生長條件對天津濱海地區(qū)油用牡丹生長結(jié)實的影響

劉 璐，翟彤彤，秘洪雷，于 璐，張 凱，張 清，田曉明，卜清軍

（1.天津泰達(dá)綠化科技集團(tuán)股份有限公司，天津 300457；2.天津泰達(dá)鹽堿地綠化研究中心有限公司，天津 300457；3.天津市濱海新區(qū)氣象局，天津 300457）

牡丹Paeonia suffruticosa為毛茛科芍藥屬牡丹組植物。牡丹的花可觀賞，根可入藥，籽可榨油，屬我國特有資源植物。油用牡丹是指籽實產(chǎn)量高、含油量高、不飽和脂肪酸含量高的牡丹品種類型[1]，其種植適應(yīng)范圍廣，在當(dāng)前我國食用油缺乏的情況下其市場潛力巨大。在我國，油用牡丹主要是‘鳳丹’牡丹P.ostia‘Feng Dan’和紫斑牡丹P.rockii兩大類型?！P丹’牡丹又名銅陵牡丹或銅陵鳳丹，屬江南品種群，適宜生長于長江流域，主要集中在安徽銅陵；紫斑牡丹又名甘肅牡丹或西北牡丹，屬西北品種群，適宜生長于北方半干旱地區(qū)，耐寒性較好，主要集中在甘肅的渭河、洮河和大夏河流域[2]。適宜華北地區(qū)氣候條件的油用牡丹類型為‘鳳丹’牡丹[3]。根據(jù)天津地區(qū)‘鳳丹’牡丹引種試驗觀測記錄[4]，其在天津露地栽培適應(yīng)性較好，具有較強的抗寒性，可正常越冬，病蟲害發(fā)生率低，生長旺盛，生態(tài)適應(yīng)性和形態(tài)學(xué)特征較好，結(jié)實率可實現(xiàn)逐年穩(wěn)步增加。

天津濱海地區(qū)原屬于重鹽堿地區(qū)，鹽漬土壤的面積約為15 萬hm2，地下水的埋藏深度較淺（0.5 ～1.0 m）、礦化度高（70 ～108 g/L），土壤含鹽量高（0 ～30 cm 土層平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.21 g/kg，30 ～60 cm 土層平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.95 g/kg），土壤次生堿化顯著，立地條件特殊，面臨著土地重度鹽漬化、水資源短缺和生態(tài)系統(tǒng)脆弱三大難題[5]。經(jīng)過多年的土壤改良[6]，植物生存條件得到了極大的改善。李品芳等[7]的研究結(jié)果表明，天津濱海鹽漬土經(jīng)客土改良后鹽漬化程度明顯降低，土壤含鹽量降到了適宜苗木生長的水平（小于3 g/kg）[8]，有機(jī)質(zhì)含量增大，但土壤pH未改善，仍維持在8.0 左右。油用牡丹抗旱、抗寒、抗病性強，適應(yīng)范圍廣。劉玉梅等[9]的研究結(jié)果表明，電導(dǎo)率和Na+含量可作為評價土壤是否限制栽植油用牡丹的關(guān)鍵指標(biāo)，在土壤pH 低于9.0時油用牡丹可正常生長。因此，理論上油用牡丹在天津濱海立地條件下可正常生長。

相關(guān)研究結(jié)果表明，適度蔭蔽的環(huán)境可提高油用牡丹籽的產(chǎn)量[10]，不同施肥處理對油用牡丹生長及種籽產(chǎn)量的影響呈現(xiàn)顯著差異，且有機(jī)肥和復(fù)合肥混合施用條件下油用牡丹的結(jié)籽性較好[11-12]。牡丹根系為肉質(zhì)根，耐旱忌澇，適宜生長在地勢較高、排水條件良好的地塊，因此起壟栽植可在一定程度上促進(jìn)油用牡丹成活。為了了解油用牡丹在天津濱海地區(qū)的生長狀況，提高該地區(qū)油用牡丹的種植成活率和牡丹籽產(chǎn)量，本研究中選取濱海新區(qū)一處土壤經(jīng)客土改良的樣地進(jìn)行油用牡丹種植試驗，對其在不同生長條件下的各項生長指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計和分析。

