喷施芸苔素内酯对油用牡丹产量性状和籽粒品质的影响

丁熙柠　史田　杨辉　杨林菲　王凯轩　郭香凤　史国安

摘要：为研究芸苔素内酯对油用牡丹籽粒产量和品质的影响，本试验以大田定植4年的‘凤丹品种为试验材料，对牡丹进行喷肥试验，分别测定叶片衰老和籽粒产量与品质指标的变化。结果表明：与喷施清水对照相比，5—7月喷施0.04 mg·L-1 芸苔素内酯可有效减缓后期牡丹叶片绿叶比的下降速率，增加叶片SPAD值，降低叶片MDA含量;增加脯氨酸含量;生长发育期内喷施0.04 mg·L-1 芸苔素内酯对油用牡丹籽粒产量没有影响。在5、6、7月分别喷施三次0.04 mg·L-1芸苔素内酯后，籽油不饱和脂肪酸含量分别比对照组提高10.47%、11.70%和7.02%，5、6、7月各喷施一次0.04 mg·L-1 芸苔素内酯籽油不饱和脂肪酸含量比对照组提高4.27%。

关键词：芸苔素内酯;油用牡丹;产量;品质

中图分类号：S567.1+5文献标识号：A文章编号：1001-4942（2019）11-0126-06

Effects of Brassinolide on Yield Characters and

Grain Quality of Oil Peony

Ding Xining1， Shi Tian1， Yang Hui2， Yang Linfei3， Wang Kaixuan1，Guo Xiangfeng1， Shi Guoan1

（1. Henan University of Science and Technology/Luoyang Key Laboratory of Peony Biology/Key

Laboratory of Peony Germplasm Development and Intensive Processing in Henan Province， Luoyang 471023， China;

2. Luoyang Center of Agro-Pruduct Safety Dectection， Luoyang 471023， China;

3. Meteorological Bureau of Luoyang， Luoyang 471023， China ）

Abstract In order to study the effects of brassinolide on the yield and quality of oil peony seeds， ‘Fengdan cultivar planted in field for 4 years was used as test material to carry out the spraying test， and the index changes of leaf senescence and grain yield and quality were measured. The results showed that spraying 0.04 mg·L-1 brassinolide from May to July could effectively reduce the decline rate of green leaf ratio， increase the SPAD value， decrease the content of MDA and increase the content of proline of leaves. Under high-density conditions， spraying 0.04 mg·L-1 brassinolide in the growth period of oil peony had no effect on the yield of peony seed. After spraying 0.04 mg·L-1 brassinolide three times in May and June， the content of unsaturated fatty acids in peony seed increased by 10.47% and 11.70% respectively compared with the control group. While spraying brassinolide three times in July and spraying brassinolide one times in May， June and July could increase the content of unsaturated fatty acids to varying degrees， which were 7.02% and 4.27% higher than that of the control group， respectively.

Keywords Brassinolide; Oil peony; Yield; Quality

油用牡丹是一種新兴的木本油料作物，是以采收牡丹种子、提取油料为目的而种植的具有较高结实性的牡丹品种或资源类型[1]。目前，用于栽培的油用牡丹主要为‘凤丹和‘紫斑两个品种[2]。河南省洛阳市是我国油用牡丹最主要的栽培中心之一，洛阳及周边地区栽植的油用牡丹主要品种为‘凤丹，其具有适应性强、结实性好、种子产量高、油脂品质好等优点[3]。研究结果表明：8年生‘凤丹籽粒产量每666.7 m2可达220 kg;按单株结果荚数85个，单株籽粒数达1 610粒，千粒重约350 g，含水量为12.5%，折合产量每666.7 m2可达494 kg，说明油用牡丹具有良好的丰产潜力[2]。

目前，提高油用牡丹籽粒产量和品质的主要措施之一为施肥[4-6]，而化肥的不合理施用不仅易造成作物产量和品质下降、肥料利用率低、生产成本增加，还会带来一系列的环境问题，如水体富营养化、温室效应和雾霾等[7]。近年来，随着现代农业技术的不断发展，应用植物生长调节剂调控作物的生长发育、提高作物产量和品质已成为生产中越来越常见的措施之一[8]。

