北京妙峰山玫瑰花种植生产特征及精油分析.doc

北京妙峰山玫瑰花种植生产特征及精油分析中国园艺文摘2012年第2期北京妙峰山玫瑰花种植生产特征及精油分析孙江,李玲,高景红,张国光,胡春风.,黄朝情,郭宝林(1.北京市农业环境监测站,北京100029;2.北京市门头沟区农业科学研究所,北京1023003.中国医学科学院北京协和医学院药用植物研究所,北京100094)摘要:对北京妙峰山玫瑰花生产环境,分布区域,栽培条件特征状况,鲜花采收时间及处理保存进行调查分析,同时采集北京妙峰山玫瑰花新鲜花瓣,采用水蒸气蒸馏提取玫瑰精油,对精油成分进行GC-MS检测和分析.关键词:妙峰山;玫瑰精油;香茅醇玫瑰(Rosa/ugo&iThunb.)别名红玫瑰,为蔷薇科落叶灌木.玫瑰原产我国北方,喜阳光,温暖,干燥的环境.耐寒,耐旱,喜肥沃,排水良好,背风的沙质土壤,不耐水渍,分蘖能力强.玫瑰花适应性强,微碱性土地能生长,在中性或微酸性土中生长和开花最好.我国是玫瑰的故乡,栽种历史悠久.我国作为浓香型玫瑰的品种发源地,最为典型的传统品种包括甘肃苦水玫瑰,山东平阴玫瑰,江苏汉王玫瑰,北京妙峰山玫瑰等.该香型的特点是玫瑰标志性气味强,头香浓重,留香时间短,回味甜.油用玫瑰的主要种植目的是提取玫瑰油.玫瑰精油被誉为鲜花油之冠,具有极高的经济价值.玫瑰油作为世界上最为昂贵的天然香料之一,是制作顶级香水的基香成份.它部分成分至今无法检测定义,以至于合成香料无从取代其高贵,神秘,绵长的作用.1研究方法1.1调查方法北京妙峰山地区生产红玫瑰已经有500多年的历史,种植玫瑰为玫瑰原种.此地区海拔高,气候凉爽,昼夜温差大,自然条件得天独厚.由于温度和湿度适宜玫瑰生长,管理精细,所以花朵色彩特别鲜艳,花朵大,香气浓,花的质量好.目前在妙峰山地区种植面积达460hm左右,每年产量大约有25万1(g鲜花用于提炼玫瑰精油和制造”玫瑰露”供应出口,深受国际市场欢迎.在调查期间,深入北京妙峰山玫瑰主产区,对玫瑰花生产环境,分布区域,栽培条件特征状况和采收时间及处理保存等,作了细致地调查和记录,并与当地玫瑰花种植技术人员进行交流,搜集资料.1.2玫瑰生产环境研究方法1.2.1样品采集根据农田土壤环境监测技术规范(NY/T395-2000),对门头沟玫瑰种植区域设4个采样地块,在门头沟区妙峰山镇涧沟村玫瑰花种植园,每个地块单元按蛇形布点法布点15个,取040cm深土壤混匀留样1kg,进行土壤中重金属含量测试分析.第一作者简介:孙江(1963-),男,高级农艺师;研究方向为农业环境保护和生物多样性保护与可持续利用.此外,还在门头沟妙峰山镇涧沟村玫瑰花种植园采集花农正在施用的有机肥样品进行分析.1.2.2分析测试方法pH,砷,汞采用土壤元素近代分析方法测试;铅,镉采用GB/TI7141方法测试;铜采用GB/T17138方法测试;铬采用GB/T17137方法测试.1.3玫瑰精油分析试验方法1.3.1仪器与试剂(1)材料来源:清晨9:00前采集自北京门头沟区妙峰山镇涧沟村玫瑰种植地的新鲜花瓣.(2)仪器:Agilent一6890GC/5973MS气质联用系统.(3)试剂:丙酮为色谱纯级,水为去离子水.1.3.2样品处理方法去花托,只保留花瓣.取约500g花瓣于采集当天(采后6h)立即蒸馏提取,加入2000ml去离子水,加热至沸腾后保持微沸5h,停止加热,冷却后取出上层挥发油,并进行GCMS测定.1.3.3GC/MS分析(1)色谱条件.仪器:Agilent6890气相色谱仪I石英毛细管柱:HP-5MS(0.25mlTl30mx0.25in)l载气:HeI柱流量:1.0ml/min;进样器:Agilent7673进样器I进样量:1l,不分流l柱前压:7.57psi,进样口温度:260,程序升温条件:初始柱温为50”C,保持1min,然后以4.00”C/min的速率升至180,再以15/min的速率升至280,运行50min.(2)质谱条件.Agilent5973质谱仪.