1 材料與方法

1.1 樣地概況

研究地點為天津市濱海新區(qū)第八大街道路旁泰達(dá)植物資源庫（117.72°E，39.06°N）。年平均氣溫為12 ℃，年平均降水量為602 mm，土壤類型為濱海鹽土。該區(qū)域原始地貌為海積平原，經(jīng)客土改良及暗管排鹽，當(dāng)前土壤pH 為7.86，全鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.56 g/kg，有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25.79 g/kg，水解性氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65.53 mg/kg，速效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)為45.38 mg/kg。

1.2 試驗材料

實生苗相對于嫁接苗根系發(fā)達(dá)、生活力強、壽命長，因此在油用牡丹實際生產(chǎn)中多采用實生苗。為了使試驗結(jié)果與實際生產(chǎn)相聯(lián)系，選用適宜于華北地區(qū)生長的‘鳳丹’牡丹2年生實生苗作為試驗材料。所選幼苗為同一牡丹生產(chǎn)商同一批次生產(chǎn)，均為3 ～6 分支。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗設(shè)計

采用三因素（郁閉度、施肥量和地形）裂區(qū)設(shè)計，3個區(qū)組，每區(qū)組面積為540 m2。將每區(qū)組劃分為3個小區(qū)，稱為主區(qū)，每主區(qū)面積為180 m2，在主區(qū)隨機(jī)安排主處理，主處理分別設(shè)置為郁閉度0（編號L1）、郁閉度0.3（編號L2）及郁閉度0.6（編號L3），其中郁閉度0 處理為不進(jìn)行遮陽處理，郁閉度0.3 處理為在枝葉生長季節(jié)使用單層遮陽網(wǎng)，郁閉度0.6 處理為在枝葉生長季節(jié)使用雙層遮陽網(wǎng)。將每主區(qū)劃分為3個小區(qū)，稱為副區(qū)，每副區(qū)面積為60 m2，在副區(qū)內(nèi)隨機(jī)安排副處理，副處理分別設(shè)置為不施肥（編號S1），施用廄肥1.5 kg/m2、尿素0.01 kg/m2及磷酸二銨0.025 kg/m2（編號S2），施用廄肥3.0 kg/m2、尿素0.02 kg/m2及磷酸二銨0.050 kg/m2（編號S3）[5]，施肥時間為2019年9月栽植油用牡丹之前。將每副區(qū)劃分為2個小區(qū)，稱為第2 副區(qū)，每第2 副區(qū)面積為30 m2（5 m×6 m），在第2 副區(qū)內(nèi)隨機(jī)安排第2副處理，第2 副處理分別設(shè)置為平地栽植（編號T1）、平地起壟30 cm（編號T2）。每第2 副區(qū)內(nèi)均栽植‘鳳丹’牡丹90 株。

1.3.2 栽 植

2019年9月底栽植油用牡丹。引種前，對土壤噴灑綠亨1號進(jìn)行消毒，并撒施辛硫磷顆粒防治地下害蟲。栽植前將試驗苗木尾部剪掉2 ～3 cm，然后將整株在50%多菌靈800 倍液中浸泡15 min。用鐵锨挖直徑15 ～20 cm、深30 ～35 cm的種植穴，株行距50 cm×60 cm，在每個種植穴中放入1 株牡丹小苗，采用“三埋兩踩一提苗”的方法進(jìn)行栽植，使根頸部低于地平面下2 cm 左右，并使根系舒展，然后踩實，使油用牡丹根部與土壤緊密結(jié)合。

1.3.3 指標(biāo)測定

2020年8月上旬，待蓇葖果呈現(xiàn)蟹黃色并輕微裂開時，統(tǒng)計第2 副區(qū)內(nèi)存活和死亡植株數(shù)量，以葉芽萌發(fā)、苗木長勢旺盛為成活標(biāo)準(zhǔn)，計算成活率。在第2 副區(qū)內(nèi)隨機(jī)摘取10個完整的蓇葖果，分別測定蓇葖果的直徑、單果質(zhì)量及單果種籽質(zhì)量，統(tǒng)計單果種籽數(shù)量，均取平均值。將第2 副區(qū)內(nèi)的蓇葖果全部采摘，在陰涼處風(fēng)干后剝出黑色籽粒，在80 ℃條件下烘干至恒質(zhì)量后測定其干物質(zhì)量，計算單位面積油用牡丹籽產(chǎn)量。蓇葖果直徑用游標(biāo)卡尺測量，蓇葖果質(zhì)量、種籽質(zhì)量用1/100 電子天平稱量。

