不同采收期咖啡果实物理性状比较

2017-04-26李亚男杨世贵严炜刘倩毕晓

热带农业科学 2017年3期

李亚男++杨世贵++严炜++刘倩++毕晓菲++武瑞瑞++刘航秀++张晓芳++黄家雄

摘要以潞江坝的Catimor系列品种咖啡鲜果为材料，研究不同采收期对咖啡果实物理性状的影响。结果表明，不同成熟期果实的物理性状差异为极显著，其中，早期和晚期成熟的咖啡鲜果和咖啡豆颗粒较小，物理性状较差，而中期成熟的咖啡鲜果和咖啡豆颗粒较大，物理性状较好。

关键词咖啡；采收期；果实；性状

中图分类号 S571.3 文献标识码 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2017.03.012

Comparison of Physical Characteristics of Coffee Fruits during

Different Harvest Periods

LI Yanan YANG Shigui YAN Wei LIU Qian BI Xiaofei

WU Ruirui LIU Hangxiu ZHANG Xiaofang HUANG Jiaxiong

（Institute of Tropical and Subtropical Cash Crops， Yunnan Academy of Agricultural Sciences，

Baoshan， Yunnan 678000）

Abstract The fresh fruit of Catimor coffee in Lujiangba， Baoshan County， Yunnan Province， China were used as material to study the influence of harvest time on the physical characteristics of the coffee fruit. The results showed that there was significant difference in coffee physical characteristics at various maturity periods. The fresh fruit and coffee beans were smaller with poorer physical characteristics at the early and the late maturity periods. Bigger fresh fruit and coffee beans harvested at the mid maturity period had better physical characteristics.

Keywords Coffee ； harvest period ； fruit ； characteristic

咖啡是茜草科（Rubiaceae）咖啡属（Coffea genus）植物，与茶叶、可可一起并称为世界三大饮料作物[1-5]。由于咖啡对生长环境的要求特殊，我国咖啡栽培区主要分布在云南、广西、广东和海南等省区，其中，云南是小粒种咖啡（Coffea arabica L.）的主要种植地[6-9]。对于不同采收期对小粒种咖啡果实的影响，目前国内还未见报道。

影响咖啡质量的因素除品种、栽培管理水平和生态气候外，采收期也是相当重要的一个因素。由于咖啡花芽形成所需时间不同，单个叶腋中花芽发育也有先后，因此形成多次开花现象，造成咖啡整体花期较长的特性。云南小粒种咖啡一般在9月至翌年2月分批成熟，由此造成采果时间较长。加之采后加工粗放，使得咖啡质量难以保证，咖啡豆达不到应有的价位，市场竞争力不强。笔者对云南省保山市潞江坝地区不同采收期咖啡果实的物理性状进行调查，以期探明采收期对云南小粒种咖啡果实物理性状的影响，为热区的咖啡研究提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 植物材料

试验品种为Catimor系列品种，植于1998年，种植株行距为1 m×2 m，每公顷种植约4 950株。

1.1.2 试验地概况

试验地位于云南省保山市隆阳区潞江镇芒旦村保山云大咖啡有限公司咖啡基地，地理位置为北纬25°51′，东经99°08′，海拔800～900 m。试验地年均气温21.3℃，年均降雨量789.2 mm，地表蒸发量为2 011.6 mm，年平均日照2 325.75 h，相对空气湿度为71.5% （详见表1）。

1.2 方法

1.2.1 样品采集

试验设置3个重复，小区面积300 m2，每小区种植咖啡150株。采样时，随机选取咖啡植株约30株，仅摘取植株中部成熟的红色咖啡果，每個重复采集鲜果样品5 kg。试验时间为2015年9月19日至12月16日，从咖啡果实第一批采收到最后一批采收结束，每15 d采集样品1次，共采集7次。

1.2.2 果实预处理

将收集到的鲜果样品测量千粒重，用脱皮机去除果皮（试验中所指果皮为咖啡浆果在机械剥肉时被除去的部分，由外果皮和大部分中果皮组成）[10]，获得带胶豆（即表面黏连果胶的湿种子），称重。将湿种子放入发酵池，经发酵后，用清水洗去残留果胶（果胶为粘附在内果皮上的一层胶质中果皮）[10]，获得表面清爽的湿种子（称为“脱胶豆”），并称重，根据样品中带胶豆及脱胶豆的质量，即可计算每份样品的果胶含量。

