油用牡丹‘凤丹’不同生育期矿质元素的动态变化

徐桠楠; 宋程威; 张利霞; 郭丽丽; 段祥光; 刘曙光; 侯小改

doi:10.11833/j.issn.2095-0756.20200303

油用牡丹‘凤丹’不同生育期矿质元素的动态变化

DOI: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200303

徐桠楠^{1, 2,},
宋程威^{1, 2},
张利霞^{1, 2},
郭丽丽^{1, 2},
段祥光^{1, 2},
刘曙光^{1, 2},
侯小改^{1, 2, ,}

1.
河南科技大学农学院/牡丹学院，河南洛阳 471023
2.
河南科技大学河南省油用牡丹工程技术研究中心，河南洛阳 471023

基金项目: 河南省高校重点科研项目(19A180002)；国家自然科学基金资助项目(U1804233)

详细信息

作者简介: 徐桠楠，从事牡丹生理生态研究。E-mail: 790170940@qq.com

通信作者: 侯小改，教授，从事牡丹生理生态与分子生物学研究。E-mail: hkdhxg@haust.edu.cn

中图分类号: S685.11

Dynamic analysis of mineral elements across the growth cycle of Paeonia ostii ‘Feng Dan’

XU Ya’ nan^{1, 2
,},
SONG Chengwei^{1, 2},
ZHANG Lixia^{1, 2},
GUO Lili^{1, 2},
DUAN Xiangguang^{1, 2},
LIU Shuguang^{1, 2},
HOU Xiaogai^{1, 2
, ,}

1.
College of Agriculture/College of Tree Peony, Henan University of Science and Technology, Luoyang 471023, Henan, China
2.
Henan Province Oil Peony Engineering Technology Research Center, Henan University of Science and Technology, Luoyang 471023, Henan, China

摘要: 目的研究油用牡丹‘凤丹’Paeonia ostii ‘Feng Dan’不同生育期矿质元素动态变化规律，为油用牡丹的科学施肥提供依据。方法以8年生油用牡丹‘凤丹’为材料，测定根、茎、叶以及不同生育期果荚和种子的矿质元素，分析矿质元素积累分配特性以及矿质元素分配的相关性。结果生育期内油用牡丹‘凤丹’根、茎、叶中的磷持续下降，根和叶中的氮持续降低，钾和镁在不同器官内变化趋势不同。铁在不同器官内的质量分数均大于其他微量元素，除铜外，其他微量元素在根中呈先升高后降低的趋势。果荚和种子中的氮逐渐升高，果荚中钾和种子中磷呈先下降后升高再下降的趋势。矿质元素的变化表现出不同程度的相关性，其中氮、磷、钾、铁、锰与其他元素间相关性较高；同种矿质元素在‘凤丹’营养器官和生殖器官之间表现出不同程度的相关性。结论在生育期内，油用牡丹‘凤丹’从展叶期到现蕾期之前对氮、磷元素需求量大，应在植株展叶前追施氮肥和磷肥；结实期对氮、磷、钾需求量大，建议在开花后追施氮磷钾肥；在植株现蕾期前(3月上旬)追施铁肥，在5–7月种子发育期追施硼、锌肥，满足‘凤丹’植株对这3种微量元素的需求。表7参36
- 植物学 /
- 油用牡丹 /
- 矿质元素 /
- 生育期 /
- 组织器官 /
- 分配规律
Abstract: Objective With the changes of main mineral element contents in the annual growth cycle of the Paeonia ostii ‘Feng Dan’ measured, the current study is aimed at an analysis of the fertilizer requirement and nutrient diagnosis for the oil peony. Method With ‘Feng Dan’ (eight years old), an oil peony cultivar selected as the study subjects, the mineral elements content of roots, stems and leaves were measured across the growth stages of the oil peony. Result The content of P in roots, stems and leaves, and the content of N in roots and leaves decreased gradually as the growth cycle of the peony proceeds, while the changes of K and Mg vary from part to part. The content of Fe was significantly more than any other trace elements in the roots, stems and leaves, and increased first and then decreased across the growth cycle. All of the trace elements, except for Cu, have showed first an increase and then a decrease in content in the roots. As the process of fruit development advanced, the content of N increased, with the content of K in fruit pods and P in seeds displaying a trend of decrease, increase and decrease. The changes of mineral elements in roots, stems and leaves of the peony showed different degrees of correlation across the peony’ s growth cycle, with N、P、K、Fe and Mn closely related to most of the other mineral elements. The same mineral elements displayed different correlations with vegetative organs and reproductive organs. Conclusion Throughout one growth cycle, the oil peony ‘Feng Dan’ has a large demand for N and P from the leaf-growth stage to the current bud stage, and N and P fertilizers should be applied before the leaf-growth stage; and there is a large demand for N, P and K during the fruiting period, and it is recommended to apply N, P and K fertilizer after the flowering of the peony. Fe fertilizer should be applied before the budding stage (early March) while B and Zn fertilizers should be applied during the seed development stage from May to July to meet the demand of ‘Feng Dan’ plants for these three microelements. [Ch, 7 tab. 36 ref.]
- botany /
- oil peony /
- mineral element /
- growth stage /
- tissues and organs /
- distribution rule

木材是一种由纤维素、半纤维素和木质素组成的复杂聚合物。木材的化学成分和多孔结构决定着其弯曲加工性能^[1−2]，已有研究发现阔叶材弯曲性能普遍优于针叶材^[3−4]。近年来，国内外学者从软化处理和顺纹压缩处理对弯曲木材微观结构、化学成分和应力-应变本构关系的影响角度开展了研究，发现压缩处理过程中导管变形对木材弯曲成型的质量影响显著^[5]。其中，张燕等^[3]研究发现：在允许的应力范围内，顺纹压缩后环孔材拉伸面和压缩面的导管壁均出现了褶皱，有利于实现木材的顺纹压缩。此外，不同早材导管带位置对白栎Quercus alba木材弯曲蠕变性能的影响研究表明：瞬时应变和45 min应变均随早材导管带与受力面之间距离的增加而大幅度减小^[6−7]。由此可见，弯曲压缩过程中早材导管带不仅影响细胞变形和力学特性，而且对木材的弯曲性能影响显著。

木材时温等效原理是指木材在较高温度、较短时间内的力学性质和力学行为与其在较低温度、较长时间内的力学性质和力学行为等效，可以快速预测木材在低温状态下长时间内的力学响应^[8−9]。PLACET等^[10]在0~95 ℃测试温度下探究饱水山毛榉Fagus sylvatica与橡木Quercus sessiliflora的黏弹性以及对时温等效原理的适用性，发现此原理只适用于小于玻璃化转变区域的温度范围。WANG等^[11]采用时间-应力叠加原理(time-stress superposition principle, TSSP)和时间-温度-应力叠加原理(time-temperature-stress superposition principle, TTSSP)模拟了高温处理后杉木Cunninghamia lanceolata的弯曲蠕变响应特性，表明其弯曲蠕变行为的温度阈值为180 ℃。含水率、温度和纹理取向对木材静态黏弹性的影响显著^[12−14]，然而，关于汽蒸预处理对环孔材弯曲蠕变行为的时温等效特性研究未见相关报道。为此，本研究以白栎木材为研究对象，考察不同汽蒸预处理温度、测试温度及早材导管带条件下木材的弯曲蠕变特性并开展时温等效特性研究，以期为木材弯曲加工提供理论和技术支撑。

1. 材料与方法

1.1 材料

试材为美国产白栎木材，环孔材早材，试样取自白栎木材第3个年轮内侧区域，树龄为20 a，胸径25 cm以上，年轮宽度为3~5 mm，产于美国东部，购自中国浙江省湖州市南浔建材市场，其气干密度为(0.76±0.05) g·cm⁻³。试验前通过恒温恒湿箱(EL-10KA)将其含水率调整至(12.0±1.0)%，然后从同一生长轮内取样并制备40.0 mm×12.0 mm×2.0 mm的试样。根据有无早材导管带制备2种试样(图1)：试样A为早材导管带位于试样中间，密度为(0.73±0.07) g·cm⁻³，试样B为对照组(无早材导管带)，密度为(0.78±0.08) g·cm⁻³。弯曲蠕变试验前，用水热合成反应釜(MQ-200)对试样采用100 ℃饱和蒸汽以及110、120 ℃过热蒸汽预处理，分别用A₁(B₁)、A₂(B₂)、A₃(B₃)表示，未处理用A₀(B₀)表示，处理时间为60 min，处理结束后通过恒温恒湿箱将汽蒸预处理试样的含水率调节至(12.0±1.0)%。