电离方式:EIl电子能量:70EVl离子源温度:230I质量扫描范围:30u500maUl接口温度:280;四级杆温度:150l溶剂延迟:4.00min.(3)分离鉴定.将各色谱峰相应的质谱图通过Nist05谱库检索确认化学结构.2结果与讨论2.1北京妙峰山玫瑰发展概况妙峰山玫瑰花栽培的品种主要是重瓣紫红色玫瑰(RosarugosavartypicalReg.),规模化种植主要分布在黄安坨村,禅房村,涧沟村等地,种植面积达166.67hm,每年产量大约有25万kg.妙峰山重瓣紫红玫瑰花型大,颜色深,花瓣厚,香味浓,是我国玫瑰花的主要栽培品种.枝条高8O150cm,粗81.1cm,花瓣紫红色,花直径67cm,大小花瓣总数100枚以上.一27CNESEHORTlCULTUREABSTRACTS妙峰山的玫瑰花主要用于生产加工玫瑰精油,玫瑰酱,化妆用品,玫瑰花茶等,深受国际市场欢迎.其中提取玫瑰精油是种植玫瑰的一个最主要用途.玫瑰精油被誉为鲜花油之冠,可调配多种花香型香精,是世界上用途最广泛的高品质香料之一.但由于玫瑰花中精油的含量很低,价格极其昂贵.妙峰山玫瑰花香气浓郁,热烈,醇厚,鲜花出油率约O.03%.2.2妙峰山玫瑰花生产种植特点2.2.1生产环境妙峰山玫瑰花生长期间最适宜的温度是2025,喜光,较耐旱.妙峰山地区冬季雨雪较多,次年春天玫瑰的生长发育普遍良好.妙峰山玫瑰花主产区土壤中重金属含量测试分析结果见表I.从测试结果可以看出,妙峰山玫瑰花种植区土壤各项指标均符合无公害农产品产地环境要求.表1妙峰山玫瑰花主产区土壤中重金属含量2.2.2中耕除草及修剪除草工作每年不少于45次,选晴好天气中耕除草,中耕可结合施肥.幼苗期杂草用手拔除,生长期应保持地内无杂草,冬季玫瑰花落叶后进行深翻土地.夏末开花后剪去纤细的枝条和茎秆发白的老枝,冬季落叶后再修剪1次.2.2.3灌溉及施肥在玫瑰花含苞现蕾之前,当地农民会进行灌溉,产量则可以大幅度增加,并且质量良好.妙峰山玫瑰花栽培地只施有机肥,对有机肥进行分析测试,结果见表2.从测试结果可以看出,妙峰山玫瑰花栽培所施用的有机肥符合标准.2.2.4病虫害防治妙峰山玫瑰花种植地区由于自然环境条件好,病虫害较少发生.偶有蚜虫病发生,均不施用农药,常铺设灰色地膜以趋避.2.2.5鲜花的采收鲜花的主要香气成分在初开期基本形表2妙峰山玫瑰花主产区土壤中重金属含量成,大部分芳香成分在半开期至盛开期含量最高.光照,温度和湿度是影响玫瑰花出油率的主要因素,花朵芳香的散失速度受以上因素的影响.当温度升高,湿度降低时,由于花瓣的水分蒸腾加速,大量的芳香油随水分一起被蒸发散失,因而出油率降低,在接近正午时,玫瑰花的出油率急速下降.而阴雨天时,温度低,光照弱,湿度大,精油散失速度慢,出油率变化微小.因此,生产中提取玫瑰精油时,应选择开放程度在半开期至盛开期的鲜花进行采摘.(1)采收时间:妙峰山玫瑰鲜花从5月下旬起有10%的花蕾开放时开始采收,鲜花的采摘在每日上午5:O08:OO进行,最迟不晚于10时前结束.如果阴雨天,由于光照小,气温低,湿度大,可以适当延迟采摘时间.(2)花瓣开放程度:玫瑰鲜花为花朵半开放状态(鲜花蕾全部露红,萼片全部裂开)或者刚完全开放时尽快采摘,此时花瓣湿润,色泽鲜艳.2.2.6鲜花的储存研究表明放置后玫瑰精油的香气成分降低,毒性成分增加.妙峰山玫瑰用于提炼精油的鲜花瓣都是采摘当天提取处理,不超过6h.2.3妙峰山玫瑰精油成分分析香茅醇,香叶醇,橙花醇及它们的酯类是构成玫瑰精油玫瑰香气的基本成分,亦是玫瑰精油的主体香气成分.一28一通过化学分析,妙峰山玫瑰精油的化学成分种类主要为单萜,倍半萜及其含氧衍生物,此外,还含有一些低级醛酮,脂肪族化合物以及少量苯衍生物(见表3).通过查阅并比较文献资料发现,北京妙峰山玫瑰的精油成分构成与国内的平阴玫瑰和苦水玫瑰较为接近,3-香叶醇的含量均为10%左右.但与2者不同的是,妙峰山玫瑰精油中香茅醇的含量特别高,几乎占总峰面积约50%.