不同基肥对油用牡丹结籽性及籽脂肪酸组分的影响

吕向阳，黄金秋，王 迅，许 轲，张如义，陈佑才，唐 辉

（1.四川省内江市农业科学院，四川 内江 641000；2.四川农业大学 果蔬研究所，四川 成都 611130；3.四川省园艺作物技术推广总站，四川 成都 610041）

油用牡丹是原产于我国的一种多年生落叶灌木，属芍药科Paeoniaceae芍药属Paeonia。油用牡丹籽可食用，油分含量高，与油茶树、橄榄树、棕榈树等木本植物共同被称为新兴木本油料植物[1-2]。脂肪酸组成是油料作物的重要品质指标[3-4]。牡丹籽油因富含亚麻酸等对人体健康有益的不饱和脂肪酸，具有增强人体免疫力、延缓衰老等保健功能[5-7]，近年来其产业化发展迅速。

植物油脂中脂肪酸可分为饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸两大类，脂肪酸组成成分和含量与植物栽培环境条件和管理水平有一定相关性。例如，较高海拔地区条件下，油用牡丹株高及籽中的可溶性蛋白和不饱和脂肪酸含量较低海拔地区升高，总叶绿素含量、不饱和脂肪酸含量、小叶数呈随海拔升高而递增的趋势，饱和脂肪酸含量呈递减趋势[8]。栽培密度适度减小，也有利于植株株高增长和籽中不饱和脂肪酸等营养物质的累积[8]。施肥是作物栽培管理的基础措施之一，在促进油料作物植株生长的同时，施肥可有效提高油料作物的结实性和油脂养分的含量。在不同氮磷钾水平施肥处理下，玉米籽中棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、α-亚麻酸等脂肪酸含量差异显著；氨基酸总含量、必需氨基酸总含量和非必需氨基酸总含量的差异也较明显[9]。Ebrahimian等[10]认为，叶面喷施锌、铁肥有利于油葵籽棕榈酸和棕榈油酸的合成，土壤施肥有利于亚麻酸合成，叶面喷施和土壤施肥对油酸含量无影响。Mohammadi等[11]的研究结果表明，单施农家肥和堆肥，油葵含油率达到最大，分别为45.3%和43.2%，但油葵籽产量低。在木本油料植物油茶的施肥研究中，研究者证明有机肥作为基肥可有效提高油茶的生长量及茶果的产量[12-13]；林嘉玉[14]认为，配方施肥可降低原油饱和脂肪酸含量，提高原油不饱和脂肪酸和维生素E含量。在油用牡丹施肥试验中也证明，有机肥配合化学肥料施用，对提高油用牡丹籽产量、籽含油率及脂肪酸含量效果明显[15]。

有关油用牡丹施肥试验的报道相对有限，且试验地多集中于温带气候区和温带-亚热带过渡气候区[15]，而对于种植于亚热带湿润气候区油用牡丹的研究鲜有报道。此外，在众多油料作物施肥试验中，多为分析施肥对植株生长、籽产量、籽含油率等的影响，较少对脂肪酸组分含量变化进行研究。本试验中针对种植于亚热带湿润气候区（四川内江）的油用牡丹‘凤丹’品种，比较不同基肥的施用对牡丹结实情况、籽粗脂肪含量及脂肪酸组分含量的影响，旨在为促进亚热带地区油用牡丹高效栽培种植技术的发展提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于内江市东兴区郭北镇油用牡丹种植基地。基地所在地为浅丘区，平均海拔405 m，年平均气温17.2 ℃，年均降水量927 mm，年均相对湿度80%，属中亚热带湿润气候区。

1.2 试验材料

供试材料为3年生油用牡丹‘凤丹’Paeonia ostiivs.‘Feng Dan’植株。供试材料种植厢面宽 1.5 m、长6～7 m，每厢种植2行，每行种植约 10株，株行距为0.6 m×1.0 m。共种植18厢。

