施硫方式及時(shí)期對(duì)不結(jié)球白菜營養(yǎng)品質(zhì)與光合特性的影響

徐瑤+何玲莉+黃思杰+韓業(yè)飛+牟建梅+張國芹

摘要：研究土施、噴施2種施硫（Na2SO4）方式及不同施硫時(shí)期對(duì)不結(jié)球白菜植株產(chǎn)量、營養(yǎng)指標(biāo)及光合作用的影響，以明確其最佳施硫方式和最適施硫時(shí)期。結(jié)果表明，土施及噴施2種施硫方式可顯著提高植株地上部的生物量和維生素C含量，硝酸鹽累積量顯著降低（P<0.05）；2種施硫方式能顯著提高葉片的葉綠素a含量、葉綠素b含量、葉綠素總量、凈光合速率（Pn）、水分利用效率（P<0.05）；播種當(dāng)天施硫，植株地上部的生物量、維生素C含量相對(duì)最低，硝酸鹽累積量相對(duì)最高；播種后15 d施硫的地上生物量相對(duì)最大，播種后10 d施硫的維生素C含量相對(duì)最高，播種后10～15 d施硫可使植株硝酸鹽含量有顯著降低（P<0.05）；播種后5 d施用硫肥，不結(jié)球白菜的葉綠素a、葉綠素b含量相對(duì)最低，而播種后15 d施硫的葉綠素a、葉綠素b含量相對(duì)最高，多顯著高于其他處理（P<0.05）；播種當(dāng)天施硫的葉片Pn、蒸騰系數(shù)（Tr）、葉片胞間CO2濃度（Ci）相對(duì)最低，播種后15 d施硫的相應(yīng)值相對(duì)最高。土施及噴施硫肥均能顯著促進(jìn)不結(jié)球白菜的生長發(fā)育，兩者之間各指標(biāo)多差異不顯著，而土施操作相對(duì)簡(jiǎn)便，應(yīng)采用土施方式進(jìn)行施硫；播種后15 d為不結(jié)球白菜最適施硫時(shí)期，可明顯提高不結(jié)球白菜的單株產(chǎn)量、營養(yǎng)品質(zhì)及光合作用。

關(guān)鍵詞：不結(jié)球白菜；施硫方式；施硫時(shí)間；品質(zhì)；光合特性；土施；噴施

中圖分類號(hào)： S634.301文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)：1002-1302（2017）23-0115-06

硫（S）為植物生長發(fā)育所需的重要的第四大礦物元素之一，是生物合成蛋氨酸與半胱氨酸的主要原料[1]，還是輔酶A、硫胺素、谷胱甘肽等酶、輔酶及小分子物質(zhì)的組成元素，對(duì)植物生長發(fā)育、光合作用、氮代謝、根瘤固氮、激素代謝及抗重金屬毒害等有著重要的作用[2-4]。