且妙峰山玫瑰香叶醇/丁香酚甲醚的比例接近1:I,而平阴玫瑰,苦水玫瑰的香叶醇/丁香酚甲醚的比例分别为2:9,这可能是妙峰山玫瑰的香气独特与2者不同的原因之一.3结论(1)作为玫瑰花产区,妙峰山海拔高,气候凉爽,昼夜温差大,适宜玫瑰生长.玫瑰种植历史悠久,也具有一定的规模.(2)通过对妙峰山玫瑰栽培产区进行实地采样分析可知,妙峰山玫瑰种植区土壤土层深厚,土质肥沃,各项指标均符合无公害农产品产地环境要求,施用的有机肥也符合标准.(3)妙峰山玫瑰鲜花出油率0.03%,精油的化学成分种类主要为单萜,倍半萜及其含氧衍生物,此外,还含有一些低级醛酮,脂肪族化合物以及少量苯衍生物.妙峰山玫瑰精油中香茅醇的含量特别地高,几乎占总峰面积约50%.香叶醇/丁香酚甲醚的比例接近l:1.(4)用于提炼精油的玫瑰花应当天采摘,上午5:OO8:O0点之间,花表3玫瑰花瓣精油的化学成分分析中国园艺文摘20l2年第2期各成分占总峰面积百分比成分名各成分占总峰面积百分比注:”微”指检测到的浓度小于o.5%或者有峰但未能积分,”指未检测到.朵半开放状态或者刚完全开放时进行.采摘当天进行提取处理,阴凉低温保存不超过6h.参考文献:1张晓林,林祖铭,金声等.北京妙峰山玫瑰花头香成分的分析研究J.北京大学(自然科学版),1985,(4):8-17.2张海云,孟宪水.影响玫瑰鲜花出油率的因素J.香料香精化妆品,1997,(4):4243.3张海云,郭永来,夏传军等.提高玫瑰鲜花出油率方法探讨J.香料香精化妆品,2006,(5):2829.4冯立国,生利霞,赵兰勇.玫瑰花发育过程中芳香成分及含量的变化J.中国农业科学,2008,41(12):43414351.5马希汉,王永红,尉芹等.玫瑰花精油含量的动态变化J.林业科学,2006,42(3):7780.6马希汉,王永红,尉芹等.玫瑰花保藏方法与精油得率关系的研究J.林产化学与工业,2005,25(3):8488.7柳中海,单春会,吕小兰.玫瑰花精油的提取J.农产品加工学刊,2006,(11):7577.8李万美.玫瑰花含油率与立地条件的关系J.北京目化,1982,(12):66.9李斌,孟宪军,智红涛等.SCFC02对玫瑰精油提取的研究及GC/MS分析J.农业科技与装备,2007,(6):4649.(下转24页)一29CHfNESEHORTlCULTUREABSTRACTS表3磷石膏对土壤pH值的影响性,强化灌水洗盐效果.由表4可知,磷石膏处理加强了洗盐效果,0.45%0.6%磷石膏处理灌水洗盐土壤电导率值明显降低.表4磷石膏对土壤可溶性全盐的影响2.2.3磷石膏对土壤养分的影响磷石膏能直接供给农作物生长所需的一些营养元素,促进作物营养体和地下根系的生长,提高对土壤养分的利用率,增加土层中根茬的产量,改善土壤养分状况71.0.45%(1500kg/667m)磷石膏处理的田间试验区的耕层土壤有机质,水解氮,速效磷,速效钾的含量都有不同程度的提高,种植作物费菜生物量显着增加.3结论磷石膏作为磷肥工业的副产物,用于改良盐碱土地,成本低,方法简单,施用方便.经上述试验,结合曹妃甸青龙河盐碱土原土绿化工程应用磷石膏改良土壤实例,得出:重盐碱地每667m施磷石膏15002000kgle有效改善土壤物理,化学性状,增加土壤渗透能力,降低土壤pH值,提高耕层土壤养分.但由于磷石膏质地疏松,遇水易板结,因此应注意与耕层土壤搅拌均匀,与秸秆微生物菌肥配合施用效果更佳.参考文献:1杨斌,李沪萍,罗康碧.磷石膏综合利用的现状J.综述专论化工科技,2005,13(2):6165.2马雷,刘力,杨林等.磷石膏资源化利用J.新贵州化工,2004,29(2):1417.3赵建茹,玛丽亚?马木提.浅谈磷石膏的综合利用J.干旱环境监测,2004,18(2):95-97.4张丽辉,孔东,张艺强.磷石膏在碱化土壤改良中的应用及效果J.内蒙古农业大学,2001,6(22):97100.53王成宝,崔云玲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