1.3 试验设计

试验共设6个处理，分别为每株施用菜籽油枯0.1 kg（YK0.1）、油枯0.5 kg（YK0.5）、牛粪0.1 kg（NF0.1）、牛粪0.5 kg（NF0.5）、牛粪0.1 kg+复合肥（NF0.1+F）、牛粪0.5 kg+复合肥（NF0.5+F）。油枯和牛粪采集自当地榨油厂和养牛场，经过腐熟后使用。复合肥（N、P、K质量比25∶5∶10）添加量均为0.1 kg。各基肥处理于2017年11月上旬一次性施入大田，采取环状施肥，在树冠外围10 cm处施入。每个处理施于3个种植厢，作为3个独立重复试验。

1.4 指标观测方法

1.4.1 结籽性

2018年7月下旬—8月上旬，分批采集试验用籽粒。采收呈蟹黄色的蓇葖果，采收后阴凉风干，剥出黑色籽粒，将籽粒置于干燥器中保存。统计供试植株单荚籽数、单籽质量、籽长、籽宽等指标。单荚籽数为各试验处理下，所有植株的籽总数除以结荚总数；单籽质量为各试验处理下，所有籽质量（g）除以籽总数。

1.4.2 籽粗脂肪含量

采用索氏抽提法测定籽脂肪含量[16]。称取1 g（精确至0.000 1 g）样品，加入200 mL石油醚，在70～80 ℃恒温水浴中进行抽提（约6 h），将抽提瓶中的石油醚回收、烘干、冷却，获得粗脂肪物质，称其质量，计算粗脂肪物质与样品的质量比，即粗脂肪含量。

1.4.3 籽单体脂肪酸含量

参照国家标准GB5009.168—2016[17]，采用气相质谱法（CG-MS）测定脂肪酸组分含量。将37种脂肪酸甲酯用正己烷配制为混合标样。采用索氏抽提法得到样品中的粗脂肪，待有机溶剂挥发后得到淡黄色油脂待用。采用三氟化硼处理法将脂肪酸甲酯化，回流、萃取、冷却后进行气相质谱分析。

气相色谱条件：气相毛细管柱Agilent SP-2560，100 m×0.25 mm(I.D.)×0.2 μm，柱初始温度70 ℃，以50 ℃/min升温至140 ℃，保持1 min，4 ℃/min升温至180 ℃，保持1 min，3 ℃/min升温至225 ℃，保持30 min；气化室温度250 ℃；载气N2；柱流速1 mL/min；分流比45∶1；进样量1 μL。

2 结果与分析

2.1 不同基肥处理对油用牡丹结籽性的影响

在各基肥处理下，油用牡丹单荚籽数为7.700± 1.160～12.200±1.033（表1）。单荚籽数均随牛粪和油枯施用量的增加而增加，在单株施牛粪0.1 kg 和牛粪0.5 kg处理下，油用牡丹单荚籽数分别为10.100±1.969和10.700±1.160，均显著高于施用油枯的处理（P＜0.05）；在单株施牛粪0.1 kg+ 复合肥处理下，单荚籽数为12.200±1.033，与单株施牛粪0.5 kg+复合肥处理的单荚籽数11.800±1.619无显著差异，但牛粪+复合肥处理下的单荚籽数均显著高于其他基肥处理。

表1 不同基肥处理下油用牡丹结籽情况†Table 1 Seeding status of oil peony in different basal fertilizer treatments

在各基肥处理下，油用牡丹单籽质量为(0.260±0.016)～(0.470±0.029) g（表1）。在单株 施牛粪0.1 kg+复合肥和单株施牛粪0.5 kg+复合肥处理下，油用牡丹单籽质量分别为(0.470± 0.029)和(0.420±0.016) g，均显著高于施用油枯和牛粪的处理（P＜0.05），而单株施牛粪0.1 kg+ 复合肥时的单籽质量显著高于单株施牛粪0.5 kg+复合肥处理（P＜0.05）。

在各基肥处理下，油用牡丹的籽长和籽宽分别为(8.092±0.028)～(10.452±0.266)和(7.562±0.088)～(8.660±0.056) mm。单株施牛粪0.1 kg+复合肥时籽长和籽宽均达到最高值，且显著高于其他基肥处理（表1）。