图 1 样品制备

Figure 1 Specimens preparation

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1.2 早材导管带特性的数值化表征

采用扫描电子显微镜(SEM，TM-3030)研究试样A和B的横切面内早材导管带特性。阔叶树材导管直径以弦向计，在15~260 µm内，导管长度为80~1 700 µm^[15]。栎木早材导管弦向直径达250 µm，晚材弦向直径达34 µm，环孔材早材导管分子长度为230~390 µm，小于晚材导管分子长度(270~590 µm)^[15]。以弦向直径为35~500 µm，长度为230~390 µm作为筛选早材导管分子的参数阈值。试样A和B的横切面内早材导管带特征如图2所示。运用 MATLAB 2019a 软件实现对试样横切面扫描电镜(SEM)图像的类型转换、增强处理、分割处理以及形态学处理等操作，获取试样横切面早材导管数量、直径和面积等参数，并通过正态分布拟合表征试样横切面早材导管的分布均匀性。如图3所示，经过二值图像处理、结合筛选阈值进行早材导管分子优选、开运算、二次过滤以及早材导管分子标记统计等步骤统计试样和早材导管带厚度，试样的横切面面积和早材导管总面积，以及计算试样的早材导管面积比(R_C)和早材导管带中心到受力面距离(R_D)，进而对试样横切面内早材导管带特征进行数值化表征。

图 2 试样A和B横切面内早材导管带特征

Figure 2 Early wood vessel belt in the cross section of specimen A and B

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图 3 早材导管带数值化表征流程图

Figure 3 Flow diagram for numerical characterization of early wood vessel belt in specimens

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1.3 弯曲蠕变测试

通过动态热机械分析仪(DMA-Q800)在双悬臂夹具(跨距为35 mm)弯曲模式下径向加载5 MPa恒定载荷测试试样的弯曲蠕变特性^[16−17]，保持时间为45 min，随后撤除恒定载荷，并保持其环境条件45 min。测试过程中通过自带湿度附件控制试样的含水率为(12.0±1.0)%。动态热机械分析仪程序中预设的测试温度分别为20、30、40、50、60、70和80 ℃，对应的相对湿度(RH)依次控制为66%、69%、72%、74%、77%、79%和81%，收集并记录试样弯曲蠕变数据。最后，根据早材导管带、汽蒸预处理温度和测试温度下的弯曲蠕变曲线，选取测试温度20 ℃来绘制试样蠕变与时间对数的关系曲线，经由时温等效合成白栎木材弯曲蠕变特性的主曲线，获得相应的水平移动因子，进而对其长期蠕变行为进行预测表征。

1.4 时温等效性

选取测试温度20 ℃来绘制试样蠕变与对数时间的关系曲线，把其余测试温度条件下的蠕变曲线水平移动，使各曲线彼此叠合形成一定时间范围的蠕变主曲线。叠合主曲线时，水平移动因子 a_T 与测试温度的关系用 Williams-Landel-Ferry (WLF)方程进行数学模型表征^[18]。WLF 方程的表达式为：

$$ \lg a_{T}=\frac{-D_{1} \times\left(T-T_{0}\right)}{D_{2}+\left(T-T_{0}\right)} 。 $$

(1)

式(1)中：$ \mathrm{lg}{a}_{T} $为时温等效位移因子，T 为测试温度(K)；T₀ 为参考温度(K)；D₁和 D₂ 为拟合所得常数。

2. 结果与分析

2.1 早材导管分布特性表征统计

分别选取40幅典型的SEM图像通过MATLAB 2019a软件计算试样的R_C和R_D并进行正态分布统计，结果如图4 所示：试样A的R_C和R_D分别为(18.12±0.50)%和(1.12±0.04) mm，而试样B的R_C和R_D分别为(0.03±0.04)%和0。

图 4 试样早材导管面积比及早材导管带中心到受力面距离

Figure 4 Earlywood vessel area ratio and the distance between vessel belt and load-bearing surface in specimens and analysis of normal distribution

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由表1可知：试样A的R_C和R_D服从正态分布，试样B的R_C和R_D服从均匀分布，差异显著(P＜0.05)，其导管分子数量及分布状态一致。综上所述，含早材导管带的试样中导管分子的分布状态是相对均匀的，对照组基本上无早材导管存在。

表 1 试样R_C和R_D的正态分布检验结果

Table 1 Normality test result of R_C and R_D of tested specimens

试样	R_C/%	自由度	统计量	P	R_D/mm	自由度	统计量	P
A	18.12±0.50	20	0.92	0.12	1.12±0.04	20	0.97	0.86
B	0.03±0.04	20	−	−	0±0	20	−	−
说明：−表示无统计意义。

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2.2 测试温度对白栎木材蠕变的影响

由图5可得：在前45 min内，试样的蠕变均随测试温度的升高而增大。同时，试样蠕变的增长速率随测试温度的升高而增大。当测试温度上升到80 ℃时，所有试样的蠕变行为最明显。分析原因：木材中运动单元获得的活化能随测试温度的升高而增大，相应的分子间相互作用力减小，导致分子间距离增大，进而增大了运动单元的活动空间，试样的蠕变显著增大^{‎[13, 19]}。此外，一般湿木材木质素的玻璃化转变温度为72~128 ℃^[16]。随着测试温度不断升高，白栎木材木质素分子链段的状态从冷冻状态转变为移动状态，并且在80 ℃下发生玻璃化转变。在分子占据体积增大的基础上，随着测试温度的升高，木质素发生自由体积膨胀^[20]。因此，运动单元的运动空间增加，试样的蠕变也随之增加。

图 5 不同测试温度下试样蠕变应变曲线

Figure 5 Creep strain curves of specimens at different test temperatures

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2.3 汽蒸预处理对白栎木材蠕变的影响

如图6所示：汽蒸预处理试样的瞬时应变和45 min应变整体低于未处理试样。当测试温度相同时，试样的弯曲蠕变随着汽蒸预处理温度的升高而减小。在测试温度20、30、40、50和60 ℃下，相对于A₀，试样A₁的瞬时应变分别减少了2.14%、2.35%、10.92%、11.97%和1.49%。随着测试温度继续从60 ℃升高到80 ℃，试样A₁的瞬时应变分别增加了18.06%和2.60%；在测试温度20、30、40、50、60、70和80 ℃下，试样A₂的瞬时应变分别减少了44.82%、46.21%、45.44%、33.13%、25.99%、9.15%和2.70%；在测试温度20、30、40、50、60、70和80 ℃下，试样A₃的瞬时应变分别减少了41.11%、44.78%、53.44%、43.08%、42.99%、45.80%和43.24%。然而，相对于B₀，相同条件下试样B₁的瞬时应变分别减少了13.87%、17.94%、19.40%、13.60%、8.96%、5.14%和21.19%，试样B₂和B₃表现出相同规律。在测试温度70~80 ℃下，A₁的瞬时应变减少幅度随测试温度升高呈负值，说明测试温度升高，应变呈增加的趋势，而B₁瞬时应变的减小幅度均呈减小趋势。A₂瞬时应变的减少幅度在测试温度50~80 ℃呈逐渐减小的规律，其瞬时应变的减少幅度在测试温度升高到80 ℃时最小。A₃和B₃的减少幅度基本保持一致，相对于其他温度汽蒸预处理的样品更加趋于稳定。

图 6 不同汽蒸预处理和测试温度下试样的瞬时应变和45 min应变

Figure 6 Instantaneous strain and 45 min strain of specimens at different steam pretreatment and test temperatures

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在测试温度20、30、40、50、60、70和80 ℃下，与A₀相比，试样A₁的45 min应变分别减少了1.84%、13.01%、0.55%、6.18%、16.69%、2.59%和7.71%，试样A₂和A₃的45 min应变均存在相同的变化规律。在测试温度20、30、40、50、60、70和80 ℃下，相对于B₀，试样B₁的45 min应变分别减少了4.01%、15.38%、2.30%、3.01%、18.69%、2.80%和12.71%，试样B₂~B₃的45 min应变均存在相同的变化规律。试样A₁和B₁的45 min应变降低幅度远小于A₂、A₃、B₂ 和B₃，并且A₃和B₃的45 min应变降低幅度大于A₂和B₂，特别是在测试温度(50~80 ℃)较高时，宏观表现为蠕变程度小。这是因为无定形物质的半纤维素是组成木材主要成分之一，含有较多亲水性基团，具有较强的吸水性，是木材产生应变的因素之一^[20]。在压力蒸汽处理过程中，乙酰基在受热水解过程中会从半纤维素中脱去并生成乙酸，使处理环境的酸性增强^[21-22]。此外，半纤维素的聚合度在此水解过程中逐渐降低，产成低聚糖以及单糖，单糖中的戊糖反应产生糠醛，而己糖则反应产生羟甲基糠醛^[21−22]，这一水解过程会导致形成的乙酸进一步加剧水解反应，促使半纤维素进一步分解。另一方面，在汽蒸预处理条件下，水蒸气密度明显增加，水合氢离子的电离反应促进了乙酰基的断裂和乙酸的形成，使得半纤维素的水解效率大大提高，进而明显降低木材中游离羟基的含量。汽蒸预处理使木材的平衡含水率(EMC)降低，含水率低于15%的木材在热处理温度过程中发生物理变化，导致水分与半纤维素中游离羟基的结合能力降低^[23]。在热作用下，半纤维素内部的一部分多糖会裂解为糖醛、糖类，这种物质通过聚合反应生成了不溶于水的聚合物，促使木材的吸水性降低，木材的尺寸稳定性显著提高^[24]。

