智利紅，許文營(yíng)

(河南農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院，河南 洛陽(yáng) 471002)

牡丹(PaeoniasuffruticosaAndr.)屬于芍藥屬物種，具有較高的觀賞價(jià)值，但其經(jīng)濟(jì)價(jià)值容易被忽視[1-2]。油用牡丹是一種新興的油料灌木，主要品種有鳳丹牡丹和紫斑牡丹[3]。油用牡丹不僅具有較高的成花率、結(jié)實(shí)率和果實(shí)產(chǎn)量，且長(zhǎng)勢(shì)旺盛，其種籽具有高達(dá)22%的出油率[4]。牡丹籽油含有超過(guò)90%的不飽和脂肪酸，尤其是α-亞麻酸，長(zhǎng)期食用能夠顯著降低血壓、血脂、膽固醇，增強(qiáng)免疫力的同時(shí)降低心腦血管疾病的發(fā)病率，被認(rèn)為是成分合理、營(yíng)養(yǎng)高的活性食用油[5-6]。自2013年國(guó)家大力推廣種植油用牡丹以來(lái)，其提取工藝及油脂成分分析得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，與此同時(shí)，與產(chǎn)量相關(guān)的各項(xiàng)研究也逐步開(kāi)展起來(lái)[7]。林萍等[8]研究表明，單株培育可以有效提高油用牡丹單位面積產(chǎn)油量。也有研究認(rèn)為，牡丹籽破殼可以顯著提高籽粒產(chǎn)量[9]。宋宏偉等[10]連續(xù)4 a定點(diǎn)觀測(cè)了平原露地栽培、林下間作和旱薄山地露地栽培條件下油用牡丹籽粒產(chǎn)量的變化情況，結(jié)果表明，不同郁閉度條件下林下間作油用牡丹果實(shí)經(jīng)濟(jì)性狀和含油率均有所提高。段祥光等[11]研究表明，不同氮肥施用水平均能促進(jìn)油用牡丹籽粒產(chǎn)量的提高。

油用牡丹在種植后能夠多年不換茬，節(jié)省人力、物力[12]，還能起到涵養(yǎng)水源、保持水土的功能，對(duì)于生態(tài)環(huán)境保護(hù)具有明顯的效果，目前在全國(guó)范圍內(nèi)大面積種植[13-14]。有研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于小麥、玉米等作物而言，施用氮素能夠?qū)ψ蚜０l(fā)育、作物產(chǎn)量產(chǎn)生制約效果[15]。金繼運(yùn)等[16]研究發(fā)現(xiàn)，在氮肥適量增加的情況下，玉米籽粒中脂肪酸含量明顯上升，但氮肥施用過(guò)量會(huì)降低玉米籽粒脂肪酸含量。隨著油用牡丹的大面積種植，其生長(zhǎng)以及自身養(yǎng)分吸收狀況易被忽視，直接影響到油用牡丹的農(nóng)業(yè)價(jià)值[17]。鑒于此，對(duì)不同品種油用牡丹(紫斑牡丹、丹鳳牡丹、雜交牡丹)葉片光合特性、植株生長(zhǎng)特性、氮素吸收積累量、油脂含量、油脂產(chǎn)量進(jìn)行研究，以期為我國(guó)油用牡丹的豐產(chǎn)栽培和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供借鑒。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在河南農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院油用牡丹試驗(yàn)田進(jìn)行，供試品種為2 a生的紫斑牡丹、丹鳳牡丹、雜交牡丹種苗，試驗(yàn)采取隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，試驗(yàn)區(qū)面積為15 m×15 m，劃分為3個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)面積為15 m(長(zhǎng))×4 m(寬)，相鄰小區(qū)之間設(shè)置1.5 m寬的間隔，油用牡丹株行距為0.8 m×0.8 m。入秋后立冬前每小區(qū)施入尿素2.5 kg、過(guò)磷酸鈣6 kg并定期澆水和除草。每小區(qū)隨機(jī)抽取10株油用牡丹，在生長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)其生長(zhǎng)特性指標(biāo)進(jìn)行記錄。