1.2.3 果实初加工

将预处理中处理好的脱胶豆在阳光下干燥3～4 d，获得的干豆[称为带壳豆，即咖啡鲜果经过剥肉-发酵脱胶-洗涤-干燥得来，为包在种衣（即内果皮）内的咖啡豆，水份含量约11%]进行称重。然后，将带壳豆去除咖啡壳（咖啡壳指咖啡果干的内果皮，生产中也称为种衣），获得咖啡米[咖啡米为已除去种皮（内果皮）的干咖啡种子]，并称重。最后，在咖啡米中人工挑选出圆豆、缺陷豆、正常豆（圆豆指咖啡果中单粒种子发育而成的近似卵形的咖啡豆；缺陷豆包括畸形豆、有虫咖啡豆、干瘪豆等有缺陷的咖啡豆；正常豆指的是除去缺陷豆，符合质量标准的正常咖啡豆）[10]，并分别进行称重。

1.2.4 数据处理

使用SAS 9.0软件对咖啡果实物理性状指标值进行方差分析，不同采收期果实性状差异大小用变异系数来表示。

2 结果与分析

2.1 不同采收期咖啡果实物理性状比较

不同采收期咖啡果实物理性状统计结果见表2，其性状比较见表3。从表3可见，收获鲜果的3项定量指标（鲜果千粒重、果皮质量、果胶质量）在7个不同采收期之间的总体差异均达到了极显著，其中，每千克鲜果所含的果胶质量变异程度最大，变异系数达38.49%。

为了进一步说明不同成熟期采收咖啡鲜果在各物理性状上的差异程度，分别对各指标开展了方差分析。

2.1.1 鲜果千粒重

咖啡鲜果千粒重可以较好地反映果实的饱满程度及品质。经方差分析结果表明，潞江坝不同采收期的咖啡鲜果千粒重差异达极显著，F=5 987.92，P<0.01，变异系数为15.17%（表3）。咖啡千粒重整体呈先上升后下降的变化趋势。第1次采收时为973.71 g/千粒，随着时间的推移，咖啡果实逐渐增大、饱满，到第3次采收时达最高峰，为1 324.50 g/千粒，极显著高于其它成熟期；果实第4次采收时，千粒重降至1 009.08 g/千粒，第5次采收时又上升至1 261.03 g/千粒，在接下来的采收中，千粒重逐渐减小，至采收末期低至871.84 g/千粒，极显著低于其它采收期。

2.1.2 果皮重

经方差分析表明，7个不同成熟期采收的咖啡鲜果中，每千克鲜果所含果皮重达极显著，F=965.33，P<0.01，变异系数为18.28%（表3）。随着采收期的延长，大致呈“上升-下降-上升”的趋势。第4次采收时每千克鲜果所含果皮重最小，为300 g；第5次采收时最大，为540 g。

2.1.3 果胶重

综合来看，鲜果内表皮上的果胶在采收期变化不规律，且变异系数较大，达38.49%（表3）。

经方差分析表明，不同采收期的咖啡鲜果果胶重差异达极显著，F=418.69，P<0.01。第4次采收时的果实果胶含量最低，为80 g；而第5次采收时最大，为220 g，极显著高于其它时期。

2.2 不同采收期咖啡果实初加工后的物理性状比较

潞江坝的咖啡鲜果初加工采用湿法加工[7]，经加工后，不同成熟期咖啡豆的物理性状差异达极显著（表4）。为进一步说明不同成熟期采收的咖啡鲜果经初加工后在各物理性状上的差异程度，分别对各指标进行方差分析。

2.2.1 带壳豆重

不同采收期的咖啡鲜果，经初加工后，带壳豆质量呈先上升后下降的趋势。

经方差分析，7个不同采收期咖啡鲜果初加工后的带壳豆重差异达极显著，F=159.63，P<0.01，变异系数为14.09%。第2次采收的果实中，每千克鲜果初加工后带壳豆重显著低于其它时期，为170 g；第4次采收的每千克鲜果初加工后带壳豆重最大，为240 g，显著高于其它时期。

2.2.2 咖啡壳重

方差分析结果表明，7个不同采收期咖啡鲜果初加工后的咖啡壳重差异达极显著，F=241.37，P<0.01，变异系数达21.33 %。第5次采收时的每千克鲜果初加工后咖啡壳重极显著低于其它时期，为36.40 g；第7次采收时的咖啡壳重最大，为64.20 g，极显著高于除第6次以外的其它时期。

2.2.3 咖啡米重

试验中，咖啡米重随着采收期的推移呈先上升后下降的趋势。

经方差分析，7个不同采收期咖啡鲜果初加工后的咖啡米重差异达极显著，F=440.55，P<0.01，变异系数为13.77%。第2、3次采收的果实中咖啡米质量相同，为130.40 g，极显著低于其它时期；第4次采收时的咖啡米重达最大，为188.40 g，极显著高于其它时期。