2.4 早材导管带对白栎木材蠕变的影响

由图7可知：测试温度一定时，试样B的蠕变均小于试样 A。此外，当测试温度从20 ℃升高到80 ℃时，试样A的瞬时应变和45 min应变均明显增加。同时，蠕变的增长幅度随测试温度的升高而增加。随着测试温度(20~50 ℃)的升高，试样 A₀与 B₀、A₁与B₁、A₂与B₂以及A₃与B₃的应变差值逐渐增大，应变差值在温度40~50 ℃时达到最大；在60~80 ℃内应变差值却逐渐减小。与对照组相比，20、30、40、50、60、70和80 ℃测试温度范围内试样A₀的瞬时应变分别增长了2.19%、7.19%、19.48%、20.82%、3.03%、2.35%和1.75%。试样A₁~A₃的瞬时应变均存在相同的变化规律。试样B₀~B₃的45 min应变均随测试温度的升高而增大。

图 7 早材导管带对试样蠕变曲线的影响

Figure 7 Influence of early vessel belt on creep strain curves of specimens

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试样的瞬时应变和45 min应变的应变差值在测试温度40~50 ℃达到最大值，而在60~80 ℃内应变差值逐渐减小，这是因为在测试温度40~50 ℃内出现了“转折点”^[6−7]。当测试温度低于转折点时，早材导管带对白栎木材蠕变的影响相对于测试温度更加显著；而测试温度高于转折点时其对试样蠕变的影响比早材导管带更显著。当测试温度进一步升高到80 ℃时，试样A和B的瞬时弹性应变和45 min应变的应变差值相差无几；由此可知，当测试温度升高到80 ℃时，试样的蠕变主要受测试温度的影响。在弹性力学中的孔或圆形孔的应力集中问题中所述，在外加载荷作用下，弹性材料孔结构边缘产生应力集中效果，且孔边缘处的应力将远大于没有孔时的应力^[25]，此外，含早材导管带的试样密度小于对照组密度，导致试样力学强度变弱，从而引起应变增大，因此早材导管带的存在增大了试样的蠕变。

2.5 时温等效特性

由图8可知：不同汽蒸预处理温度和早材导管带条件下的试样主曲线经过水平移动后均可获得一条较光滑的主曲线，说明在20~80 ℃测试温度和100 ℃~120 ℃汽蒸预处理温度范围内，时温等效适用于白栎木材的弯曲蠕变，主曲线和位移因子函数均受测试温度、早材导管带和汽蒸预处理温度的影响。利用时温等效原理，试件A₀和B₀的主曲线时间跨度分别由45 min延长至10^6.87和10^6.95 s；试件A₁和B₁的主曲线时间跨度分别由45 min延长至10^6.96和10^7.09 s；试件A₂和B₂的主曲线时间跨度分别由45 min延长至10^7.63和10^8.14 s；试件A₃和B₃的主曲线时间跨度分别由45 min延长至10^8.09和10^8.25s。说明不同温度汽蒸预处理和早材导管带的存在一定程度上影响了主曲线的时间跨度。此外，含早材导管带的试样主曲线时间跨度小于对照组试样。原因是试样A的蠕变均大于试样B，结合孔边应力集中效应，证实了早材导管带的存在导致试样更易发生蠕变。随着时间的推移，前者的弯曲蠕变比后者更明显。此外，试样主曲线时间跨区随着汽蒸预处理温度升高而增大。分析其原因是汽蒸预处理后的样品对木材弯曲蠕变程度减小，汽蒸预处理增强了木材的尺寸稳定性；随着时间的推移，试样蠕变变化变慢。由图9和表2可得：各组试样水平移动因子与测试温度的关系曲线在20~80 ℃的测试温度范围内均能满足WLF方程，所得的拟合曲线较为光滑，相应的回归系数(R²)均大于0.93 (表2)，用WLF方程可以对白栎木材弯曲蠕变特性的时间与测试温度关系进行有效表达。

图 8 不同汽蒸预处理温度和早材导管带条件下试样的主曲线

Figure 8 Master curves of creep behavior at different steam pretreatment temperatures and vessel belt at a referenced test temperature of 20 ℃

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图 9 不同温度和早材导管带条件下试样的WLF方程拟合曲线

Figure 9 Fitting curve of WLF equation for specimens under different temperature and vessel belt conditions

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表 2 不同汽蒸预处理温度和早材导管带条件下试样的WLF方程拟合参数与回归系数

Table 2 Fitting parameters and regression coefficients of WLF equations for specimens under different steam pretreatment temperature and vessel belt conditions

样品编号	D₁	D₂	R²
A₀	−6.979 24	41.669 77	0.994 59
B₀	−12.655 52	168.871 85	0.988 92
A₁	−6.420 71	46.817 52	0.985 34
B₁	−6.21E+13	1.35E+15	0.979 71
A₂	−6.770 99	27.946 09	0.960 80
B₂	−19.201 34	170.616 94	0.976 85
A₃	−16.148 19	153.087 92	0.946 21
B₃	−7.66E+14	1.15E+16	0.932 01

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3. 结论

本研究结果表明：①试样的瞬时应变和45 min应变随测试温度的升高而增大；而在相同的测试温度下，试样的蠕变随着汽蒸预处理温度的升高而逐渐减小；②在20~80 ℃测试温度和100 ~120 ℃汽蒸预处理温度范围内，时温等效适用于白栎木材弯曲蠕变；③试样的时温等效水平移动因子与测试温度的关系曲线满足类WLF方程，R²均大于0.93，可见，WLF方程能较好地预测木材长期弯曲蠕变行为。

通过本研究可以得出：在一定范围内，测试温度、汽蒸预处理和早材导管带对白栎木材弯曲蠕变行为的影响较为明显，通过时温等效原理可以有效模拟预测白栎木材的长期蠕变特性，但是本研究仅对白栎木材弯曲蠕变特性进行了模拟预测，后续应在长期实际研究中表征白栎木材长期(1~3 a)的弯曲蠕变特性。

表 1 不同生育期油用牡丹‘凤丹’根矿质元素变化

Table 1. Elements change of P. ostii ‘Feng Dan’ roots in different growth stages

日期(月-日)	氮/(mg·g⁻¹)	磷/(mg·g⁻¹)	钾/(mg·g⁻¹)	镁/(mg·g⁻¹)	铁/(mg·kg⁻¹)	锰/(mg·kg⁻¹)	锌/(mg·kg⁻¹)	铜/(mg·kg⁻¹)	硼/(mg·kg⁻¹)
02-26	14.08	9.81	4.99	1.10	122.81	25.46	19.16	14.99	42.45
03-12	12.79	9.54	3.90	1.47	145.62	46.52	26.21	12.12	56.94
03-27	12.43	9.32	2.68	1.85	167.46	56.52	34.76	11.65	64.47
04-11	11.22	8.89	3.28	1.65	145.65	61.40	47.54	8.65	56.47
04-28	10.36	8.72	3.33	1.36	138.61	52.76	63.47	7.79	34.98
05-12	9.76	8.58	3.92	1.24	113.77	43.00	52.18	9.50	25.43
06-01	10.21	8.26	4.15	1.22	99.21	36.81	32.05	8.45	21.91
06-29	10.25	7.85	5.02	1.23	82.99	30.55	34.67	8.97	23.67
07-18	10.14	6.95	4.97	1.20	75.44	31.80	37.08	10.72	28.33
08-04	10.25	7.78	4.63	1.04	69.96	21.01	39.26	11.50	36.77