1.2 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.2.1 生長(zhǎng)發(fā)育指標(biāo)測(cè)定 2017年4月13日在各個(gè)試驗(yàn)區(qū)選取10株長(zhǎng)勢(shì)一致的油用牡丹，分別測(cè)量其株高、冠幅、花徑等；8月3日在各個(gè)試驗(yàn)區(qū)選取10株長(zhǎng)勢(shì)較好的油用牡丹進(jìn)行收割，自然晾曬1 d，之后在68 ℃條件下烘干48 h，待恒質(zhì)量后稱籽粒質(zhì)量，并計(jì)算百粒質(zhì)量。

分別在展葉期、初蕾期、盛花期、果熟期測(cè)定植株全氮含量。每小區(qū)取長(zhǎng)勢(shì)均勻的油用牡丹10 株，105 ℃下殺青30 min，80 ℃下烘干至恒質(zhì)量、粉碎，過(guò)0.2 mm篩后用5%三氯乙酸溶液提取蛋白氮，采用半微量凱氏定氮法測(cè)定葉片、籽粒的全氮含量，采用氣相色譜法測(cè)定脂肪酸成分[18]。

籽粒氮累積量= 籽粒干質(zhì)量×氮含量；

葉片氮累積量= 葉片干質(zhì)量×氮含量；

葉片氮轉(zhuǎn)運(yùn)率= 葉片氮轉(zhuǎn)運(yùn)量/初蕾期葉片氮積累量；

葉片氮轉(zhuǎn)運(yùn)量= 初蕾期葉片氮積累量-果熟期葉片氮積累量；

葉片氮貢獻(xiàn)率= 葉片氮轉(zhuǎn)運(yùn)量/籽粒氮積累量。

1.2.2 光合強(qiáng)度測(cè)定 選取不同品種油用牡丹成熟葉片，用LI-6400便攜式測(cè)量?jī)x在晴天無(wú)風(fēng)的良好天氣下，使用紅藍(lán)光源控制光照達(dá)到1 000 mol/(m2·s)、CO2流量達(dá)到400 mol/L、空氣濕度24%～45%，記錄凈光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、胞間CO2濃度(Ci)等指標(biāo)，從7:00—19:00 每間隔2 h測(cè)量1次，每次3個(gè)重復(fù)。

1.3 數(shù)據(jù)分析

用Excel和SPSS 18.0分析數(shù)據(jù)，用單因素方差分析法(One-way ANOVA)和最小顯著法(LSD)檢驗(yàn)差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種油用牡丹生長(zhǎng)特性

對(duì)不同品種油用牡丹苗木成活率、開(kāi)花率和結(jié)實(shí)率情況進(jìn)行分析(表1)，油用牡丹成活率、開(kāi)花率和結(jié)實(shí)率均表現(xiàn)為紫斑牡丹>丹鳳牡丹>雜交牡丹。方差分析結(jié)果顯示，不同品種油用牡丹成活率、開(kāi)花率和結(jié)實(shí)率均存在顯著差異。不同品種油用牡丹株高在56.32～65.21 cm，依次排序?yàn)樽习吣档?丹鳳牡丹>雜交牡丹，相互之間差異顯著；花徑和花干質(zhì)量分別介于0.88～0.91 cm和4.01～4.58 g，相互之間差異不顯著；冠幅在10.02～12.36 cm，紫斑牡丹與丹鳳牡丹之間、丹鳳牡丹與雜交牡丹之間差異不顯著。

表1 不同品種油用牡丹生長(zhǎng)特性

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示不同品種間差異顯著(P<0.05)，下同。

2.2 不同品種油用牡丹氮素積累及轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)態(tài)