2.2 不同基肥处理对油用牡丹籽粗脂肪含量的影响

各基肥处理下，油用牡丹籽粗脂肪含量存在一定差异，但变幅较小（图1）。籽粗脂肪含量为(21.63±0.01)%～(22.67±0.02)%，平均为22.24%。其中最高值出现在单株施油枯0.1 kg处理中，最低值出现在单株施牛粪0.1 kg处理中。

2.3 不同基肥处理对油用牡丹籽单体脂肪酸含量的影响

2.3.1 油用牡丹籽单体脂肪酸组分的定性分析

通过比较脂肪酸甲酯混合标准品与样品的色谱峰保留时间，在油用牡丹籽中共鉴定出13种脂肪酸。图2为每株施油枯0.1 kg处理下脂肪酸甲酯的GC-MS图，相应脂肪酸的分子式、保留时间等信息见表2。在这13种脂肪酸中，有8种为饱和脂肪酸，分别为癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸、榆树酸和木蜡酸。另外5种为不饱和脂肪酸，其中3种为单不饱和脂肪酸，2种为多不饱和脂肪酸。3种单不饱和脂肪酸分别是棕榈烯酸、油酸和顺-11-二十碳烯酸，2种多不饱和脂肪酸是亚油酸和亚麻酸。

图1 不同基肥处理下油用牡丹籽粗脂肪含量Fig.1 Crude fat contents in oil peony seeds in different basal fertilizer treatments

2.3.2 油用牡丹籽单体脂肪酸组分的定量分析

2.3.2.1 所有基肥处理的脂肪酸组分平均含量的比较

6个基肥处理中油用牡丹籽各饱和脂肪酸平均含量如图3所示。其中，棕榈酸含量最高，6个基肥处理的平均值为6.21%；其次是硬脂酸，平均值为1.54%；含量最低的为月桂酸，平均值为0.01%。不同基肥处理下，棕榈酸、硬脂酸、癸酸、月桂酸4种饱和脂肪酸的含量变化显著，其他饱和脂肪酸的含量变化无明显差异。

6个基肥处理中油用牡丹籽各不饱和脂肪酸平均含量如图4所示。其中，油酸、顺-11-二十碳烯酸和棕榈烯酸为单不饱和脂肪酸，亚油酸和亚麻酸为多不饱和脂肪酸。单不饱和脂肪酸中，油酸含量较高，6个基肥处理的平均值为22.03%；顺-11-二十碳烯酸与棕榈烯酸的含量均相对较低，分别为0.21%和0.17%。亚麻酸和亚油酸2种多不饱和脂肪酸含量均高于其他脂肪酸（图4）。其中亚麻酸含量高于亚油酸含量，6个基肥处理的平均值分别为40.27%和29.02%。

2.3.2.2 各基肥处理的饱和脂肪酸含量的比较

不同基肥处理下油用牡丹籽饱和脂肪酸含量的比较结果见表3。由表3可知，棕榈酸含量为(5.70±0.02)%～(6.74±0.04)%。其中，单株施油枯0.1 kg处理的棕榈酸含量显著高于其他基肥处理（P＜0.05）；而单株施油枯0.5 kg处理的棕榈酸含量为6个基肥处理的最低值。单株施牛粪 0.5 kg处理的棕榈酸含量显著高于单株施牛粪 0.1 kg处理（P＜0.05）。单株施牛粪0.5 kg+复合肥处理的棕榈酸含量较单株施牛粪0.1 kg+复合肥处理的含量高，但其差异无统计学意义。

图2 单株施油枯0.1 kg处理中油用牡丹籽样品脂肪酸甲酯GC-MS图Fig.2 GC-MS diagram of fatty acid methyl estes in oil peony seed samples in the treatment of applying oil cake 0.1 kg per plant

在6个基肥处理下，油用牡丹籽硬脂酸含 量为(1.21±0.01)%～(1.72±0.03)%（表3）。单株施油枯0.1 kg处理的硬脂酸含量较单株施油枯 0.5 kg处理低（P＜0.05）；单株施牛粪0.1 kg处理的硬脂酸含量显著高于单株施牛粪0.5 kg处理 （P＜0.05）；单株施牛粪0.1 kg+复合肥处理的硬脂酸含量显著高于单株施牛粪0.5 kg+复合肥处理（P＜0.05）。

