3個(gè)油用牡丹栽培品種的適應(yīng)性分析*

謝一青，林翔，張萍，黃勇，鮑曉紅，李志真

（1.福建省林業(yè)科學(xué)研究院，福建 福州 350012；2.福建富之卿牡丹科技發(fā)展有限公司，福建 福州 350003）

牡丹（Paeonia suffruticosa）為我國(guó)的傳統(tǒng)名花，其花朵艷麗，自古以來(lái)就有“國(guó)色天香”之稱號(hào)，在我國(guó)已有2000 多年的栽培歷史，其觀賞價(jià)值和藥用價(jià)值已受到國(guó)內(nèi)外的廣泛重視[1]。近年來(lái)，牡丹的油用價(jià)值也越來(lái)越受到人們的關(guān)注，其籽油正作為一種優(yōu)良的新型木本植物食用油料資源被開發(fā)利用，由此“油用牡丹”和“牡丹籽油”這兩個(gè)詞條也應(yīng)運(yùn)而生。所謂“油用牡丹”是指芍藥科牡丹組植物中種子含油量相對(duì)較高具有產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)價(jià)值的牡丹種和品種[2,3]。研究發(fā)現(xiàn)牡丹籽油中含有豐富的亞麻酸、亞油酸、油酸等不飽和脂肪酸，其中α- 亞麻酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為40%，其對(duì)人體具有抗腫瘤、抗炎、改善心血管和調(diào)節(jié)免疫等醫(yī)療保健功能[4-6]。2011年3月衛(wèi)生部將牡丹籽油批準(zhǔn)為新資源食品，這意味著油用牡丹也可作為重要的木本油料樹種進(jìn)行大規(guī)模發(fā)展。當(dāng)前我國(guó)的食用油原料嚴(yán)重依賴進(jìn)口，據(jù)統(tǒng)計(jì)2018年國(guó)內(nèi)植物油進(jìn)口依存度已達(dá)到80%左右，因此開發(fā)和擴(kuò)大種植木本油料植物已成為緩解食用油緊缺的主要渠道和趨勢(shì)。我國(guó)牡丹種質(zhì)資源豐富，有著大量的栽培牡丹品種，其中大面積種植的油用牡丹品種有‘鳳丹’牡丹、‘香丹’牡丹、紫斑牡丹等。目前，在我國(guó)山東、河南、安徽、河北、陜西、甘肅等多個(gè)省區(qū)都有油用牡丹栽培和野生資源分布，有些地方已具有一定的種植規(guī)模[7,8]。關(guān)于油用牡丹引種研究報(bào)道的區(qū)域多集中在湖北、湖南、四川、貴州等油用牡丹資源分布區(qū)，但類似于引種至我國(guó)東部沿海高溫高濕區(qū)域的研究報(bào)道較少。本試驗(yàn)將‘鳳丹’牡丹、‘香丹’牡丹、紫斑牡丹等油用牡丹品種引種到我國(guó)南方福建閩北高海拔地區(qū)，并對(duì)其生長(zhǎng)特性及適應(yīng)性等進(jìn)行比較研究，探討我省引種栽培和開發(fā)利用油用牡丹的可行性及其利用前景。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

樣地選自福建省政和縣東部鎮(zhèn)前鎮(zhèn)郢地村，東經(jīng)119°15′、北緯27°20′，屬于亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候區(qū)，年均溫度約16℃，年均降水量1926mm，年日照時(shí)數(shù)1907h，年平均無(wú)霜期212d，相對(duì)濕度80%左右。試驗(yàn)地位于閩北高海拔山區(qū)，海拔880～886m，土壤為紅壤，土層70cm 以上，無(wú)水肥灌溉條件。

1.2 材料來(lái)源

‘鳳丹’牡丹（Paeonia ostii‘Fengdan’）、‘香丹’牡丹（P.suffruticosa‘Xiangdan’）和紫斑牡丹（P.rockii）均為2015年10月從省外引進(jìn)的油用牡丹品種，其中‘鳳丹’牡丹從安徽亳州引進(jìn)，為3a 生實(shí)生苗；紫斑牡丹從甘肅蘭州引進(jìn)，為1a 生實(shí)生苗；‘香丹’牡丹從湖南邵陽(yáng)引進(jìn)，為2a 生實(shí)生苗。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

