中度干旱胁迫和重度干旱胁迫；花后第30天和第35天,辣椒果实处于转色期,CK组辣椒果实的Vc含量显著高于3种干旱处理组；到花后第40天和第45天,此时果实已经褪绿转红,轻度干旱胁迫有利于辣椒果实Vc的积累,Vc含量显著于高于CK组和另外两个干旱处理组.从整个辣椒生长过程来看,绿果期轻度干旱有利于辣椒果实Vc的积累,转色期正常供水有利于辣椒果实Vc的积累,而在红果期轻度干旱有利于辣椒果实Vc的积累.

2.4 不同程度干旱胁迫下辣椒植株的表型变化

不同程度干旱胁迫下辣椒植株的表型见图4.

图4 不同程度土壤干旱植株表型变化Fig.4 Plant phenotypic changes under different degree of drought stress

由图4可知,随着干旱程度的加重,辣椒植株叶片开始萎蔫,叶片颜色由深绿逐渐变为黄绿,除了已有的果实逐渐转红外,很少再有开花结果的现象,而正常供水（CK）和轻度干旱组（LD）植株上均能看到有大量的花持续开放.说明随着干旱程度的加大,水分的亏缺将严重影响辣椒植株的正常生长和坐果.

3 结论与讨论

土壤干旱对于农业生产来说是一直面临的主要环境问题,严重干旱导致植物叶片气孔关闭、水分平衡失调、Rubisco降解以及卡尔文循环中的酶活性下降,最终影响作物的光合作用,导致作物产量下降等问题的出现[7-9].然而植物各项指标并非都是在充足灌水条件下最好,有研究表明,轻度干旱有利于辣椒果实红色素含量的提高[10].本次研究结果也表明,在辣椒绿果期和红果期,适度的干旱有利于辣椒果实Vc含量的提高.因此,对于以绿果期辣椒为主要商品的生产者来说,可通过适度的干旱来提高辣椒果实的Vc含量；对于以红果期辣椒为主要商品的生产者来说,在转色期给辣椒果实一个正常供水,在转色后即红果期给予辣椒植株一个适度的干旱,可以提高辣椒果实Vc含量.本研究结果可为辣椒种植中如何提高其果实的Vc含量提供一定的参考.

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[10]TIAN S L,LU B Y,GONG Z H,et al.Effects of drought stress on capsanthin during fruit development and ripening in pepper（Capsicum annuum L.）[J].Agricultural Water Management,2014,137：46-51.

（责任编辑：邓天福）

Effects of drought stress on leaf water potential and Vc content of fruit during fruit development and ripening in pepper（Capsicum annuum L.）

LI Li1,TIAN Shilin1,JIANG Jun2
（1.Department of Bioengineering,Huanghuai University,Zhumadian 463000,China；2.Institute of Horticulture,Zhumadian Academy of Agricultural Sciences,Zhumadian 463000,China）

The soil drought experiment was done by weighing method and small liquid flow,the effect of drought stress on leaf water potential and Vc content of pepper fruit was studied in this paper.The results showed that light drought was conducive to the accumulation of Vc content on 25 days after flowering（DAF）；after 40 DAF,Vc content of CK group was higher,from 40 to 45 days,light drought（LD）could increase the accumulation of Vc content in pepper fruit,while severe drought（SD）significantly inhibited Vc accumulation of pepper fruit.This result provided a reference for improving Vc content of pepper fruits in arid area.

pepper fruit；soil drought；Vc content；field moisture capacity

S641.3

A

1008-7516（2016）04-0008-04

10.3969/j.issn.1008-7516.2016.04.002

2015-12-25

河南省创新型科技人才队伍建设工程（C20150054）；河南省科技发展计划项目（162102110084）；河南省高等学校重点项目（16A210010）；黄淮学院高学历人才科研启动经费项目

李莉（1975—）,女,山西忻州人,副教授.主要从事植物及功能性食品研究.

田士林（1973—）,男,河南西平人,博士,副教授.主要从事辣椒品质及分子育种研究.