由表2可知，葉片蛋白氮和非蛋白氮含量均表現(xiàn)為紫斑牡丹>丹鳳牡丹>雜交牡丹，并且不同品種之間差異顯著，而不同品種之間蛋白氮/總氮比值相互之間差異不顯著；對(duì)于籽粒而言，蛋白氮和非蛋白氮含量均表現(xiàn)為紫斑牡丹>丹鳳牡丹>雜交牡丹，不同品種之間非蛋白氮含量差異顯著，蛋白氮/總氮比值大致表現(xiàn)為雜交牡丹>丹鳳牡丹>紫斑牡丹。此外，總體來(lái)說(shuō)，籽粒中蛋白氮含量高于葉片，而籽粒中非蛋白氮含量低于葉片。

由表3可知，葉片和籽粒氮素累積量均表現(xiàn)為紫斑牡丹>丹鳳牡丹>雜交牡丹，并且不同品種之間葉片和籽粒氮素累積量差異顯著；葉片向籽粒氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量依次表現(xiàn)為紫斑牡丹>丹鳳牡丹>雜交牡丹，紫斑牡丹和丹鳳牡丹之間差異不顯著，且顯著高于雜交牡丹；葉片向籽粒氮素貢獻(xiàn)率依次表現(xiàn)為紫斑牡丹>雜交牡丹>丹鳳牡丹，丹鳳牡丹和雜交牡丹之間差異不顯著，且顯著低于紫斑牡丹。

表2 不同品種油用牡丹蛋白氮和非蛋白氮含量

表3 不同品種油用牡丹氮素積累及轉(zhuǎn)運(yùn)

2.3 不同品種油用牡丹葉片光合特性

由表4可知，不同品種油用牡丹葉片光合速率和氣孔導(dǎo)度依次表現(xiàn)為紫斑牡丹>丹鳳牡丹>雜交牡丹，紫斑牡丹和丹鳳牡丹之間差異不顯著，且顯著高于雜交牡丹；不同品種油用牡丹胞間CO2濃度依次表現(xiàn)為紫斑牡丹>丹鳳牡丹>雜交牡丹，且相互之間差異顯著；不同品種油用牡丹蒸騰速率依次表現(xiàn)為紫斑牡丹>雜交牡丹>丹鳳牡丹，不同品種之間差異不顯著。

表4 不同品種油用牡丹葉片光合特性

2.4 不同品種油用牡丹籽粒脂肪酸含量

由表5可知，不同品種油用牡丹籽粒脂肪酸總量依次表現(xiàn)為紫斑牡丹>丹鳳牡丹>雜交牡丹，并且不同品種之間差異顯著；不同品種油用牡丹籽粒棕櫚酸和硬脂酸含量均表現(xiàn)為紫斑牡丹最高，不同品種油用牡丹籽粒棕櫚酸含量差異顯著，而硬脂酸含量差異不顯著；不同品種油用牡丹籽粒α亞麻酸含量差異不顯著，亞油酸和油酸含量均依次表現(xiàn)為紫斑牡丹>丹鳳牡丹>雜交牡丹。

表5 不同品種油用牡丹籽粒脂肪酸含量

2.5 不同品種油用牡丹籽粒產(chǎn)量性狀

由圖1可知，不同品種油用牡丹籽粒產(chǎn)量在153.28～172.06 g/株，依次排序?yàn)樽习吣档?丹鳳牡丹>雜交牡丹，并且相互之間差異顯著；不同品種油用牡丹籽粒百粒質(zhì)量在29.13～33.26 g，依次排序?yàn)樽习吣档?丹鳳牡丹>雜交牡丹，紫斑牡丹與丹鳳牡丹差異不顯著，并且顯著高于雜交牡丹。