定植前對(duì)造林地進(jìn)行翻耕整地、改良土壤，將土壤深翻30～40cm，用150～200kg 熟石灰調(diào)土壤pH 值至6.5～8.0 之間，每667m2施150kg 有機(jī)肥和50kg 復(fù)合肥作底肥，同時(shí)每667m2施8～10kg 辛硫磷顆粒劑和4～5kg多菌靈等作土壤殺蟲、殺菌劑。2015年10月下旬進(jìn)行栽植，由于油用牡丹性喜高燥惡濕，為防止積水造成牡丹死亡，進(jìn)行做埂栽植，株行距為0.4m×0.4m，寬窄間作0.5～0.8m，每667m2栽植1500～2000 株，栽植面積8671 m2，其中‘鳳丹’牡丹6670 m2、‘香丹’牡丹6670 m2、紫斑牡丹1334 m2。造林后進(jìn)行適時(shí)追肥、鋤雜草、病蟲害防治、整形修枝等田間統(tǒng)一管理。

1.4 數(shù)據(jù)調(diào)查與分析

2015年10月至2018年10月，從‘鳳丹’牡丹、‘香丹’牡丹和紫斑牡丹試驗(yàn)林中隨機(jī)抽取60 株標(biāo)記作固定樣株進(jìn)行連續(xù)觀察。觀測(cè)指標(biāo)包括物候期、生長(zhǎng)性狀（株高、冠幅、地徑、分枝數(shù)）、結(jié)實(shí)率（結(jié)果數(shù)/枝條數(shù)×100%）成花率（花朵數(shù)/枝條數(shù)×100%）以及保存率等。2017年8月對(duì)不同油用牡丹的60 株樣株的果莢直徑、果莢數(shù)、百粒質(zhì)量、鮮出籽率、干出籽率、出仁率、單株產(chǎn)籽量等果實(shí)性狀進(jìn)行分析測(cè)定，同時(shí)參考林萍等[9]等的方法進(jìn)行牡丹籽油提取和脂肪酸組成測(cè)定，并計(jì)算不帶殼的種仁含油率（出油量/干仁重×100%）和帶殼的種子含油率（出仁率×種仁含油率×100%）。所有數(shù)據(jù)采用Excel 和SPSS19.0 軟件進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 生長(zhǎng)性狀分析

3 種不同油用牡丹樹體性狀的觀察結(jié)果如圖1和圖2所示。由圖1可見(jiàn)，在2016—2018年期間，引種至福建閩北政和的‘鳳丹’牡丹、‘香丹’牡丹和紫斑牡丹幼林的平均樹高生長(zhǎng)量隨樹齡的增加而呈高-低-高-低-高-低的變化趨勢(shì)，當(dāng)年7月份樹高長(zhǎng)勢(shì)值達(dá)到高峰值，隨后10月份樹高有所降低，這可能與油用牡丹幼林冬季落葉、樹高生長(zhǎng)出現(xiàn)了枝條枯短等現(xiàn)象有關(guān)，與金蘇華的研究結(jié)果[10]一致。圖2曲線表明，3個(gè)油用牡丹品種的地徑生長(zhǎng)量隨著時(shí)間的變化多呈細(xì)—粗的變化趨勢(shì)，即地徑隨著樹齡的增加而逐漸增粗。從樹高和地徑的生長(zhǎng)勢(shì)可以看出，在3年引種期間紫斑牡丹生長(zhǎng)較差，樹高生長(zhǎng)基本停滯。

