栽植密度对‘凤丹’结实性状和产量的影响及其籽主要营养成分分析

季琳琳，姚建林，陈素传，周米生，蔡新玲，张运玲

（1.安徽省林业科学研究院，安徽 合肥 230031；2.安徽扬子鳄国家级自然保护区管理局，安徽 宣城 242000；3.安徽盛世牡丹生物科技股份有限公司，安徽 阜阳 236000）

牡丹为中国特有的名贵木本花卉，在中国已有一千多年的人工栽植历史。目前，在中国牡丹种植面积已达20 hm2，年产牡丹籽4 万t，其主产区分布在河南、山东、安徽和陕西等地。油用牡丹是出油率大于20%的牡丹组品种的统称，油用牡丹3 a 结籽，5 a 进入盛产期，结籽能够持续三四十年之久。目前，江南、西南、中原、西北四大牡丹品种群中，江南牡丹品种群和西北牡丹品种群中的‘凤丹’Paeonia ostii‘Feng Dan’、紫斑牡丹Paeonia rockii是最优油用牡丹品种。‘凤丹’是芍药科Paeoniaceae 芍药属Paeonia的多年生落叶矮灌木，是经过长期栽培筛选而逐渐演化成的人工栽培品种群，主要栽培地区为安徽省的铜陵、亳州等地，在陕西、河南和山东等地有广泛引种栽培。‘凤丹’作为油用牡丹两大品种之一，是一种高产高品质品种，具有结籽多、出油率高、适应范围广、易于管理等优点。‘凤丹’籽油是一种新资源食用油，不饱和脂肪酸含量90%，并且较多指标优于橄榄油、油茶油、花生油和大豆油[1-14]。李梅青等[15]使用氨基酸自动分析仪分析‘凤丹’籽的氨基酸组成，结果表明‘凤丹’籽氨基酸组成的平衡性指标较好，‘凤丹’籽可作为一种新型的优质氨基酸来源开发利用。

虽然牡丹作为花部观赏或根部用药的培育历史悠久，但油用牡丹产业起步较晚，作为油用的栽培管理尚不成熟，有关油用‘凤丹’栽植方面的研究报道较少。杨静萱等[16]研究了9 种种植密度下‘凤丹’生长发育、产量、光合特性和水分利用效率等因素的相互影响，发现‘凤丹’产量受到单株结实量和单位面积种植株数的共同影响。秦薇[17]经研究发现，在培育油用‘凤丹’时，一定要考虑土壤中Cu 的浓度。

作物的栽植密度影响其光合作用，进而影响营养生长和光合产物的积累。‘凤丹’为直立形株形，生长受群体密度的影响较大。脂肪酸在人体代谢中发挥着重要的作用，而氨基酸作为蛋白质的分解产物是评价食品质量及营养价值的重要指标[18-21]。为探索合理的‘凤丹’栽植株行距，为其油用价值的开发及科学栽培提供参考，本试验中研究了栽植密度对‘凤丹’结实性状和产量的影响，并对‘凤丹’籽脂肪酸的含量及氨基酸组成进行了测定。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于阜阳市颍东区，地处南北气候过渡带，属大陆性半湿润季风气候。四季分明，雨量适中，年平均降水830～950 mm，气候温和，年平均气温14.5～15.2 ℃，绝对最高气温41.0 ℃，绝对最低气温-20 ℃，无霜期200～220 d，光照充足，年均日照1 800 h。

1.2 试验设计

2015年，栽植2年生‘凤丹’实生苗，共设置3 种栽植密度（0.4 m×0.6 m、0.4 m×0.5 m、0.3 m×0.6 m），栽植后平茬。2019年，调查产量和果实性状。

1.3 产量调查和指标测定

‘凤丹’蓇葖果蟹黄色时，在各栽植密度试验地随机抽取3 个10 m×20 m 的样方，采摘样方内所有蓇葖果，分样方阴干并称取质量，测算单位面积产量。

各栽植密度试验地设置3 个10 m×10 m 的样方，每样方随机选取15个蓇葖果，统计单果果角数、单果种籽数，使用游标卡尺测量果角纵径、侧径、横径，使用电子天平称量单果鲜质量、单果种籽鲜质量，计算百粒种籽质量、鲜出籽率等。

以得出的较佳栽植密度处理中的饱满‘凤丹’种籽为材料，参照文献[22]中的方法测定籽脂肪酸成分及其含量，参照文献[23]中的方法测定出油率，参照文献[24]中的方法测定氨基酸成分及其含量。

1.4 统计分析

使用Excel 2007、DPS、SPSS 16.0 处理软件分析数据[25]。

2 结果与分析

2.1 栽植密度对‘凤丹’产量的影响

不同栽植密度条件下‘凤丹’的单位面积产量见表1。由表1可知，栽植密度对‘凤丹’单位面积产量的影响较大。0.4 m×0.6 m 和0.4 m×0.5 m 栽植密度条件下‘凤丹’单位面积产量分别为2 465.25、2 395.05 kg/hm2，前者较后者高3%，但差异不显著，且均极显著高于0.3 m×0.6 m 的栽植密度处理。因此，生产中选择适宜的栽植密度可以提高‘凤丹’的单位面积产量，增加收益。