芸苔素内酯被称作第6代环保型植物生长调节剂，具有促进植物生长、提高座果率和作物抗逆性、有效减轻农药及除草剂对作物伤害的特点，可广泛应用于果树、蔬菜及各类农作物[9]。杨少燕等[10]发现喷施一定浓度的芸苔素内酯可以提高油茶的产量和出油率，显著影响茶油的脂肪酸组分，增强其抗逆性。芸苔素内酯的增产效果也在花生[11]、小麦[12]上得到了印证。在植株的生长发育进程中，适当的高温和衰老可以引起植株的应激反应，以减缓叶片的衰老。Nolan等[13]研究表明芸苔素信号通路与植物应激反应之间存在着相互关系。

油用牡丹在低海拔地区夏季高温环境中极易出现衰老焦叶现象，影响其光合性能进而影响物质积累，而丘陵、山区等中、高海拔地区在牡丹籽粒发育期内不易出现高温天气，叶片衰老的情况优于低海拔地区，更有利于物质积累。因此，研究喷施芸苔素内酯对延缓油用牡丹叶片衰老的影响及籽粒性状和品质的调控效应，对于充分挖掘油用牡丹的丰产潜力，提升中、高海拔地区油用牡丹籽粒品质具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

本试验在沁阳市东义和村（N35°8′，E112°56′）进行。该地海拔101.7 m。试验田土壤为黄潮土，土层深厚。

1.2 试验设计

以大田定植4年的‘凤丹牡丹成龄苗（7年生）为试材，栽植密度为每666.7m2 3 500～3 700株，行距70 cm，株距25 cm。小区宽4 m，长5 m，面积20 m2，小区间隔2 m。采用随机区组设计，共设5个处理，分别为：CK（喷施清水），A（分别在5月6日、5月16日、5月26日喷施0.04 mg·L-1芸苔素内酯），B（分别在6月5日、6月15日、6月25日喷施0.04 mg·L-1芸苔素内酯），C（分别在7月5日、7月15日、7月25日喷施0.04 mg·L-1芸苔素内酯），D（分别在5月6日、6月5日、7月5日各喷施0.04 mg·L-1芸苔素内酯一次），各处理重复3次。于牡丹叶面均匀喷施15 L溶液，且喷施当天晴朗無风，若喷施后12 h有降水，则重新喷施。

1.3 指标测定方法

1.3.1 叶片相关指标测定

叶片SPAD值测定：采用叶绿素测定仪于2017年6月5日、7月5日、8月4日晴朗天气每小区取20片叶测定SPAD值;同时测定绿叶比，以牡丹叶片绿叶数与全部叶片数的比值表示绿叶比。

叶片MDA含量和游离脯氨酸含量测定参照孔祥生等[14]的方法。

1.3.2 籽粒产量及籽粒相关性状测定

待种子成熟后，数取各小区植株数、蓇葖果数量，称重，计算得单果果荚鲜样质量、单株果荚数;剥离种子和果皮后，称重并计算得单果籽粒鲜样质量、单株籽粒鲜样质量和小区籽粒产量。

籽粒自然风干后，用容重计进行测量，统计容重;随机取自然风干的牡丹籽粒100粒，用百分之一电子天平称量其质量，统计百粒质量;手工剥壳后，称量其种仁和种皮质量，统计出仁率。每试验地牡丹籽粒样品测量重复3次。

1.3.3 种仁营养物质含量测定

将种仁粉碎后过60目筛，保存于-4℃冰箱中备用。可溶性糖和淀粉含量的测定采用蒽酮比色法，可溶性蛋白质含量测定采用考马斯G-250法，粗脂肪含量测定采用索氏抽提法。