圖1 不同油用牡丹幼林的樹高生長(zhǎng)比較

圖2 不同油用牡丹幼林的地徑生長(zhǎng)比較

從表1可看出，‘鳳丹’牡丹、‘香丹’牡丹、紫斑牡丹在引種地的生長(zhǎng)性狀表現(xiàn)不一。從不同品種看，‘鳳丹’當(dāng)年生的1—7月樹高年增長(zhǎng)量、1—7月地徑年增長(zhǎng)量、冠幅直徑、分枝數(shù)、成花率和結(jié)實(shí)率等絕大多數(shù)指標(biāo)均遠(yuǎn)大于‘香丹’和紫斑牡丹的指標(biāo)。從不同年份看，‘鳳丹’和‘香丹’的各年度生長(zhǎng)性狀指標(biāo)值變化較大，而‘紫斑’牡丹的不同年度生長(zhǎng)指標(biāo)變化不大，2016年和2017年不開花不結(jié)實(shí)，2018年有少量開花但不結(jié)實(shí)，造林成活率也較差。

表1 引種油用牡丹的生長(zhǎng)表現(xiàn)

2.2 花性狀分析

紫斑牡丹在引種期間僅2018年有少量開花但不結(jié)實(shí)，因此未進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，表2是‘鳳丹’和‘香丹’的開花性狀調(diào)查結(jié)果。由表2可見(jiàn)，‘鳳丹’和‘香丹’的開花性狀差異較大，‘鳳丹’開白花，有淡淡的花香味，盛花期在3月下旬至4月上旬，末花期在4月下旬；‘香丹’開紅花，花色玫紅，也有花香味，平均花瓣數(shù)12.22 片，盛花期在4月中下旬，末花期5月中旬，但其花期比‘鳳丹’稍遲，花朵也較小，平均花徑（14.12cm）小于‘鳳丹’的平均花徑（16.52cm）。從花型上看，‘鳳丹’和‘香丹’的花型均為單瓣型，說(shuō)明‘鳳丹’和‘香丹’的進(jìn)化程度均較低，接近原始種。

2.3 果實(shí)性狀分析

果實(shí)性狀和種子產(chǎn)量是油用牡丹最重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。由表3可知，‘鳳丹’的平均果莢直徑、單果質(zhì)量、百粒質(zhì)量、鮮出籽率、干出籽率、出仁率、種仁含油率、種子含油率等性狀指標(biāo)均大于‘香丹’的指標(biāo)，說(shuō)明‘鳳丹’和‘香丹’的果實(shí)性狀有明顯的差異。其中，‘鳳丹’的單果質(zhì)量（30.46g）約是‘香丹’單果質(zhì)量（11.16g）的3倍，該性狀指標(biāo)差異最大；‘鳳丹’帶殼的種子含油率為19.08%，與安徽銅陵產(chǎn)地帶殼鳳丹籽含油率（21.10%）[11]和湖南邵陽(yáng)產(chǎn)地帶殼牡丹籽含油率（20.77%）[12]相當(dāng)，但高于安徽南陵產(chǎn)地的平均種子含油率（15.4%）[9]；‘鳳丹’不帶殼的種仁含油率為27.46%，與湖南邵陽(yáng)產(chǎn)地測(cè)定結(jié)果一致[12]。從表3還可看出，2017年‘鳳丹’和‘香丹’的平均單株產(chǎn)籽量均較低，其中‘香丹’的平均單株產(chǎn)籽量?jī)H為2.76g，而引種定植2a 后（5a 生）的‘鳳丹’平均單株產(chǎn)籽量為39.59 g·株-1，遠(yuǎn)低于重慶的 7a 生植株產(chǎn)籽量（57.72g·株-1）[13]和河南洛陽(yáng) 3a 生的產(chǎn)籽量（167.82 g·株-1）[14]。