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表 2 不同生育期油用牡丹‘凤丹’茎矿质元素变化

Table 2. Elements change of P. ostii ‘Feng Dan’ stems in different growth stages

日期(月-日)	氮/(mg·g⁻¹)	磷/(mg·g⁻¹)	钾/(mg·g⁻¹)	镁/(mg·g⁻¹)	铁/(mg·kg⁻¹)	锰/(mg·kg⁻¹)	锌/(mg·kg⁻¹)	铜/(mg·kg⁻¹)	硼/(mg·kg⁻¹)
02-26	9.95	7.72	13.58	1.14	125.92	18.31	17.48	13.74	25.80
03-12	8.44	7.11	13.27	1.09	138.05	17.93	19.59	9.62	26.70
03-27	8.75	6.83	11.98	1.13	156.47	16.40	25.47	10.24	28.81
04-11	8.76	6.35	11.62	1.04	176.47	16.40	29.49	9.24	31.81
04-28	8.34	6.24	10.52	1.05	172.30	14.78	31.58	9.78	32.90
05-12	8.75	6.08	9.25	1.37	166.78	17.20	46.23	10.38	23.76
06-01	8.72	5.56	9.01	1.42	164.68	13.57	41.98	7.58	23.57
06-29	9.01	4.86	8.66	1.39	148.32	12.60	45.72	8.01	21.08
07-18	10.23	4.06	8.37	1.29	142.84	10.11	52.22	9.76	20.16
08-04	10.94	5.74	8.32	1.18	182.32	15.15	50.40	12.10	20.20

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表 3 不同生育期油用牡丹‘凤丹’叶片矿质元素变化

Table 3. Elements change of P. ostii ‘Feng Dan’ leaves in different growth stages

日期(月-日)	氮/(mg·g⁻¹)	磷/(mg·g⁻¹)	钾/(mg·g⁻¹)	镁/(mg·g⁻¹)	铁/((mg·kg⁻¹)	锰/(mg·kg⁻¹)	锌/(mg·kg⁻¹)	铜/(mg·kg⁻¹)	硼/(mg·kg⁻¹)
03-12	35.84	8.75	9.94	2.24	117.80	12.50	36.80	3.80	23.60
03-27	31.45	8.24	9.03	2.50	125.20	17.00	39.20	14.10	32.50
04-11	24.52	7.52	8.63	3.24	134.91	25.02	47.05	9.96	40.03
04-28	21.59	6.82	10.17	3.50	148.73	20.17	56.08	10.09	32.91
05-12	18.29	6.46	9.81	4.46	159.42	19.61	53.48	9.81	31.93
06-01	17.59	6.38	9.62	3.78	142.57	16.65	48.24	8.26	41.40
06-29	15.93	6.12	9.47	3.92	135.43	9.64	43.94	7.21	44.58
07-18	14.96	6.05	9.16	4.69	132.85	10.03	41.48	10.03	48.44
08-04	14.67	6.35	9.02	5.51	147.02	10.01	45.01	10.01	55.04

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表 4 油用牡丹‘凤丹’根、茎、叶中9种元素的相关性

Table 4. Correlation among 9 elements of P. ostii ‘Feng Dan’ roots, stems and leaves

元素	氮_根	磷_根	钾_根	镁_根	锰_根	铁_根	锌_根	铜_根	硼_根
氮_根	1
磷_根	0.810**	1
钾_根	−0.090	−0.467	1
镁_根	0.281	0.443	−0.860**	1
锰_根	0.075	0.419	−0.910**	0.888**	1
铁_根	0.570	0.824**	−0.831**	0.831**	0.833**	1
锌_根	−0.651*	−0.249	−0.456	0.145	0.471	0.096	1
铜_根	0.796**	0.434	0.310	−0.145	−0.416	0.081	−0.745*	1
硼_根	0.686*	0.662*	−0.625	0.772**	0.580	0.786**	−0.184	0.394	1

元素	氮_茎	磷_茎	钾_茎	镁_茎	锰_茎	铁_茎	锌_茎	铜_茎	硼_茎
氮_茎	1
磷_茎	−0.278	1
钾_茎	−0.335	0.887**	1
镁_茎	0.097	−0.607	−0.683*	1
锰_茎	−0.267	0.943**	0.766**	−0.499	1
铁_茎	−0.051	−0.207	−0.478	−0.065	−0.075	1
锌_茎	0.421	−0.887**	−0.983**	0.680*	−0.735*	0.422	1
铜_茎	0.587	0.526	0.386	−0.407	0.505	−0.232	−0.303	1
硼_茎	−0.652*	0.588	0.625	−0.739*	0.482	0.199	−0.694*	−0.027	1

元素	氮_叶	磷_叶	钾_叶	镁_叶	锰_叶	铁_叶	锌_叶	铜_叶	硼_叶
氮_叶	1
磷_叶	−0.331	1
钾_叶	−0.803	0.003	1
镁_叶	−0.265	−0.858**	−0.176	1
锰_叶	0.081	0.276	−0.046	−0.359	1
铁_叶	−0.658	−0.682*	0.231	0.674*	0.270	1
锌_叶	0.574	−0.497	0.371	0.349	0.547	0.885**	1
铜_叶	−0.700	−0.112	−0.471	0.160	0.325	0.250	0.202	1
硼_叶	0.433	−0.730*	−0.556	0.811**	−0.430	0.271	0.016	0.233	1
说明：表示在0.05水平上显著相关，*表示在0.01水平上极显著相关

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表 5 不同生育期油用牡丹‘凤丹’果荚矿质元素变化

Table 5. Elements change of P. ostii ‘Feng Dan’ pods in different growth stages

日期(月-日)	氮/(mg·g⁻¹)	磷/(mg·g⁻¹)	钾/(mg·g⁻¹)	镁/(mg·g⁻¹)	铁/(mg·kg⁻¹)	锰/(mg·kg⁻¹)	锌/(mg·kg⁻¹)	铜/(mg·kg⁻¹)	硼/(mg·kg⁻¹)
04-28	14.81	9.12	13.12	2.53	46.86	14.67	39.13	13.01	26.05
05-12	12.71	7.40	9.91	2.26	15.85	9.66	38.93	9.66	19.30
06-01	16.66	8.73	13.75	2.08	17.07	4.95	12.32	12.32	27.17
06-29	20.70	8.65	17.57	2.72	8.89	26.76	33.47	10.05	33.53
07-18	28.36	8.55	24.24	2.62	13.71	33.79	33.92	6.78	30.43
08-04	30.44	8.08	21.09	3.63	23.70	10.30	15.46	10.30	41.22

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表 6 不同生育期油用牡丹‘凤丹’种子矿质元素变化

Table 6. Elements change of P. ostii ‘Feng Dan’ seeds in different growth stages

日期(月-日)	氮/(mg·g⁻¹)	磷/(mg·g⁻¹)	钾/(mg·g⁻¹)	镁/(mg·g⁻¹)	铁/(mg·kg⁻¹)	锰/(mg·kg⁻¹)	锌/(mg·kg⁻¹)	铜/(mg·kg⁻¹)	硼/(mg·kg⁻¹)
04-28	25.97	23.60	20.23	1.93	20.46	30.09	34.03	28.87	21.02
05-12	27.87	14.95	12.23	1.46	30.85	14.44	19.60	22.44	9.66
06-01	30.63	15.11	9.25	1.40	29.37	12.78	25.70	17.97	10.25
06-29	31.95	18.61	8.31	1.50	17.78	26.73	29.16	17.01	12.15
07-18	33.97	18.70	8.01	1.55	22.43	40.71	40.74	16.27	11.38
08-04	38.37	16.83	7.56	1.63	10.46	19.01	38.02	19.01	28.52

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表 7 油用牡丹‘凤丹’不同器官间矿质元素的相关性

Table 7. Correlation of elements in different organs of P. ostii ‘Feng Dan’

器官	根_氮	茎_氮	叶_氮	果荚_氮	种子_氮	器官	根_锰	茎_锰	叶_锰	果荚_锰	种子_锰
根_氮	1					根_锰	1
茎_氮	−0.029	1				茎_锰	0.287	1
叶_氮	0.952**	−0.579	1			叶_锰	0.826**	0.493	1
果荚_氮	0.331	0.951**	−0.821*	1		果荚_锰	−0.878*	−0.657	−0.898*	1
种子_氮	0.197	0.942**	−0.907*	0.931**	1	种子_锰	−0.622	−0.851*	−0.861*	0.843*	1

器官	根_磷	茎_磷	叶_磷	果荚_磷	种子_磷	器官	根_锌	茎_锌	叶_锌	果荚_锌	种子_锌
根_磷	1					根_锌	1
茎_磷	0.971**	1				茎_锌	0.324	1
叶_磷	0.876**	0.845**	1			叶_锌	0.869**	0.267	1
果荚_磷	−0.053	−0.190	0.162	1		果荚_锌	−0.403	0.052	−0.211	1
种子_磷	−0.845*	−0.701	−0.755	−0.002	1	种子_锌	−0.773	0.815*	−0.871*	−0.180	1

器官	根_钾	茎_钾	叶_钾	果荚_钾	种子_钾	器官	根_铜	茎_铜	叶_铜	果荚_铜	种子_铜
根_钾	1					根_铜	1
茎_钾	−0.362	1				茎_铜	0.792**	1
叶_钾	0.023	0.078	1			叶_铜	−0.037	0.361	1
果荚_钾	0.769	−0.691	−0.838*	1		果荚_铜	−0.706	−0.235	−0.171	1
种子_钾	−0.888*	0.981**	0.888*	−0.585	1	种子_铜	−0.541	0.237	0.464	0.617	1