1.4 統(tǒng)計分析

使用R-3.6.3 軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。采用F檢驗分析區(qū)組、郁閉度、施肥量、地形及其交互作用對油用牡丹成活率、單位面積籽產(chǎn)量、蓇葖果直徑、蓇葖果質(zhì)量、單果種籽數(shù)量及單果種籽質(zhì)量等指標(biāo)的影響是否顯著，對同一因素不同水平各指標(biāo)的差異采用Tukey HSD 法進(jìn)行多重比較，顯著性水平均設(shè)為0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 生長條件對油用牡丹成活率的影響

不同生長條件下油用牡丹的成活率見表1，試驗地塊內(nèi)油用牡丹的平均成活率為75.75%。

表1 不同生長條件下油用牡丹的成活率和籽產(chǎn)量?Table 1 Survival rate and seed yield of oil peony under different growing conditions

生長條件對油用牡丹成活率影響的F檢驗結(jié)果見表2。由表2 可知，施肥量對油用牡丹成活率具有顯著影響（P＜0.01），區(qū)組、郁閉度、地形及各因素的交互作用對其并無顯著影響（P＞0.05）。多重比較結(jié)果（表1）顯示，S2、S3 施肥條件下油用牡丹的成活率顯著高于S1（P＜0.05），而S2 與S3 之間無顯著差異（P＞0.05）。

表2 生長條件對油用牡丹成活率影響的F 檢驗結(jié)果?Table 2 F test results of the effect of different growing conditions on survival rate of oil peony

2.2 生長條件對油用牡丹籽產(chǎn)量的影響

不同生長條件下油用牡丹的籽產(chǎn)量見表1，試驗地塊內(nèi)油用牡丹的平均籽產(chǎn)量為60.99 kg/hm2。

生長條件對油用牡丹籽產(chǎn)量影響的F檢驗結(jié)果見表3。由表3 可知，郁閉度和施肥量對油用牡丹籽產(chǎn)量有顯著影響（P＜0.01），區(qū)組、地形及各因素的交互作用對其無顯著影響（P＞0.05）。多重比較結(jié)果（表1）顯示，L3 郁閉度條件下油用牡丹籽產(chǎn)量顯著高于L1（P＜0.01），S2、S3 施肥條件下油用牡丹籽產(chǎn)量顯著高于S1（P＜0.01），S2 與S3 施肥條件下的籽產(chǎn)量無顯著差異（P＞0.05）。

表3 生長條件對油用牡丹籽產(chǎn)量影響的F 檢驗結(jié)果?Table 3 F test results of the effect of different growing conditions on seed yield of oil peony

2.3 生長條件對油用牡丹果實性狀的影響

不同生長條件下油用牡丹果實的性狀指標(biāo)見表4，試驗地塊內(nèi)油用牡丹蓇葖果的平均直徑為54.01 mm，蓇葖果平均質(zhì)量為7.31 g，平均單果種籽數(shù)量為12.18，平均單果種籽質(zhì)量為4.10 g。F檢驗結(jié)果表明，區(qū)組、郁閉度、施肥量、地形及各因素的交互作用對蓇葖果直徑、蓇葖果質(zhì)量、單果種籽數(shù)量和單果種籽質(zhì)量等指標(biāo)的影響均不顯著（P＞0.05）。

表4 不同生長條件下油用牡丹果實的性狀指標(biāo)Table 4 Fruit characteristic indicators of oil peony under different growing conditions

3 結(jié)論與討論

本研究結(jié)果表明，在天津濱海土壤改良地區(qū)，生長早期適當(dāng)減少‘鳳丹’油用牡丹的施肥量對其成活率及籽產(chǎn)量無顯著影響，生長期間適度遮陽可提高其籽實產(chǎn)量，起壟栽植對其成活率、籽產(chǎn)量及果實性狀指標(biāo)均無顯著影響。