表2 引種油用牡丹的花性狀特性

表3 不同引種油用牡丹的果實(shí)性狀

2.4 籽油脂肪酸組成分析

牡丹籽油中富含α- 亞麻酸是油用牡丹的特色所在，GC-MS 分析結(jié)果（圖3、圖4）表明，‘鳳丹’和‘香丹’牡丹油脂中均含有棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸等主要脂肪酸，并以油酸、亞油酸、α- 亞麻酸等不飽和脂肪酸為主要成分，但這些不飽和脂肪酸的相對(duì)含量略有差異，其中‘香丹’籽油中不飽和脂肪酸占89.93%，‘香丹’的α- 亞麻酸含量（35.14%）；‘鳳丹’籽油中不飽和脂肪酸達(dá)91.57%，其α- 亞麻酸含量高達(dá)42.72%，遠(yuǎn)高于安徽銅陵產(chǎn)地的29.26%[11]和30.76%[15]。

圖3 引種油用牡丹籽油的各脂肪酸組成

圖4 ‘風(fēng)丹’牡丹籽油脂肪酸成分的氣相色譜圖

2.5 抗逆性及適應(yīng)性表現(xiàn)

油用牡丹耐干旱、耐瘠薄、喜干怕澇，調(diào)查發(fā)現(xiàn)3個(gè)油用牡丹品種在政和高海拔地區(qū)的適應(yīng)性表現(xiàn)差異極大。其中，紫斑牡丹在移栽后能越冬成活、萌枝展葉，但第二年無(wú)花無(wú)果，第三年有少量開花但不結(jié)實(shí)，也無(wú)萌發(fā)新生枝條，長(zhǎng)勢(shì)較衰弱，說(shuō)明不適應(yīng)政和濕熱的氣候；‘香丹’能正常生長(zhǎng)、萌發(fā)新生枝條、開花結(jié)實(shí)，能適應(yīng)政和高海拔地區(qū)的氣候條件；‘鳳丹’生長(zhǎng)旺盛，分枝性強(qiáng)，能開花結(jié)實(shí)，花期、果實(shí)成熟期比‘香丹’稍早，對(duì)高溫高氣濕氣候表現(xiàn)出良好的適應(yīng)性，但‘鳳丹’抗逆性一般，在2016年春季氣溫不穩(wěn)定時(shí)，受氣溫驟升和倒春寒天氣影響，導(dǎo)致花蕾停止生長(zhǎng)、當(dāng)年低產(chǎn)現(xiàn)象。在病蟲害方面，紫斑牡丹、‘香丹’和‘鳳丹’牡丹在葉斑病、紅斑病、炭疽病、根腐病或黑根病等方面抗性不明顯。

3 小結(jié)與討論

在我國(guó)豐富的牡丹資源中，目前可以用來(lái)加工牡丹籽油的油用牡丹品種主要有‘鳳丹’牡丹、‘香丹’牡丹、紫斑牡丹以及一些從牡丹栽培品種群中篩選出的品種等。其中，‘鳳丹’牡丹和‘香丹’牡丹同屬楊山牡丹種系，為江南牡丹品種群，適應(yīng)江南地區(qū)高溫多濕的氣候環(huán)境，而紫斑牡丹抗旱較強(qiáng)，適宜于我國(guó)北方栽培[2]。近年來(lái)國(guó)內(nèi)學(xué)者陸續(xù)從安徽和山東等地引進(jìn)油用牡丹品種進(jìn)行試種研究[2,16-18]，為建立大面積高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的油用牡丹提供了依據(jù)。本研究中，在相同的栽培管理?xiàng)l件下，經(jīng)過(guò)連續(xù)3年的引種栽培試驗(yàn)觀察，初步表明，‘鳳丹’牡丹、‘香丹’牡丹和紫斑牡丹可以在福建政和高海拔地區(qū)生長(zhǎng)，其中‘鳳丹’牡丹在引種地區(qū)表現(xiàn)良好，植株生長(zhǎng)旺盛，對(duì)當(dāng)?shù)貧夂虮容^適應(yīng)，綜合性狀較突出，適宜當(dāng)?shù)卦耘?。‘香丹’牡丹植株長(zhǎng)勢(shì)一般，能開花結(jié)實(shí)，但產(chǎn)量極低，這可能與本試驗(yàn)中的‘香丹’牡丹尚處于幼年期產(chǎn)量不穩(wěn)定有關(guān)，其產(chǎn)量仍需繼續(xù)觀察研究。紫斑牡丹在福建閩北政和能越冬生長(zhǎng)，但植株長(zhǎng)勢(shì)極差，只少量開花不結(jié)實(shí)，說(shuō)明其在南移利用過(guò)程中可能存在耐濕熱性較差等關(guān)鍵問(wèn)題，引種地的氣候、土壤等生態(tài)條件對(duì)紫斑牡丹有一定影響，這嚴(yán)重地影響了其在南方濕熱地區(qū)的栽培和利用。因此，油用牡丹在推廣應(yīng)用中，要依據(jù)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)條件，本著適地適栽的原則來(lái)選擇油用牡丹品種，在閩北政和地區(qū)暫不建議推廣種植‘香丹’牡丹和紫斑牡丹。