1.3.4 牡丹籽油脂肪酸组分的测定[HTSS]牡丹籽油脂肪酸组分的测定参照戚军超等[15]的方法。

1.4 数据分析

数据采用Microsoft Excel 2007和SPSS 17.0进行统计分析及显著性检验。

2 结果与分析

2.1 不同处理对油用牡丹叶片绿叶比和SPAD值的影响

绿叶比是衡量植物叶片衰老的重要指标。如图1所示，在6、7月份的高温天气下，油用牡丹叶片迅速衰老。不同喷施处理牡丹叶片的衰老速率低于对照组，其中以在6月份喷施芸苔素内酯对延缓牡丹叶片衰老影响最大，说明在高温天气来临时喷施芸苔素内酯对提高牡丹叶片抗逆性起到良好作用。

SPAD值反映了牡丹叶片叶绿素含量的高低。如图2所示，油用牡丹叶片SPAD值在5月份最高，5—7月呈逐渐下降趋势。相同月份下，喷施芸苔素内酯牡丹叶片SPAD值高于对照组，且各处理牡丹叶片SPAD值下降速率低于对照组，这与在田间观测牡丹叶片的衰老程度是一致的。说明喷施芸苔素内酯有利于提高牡丹叶片的叶绿素含量。

2.2 不同处理对油用牡丹叶片MDA和脯氨酸含量的影响

MDA用来指示植物受逆境胁迫的程度。由图3可知，5—7月，随着温度的升高和光照的增强，牡丹叶片遭受高温和强光胁迫，MDA含量逐渐升高。在相同月份，喷施芸苔素内酯处理下的牡丹叶片MDA含量总体上低于对照组。各处理间，处理B和D牡丹叶片MDA含量增加速率较为缓慢，说明在高温天气来临前，6月份喷施三次芸苔素内酯和分别在5、6、7月份喷施芸苔素内酯各一次对提高牡丹叶片抗逆性有一定作用。

植物的抗逆性与其体内游离脯氨酸的含量关系密切。脯氨酸作为一种渗透调节物质，能起到保持细胞渗透平衡的作用。由图4可知，5—7月，随着高温天气的到来，各处理牡丹叶片脯氨酸含量持续增加。在不同处理下，牡丹叶片脯氨酸的积累量高于对照组，说明喷施芸苔素内酯在一定程度上可以提高叶片脯氨酸含量，增强其抗逆性。

2.3 不同处理对油用牡丹产量性状的影响

如表1所示，各处理牡丹籽粒百粒质量、容重略高于对照组，但均未达到显著水平;各处理间牡丹单果果荚鲜样质量、单果籽粒鲜样质量、单株果荚数均无显著差异。说明喷施芸苔素内酯对油用牡丹籽粒的产量性状无显著影响。

2.4 不同处理对油用牡丹籽粒营养物质的影响

如表2所示，处理A油用牡丹籽粒粗脂肪含量略高于CK，其余各处理粗脂肪含量在28.55%～29.68%，各处理间差异不显著;处理D油用牡丹籽粒可溶性蛋白含量最高，为9.98 mg·g-1，显著高于CK，其它各组与CK无显著差异，说明在油用牡丹籽粒快速生长期和内含物充实转化期喷施芸苔素内酯有益于提高牡丹籽粒可溶性蛋白含量;处理A和B油用牡丹籽粒可溶性糖含量最高，分别为22.54%和21.30%，高于CK的19.11%，且处理A与CK差异显著，说明在油用牡丹籽粒快速生长期和内含物充实转化前期喷施芸苔素内酯有利于牡丹籽粒可溶性糖的积累;处理B的牡丹籽粒淀粉含量最高，为11.50%，但与CK无显著差异，其余各处理均小于CK，说明在油用牡丹籽粒快速生长期和内含物充实转化前期喷施芸苔素内酯有利于牡丹籽粒种仁淀粉的积累。