表1 不同栽植密度条件下‘凤丹’的单位面积产量†Table 1 Unit area yield of P.ostii under different planting densities

2.2 栽植密度对‘凤丹’结实性状的影响

‘凤丹’果角的纵径、横径、侧径和籽粒数反映了果实的大小和饱满程度，百粒质量反映了籽粒的物质积累量。不同栽植密度条件下‘凤丹’的结实性状见表2。由表2可知，0.4 m×0.6 m 栽植密度条件下‘凤丹’单果果角数最多，但与其他2 种栽植密度处理的差异不显著，0.4 m×0.6 m栽植密度处理的果角数较0.4 m×0.5 m 栽植密度处理多10.1%。0.4 m×0.6 m 栽植密度条件下‘凤丹’单果鲜质量为58.330 g，与其他2 种栽植密度处理的差异达到极显著水平。0.4 m×0.6 m 栽植密度条件下‘凤丹’单果种籽鲜质量达到29.85 g，与其他2 种栽植密度处理的差异达到极显著水平。0.4 m×0.6 m 与0.4 m×0.5 m 栽植密度条件下‘凤丹’鲜出籽率的差异不显著，二者与0.3 m×0.6 m栽植密度处理的差异均达到显著水平。0.4 m×0.6 m 栽植密度条件下‘凤丹’的单果种籽数高达68.33，显著高于0.4 m×0.5 m 和0.3 m×0.6 m的栽植密度处理。0.4 m×0.6 m 栽植密度条件下‘凤丹’角果纵径和侧径分别比0.3 m×0.6 m 栽植密度处理高出17.99%、10.99%，但3 种栽植密度处理间果角纵径和侧径均无显著差异；0.4 m×0.6 m 栽植密度条件下‘凤丹’的果角横径显著高于0.3 m×0.6 m 栽植密度处理，0.4 m×0.5 m 栽植密度处理的果角横径与其他2 种栽植密度处理的差异不显著。

表2 不同栽植密度条件下‘凤丹’的结实性状†Table 2 Fruit-setting characters of P.ostii under different planting densities

2.3 ‘凤丹’结实性状及产量间的相关性

‘凤丹’产量及结实性状指标间的相关系数见表3。由表3可知，‘凤丹’单果鲜质量与单果果角数有极显著正相关关系；单果种籽鲜质量与单果果角数、单果鲜质量有极显著正相关关系；鲜出籽率与单果果角数、单果鲜质量、单果种籽鲜质量无显著相关关系；单果种籽数与单果果角数、单果鲜质量、单果种籽鲜质量均有极显著正相关关系，与鲜出籽率有显著正相关关系；百粒种籽质量与单果果角数、单果鲜质量、单果种籽鲜质量、单果种籽数均有极显著正相关关系，与鲜出籽率无显著相关关系；果角纵径与单果鲜质量、百粒种籽质量有显著正相关关系，与单果果角数、单果种籽鲜质量、鲜出籽率、单果种籽数无显著相关关系；果角横径与单果果角数有极显著正相关关系，与单果鲜质量、单果种籽鲜质量、单果种籽数、百粒种籽质量均有显著正相关关系，与鲜出籽率、果角纵径无显著相关关系；果角侧径与百粒种籽质量、果角纵径有显著正相关关系，与单果果角数、单果鲜质量、单果种籽鲜质量、鲜出籽率、单果种籽数、果角横径无显著相关关系；单位面积产量与鲜出籽率有极显著正相关关系，与单果果角数、单果种籽数、百粒种籽质量有显著正相关关系，与单果鲜质量、单果种籽鲜质量、果角纵径、果角横径、果角侧径无显著相关关系。

表3 ‘凤丹’产量及结实性状指标间的相关系数†Table 3 Correlation coefficients of yield and the fruit-setting characters of P.ostii

2.4 ‘凤丹’籽主要营养成分及其含量

2.4.1 脂肪酸成分及其含量

‘凤丹’籽油脂肪酸成分的气象色谱如图1所示。测定结果表明，干仁脂肪含量为18.7 mg/g，‘凤丹’籽出油率16.6%。‘凤丹’籽油不饱和脂肪酸含量为94.48%，其中，α-亚麻酸、γ-亚麻酸、亚油酸、油酸含量分别为51.83%、0.17%、19.84%、22.64%；饱和脂肪酸主要有棕榈酸、硬脂酸、花生酸等，饱和脂肪酸中相对含量最高的为棕榈酸（3.81%）。

图1 ‘凤丹’籽油脂肪酸成分的气象色谱Fig.1 Gas chromatomap of fatty acid components in P.ostii seed oil