‘鳳丹’牡丹是由楊山牡丹在長(zhǎng)期的栽培過(guò)程中逐漸演化及人工篩選的栽培品種，2011年起‘鳳丹’由藥用牡丹轉(zhuǎn)變?yōu)橛陀盟幱眉嬗玫哪档て贩N，目前是全國(guó)油用牡丹推廣種植面積最廣的栽培品種之一[19]。研究表明，不同地區(qū)‘鳳丹’的出仁率、種仁含油率和干籽含油率均無(wú)顯著性差異，提高產(chǎn)油量的關(guān)鍵是提高牡丹籽粒產(chǎn)量[20]。本試驗(yàn)引種至閩北政和地區(qū)的‘鳳丹’田間長(zhǎng)勢(shì)較強(qiáng)，但結(jié)籽能力較弱，豐產(chǎn)性表現(xiàn)一般，5a 生‘鳳丹’產(chǎn)籽量（39.59 g·株-1）低于河南洛陽(yáng) 3a 生產(chǎn)籽量（167.82g·株-1）[14]和重慶 7a 生產(chǎn)籽量（57.72 g·株-1）[13]。同時(shí)，從果實(shí)經(jīng)濟(jì)性狀來(lái)看，‘鳳丹’牡丹的各個(gè)果實(shí)性狀指標(biāo)明顯優(yōu)于‘香丹’，其帶殼種子含油率與安徽銅陵產(chǎn)地[11]和湖南邵陽(yáng)產(chǎn)地[12]、安徽南陵產(chǎn)地[9]的測(cè)定結(jié)果相當(dāng)，不帶殼種仁含油率也與相關(guān)分析結(jié)果[12]基本一致。作為油料植物，α- 亞麻酸含量是牡丹籽油品質(zhì)的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)之一。本試驗(yàn)引種的‘鳳丹’籽油品質(zhì)較高，其α- 亞麻酸含量（42.72%）高于《牡丹籽油》LS/T 3242-2014 標(biāo)準(zhǔn)（≥38.0%）[21]，遠(yuǎn)高于安徽銅陵產(chǎn)地的含量[11,15]，也高于不同地區(qū)‘鳳丹’籽油中α- 亞麻酸的平均含量（34.21%）[15]。綜合各項(xiàng)指標(biāo)和產(chǎn)量性狀，‘鳳丹’作為油用牡丹優(yōu)良品種可適量在福建閩北高海拔地區(qū)推廣種植，以滿足不同市場(chǎng)需求。流行發(fā)病率觀察表明，受高溫、高濕和強(qiáng)烈的日曬的影響，引種至閩北政和的‘鳳丹’葉片和果莢易感染葉斑病和紅斑病等病害。此外，由于南方地下水位高，土壤黏重，‘鳳丹’易犯根腐病或黑根病，出現(xiàn)部分枝條的葉片枯死或若干枝條枯短等現(xiàn)象，這致使‘鳳丹’的栽培管理難度和成本提高。因此在推廣栽培時(shí)，要做好排水系統(tǒng)，優(yōu)先選擇向陽(yáng)的坡地，并加強(qiáng)長(zhǎng)期水肥管理和病蟲害防治。