2.5 不同处理对油用牡丹籽油脂肪酸含量的影响

由表3可知，各处理下，油用牡丹籽油棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸和亚麻酸的含量均略高于对照组。处理B的油酸含量最高，为42.58 mg·g-1，显著高于CK的37.80 mg·g-1，其它各处理之间差异不显著;处理B和A牡丹籽油亚油酸含量最高，分别为38.67 mg·g-1和38.60 mg·g-1，显著高于CK的33.96 mg·g-1，其它各处理之间差异不显著;处理B的牡丹籽油亚麻酸含量最高，为66.33 mg·g-1，CK含量最低，仅为60.36 mg·g-1;处理B和A不饱和脂肪酸含量最高，分别为147.58 mg·g-1和145.95 mg·g-1，分别显著高于CK 11.70%和10.47%，其次是处理C，比对照提高7.02%，处理D比对照提高4.27%。喷施芸苔素内酯在一定程度提高了油用牡丹籽油不饱和脂肪酸含量，说明喷施芸苔素内酯对提升油用牡丹籽油品质有一定的促进作用。

3 讨论与结论

本试验结果表明，在6、7月各喷施三次芸苔素内酯可使牡丹绿叶比降低速率大幅减少，且各喷药处理下，油用牡丹叶片SPAD值下降速率也有所放缓，这与袁柱等[16]的不同浓度芸苔素内酯可在一定程度上增加苜蓿叶片SPAD值的结论一致。

在6月份喷施三次芸苔素内酯和5、6、7月份各喷施一次芸苔素内酯，牡丹叶片MDA含量增速相比对照更为缓慢，说明在适宜时期喷施芸苔素内酯有利于降低油用牡丹叶片MDA含量。7月份为高温季节，喷施芸苔素内酯各处理牡丹叶片脯氨酸含量较对照均有所增加，说明喷施芸苔素内酯有益于提高油用牡丹叶片脯氨酸含量。有研究表明，芸苔素内酯具有改善作物渗透调节的功能，可以促进抗氧化酶的合成，提高脯氨酸的含量，降低细胞内MDA含量[17]。本研究与其结果一致，因此，喷施芸苔素内酯可以增强牡丹叶片抗逆性。

适宜时期喷施芸苔素内酯可以提高油用牡丹籽粒可溶性蛋白和可溶性糖含量。本试验结果表明，5、6月份各喷施芸苔素内酯三次，油用牡丹籽粒可溶性糖含量分别比对照组提高3.43%和2.19%。王萌等[18]发现芸苔素内酯提高了‘紫香无核葡萄在转色前糖的积累速率，但对糖的总量没有影响。

高邦年等[19]发现在油茶春梢萌动后多次喷施0.04 mg·L-1芸苔素内酯，油茶的出油率最高。本试验结果表明在5月份喷施三次0.04 mg·L-1的芸苔素内酯粗脂肪含量较对照组略有提升但差异不显著，与其研究结果略有不同。可能是由于不同作物间芸苔素内酯的作用效果不同，且本试验是在油用牡丹籽粒快速形成期开始喷施芸苔素内酯，可能是喷施时期较晚所致。

杨少燕等[10]在研究不同浓度芸苔素内酯对转化期的油茶油脂的影响时发现：在油茶油脂转化期喷施0.08 mg·L-1的芸苔素内酯可以提高油茶油脂不饱和脂肪酸含量，相比对照提高了7.04%。本研究发现，5月和6月各喷施三次芸苔素内酯较对照组均可显著提高油用牡丹籽油不饱和脂肪酸的含量，与其研究结果一致。

在适宜时期喷施芸苔素内酯可增强油用牡丹叶片的抗逆性，增加牡丹籽粒营养物质的积累和牡丹籽油不饱和脂肪酸的含量。在油用牡丹籽粒生长期喷施芸苔素内酯，油用牡丹籽粒百粒质量和容重较对照有所增加，但差异不显著，分析可能与在高密度条件下喷施芸苔素内酯时间较晚有关。后续试验应设置喷施不同浓度梯度的芸苔素内酯，并适当提早喷施芸苔素内酯的时间。

参 考 文 献：

[1]洪德元， 潘开玉. 芍药属牡丹组的分类历史和分类处理[J]. 植物分类学报， 1999， 37（4）： 351-368.