在其他地區(qū)，引種‘鳳丹’牡丹的平均成活率在90%以上，牡丹籽年產(chǎn)量在1 000 kg/hm2以上，蓇葖果直徑高于90.00 mm，單果種籽數(shù)量高于30，單果種籽質(zhì)量高于12.00 g，均高于本試驗中的各指標(biāo)值。如：在山東臨沂，‘鳳丹’牡丹2年生實生苗引種后翌年移栽成活率為97%，3年生苗牡丹籽產(chǎn)量為1 500 kg/hm2，5年生苗達(dá)到高產(chǎn)期，牡丹籽產(chǎn)量達(dá)5 700 kg/hm2[13]；在漯河不同生長環(huán)境下，‘鳳丹’牡丹2年生苗栽植4 ～5 a后牡丹籽產(chǎn)量為1 801.5 ～2 292.0 kg/hm2，栽植6 a 后蓇葖果數(shù)量、蓇葖果直徑、單果種籽數(shù)量和單果種籽質(zhì)量的平均值分別為2.83、98.34 mm、40.01、13.05 g[14]。白曄等[3]在天津?qū)氎鎱^(qū)南部鹽化潮濕土環(huán)境下進(jìn)行油用牡丹4 種繁育模式的栽培試驗，第1年油用牡丹成活率接近山東菏澤地區(qū)的平均值，第2年開始成活率明顯降低，說明此時油用牡丹對鹽堿土壤的耐受性開始明顯表現(xiàn)出來。可以看出，天津濱海鹽堿地區(qū)油用牡丹的成活率、牡丹籽產(chǎn)量及果實性狀指標(biāo)均顯著低于其他地區(qū)。

李品芳等[7]對天津濱海新區(qū)原生鹽漬土與客土改良5 a 后土壤的理化性質(zhì)和持水特性進(jìn)行了比較后發(fā)現(xiàn)，客土改良土壤的鹽漬化程度減弱，有機(jī)質(zhì)含量增大，但持水特性和物理性質(zhì)未明顯改善，質(zhì)地黏重的土壤結(jié)構(gòu)是影響該地區(qū)土地資源開發(fā)利用的主要因素之一[15]。本試驗區(qū)域土壤密度為1.30 ～1.50 g/cm3，未達(dá)到園林建植土壤密度低于1.30 g/cm3的建議值[16]。油用牡丹不宜生長在土壤黏重的地塊[2]，這可能是造成本試驗中油用牡丹成活率及各項生長指標(biāo)水平較低的主要原因。另外，油用牡丹一般在定植后第4年進(jìn)入高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)期，本研究中籽產(chǎn)量和果實性狀指標(biāo)水平較低可能與定植1 a 的油用牡丹植株個體較小、結(jié)籽潛力尚未充分發(fā)揮有關(guān)。移植后進(jìn)行平茬處理能顯著提高油用牡丹的次年生枝數(shù)量，使植株能儲存較多的營養(yǎng)物質(zhì)，有利于后期牡丹籽產(chǎn)量的提高[17]，因此未進(jìn)行平茬處理可顯著降低籽產(chǎn)量及蓇葖果各項性狀指標(biāo)的水平。

天津濱海地區(qū)栽植觀賞牡丹的建議施肥量[5]為立冬前每棵追施廄肥1.5 kg，施尿素0.02 kg/m2及磷酸二銨0.05 kg/m2。本研究結(jié)果表明，適當(dāng)減少施肥量條件下的油用牡丹成活率及籽產(chǎn)量與建議施肥量條件下的指標(biāo)值無顯著差異。劉春洋[18]經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，適量施用有機(jī)肥能增大‘鳳丹’牡丹的葉面積和葉面積系數(shù)，促進(jìn)蓇葖果發(fā)育，提高籽粒產(chǎn)量，高水平施肥量促進(jìn)牡丹葉面積、葉面積系數(shù)、籽粒產(chǎn)量增大的效果不明顯，且顯著提高了牡丹籽粒的敗育率。根據(jù)邊際效應(yīng)遞減規(guī)律[19-20]，持續(xù)增加有機(jī)質(zhì)及其他養(yǎng)分含量可能會降低油用牡丹的成活率和籽產(chǎn)量，且對其葉片凈光合速率和籽實品質(zhì)造成不良影響[21]。因此，在天津濱海地區(qū)，油用牡丹生長早期的施肥量可在建議劑量的基礎(chǔ)上適當(dāng)減少，但其最適宜施肥量有待進(jìn)一步研究。