2.4.2 氨基酸成分及其含量

‘凤丹’籽氨基酸成分的气象色谱如图2所示。从图2可以看出，‘凤丹’中含有亮氨酸（Leu）、苯丙氨酸（Phe）、缬氨酸（Val）、异亮氨酸（Ile）、苏氨酸（Thr）、赖氨酸（Lys）、蛋氨酸（Met）7 种必需氨基酸，总含量为16.9 mg/g，含有谷氨酸（Glu）、精氨酸（Arg）、丝氨酸（Ser）、脯氨酸（Pro）、天冬氨酸（Asp）、甘氨酸（Gly）、丙氨酸（Ala）、酪氨酸（Tyr）、组氨酸（His）等9 种非必需氨基酸，总含量为18.7 mg/g，16 种氨基酸总含量为35.6 mg/g，其中谷氨酸、亮氨酸和精氨酸含量较高。

图2 ‘凤丹’籽氨基酸成分的气象色谱Fig.2 Gas chromatomap of amino acid components in P.ostii seed

3 结论与讨论

研究结果表明，‘凤丹’产量、单果种籽鲜质量、鲜出籽率、单果种籽数、百粒种籽质量等指标均随着栽植密度增加而减小。0.4 m×0.6 m栽植密度条件下，单果鲜质量为29.85 g，单果种籽鲜质量为58.330 g，单果种籽数为68.33，与0.4 m×0.5 m 和0.3 m×0.6 m 栽植密度处理的差异均达到极显著水平；0.4 m×0.6 m 栽植密度条件下，单位面积产量达到2 465.25 kg/hm2，极显著高于0.3 m×0.6 m 栽植密度处理。‘凤丹’单位面积产量与单果果角数、鲜出籽率有极显著正相关关系，与单果种籽数、百粒种籽质量有显著正相关关系。‘凤丹’籽油不饱和脂肪酸含量为94.48%，其中亚麻酸、亚油酸、油酸含量分别为52.00%、19.84%、22.64%，饱和脂肪酸主要有棕榈酸、硬脂酸、花生酸等。‘凤丹’籽含有16 种氨基酸，其中谷氨酸含量最高。

栽植密度会影响植物生长的微气候环境，合理的密度能够为植物提供良好的通风透光条件，提高光合速率，增加产量[13]。董伟欣等[26]对玉米栽植密度的研究结果表明，适宜密度下玉米植株代谢旺盛，干物质积累量增加，产量和籽粒营养成分含量提高。戴建昊等[27]经研究发现，核桃单株坚果产量和质量随株行距的增加而增加。杨静萱等[16]经研究发现，增加株行距，‘凤丹’果荚长、单荚籽粒数和百粒质量均增加。本研究结果与前人研究结果一致，随着栽植密度增加‘凤丹’产量降低。‘凤丹’的栽植密度直接影响其产量，适宜密度能极显著提高果角数和鲜出籽率，显著提高单果种籽数，百粒种籽质量。生产中要避免栽植密度过大，应根据当地的土壤、气候等条件安排密度试验，筛选适宜的栽植密度。

脂肪酸组成及其含量是评价油脂质量的重要指标[28]。赵书岗等[29]经研究发现，油脂中脂肪酸种类及其相对含量对核桃的营养品质和耐储性具有较大影响，亚油酸和亚麻酸相对含量越高，油脂越不耐储存。脂肪酸中的油酸、亚油酸等不饱和脂肪酸是细胞膜的重要成分[9,30-35]。有“植物脑黄金”之称的亚麻酸是人体必需但自身无法合成的脂肪酸组分，有降低血压血脂，增强免疫力及疏通血管等功能[36-37]。‘凤丹’籽油不饱和脂肪酸含量为94.48%，其中α-亚麻酸、γ-亚麻酸、亚油酸、油酸含量分别为51.83%、0.17%、19.84%、22.64%。‘凤丹’籽油有较高含量的不饱和脂肪酸，可以降低血液中胆固醇和甘油三酯的含量，具有预防心血管疾病等功能，对人体健康非常有利。‘凤丹’籽油不仅可以作为一种珍贵的营养保健油开发应用，调节膳食结构，改善人体生理机能，还可以作为化妆品开发利用。

氨基酸在生命活动中发挥着重要的作用，是机体的重要营养物质，并且影响食品的风味和品质[38]。陈明洪等[38]经研究发现，添加谷氨酸或精氨酸能缓解霉变饲粮对肝脏病变、氧化应激、血清生化指标及肉类品质的影响。本研究结果表明，‘凤丹’籽16 种氨基酸的总含量为35.6 mg/g，其中必需氨基酸总含量为16.9 mg/g，非必需氨基酸总含量为18.7 mg/g，‘凤丹’籽氨基酸含量丰富，可作为新型的蛋白质资源开发利用，与李梅青等[15]对‘凤丹’籽蛋白质氨基酸的研究结果一致。

本研究中栽植密度水平设置较少，应进一步筛选提高产量和改善结实性状的栽植密度，并开展不同密度条件下田间管理措施的研究。