表2 单株施油枯0.1 kg处理中油用牡丹籽样品脂肪酸组成Table 2 Fatty acid components in oil peony seed samples in the treatment of applying oil cake 0.1 kg per plant

图3 油用牡丹籽饱和脂肪酸含量Fig.3 Contents of saturated fatty acids in oil peony seeds

图4 油用牡丹籽不饱和脂肪酸含量Fig.4 Contents of unsaturated fatty acids in oil peony seeds

在检测到的8种饱和脂肪酸中，癸酸含量仅次于棕榈酸和硬脂酸含量，在6个基肥处理下其含量为(0.11±0.01)%～(0.55±0.01)%。单株施牛粪0.1 kg+复合肥处理和单株施牛粪0.5 kg+ 复合肥处理的癸酸含量分别为(0.55±0.01)%和(0.53±0.01)%，均显著高于其他基肥处理 （P＜0.05）。癸酸含量较低的是单株施油枯0.5 kg处理和单株施牛粪0.1 kg处理，分别为(0.11±0.01)%和(0.11±0.02)%。比较同种基肥的不同施用水平可知，单株施牛粪0.1 kg+复合肥处理和单株施牛粪0.5 kg+复合肥处理对籽癸酸含量的影响无显著差异；而单株施油枯0.1 kg处理的癸酸含量显著高于单株施油枯0.5 kg处理 （P＜0.05）。

2.3.2.3 各基肥处理的单不饱和脂肪酸含量的比较

不同基肥处理下油用牡丹籽单不饱和脂肪酸含量的比较结果见表4。由表4可知，油用牡丹籽油酸含量的差异显著，其值为(19.46±0.03)%～(23.34±0.04)%。单株施牛粪0.1 kg和单株施牛粪0.5 kg处理的籽油酸含量分别为(23.34±0.04)%和(22.63±0.01)%，均显著高于施用油枯的处理 （P＜0.05）；单株施牛粪0.1 kg处理的油酸含量显著高于单株施牛粪0.5 kg处理（P＜0.05），单株施较高量油枯（0.5 kg）处理的油酸含量显著高于单株施较低量油枯（0.1 kg）处理（P＜0.05）。单株施牛粪0.1 kg+复合肥处理下，油酸含量为(23.18±0.02)%，与含量最高值（单株施牛粪0.5 kg 处理）无显著差异，但单株施牛粪0.5 kg+复合肥处理下，油酸含量(19.46±0.03)%，显著低于其他基肥处理（P＜0.05）。

表3 不同基肥处理下油用牡丹籽饱和脂肪酸含量 Table 3 Contents of saturated fatty acids in oil peony seeds in different basal fertilizer treatments %

表4 不同基肥处理下油用牡丹籽单不饱和脂肪酸含量Table 4 Contents of monounsaturated fatty acids in oil peony seeds in different basal fertilizer treatments %

不同基肥处理下，油用牡丹籽顺-11-二十碳烯酸的含量有一定差异，其值为(0.19±0.02)%～(0.23±0.01)%。就同种基肥的不同施用水平来说，单株施油枯0.1 kg处理下，籽顺-11-二十碳烯酸含量显著低于单株施油枯0.5 kg 处理（P＜0.05）；与之相反，单株施牛粪0.1 kg+ 复合肥处理下，籽顺-11-二十碳烯酸含量显著高于单株施牛粪0.5 kg+复合肥处理（P＜0.05）；单株施牛粪0.1 kg处理和单株施牛粪0.5 kg处理下，籽顺-11-二十碳烯酸含量无显著差异，分别为(0.23±0.01)%和(0.21±0.01)%。