器官	根_镁	茎_镁	叶_镁	果荚_镁	种子_镁	器官	根_硼	茎_硼	叶_硼	果荚_硼	种子_硼
根_镁	1					根_硼	1
茎_镁	−0.480	1				茎_硼	0.598	1
叶_镁	−0.828**	0.459	1			叶_硼	−0.449	−0.612	1
果荚_镁	−0.721	−0.459	0.746	1		果荚_硼	0.142	−0.841*	0.944**	1
种子_镁	0.384	−0.963**	−0.182	0.297	1	种子_硼	0.415	−0.656	0.874*	0.943**	1

器官	根_铁	茎_铁	叶_铁	果荚_铁	种子_铁
根_铁	1
茎_铁	−0.060	1
叶_铁	−0.375	0.672*	1
果荚_铁	0.177	0.750	0.247	1
种子_铁	0.862*	−0.122	0.403	−0.303	1
说明：表示在0.05水平上显著相关，*表示在0.01水平上极显著相关

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期刊类型引用(1)
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其他类型引用(2)
链接本文:
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1. 材料与方法
1.1 材料
1.2 早材导管带特性的数值化表征
1.3 弯曲蠕变测试
1.4 时温等效性
2. 结果与分析
2.1 早材导管分布特性表征统计
2.2 测试温度对白栎木材蠕变的影响
2.3 汽蒸预处理对白栎木材蠕变的影响
2.4 早材导管带对白栎木材蠕变的影响
2.5 时温等效特性
3. 结论

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牡丹Paeonia suffruticosa是芍药科Paeoniaceae芍药属Paeonia的多年生落叶灌木，是中国特有的植物资源^[1-2]。牡丹作为中国的传统名花，花可供观赏，根可作为丹皮入药，牡丹籽油是一种新型木本植物油，具有极高的生态、经济和社会价值^[3-4]。油用牡丹‘凤丹’Paeonia ostii ‘Feng Dan’具有结籽多、出油高、适应范围广、易于管理等优点^[5-6]。其籽粒富含不饱和脂肪酸，多项指标均优于现有食用油，具有改善心血管、调节免疫、消炎、抗肿瘤等多种医疗保健功能^[7-9]。矿质元素是植物体的重要组成成分，对维持正常的生命活动、调节生理功能具有重要作用^[10-11]。矿质元素是植物生长的物质基础，对作物的产量与品质具有重要影响^[12-13]。梁芳等^[14]研究发现：氮、磷、钾、铜、铁对文冠果Xan-thoceras sorbifolia新梢发育具有重要影响。何国庆等^[15]研究表明：氮、钾是山核桃Carya cathayensis果实发育过程中最重要的矿质营养，其中种仁氮、钾与脂肪酸组分的相关性最高。目前，对油用牡丹产量的研究主要集中在栽培方式、施肥方法、根际微生物^[16-21]等方面。此外，对不同肥料元素的施用水平和配比进行科学平衡施肥，提高‘凤丹’种子产量和品质的研究也已取得了一定的进展^[22-24]。张阁^[18]发现：宁夏地区‘凤丹’增产的首要影响因子是氮肥，其次为钾肥和磷肥。朱丹等^[25]建立了‘凤丹’产量与养分施用量的回归方程，获得了氮、磷、钾的最佳施肥量。而关于‘凤丹’生育期内营养器官和生殖器官对矿质元素的吸收及转运规律，尤其是微量元素的研究鲜有报道。了解植株矿质营养元素动态变化及营养水平是合理施肥的基础。本研究对油用牡丹‘凤丹’矿质营养元素及变化进行了动态分析，全面了解油用牡丹‘凤丹’对矿质元素的吸收、利用状况以及营养元素间的平衡关系，以期为油用牡丹合理施肥及高产栽培提供理论依据。

1. 材料与方法

1.1. 材料

于2016年在河南科技大学农场牡丹种植试验基地，选择长势健壮、一致、芽饱满、无病虫害的8年生油用牡丹‘凤丹’植株为材料。施肥和生产上与牡丹正常管理保持一致，2015年11月底施入有机肥(2.25×10⁴ kg·hm⁻²)作为冬储肥，当年3月初施600 kg·hm⁻²，质量比为20∶20∶10的氮肥[主要成分为氮(N)]-磷肥[主要成分为五氧化二磷(P₂O₅)]-钾肥[主要成分为氧化钾(K₂O)]的复合肥作为促花肥；5月中旬施375 kg·hm⁻²氮肥-磷肥-钾肥(质量比为15∶15∶10)的复合肥，施肥时均匀撒施，施完肥浇水。株距×行距分别为60 cm×75 cm，密度约2.25×10⁴株·hm⁻²。

1.2. 试验设计

2016年2月下旬至8月上旬分别取油用牡丹的根、茎、叶、果荚、种子。每次取样3个重复。取样时间：2月26日(展叶期)、3月12日(现蕾期)、3月27日(立蕾期)、4月11日(盛花期)、4月28日、5月12日、6月1日、6月29日、7月18日(4月28日至7月18日为结实期)、8月4日(果熟期)。样品带回实验室后，先用自来水冲洗干净，再用蒸馏水浸洗，滤纸吸干水分后将样品置于烘箱内105 ℃杀青30 min，然后在80 ℃下烘干至恒量，不锈钢粉碎机粉碎样品，储存于带塞的玻璃瓶内备用。

1.3. 研究方法

采用ZDDN-Ⅱ自动型凯氏定氮仪(托普仪器，浙江)，用半微量蒸馏法测定样品全氮质量分数，具体参照温云杰等^[26]的方法。采用Agilent 5100 ICP-OES电感耦合等离子质谱仪(Agilent公司，美国)，测定样品中磷、钾、镁、铁、锰、锌、铜、硼质量分数，具体参照贺春玲等^[27]的方法。

1.4. 数据处理

利用Excel 2010和SPSS 20.0对数据进行处理和相关性分析。

2. 结果与分析

2.1. 油用牡丹‘凤丹’不同生育期营养器官矿质元素质量分数的变化

2.1.1. 根矿物质元素质量分数

‘凤丹’根中矿质元素的测定发现：氮质量分数为9.76~14.08 mg·g⁻¹，展叶期(2月26日)至结实期前期(5月12日)氮逐渐下降，展叶期氮的质量分数高于其他时期。磷质量分数为6.95~9.81 mg·g⁻¹，在展叶期到结实期(7月18日)逐渐下降，果熟期上升。钾质量分数为2.68~5.02 mg·g⁻¹，呈先下降后上升的趋势，结实期后期(6月29日至8月4日)出现下降趋势。镁质量分数为1.04~1.85 mg·g⁻¹，呈先升高后降低，在立蕾期(3月27日)达最大值。微量元素铁质量分数最高，铜最低。锰、铁、锌和硼元素的质量分数均呈先升高后降低的趋势。铁、硼在立蕾期(3月27日)达到峰值，分别为167.5和64.5 mg·kg⁻¹，锰在盛花期(4月11日)达到峰值，为61.4 mg·kg⁻¹，锌在结实期(4月28日)达到峰值，为63.5 mg·kg⁻¹。铜的变化趋势不明显(表1)。

表 1 不同生育期油用牡丹‘凤丹’根矿质元素变化

Table 1. Elements change of P. ostii ‘Feng Dan’ roots in different growth stages

日期(月-日)	氮/(mg·g⁻¹)	磷/(mg·g⁻¹)	钾/(mg·g⁻¹)	镁/(mg·g⁻¹)	铁/(mg·kg⁻¹)	锰/(mg·kg⁻¹)	锌/(mg·kg⁻¹)	铜/(mg·kg⁻¹)	硼/(mg·kg⁻¹)
02-26	14.08	9.81	4.99	1.10	122.81	25.46	19.16	14.99	42.45
03-12	12.79	9.54	3.90	1.47	145.62	46.52	26.21	12.12	56.94
03-27	12.43	9.32	2.68	1.85	167.46	56.52	34.76	11.65	64.47
04-11	11.22	8.89	3.28	1.65	145.65	61.40	47.54	8.65	56.47
04-28	10.36	8.72	3.33	1.36	138.61	52.76	63.47	7.79	34.98
05-12	9.76	8.58	3.92	1.24	113.77	43.00	52.18	9.50	25.43
06-01	10.21	8.26	4.15	1.22	99.21	36.81	32.05	8.45	21.91
06-29	10.25	7.85	5.02	1.23	82.99	30.55	34.67	8.97	23.67
07-18	10.14	6.95	4.97	1.20	75.44	31.80	37.08	10.72	28.33
08-04	10.25	7.78	4.63	1.04	69.96	21.01	39.26	11.50	36.77