不同小寫字母表示不同品種之間差異顯著(P<0.05)圖1 不同品種油用牡丹籽粒產(chǎn)量性狀

3 結(jié)論與討論

牡丹具有較高的欣賞價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，是高效優(yōu)良的油用灌木，近年來(lái)牡丹植株的栽培及油脂提煉等技術(shù)得到發(fā)展，但是對(duì)其園藝性狀以及不同品種、種源間的籽粒油脂分析、比較等方面的研究不多[5-7]。本研究對(duì)不同品種油用牡丹種苗成活率、開(kāi)花率、結(jié)實(shí)率進(jìn)行測(cè)量，從而比較其生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。通過(guò)對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，紫斑牡丹的成活率、開(kāi)花率、結(jié)實(shí)率最高，其后依次是丹鳳牡丹、雜交牡丹。方差分析結(jié)果顯示，不同品種油用牡丹成活率、開(kāi)花率和結(jié)實(shí)率之間均存在顯著差異。雜交牡丹屬于?？狄吧档さ碾s交品種，母本來(lái)自于紫斑牡丹，生長(zhǎng)初期較為緩慢，但成年期呈現(xiàn)良好的長(zhǎng)勢(shì)及結(jié)實(shí)率，需要后續(xù)進(jìn)行持續(xù)性的觀測(cè)研究。此外，紫斑牡丹在株高、花干質(zhì)量和冠幅方面表現(xiàn)較優(yōu)，其后依次是丹鳳牡丹、雜交牡丹，與前人的研究基本一致[11-13]。

牡丹籽粒中含有大量的氮元素，這些氮素主要來(lái)自于兩個(gè)方面：第一，牡丹在生長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)氮的積累及轉(zhuǎn)運(yùn)；第二，牡丹開(kāi)花后吸收的氮，其中蛋白質(zhì)降解起著重要作用[19-20]。本研究中，葉片和籽粒蛋白氮和非蛋白氮含量均表現(xiàn)為紫斑牡丹>丹鳳牡丹>雜交牡丹，其中籽粒蛋白氮含量高于葉片，而籽粒非蛋白氮含量低于葉片。主要是由于在牡丹生長(zhǎng)過(guò)程中，葉片蛋白氮不斷被吸收并轉(zhuǎn)運(yùn)到果實(shí)，為籽粒發(fā)育提供養(yǎng)分，因此籽粒氮素含量較高[21]。此外，葉片和籽粒氮累積量均表現(xiàn)為紫斑牡丹>丹鳳牡丹>雜交牡丹，與丹鳳牡丹、紫斑牡丹相對(duì)比，雜交牡丹的葉片向籽粒氮素轉(zhuǎn)運(yùn)率、氮素貢獻(xiàn)率較低，表明紫斑牡丹對(duì)氮素吸收利用能力較強(qiáng)，而雜交牡丹對(duì)氮素吸收利用能力較弱；從牡丹光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度方面來(lái)看，紫斑牡丹表現(xiàn)較好，其后依次是丹鳳牡丹、雜交牡丹。綜合來(lái)看，紫斑牡丹各方面性狀表現(xiàn)較為優(yōu)良，有利于有機(jī)物質(zhì)和油料物質(zhì)的合成[22-25]。

牡丹籽油中的重要成分是亞麻酸等不飽和脂肪酸，對(duì)預(yù)防心腦血管疾病起著良好效果[19-21]。本研究中，脂肪酸含量最高的品種是紫斑牡丹，其次是丹鳳牡丹，主要原因在于氮素轉(zhuǎn)運(yùn)影響植株新陳代謝，進(jìn)而制約合成脂肪酸重要催化劑乙酰輔酶A的生成[26-29]。就產(chǎn)量方面而言，3個(gè)品種油用牡丹的單株籽粒產(chǎn)量在153.28～172.06 g，百粒質(zhì)量在29.13～33.26 g，籽粒產(chǎn)量及百粒質(zhì)量較高的依然是紫斑牡丹，較低的是雜交牡丹。綜合可知，紫斑牡丹具有更高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和環(huán)境適應(yīng)性，建議大面積推廣種植。