本研究結(jié)果表明郁閉度為0.6 時油用牡丹籽產(chǎn)量顯著高于郁閉度為0 時的產(chǎn)量，這與前人關(guān)于遮陽對油用牡丹籽產(chǎn)量影響的研究結(jié)果基本一致。Han 等[10]經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，20%的遮陽環(huán)境下‘鳳丹’牡丹籽產(chǎn)量顯著高于無遮陽、60%遮陽和80%遮陽環(huán)境下的籽產(chǎn)量；蔡艷飛等[22]經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在昆明地區(qū)50%～100%的自然光可能較為適合‘鳳丹’牡丹生長。遮陽會改變油用牡丹生長的微環(huán)境，進(jìn)而影響其光合產(chǎn)物形成、植株生長和產(chǎn)量水平[10]。經(jīng)適度遮陽處理后，油用牡丹葉片中ABA含量有所降低，IAA 和GA3含量增加。ABA 控制葉片衰老，IAA 和GA3可促進(jìn)植物生長，因此激素含量的改變顯示出適度遮陽可促進(jìn)植物生長、延緩衰老。遮陽條件下葉片SOD 和CAT 活性增加，導(dǎo)致H2O2和MDA 含量降低，葉片生長季節(jié)累積的H2O2會促進(jìn)葉片衰老，MDA 含量可反映機(jī)體脂質(zhì)過氧化的程度，因此適度遮陽延緩了葉片衰老或降低了細(xì)胞損傷程度，增加了光合產(chǎn)物，使得牡丹籽產(chǎn)量有所提高。相關(guān)研究結(jié)果[14]表明，油用牡丹生長4 ～5 a 達(dá)到最高產(chǎn)量之后，隨著試驗地郁閉度逐漸升高及牡丹植株間過度郁閉，油用牡丹籽產(chǎn)量呈現(xiàn)逐年下降的趨勢。這是因為隨著郁閉度的增大，林下種植的油用牡丹的日照時長和有效積溫逐漸下降，特別是春秋季日照時長和有效積溫的下降，對油用牡丹籽產(chǎn)量產(chǎn)生不利影響。另外，過度郁閉的生長環(huán)境易導(dǎo)致通風(fēng)透光不良，植株向上徒長，病害發(fā)生嚴(yán)重，嚴(yán)重的病害不但影響油用牡丹當(dāng)年的生長發(fā)育和營養(yǎng)積累，而且影響花芽分化，從而影響牡丹籽產(chǎn)量。因此，油用牡丹栽植后可根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件適度遮陽。遮陽措施在高溫季節(jié)可使油用牡丹免受高溫日灼和病害侵染，且適度遮陽可改變油用牡丹生長的微環(huán)境，進(jìn)而促進(jìn)植株生長，提高產(chǎn)量，但過度遮陽會影響植株生長發(fā)育，降低產(chǎn)量。因此，在林下栽植油用牡丹的生長后期，應(yīng)適時進(jìn)行修剪，適當(dāng)擴(kuò)大油用牡丹的種植間距，以保證良好的通風(fēng)透光條件，促進(jìn)油用牡丹的生長發(fā)育和營養(yǎng)積累，減少病害發(fā)生。

起壟栽植可使土壤疏松、不易板結(jié)；可改善土壤透氣性能，利于植物根系發(fā)育；可使排水通暢，抗旱防澇。起壟栽植使得土壤環(huán)境各方面得到改善，能有效提升作物產(chǎn)量，較多采用起壟栽植的作物有馬鈴薯、煙草、花生等[23-24]。油用牡丹為肉質(zhì)根系，耐旱忌積水，但本研究結(jié)果表明，起壟栽植對油用牡丹的成活率、籽產(chǎn)量和果實性狀等指標(biāo)均無顯著影響。這可能與天津地區(qū)降雨量較少、不易積水有關(guān)?？紤]到起壟耕種相對于作畦耕種要耗費更多的耕地面積和人力，因此天津地區(qū)栽植油用牡丹不必采用起壟栽植的方式。

本研究結(jié)果的局限性主要體現(xiàn)在3個方面：試驗周期較短，移栽1 a 后油用牡丹的結(jié)籽能力尚未充分發(fā)揮，而油用牡丹幼苗栽植后一般在第4 ～5年達(dá)到穩(wěn)產(chǎn)水平；僅選用2個施肥量水平探究施肥量對油用牡丹生長指標(biāo)的影響，降低了試驗結(jié)果的實踐推廣價值；未對牡丹籽含油率、飽和脂肪酸含量及不飽和脂肪酸含量等生理指標(biāo)進(jìn)行測定和分析。為了提高天津濱海地區(qū)油用牡丹籽的含油率及牡丹籽油品質(zhì)，提高油用牡丹的耐鹽堿性和在濱海鹽堿地區(qū)的適應(yīng)性，后續(xù)可考慮補充施肥量梯度試驗探究天津濱海地區(qū)油用牡丹生長最適宜的施肥量，研究栽植條件對油用牡丹籽含油率及各項生理指標(biāo)的影響，選擇耐鹽堿品種進(jìn)行雜交育種或基因育種。