2.1.2. 茎矿物质元素质量分数

‘凤丹’茎中矿质元素分析发现：氮质量分数为8.34~10.94 mg·g⁻¹，生育期内呈先降低后升高的变化趋势。磷质量分数为4.06~7.72 mg·g⁻¹，不同生育期持续下降。钾质量分数为8.32~13.58 mg·g⁻¹，不同生育期持续下降，7月18日达最低值，果熟期(8月4日)上升。镁质量分数为1.04~1.42 mg·g⁻¹，生育期内变化趋势不明显。微量元素中铁质量分数最高，呈先升高后降低，在盛花期(4月11日)达到峰值，为176.5 mg·kg⁻¹。锌随着‘凤丹’的生长发育持续上升。硼呈先升高后降低的趋势，4月28日达最大值，为32.9 mg·kg⁻¹。生育期内锰和铜含量无显著变化(表2)。

表 2 不同生育期油用牡丹‘凤丹’茎矿质元素变化

Table 2. Elements change of P. ostii ‘Feng Dan’ stems in different growth stages

日期(月-日)	氮/(mg·g⁻¹)	磷/(mg·g⁻¹)	钾/(mg·g⁻¹)	镁/(mg·g⁻¹)	铁/(mg·kg⁻¹)	锰/(mg·kg⁻¹)	锌/(mg·kg⁻¹)	铜/(mg·kg⁻¹)	硼/(mg·kg⁻¹)
02-26	9.95	7.72	13.58	1.14	125.92	18.31	17.48	13.74	25.80
03-12	8.44	7.11	13.27	1.09	138.05	17.93	19.59	9.62	26.70
03-27	8.75	6.83	11.98	1.13	156.47	16.40	25.47	10.24	28.81
04-11	8.76	6.35	11.62	1.04	176.47	16.40	29.49	9.24	31.81
04-28	8.34	6.24	10.52	1.05	172.30	14.78	31.58	9.78	32.90
05-12	8.75	6.08	9.25	1.37	166.78	17.20	46.23	10.38	23.76
06-01	8.72	5.56	9.01	1.42	164.68	13.57	41.98	7.58	23.57
06-29	9.01	4.86	8.66	1.39	148.32	12.60	45.72	8.01	21.08
07-18	10.23	4.06	8.37	1.29	142.84	10.11	52.22	9.76	20.16
08-04	10.94	5.74	8.32	1.18	182.32	15.15	50.40	12.10	20.20

2.1.3. 叶片矿物质元素质量分数

‘凤丹’叶片矿质元素测定发现：氮质量分数为14.67~35.84 mg·g⁻¹，生育期内持续下降，在现蕾期(3月12日)到结实期前期(5月12日)急剧下降。磷质量分数为6.05~8.75 mg·g⁻¹，生育期内持续下降。钾质量分数为8.63~10.17 mg·g⁻¹，从现蕾期(3月12日)到结实期前期(4月11日)持续下降，花谢后出现急剧上升的趋势，而在结实期(4月28日至8月4日)持续下降。镁质量分数为2.24~5.51 mg·g⁻¹，在不同生育期持续升高。微量元素中铁最高。铁、锰、锌呈先升高后降低趋势，分别在5月12日、4月11日和4月28日达最大值。铜无显著变化，硼呈先升高后降低再升高的趋势(表3)。

表 3 不同生育期油用牡丹‘凤丹’叶片矿质元素变化

Table 3. Elements change of P. ostii ‘Feng Dan’ leaves in different growth stages

日期(月-日)	氮/(mg·g⁻¹)	磷/(mg·g⁻¹)	钾/(mg·g⁻¹)	镁/(mg·g⁻¹)	铁/((mg·kg⁻¹)	锰/(mg·kg⁻¹)	锌/(mg·kg⁻¹)	铜/(mg·kg⁻¹)	硼/(mg·kg⁻¹)
03-12	35.84	8.75	9.94	2.24	117.80	12.50	36.80	3.80	23.60
03-27	31.45	8.24	9.03	2.50	125.20	17.00	39.20	14.10	32.50
04-11	24.52	7.52	8.63	3.24	134.91	25.02	47.05	9.96	40.03
04-28	21.59	6.82	10.17	3.50	148.73	20.17	56.08	10.09	32.91
05-12	18.29	6.46	9.81	4.46	159.42	19.61	53.48	9.81	31.93
06-01	17.59	6.38	9.62	3.78	142.57	16.65	48.24	8.26	41.40
06-29	15.93	6.12	9.47	3.92	135.43	9.64	43.94	7.21	44.58
07-18	14.96	6.05	9.16	4.69	132.85	10.03	41.48	10.03	48.44
08-04	14.67	6.35	9.02	5.51	147.02	10.01	45.01	10.01	55.04

2.1.4. 根、茎、叶中矿质元素间的相关性分析

从表4可见：根中氮与磷、铜，磷和铁、硼，铁和硼，镁和锰、铁、硼，锰和铁均呈极显著正相关(P＜0.01)；钾和镁、锰、铁均呈极显著负相关(P＜0.01)；氮与硼，磷和硼呈显著正相关(P＜0.05)；氮与锌，锌和铜呈显著负相关(P＜0.05)。茎中磷和钾、锰，钾和锰，镁和锌均呈极显著正相关(P＜0.01)；磷和锌，钾和镁、锌，镁和硼，锰和锌，锌和硼呈极显著负相关(P＜0.01)；氮与硼呈显著负相关(P＜0.05)。在叶片中磷和镁，磷和铁、硼均呈极显著负相关(P＜0.01)；镁和铁、硼，铁和锌均呈显著正相关(P＜0.05)。

表 4 油用牡丹‘凤丹’根、茎、叶中9种元素的相关性

Table 4. Correlation among 9 elements of P. ostii ‘Feng Dan’ roots, stems and leaves

元素	氮_根	磷_根	钾_根	镁_根	锰_根	铁_根	锌_根	铜_根	硼_根
氮_根	1
磷_根	0.810**	1
钾_根	−0.090	−0.467	1
镁_根	0.281	0.443	−0.860**	1
锰_根	0.075	0.419	−0.910**	0.888**	1
铁_根	0.570	0.824**	−0.831**	0.831**	0.833**	1
锌_根	−0.651*	−0.249	−0.456	0.145	0.471	0.096	1
铜_根	0.796**	0.434	0.310	−0.145	−0.416	0.081	−0.745*	1
硼_根	0.686*	0.662*	−0.625	0.772**	0.580	0.786**	−0.184	0.394	1

元素	氮_茎	磷_茎	钾_茎	镁_茎	锰_茎	铁_茎	锌_茎	铜_茎	硼_茎
氮_茎	1
磷_茎	−0.278	1
钾_茎	−0.335	0.887**	1
镁_茎	0.097	−0.607	−0.683*	1
锰_茎	−0.267	0.943**	0.766**	−0.499	1
铁_茎	−0.051	−0.207	−0.478	−0.065	−0.075	1
锌_茎	0.421	−0.887**	−0.983**	0.680*	−0.735*	0.422	1
铜_茎	0.587	0.526	0.386	−0.407	0.505	−0.232	−0.303	1
硼_茎	−0.652*	0.588	0.625	−0.739*	0.482	0.199	−0.694*	−0.027	1

元素	氮_叶	磷_叶	钾_叶	镁_叶	锰_叶	铁_叶	锌_叶	铜_叶	硼_叶
氮_叶	1
磷_叶	−0.331	1
钾_叶	−0.803	0.003	1
镁_叶	−0.265	−0.858**	−0.176	1
锰_叶	0.081	0.276	−0.046	−0.359	1
铁_叶	−0.658	−0.682*	0.231	0.674*	0.270	1
锌_叶	0.574	−0.497	0.371	0.349	0.547	0.885**	1
铜_叶	−0.700	−0.112	−0.471	0.160	0.325	0.250	0.202	1
硼_叶	0.433	−0.730*	−0.556	0.811**	−0.430	0.271	0.016	0.233	1
说明：表示在0.05水平上显著相关，*表示在0.01水平上极显著相关

2.2. 油用牡丹‘凤丹’不同生育期生殖器官矿质元素的变化

2.2.1. 果荚矿质元素

对果荚中矿质元素的分析发现：大量元素氮、磷、钾和镁元素在结实期初期均下降，在5月12日达最低值，分别为12.71、7.40、9.91和2.26 mg·g⁻¹。氮和钾在结实期持续上升，在8月4日和7月18日分别达最大值，为30.44和8.75 mg·g⁻¹，钾在果熟期下降。磷和镁在5月12日下降到最低值，在结实期无明显变化。锌和锰先上升后下降，结实期后期(7月18日)骤然下降，铜和铁呈先下降后上升的趋势，硼持续上升(表5)。