2.3.2.4 各基肥处理的多不饱和脂肪酸含量的比较

不同基肥处理下，油用牡丹籽亚油酸的含量存在显著差异（表5），其含量为(25.287±0.029)%～(33.627±0.035)%。单株施牛粪0.1 kg+复合肥处理和单株施牛粪0.5 kg+复合肥处理下，籽亚油酸含量显著低于施用油枯和牛粪处理（P＜0.05）。籽亚油酸含量较高的处理是单株施油枯0.5 kg处理和单株施牛粪0.1 kg处理，分别为(33.63±0.03)%和(33.80±0.06)%。就同种基肥的不同施用水平来说，单株施油枯0.5 kg处理下，亚油酸含量显著高于单株施油枯0.1 kg处理（P＜0.05）；单株施牛粪 0.1 kg处理与单株施牛粪0.5 kg处理相比，以及单株施牛粪0.1 kg+复合肥处理和单株施牛粪0.5 kg+复合肥处理相比，亚油酸含量差异均不显著。

表5 不同基肥处理下油用牡丹籽多不饱和脂肪酸含量Table 5 Contents of polyunsaturated fatty acids in oil peony seeds in different basal fertilizer treatments %

在不同基肥处理下，油用牡丹籽亚麻酸的含量为(35.54±0.09)%～(45.97±0.01)%。单株施牛粪0.5 kg处理下，亚麻酸含量显著高于单株施牛粪0.1 kg处理（P＜0.05）；同样，单株施牛粪0.5 kg+复合肥处理下，亚麻酸含量显著高于单株施牛粪0.1 kg+复合肥处理（P＜0.05）。单株施牛粪0.1 kg+复合肥处理和单株施牛粪0.5 kg+ 复合肥处理下，亚麻酸含量均显著高于单株施牛粪0.1 kg处理和单株施牛粪0.5 kg处理（P＜ 0.05）。单株施油枯0.5 kg处理下，亚麻酸含量较低，为(35.83±0.06)%，与亚麻酸含量最低值(35.54±0.09)%（单株施牛粪0.1 kg处理）无显著差异。

3 结论与讨论

本试验中，各基肥处理下油用牡丹籽粗脂肪含量的差异不明显。粗脂肪含量间接反映了牡丹籽的含油量，说明施用以有机肥为主的基肥，对牡丹籽油含量的影响相对较低。师帅[15]的研究结果表明，在以鸡粪、饼粪、饼粪+化肥作为基肥的处理下，‘凤丹’牡丹籽油的含油率变化无显著差异，与本试验结果类似。

本试验中共检测到13种单体脂肪酸，其中饱和脂肪酸8种，单不饱和脂肪酸3种，多不饱和脂肪酸2种。此结果与前人经试验得到的牡丹籽油中脂肪酸种类及其含量基本一致[18]，仅个别脂肪酸组分略有不同。本试验中未检测到十一烷 酸（undecanoic acid，C11H22O2），十 七 烷 酸（heptadecanoic acid，C17H34O2）、顺-10-十七碳烯 酸（cis-10-heptadecenoic acid，C17H32O2），但检测到未被报道过的癸酸、木蜡酸等。本试验中所检测到的13种单体脂肪酸中，亚麻酸、亚油酸、油酸、棕榈酸、硬脂酸的含量相对较高，其中亚麻酸含量最高，平均值为40.27%，然后依次为亚油酸含量（29.02%）、油酸含量（22.03%）、棕榈酸含量（6.21%）、硬脂酸含量（1.54%）。刘炤等[18]检测了‘凤丹’种子发育过程中脂肪酸含量的变化，结果也表明棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸含量较高，在种子不同发育阶段的总含量为98.39%～99.30%。

本试验中测得油用牡丹籽油中亚麻酸是含量最高的一类脂肪酸。张延龙等[19]对9种野生牡丹和1个牡丹栽培品种的籽脂肪酸组分进行检测，同样得出亚麻酸、亚油酸、油酸依次为牡丹籽中含量最丰富的不饱和脂肪酸。本试验中在6个基肥处理下，亚麻酸含量为(35.54±0.09)%～(45.97±0.01)%。在6个基肥处理中，牛粪配合适量复合肥施用较牛粪单施更有利于油用牡丹籽油中亚麻酸含量的积累，此结果与前人对于油用牡丹和油茶的施肥试验结果类似[13,15]。

本试验中比较了不同有机肥种类、施用水平及混合复合肥施用对牡丹结实情况、籽粗脂肪含量及脂肪酸组分含量的影响，但在施肥模式上还有较多情况可供研究，效果最佳的施肥模式还有待进一步研究。