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.天津泰達綠化科技集團股份有限公司，天津 300457；2.天津泰達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。‘鳳丹’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)量分數(shù)為4.21 g/kg，30 ～60 cm 土層平均質(zhì)量分數(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，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進行統(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，當前土壤pH 為7.86，全鹽質(zhì)量分數(shù)為0.56 g/kg，有機質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為25.79 g/kg，水解性氮質(zhì)量分數(shù)為65.53 mg/kg，速效磷質(zhì)量分數(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、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準，計算成活率。在第2 副區(qū)內(nèi)隨機摘取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)量等指標的影響是否顯著，對同一因素不同水平各指標的差異采用Tukey HSD 法進行多重比較，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年生苗達到高產(chǎn)期，牡丹籽產(chǎn)量達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年進入高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)期，本研究中籽產(chǎn)量和果實性狀指標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]，因此未進行平茬處理可顯著降低籽產(chǎn)量及蓇葖果各項性狀指標的水平。

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值無顯著差異。劉春洋[18]經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，適量施用有機肥能增大‘鳳丹’牡丹的葉面積和葉面積系數(shù)，促進蓇葖果發(fā)育，提高籽粒產(chǎn)量，高水平施肥量促進牡丹葉面積、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)上適當減少，但其最適宜施肥量有待進一步研究。

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可促進植物生長，因此激素含量的改變顯示出適度遮陽可促進植物生長、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會促進葉片衰老，MDA 含量可反映機體脂質(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)致通風透光不良，植株向上徒長，病害發(fā)生嚴重，嚴重的病害不但影響油用牡丹當年的生長發(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?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，進而促進植株生長，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)適時進行修剪，適當擴大油用牡丹的種植間距，以保證良好的通風透光條件，促進油用牡丹的生長發(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)。考慮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進行測定和分析。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的影響，選擇耐鹽堿品種進行雜交育種或基因育種。