表 5 不同生育期油用牡丹‘凤丹’果荚矿质元素变化

Table 5. Elements change of P. ostii ‘Feng Dan’ pods in different growth stages

日期(月-日)	氮/(mg·g⁻¹)	磷/(mg·g⁻¹)	钾/(mg·g⁻¹)	镁/(mg·g⁻¹)	铁/(mg·kg⁻¹)	锰/(mg·kg⁻¹)	锌/(mg·kg⁻¹)	铜/(mg·kg⁻¹)	硼/(mg·kg⁻¹)
04-28	14.81	9.12	13.12	2.53	46.86	14.67	39.13	13.01	26.05
05-12	12.71	7.40	9.91	2.26	15.85	9.66	38.93	9.66	19.30
06-01	16.66	8.73	13.75	2.08	17.07	4.95	12.32	12.32	27.17
06-29	20.70	8.65	17.57	2.72	8.89	26.76	33.47	10.05	33.53
07-18	28.36	8.55	24.24	2.62	13.71	33.79	33.92	6.78	30.43
08-04	30.44	8.08	21.09	3.63	23.70	10.30	15.46	10.30	41.22

2.2.2. 种子矿质元素

对种子中的矿质元素分析发现：氮在结实期不断升高。钾在结实期持续下降，结实期前期明显降低，在结实期后期(6月1日后)下降较为平缓。磷在结实期前期下降，结实后期持续上升，在6月29日后维持在较高水平。镁没有明显变化。微量元素铁在结实期呈先升高后降低的趋势，其他元素均表现出先降低后升高的趋势，锰在7月18日达最大值，之后骤然下降(表6)。

表 6 不同生育期油用牡丹‘凤丹’种子矿质元素变化

Table 6. Elements change of P. ostii ‘Feng Dan’ seeds in different growth stages

日期(月-日)	氮/(mg·g⁻¹)	磷/(mg·g⁻¹)	钾/(mg·g⁻¹)	镁/(mg·g⁻¹)	铁/(mg·kg⁻¹)	锰/(mg·kg⁻¹)	锌/(mg·kg⁻¹)	铜/(mg·kg⁻¹)	硼/(mg·kg⁻¹)
04-28	25.97	23.60	20.23	1.93	20.46	30.09	34.03	28.87	21.02
05-12	27.87	14.95	12.23	1.46	30.85	14.44	19.60	22.44	9.66
06-01	30.63	15.11	9.25	1.40	29.37	12.78	25.70	17.97	10.25
06-29	31.95	18.61	8.31	1.50	17.78	26.73	29.16	17.01	12.15
07-18	33.97	18.70	8.01	1.55	22.43	40.71	40.74	16.27	11.38
08-04	38.37	16.83	7.56	1.63	10.46	19.01	38.02	19.01	28.52

2.2.3. 不同器官间矿质元素的相关性

对同种矿质元素在不同器官中的相关性分析表明(表7)：营养器官(根、茎、叶)与生殖器官(果荚、种子)相同元素之间存在一定的相关性。其中，磷、钾、铁在根与种子间存在显著的相关性(P＜0.05)；锰在根与果荚间存在显著的相关性(P＜0.05)；氮、钾、锰、硼在叶片与果荚之间有显著的相关关系(P＜0.05)；氮、钾、锰、锌、硼在叶片与种子间有显著的相关关系(P＜0.05)；氮在茎与果荚间有显著相关性(P＜0.05)；氮、钾、镁在茎与种子间存在显著的相关性(P＜0.05)。

表 7 油用牡丹‘凤丹’不同器官间矿质元素的相关性

Table 7. Correlation of elements in different organs of P. ostii ‘Feng Dan’

器官	根_氮	茎_氮	叶_氮	果荚_氮	种子_氮	器官	根_锰	茎_锰	叶_锰	果荚_锰	种子_锰
根_氮	1					根_锰	1
茎_氮	−0.029	1				茎_锰	0.287	1
叶_氮	0.952**	−0.579	1			叶_锰	0.826**	0.493	1
果荚_氮	0.331	0.951**	−0.821*	1		果荚_锰	−0.878*	−0.657	−0.898*	1
种子_氮	0.197	0.942**	−0.907*	0.931**	1	种子_锰	−0.622	−0.851*	−0.861*	0.843*	1

器官	根_磷	茎_磷	叶_磷	果荚_磷	种子_磷	器官	根_锌	茎_锌	叶_锌	果荚_锌	种子_锌
根_磷	1					根_锌	1
茎_磷	0.971**	1				茎_锌	0.324	1
叶_磷	0.876**	0.845**	1			叶_锌	0.869**	0.267	1
果荚_磷	−0.053	−0.190	0.162	1		果荚_锌	−0.403	0.052	−0.211	1
种子_磷	−0.845*	−0.701	−0.755	−0.002	1	种子_锌	−0.773	0.815*	−0.871*	−0.180	1

器官	根_钾	茎_钾	叶_钾	果荚_钾	种子_钾	器官	根_铜	茎_铜	叶_铜	果荚_铜	种子_铜
根_钾	1					根_铜	1
茎_钾	−0.362	1				茎_铜	0.792**	1
叶_钾	0.023	0.078	1			叶_铜	−0.037	0.361	1
果荚_钾	0.769	−0.691	−0.838*	1		果荚_铜	−0.706	−0.235	−0.171	1
种子_钾	−0.888*	0.981**	0.888*	−0.585	1	种子_铜	−0.541	0.237	0.464	0.617	1

器官	根_镁	茎_镁	叶_镁	果荚_镁	种子_镁	器官	根_硼	茎_硼	叶_硼	果荚_硼	种子_硼
根_镁	1					根_硼	1
茎_镁	−0.480	1				茎_硼	0.598	1
叶_镁	−0.828**	0.459	1			叶_硼	−0.449	−0.612	1
果荚_镁	−0.721	−0.459	0.746	1		果荚_硼	0.142	−0.841*	0.944**	1
种子_镁	0.384	−0.963**	−0.182	0.297	1	种子_硼	0.415	−0.656	0.874*	0.943**	1

器官	根_铁	茎_铁	叶_铁	果荚_铁	种子_铁
根_铁	1
茎_铁	−0.060	1
叶_铁	−0.375	0.672*	1
果荚_铁	0.177	0.750	0.247	1
种子_铁	0.862*	−0.122	0.403	−0.303	1
说明：表示在0.05水平上显著相关，*表示在0.01水平上极显著相关

3. 结论与讨论

本研究中，‘凤丹’在展叶期(2月26日)营养器官(根、茎、叶)中氮、磷、钾3种大量元素质量分数均维持在较高水平，且从展叶期到立蕾期(3月27日)3种大量元素质量分数均明显下降，说明展叶期到花蕾形成这段时间，‘凤丹’植株初叶舒展、花芽萌发，正处于开花前的准备阶段，根、茎中积累的氮、磷、钾营养元素迅速通过叶片向花中转移，以保证花的发育过程中对氮、磷、钾养分的需求。从立蕾期(3月27日)到结实初期(4月28日)，‘凤丹’经历花蕾形成、圆桃透色期、初花期、盛花期、末花期及结实初期，该阶段是‘凤丹’生殖生长的关键时期，为‘凤丹’后续籽粒物质积累与产量形成奠定基础；此时，‘凤丹’根与叶中氮元素质量分数急剧下降，磷元素缓慢降低，钾元素临近结实期持续增加；茎中氮元素与钾元素持续下降，磷元素变化幅度较小。由此说明，此阶段‘凤丹’根、茎、叶将积累的氮、磷元素源源不断地输送到生殖器官；同时‘凤丹’植株在生殖器官发育过程中对钾元素需求量较大，促使根系不断从土壤中吸收钾元素，通过茎、叶转运至生殖器官。