2.2.4 圆豆量

圆豆的多少在一定程度上了反映咖啡果实生长发育的好坏与品质。经方差分析表明，咖啡鲜果经加工得到的圆豆质量与数量，不同成熟期差异均为极显著，变异系数达35.54%。

不同采收期的每千克鲜果加工后所含圆豆的质量整体呈先下降后上升的趋势。在采收初期，果实的圆豆较多且形态较大，第1次采收时每千克鲜果加工后所含圆豆为33.42 g，极显著高于其它时期，且每千克圆豆所含粒数为8 992.81粒，圆豆形态比其它采收期要大；第2次采收的果实中每千克鲜果产12.55 g的圆果，显著小于除第3次外的其它采收期，且每千克圆豆所含粒数为10 101.01粒，圆豆形态较其它各采收期要小。

2.2.5 缺陷豆量

經方差分析，7个不同采收期咖啡鲜果初加工后的材料中，缺陷豆量的差异达极显著，F=231.61，P<0.01，其变异系数为28.03%。在第3次采收时缺陷豆重最小，为12.84 g，第4次采收时的缺陷豆重极显著高于除第6次外的其它采收时期，为24.22 g。

2.2.6 正常豆量

经方差分析，7个不同采收期咖啡鲜果初加工得到的材料中，每千克鲜果加工后所含正常豆重的差异达极显著，F=314.80，P<0.01，变异系数为13.05 %，并随着成熟期的不同，表现为先上升后下降。在第3次采收时的正常豆重最小，为102.99 g；第4次采收的正常豆重极显著高于其它时期，为145.41 g，且正常豆形态较大，每千克正常豆所含粒数为9 746.59粒。

2.3 咖啡果实千粒重、咖啡米产量与气候的相关性

不同采收期咖啡部分物理性状与气象要素之间的相关分析（表5）可以看出，咖啡果实的物理性状与气象要素之间的相关性均不显著。从温度上看，其物理性状与温度的平均相关系数为0.389 32。在与降雨量的相关性上，果实部分物理性状与降雨量的平均相关系数为0.489 07。在日照时间方面，平均相关系数为0.349 38。湿度方面，平均相关系数为0.474 34。

从咖啡果实各物理性状与总气象要素的相关性上分析，咖啡鲜果千粒重与气象关键要素（温度、降雨量、日照时间、湿度）的平均相关系数为0.435 44；加工后咖啡米重与气象要素的平均相关系数为0.602 18。加工后所含正常豆重与气象要素的平均相关系数为0.502 73。正常豆所含的粒数与气象要素的平均相关系数为0.161 78。

可见，气象要素对不同采收期果实的物理性状影响各不相同。

3 讨论

咖啡的开花受温度与水分影响较大，在较高温度下生长的植株，抽生许多不能发育成正常花的花芽，有些花芽干枯，而大多数呈萎缩状态，通称为星状花。前人研究指出，星状花的产生不仅由于高温，而且也可能由于生长条件不良造成。并明确指出，花序萎缩是供水不足或者干旱造成[11]。在云南，有良好灌溉条件的咖啡园，一般在2月即可开花，且花期较集中，其果实采收期也因此相对较集中；而在缺乏良好灌溉条件的咖啡园，花期要推迟到5～6月雨季才能开花，且花期较长、不集中，故果实成熟期也推迟，致使其采收期也较长且不集中[7]，导致每批果实成熟的物理性状、品质等都不相同。

以潞江坝的咖啡鲜果为研究对象，本研究发现，不同成熟期果实的物理性状差异均为极显著。且早期和晚期成熟的咖啡鲜果和咖啡豆，物理性状较差；而中期成熟的咖啡鲜果和咖啡豆，物理性状较好。吴家耀[12]对咖啡产量构成因素进行研究认为，咖啡的经济产量是由总有效结果节数、每节果粒数及干豆千粒重构成，单位面积有效结果节愈多，平均每节果粒数越多，干豆千粒重愈大，则产量愈高。本研究中，中期成熟的咖啡千粒重（鲜重）较高，意味着中期收获咖啡可能具有较高的产量，但由于单位面积有效结果节、平均每节果粒数等指标不在本研究的调查之列，且本研究未涉及产量部分，故不作深入探讨。

前人[11-12]在温湿度对开花和花型形成的影响、以及降雨量与产量的关系[13-15]方面进行过一定研究。然而在气象要素对咖啡果实物理性状的影响方面，尚未见更多报道。因此，本研究对气象要素与果实的物理性状方面进行了相关分析，结果表明，果实的物理性状与气象要素之间的相关性大都不显著。

综合本研究结果，在云南潞江坝地区，以中期成熟的咖啡果实各项性状最优；早期和晚期成熟的果实性状较差。表明在生产中，过长的采收期对于获得优质的咖啡果实具有不利影响。为提高优质咖啡果实的比例，生产上应注重对早期和晚期咖啡果实的管理，并通过加强水肥管理等方式，使开花期尽可能集中，从而获得物理性状良好的果实。本研究结果对于提升云南潞江坝地区咖啡果实的整体质量具有一定参考意义。

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