[2]史国安， 焦封喜， 焦元鹏， 等. 中国油用牡丹的发展前景及对策[J]. 中国粮油学报， 2014， 29（9）： 124-128.

[3]裴姿琛， 胡永宏， 劉泽， 等. 新型木本油料作物—油用牡丹的开发和利用[J]. 林业与生态科学， 2018， 33（4）：358-363.

[4]魏冬峰， 张利霞， 常青山， 等. 氮磷钾平衡施肥对凤丹光合特性的影响[J]. 核农学报， 2016， 30（11）： 2265-2273.

[5]姜天华， 单佩佩， 黄在范， 等. 施用氮肥对油用牡丹叶片氮素吸收积累与籽粒品质的影响[J]. 应用生态学报， 2016， 27（10）： 3257-3263.

[6]姜天华， 温立柱， 郭芸珲， 等. 生物炭与氮肥配施对牡丹叶片氮素营养和籽粒品质的影响[J]. 应用生态学报， 2017， 28（9）： 2939-2946.

[7]王文林， 刘波， 韩睿明， 等. 农业源氨排放影响因素研究进展[J]. 生态与农村环境学报， 2016， 32（6）： 870-878.

[8]许耀照， 孙柏林， 曾秀存. 植物生长调节剂在农作物上的利用研究[J]. 陕西农业科学， 2017， 63（5）： 77-80.

[9]王焕民. 芸苔素内酯： 植物生长发育的一种基本调节物质[J]. 农药， 2000， 39（1）： 11-14.

[10]杨少燕， 苏淑钗， 马履一， 等. 芸苔素内酯对油茶光合作用及果实性状的影响[J]. 江西农业大学学报， 2016， 38（2）： 319-326.

[11]冯渊， 刘林业. 芸苔素内酯在花生上的应用效果研究[J]. 现代农业科技， 2017（12）： 127-128.

[12]王江柱， 裴敬祖， 崔彦宏. 丙酰芸苔素内酯对小麦增产效果的影响[J]. 中国农学通报， 2007， 23（4）： 245-247.

[13]Nolan T， Chen J， Yin Y H. Cross-talk of brassinosteroid signaling in controlling growth and stress responses[J]. The Biochemical Journal， 2017， 474（16）： 2641-2661.

[14]孔祥生. 植物生理学实验技术[M]. 北京： 中国农业出版社， 2008： 132-134， 160-164， 257-259.

[15]戚军超， 周海梅， 马锦琦， 等. 牡丹籽油化学成分GC-MS分析[J]. 粮食与油脂， 2005（11）： 22-23.

[16]袁柱， 孙彦， 任逸， 等. 叶面喷施芸苔素内酯对紫花苜蓿生长发育和种子产量的影响[J]. 草地学报， 2016， 24（4）： 879-885.

[17]万群. 芸苔素内酯对低温胁迫下樱桃五彩椒种子萌发及幼苗抗逆性的影响[J]. 北方园艺， 2016（13）： 13-17.

[18]王萌， 南立军， 郁松林. 芸苔素内酯对“紫香”无核葡萄糖代谢及相关酶活性的影响[J]. 中国果菜， 2017， 37（11）： 14-19.

[19]高邦年， 殷大慧. 油菜素内酯对普通油茶春梢和茶籽相关指标的影响[J]. 安徽农业科学， 2014， 42（1）： 132-134.

收稿日期：2019-05-23

基金项目：国家自然科学基金项目（31372098）;河南省自然科学基金项目（162300410075）;河南省科技攻关重点项目（142102110124）;河南省气象局科技攻关项目（Z201622）;洛阳市科技攻关项目（1401074A）

作者简介：丁熙柠（1992—），男，河南洛阳人，硕士研究生，主要从事牡丹生物学研究。E-mail：971928408@qq.com

通讯作者：史国安（1963—），男，河南伊川人，教授，博士生导师，主要从事牡丹生物学与资源利用研究。E-mail：gashi1963@163.com