从结实初期(4月28日)到果熟期(8月4日)，‘凤丹’植株根与果荚中氮元素质量分数呈先上升后下降的趋势，均在5月12日出现转折点；植株茎与种子中的氮元素均呈持续上升趋势；植株叶片中氮元素呈下降趋势，说明种子在发育过程中对氮元素的需求较高，结实初期根系、叶片与果荚中积累的氮元素不断向种子转移，导致此时期叶片与果荚氮下降；随着植株根系从土壤中大量吸收氮元素并通过茎不断向上输送，叶片作为生理代谢重要器官，不断将根、茎输送的氮元素转移至果荚，其转移量大于积累量，致使种子发育过程中，叶片中氮元素不断下降，从而确保果荚及种子中氮元素持续上升、不断积累，为籽粒膨大及内含物充实提供物质基础。从结实初期(4月28日)到果熟期(8月4日)，‘凤丹’植株根与茎中磷元素呈先下降后上升的趋势，均在结实末期(7月18日)出现最低值；叶片中磷元素呈缓慢下降趋势，果荚与种子中磷元素呈现不规则动态变化，说明‘凤丹’果实在发育过程中对磷元素需求量受具体发育阶段的影响，结实末期(7月18日)之前对磷元素需求较大，根、茎、叶中的磷元素持续向果实转移，从结实末期(7月18日)至果熟期(8月4日)对磷元素需求量减小，根与茎中磷元素开始积累。从结实初期(4月28日)到果熟期(8月4日)，‘凤丹’植株根中钾元素先上升后下降，在结实末期(7月18日)出现峰值；植株茎、叶与种子中钾元素均不断下降，果荚中钾元素呈先下降、再上升、又下降的趋势，说明‘凤丹’籽粒发育过程需要大量钾元素，营养器官吸收与积累的钾元素不断转运至果实，为种子膨大、产量形成提供物质基础。张阁^[18]研究发现：‘凤丹’萌芽期和花期需要大量氮和磷，果实发育期需要大量氮、磷和钾，这与本研究的结果一致。本研究发现：‘凤丹’种子发育过程中氮在果荚和种子中持续上升，与牡丹‘小胡红’Paeonia suffruticosa ‘Hu Hong’种子中的变化规律一致^[28]。结实期前期(4月28日至5月12日)果荚和种子磷、钾和镁质量分数均下降，磷和钾元素下降幅度非常明显，而同期茎和叶片中磷和钾同样下降，这与香榧Torreya grandis ‘Merrillii’种子发育前期矿质元素变化一致^[29]，说明‘凤丹’种子处于发育前期。本研究表明：‘凤丹’结实期需氮、磷、钾量大，是氮素、磷素和钾素营养的最大效率时期，应在花谢后种子发育前追施氮磷钾肥。

植物微量元素也直接影响果实的产量和品质^[30-31]。本研究中，‘凤丹’根、茎、叶中铁质量分数远高于锰、锌、铜、硼，与‘小胡红’^[28]、北京景山栽培牡丹和‘洛阳红’Paeonia suffruticosa ‘Luoyang Red’ ^[32-33]结果一致，并且铁呈先升高后降低的趋势，表明‘凤丹’生长发育过程中需要大量的铁。本研究中铁质量分数大于硼，与张阁^[18]在宁夏地区所测的‘凤丹’硼质量分数高于铁的结果不一致，推测其主要原因可能是取样地理环境的差异所致。‘凤丹’根中微量元素呈先升高后降低的趋势，与茎和叶中微量元素变化规律不相同，但整体上也表现为先升高后降低的趋势，并且在盛花期(4月11日)前达到最大值，说明随着花朵开放、叶片展开，植株的光合能力不断增强，叶片中高水平的矿质元素有利于光合作用合成更多的有机物以及光合产物的运输。在花期之后到果熟期(8月4日)，‘凤丹’根、茎、叶中微量元素整体表现出不同程度降低，说明‘凤丹’结实期是各种微量元素的高需求期，可在结实前期对其进行微肥的补充。硼和锌元素在种子发育过程中表现出先下降后升高的趋势，尤其是在种子成熟期(7月18日至8月4日)急剧上升，与魏双雨等^[11]对‘凤丹’施加硼锌肥，显著增大了光合产物积累的结果一致。推测‘凤丹’种子成熟期是植株体内有机物剧烈变化期，同时也伴随着微量元素的大量积累。‘凤丹’生育期内铁远高于其他微量元素，在种子发育后期硼和锌大幅上升，可在种子发育过程中增施铁、硼和锌，以满足‘凤丹’种子微量元素的积累。

植物不同生育期对矿质元素的需求量不同，矿质元素吸收转运相互影响，植物体内矿质元素呈现一定的消长规律，矿质元素在不同器官的动态分布规律也存在一定的相关性^[34-35]。本研究测定的不同元素间具有一定的相关性，有些达到极显著水平，不同器官的不同矿质元素之间的变化规律相关性并不相同，表明不同生育期‘凤丹’器官对不同矿质元素的需求规律存在差异。氮、磷、钾、铁、锰与其他元素间表现出更加密切的相关性，说明它们可能调节‘凤丹’生育期内不同元素的吸收转运。不同元素在营养器官(根、茎、叶)和生殖器官(果荚、种子)间均存在相关性，如本研究发现：在发育过程中，果荚锌呈先升高后下降的趋势，而种子锌则呈先下降后升高的趋势。氮在叶与果荚、种子间，磷在叶与果荚间，硼在叶与果荚间呈显著负相关。‘凤丹’种子可能与果荚及邻近的营养器官间存在同化物分配的源库关系^[36]。种子发育初期果荚或营养器官积累大量的营养元素，当种子发育进入中后期，干物质大量积累，营养元素由果荚或营养器官转运到果实，表明‘凤丹’种子成熟过程中，矿质元素在植物体内存在着从营养器官到生殖器官的分配和积累规律。

综上所述，油用牡丹‘凤丹’花期需补充大量的氮、磷养分，种子发育过程中对氮、磷、钾需求量较大，开花前(3月中旬)宜追施氮、磷肥，花后结实期之前(5月上旬)追施氮、磷、钾肥。现蕾期(3月27日)到花期(4月)铁快速积累，之后迅速下降，种子发育后期对硼、锌需求量增加，可在5−7月种子发育期追施铁、硼、锌等微肥。

参考文献 (36)

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油用牡丹‘凤丹’不同生育期矿质元素的动态变化

DOI: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200303

作者简介: 徐桠楠，从事牡丹生理生态研究。E-mail: 790170940@qq.com

通信作者: 侯小改，教授，从事牡丹生理生态与分子生物学研究。E-mail: hkdhxg@haust.edu.cn

Dynamic analysis of mineral elements across the growth cycle of Paeonia ostii ‘Feng Dan’

1. 材料与方法

1.1 材料

1.2 早材导管带特性的数值化表征

1.3 弯曲蠕变测试

1.4 时温等效性

2. 结果与分析

2.1 早材导管分布特性表征统计

2.2 测试温度对白栎木材蠕变的影响

2.3 汽蒸预处理对白栎木材蠕变的影响

2.4 早材导管带对白栎木材蠕变的影响

2.5 时温等效特性

3. 结论

期刊类型引用(1)

其他类型引用(2)

计量

出版历程

油用牡丹‘凤丹’不同生育期矿质元素的动态变化

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200303

1. 河南科技大学 农学院/牡丹学院，河南 洛阳 471023 2. 河南科技大学 河南省油用牡丹工程技术研究中心，河南 洛阳 471023

作者简介: 徐桠楠，从事牡丹生理生态研究。E-mail: 790170940@qq.com

通信作者: 侯小改，教授，从事牡丹生理生态与分子生物学研究。E-mail: hkdhxg@haust.edu.cn

English Abstract

Dynamic analysis of mineral elements across the growth cycle of Paeonia ostii ‘Feng Dan’

1. College of Agriculture/College of Tree Peony, Henan University of Science and Technology, Luoyang 471023, Henan, China 2. Henan Province Oil Peony Engineering Technology Research Center, Henan University of Science and Technology, Luoyang 471023, Henan, China

全文HTML

1.1. 材料

1.2. 试验设计

1.3. 研究方法

1.4. 数据处理

2.1. 油用牡丹‘凤丹’不同生育期营养器官矿质元素质量分数的变化

2.1.1. 根矿物质元素质量分数

2.1.2. 茎矿物质元素质量分数

2.1.3. 叶片矿物质元素质量分数

2.1.4. 根、茎、叶中矿质元素间的相关性分析

2.2. 油用牡丹‘凤丹’不同生育期生殖器官矿质元素的变化

2.2.1. 果荚矿质元素

2.2.2. 种子矿质元素

2.2.3. 不同器官间矿质元素的相关性

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1.1. 材料

1.2. 试验设计

1.3. 研究方法

1.4. 数据处理

2.1. 油用牡丹‘凤丹’不同生育期营养器官矿质元素质量分数的变化

2.1.1. 根矿物质元素质量分数

2.1.2. 茎矿物质元素质量分数

2.1.3. 叶片矿物质元素质量分数

2.1.4. 根、茎、叶中矿质元素间的相关性分析

2.2. 油用牡丹‘凤丹’不同生育期生殖器官矿质元素的变化

2.2.1. 果荚矿质元素

2.2.2. 种子矿质元素

2.2.3. 不同器官间矿质元素的相关性

1. 河南科技大学农学院/牡丹学院，河南洛阳 471023

2. 河南科技大学河南省油用牡丹工程技术研究中心，河南洛阳 471023

作者简介:
徐桠楠，从事牡丹生理生态研究。E-mail: 790170940@qq.com

1. College of Agriculture/College of Tree Peony, Henan University of Science and Technology, Luoyang 471023, Henan, China

2. Henan Province Oil Peony Engineering Technology Research Center, Henan University of Science and Technology, Luoyang 471023, Henan, China