近年來，隨著農(nóng)業(yè)形式發(fā)展及復(fù)種指數(shù)不斷增加，肥料構(gòu)成發(fā)生變化，含硫肥料投入愈加減少，我國部分地區(qū)土壤含硫量急劇下降，土壤缺硫逐漸成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的制約因素[5]，尤其是在南方地區(qū)，缺硫現(xiàn)象更為普遍[6]。不結(jié)球白菜等十字花科作物對(duì)硫的需求尤其敏感，在生長發(fā)育中需要更多的硫，其風(fēng)味物質(zhì)的形成更是與硫有著密切關(guān)系，芥子油、糖苷油均為硫脂化合物[7-10]。但是，在我國乃至國際上有關(guān)小白菜施硫的研究相對(duì)較少[11-13]，精準(zhǔn)高效的硫肥施用技術(shù)尚未形成，深入研究不結(jié)球白菜的施硫技術(shù)十分必要，科學(xué)施硫方案有待進(jìn)一步完善。本研究在前期試驗(yàn)已探明不結(jié)球白菜最適硫素形態(tài)及濃度的基礎(chǔ)上，通過對(duì)比不同施硫方式及時(shí)期對(duì)植株產(chǎn)量、營養(yǎng)品質(zhì)及光合特性指標(biāo)的影響，確定最佳施硫方式，明確最適施硫時(shí)期，為指導(dǎo)不結(jié)球白菜科學(xué)精準(zhǔn)施硫提供依據(jù)，并為十字花科及其他作物的施硫提供借鑒和參照。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)于2015年8月在江蘇太湖地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所試驗(yàn)基地進(jìn)行，供試材料為不結(jié)球白菜品種華王，采取盆栽方式，所用塑料盆規(guī)格為49 cm×20 cm×14 cm；每盆裝土7 kg，供試土壤為黃泥土，基本理化性質(zhì)為有機(jī)質(zhì)含量40.32 g/kg，堿解氮、速效磷、速效鉀、有效硫含量分別為117.12、40.36、275.99、11.28 mg/kg，pH值為6.83；以尿素、磷酸氫二氨、氯化鉀（分析純）為基肥，施用量分別為N 80 mg/kg、P2O5 40 mg/kg、K2O 80 mg/kg；每盆種植不結(jié)球白菜30株，全生育期嚴(yán)格水分控制，絕對(duì)含水量保持在34%，其他常規(guī)管理相同。在前期試驗(yàn)基礎(chǔ)上，本試驗(yàn)以無水硫酸鈉作為不結(jié)球白菜最適合的硫素形態(tài)，施用最佳濃度折合S為30 mg/kg，分別采用土施、噴施2種施肥方式，分2次施入，施肥時(shí)間分別為播種后10、20 d，以不施硫處理為對(duì)照。在施肥方式試驗(yàn)基礎(chǔ)上，采取一次性土施進(jìn)行不同施肥時(shí)期試驗(yàn)，施肥時(shí)間設(shè)5個(gè)處理，分別為播種后0（即播種當(dāng)天）、5、10、15、20 d。每個(gè)處理重復(fù)3次，隨機(jī)排列。

1.2測(cè)定項(xiàng)目與方法

播種后27 d進(jìn)行采收，于采收前后測(cè)定各處理地上部生物量（植株質(zhì)量）、干鮮質(zhì)量比、維生素C含量、硝酸鹽含量及葉綠素含量。維生素C、硝酸鹽含量參照李合生的方法[14]測(cè)定，葉綠素含量采用牟建梅等的方法[15]測(cè)定，于采收前選取晴朗天氣的09：00—11：00，用 Li-6400 便攜式光合儀測(cè)定葉片光合參數(shù)，取植株頂部第3～4 張完全展開的功能葉，測(cè)定各處理的凈光合速率（net photosynthetic rate，Pn）、蒸騰系數(shù)（transpiration rate，Tr）、胞間CO2 濃度（intercellular CO2 concentration，Ci），計(jì)算其水分利用效率（water use efficiency，WUE）。WUE以Pn和Tr的比值表示，即WUE=Pn/Tr。測(cè)定時(shí)，空氣CO2濃度為400 μmol/mol，光照度為 1 000 μmol/（m2·s），溫度為30 ℃。

1.3數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用DPS 7.05軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用Excel 2007軟件進(jìn)行作圖。

2結(jié)果與分析

2.1不同施硫方式對(duì)不結(jié)球白菜的影響

2.1.1產(chǎn)量及營養(yǎng)品質(zhì)由圖 1可見，施用硫肥能顯著提高不結(jié)球白菜的單株質(zhì)量（地上生物量）、維生素C含量，顯著降低其硝酸鹽積累量（P<0.05）；與不施硫（對(duì)照）相比，土施、噴施Na2SO4分別使不結(jié)球白菜單株質(zhì)量提高13.60%、12.39%，植株干鮮質(zhì)量比與對(duì)照差異不顯著；2種施硫方式與不施硫（對(duì)照）相比，不結(jié)球白菜的硝酸鹽含量分別降低41.10%、38.70%，且2種施硫方式之間差異不顯著，其中土施效果相對(duì)略好；噴施Na2SO4的不結(jié)球白菜維生素C含量相對(duì)最高，顯著高于土施與對(duì)照，比對(duì)照提高24.64%。因此，土施及噴施Na2SO4處理在提高不結(jié)球白菜產(chǎn)量方面差異不顯著。endprint

2.1.2葉綠素含量由圖2可見，土施和噴施Na2SO4的不結(jié)球白菜，其葉綠素a含量、葉綠素b含量、葉綠素總量（葉綠素a+b）分別比不施硫（對(duì)照）提高10.33%、9.76%，23.14%、23.17%，13.28%、13.27%，兩者之間差異不顯著，均顯著高于對(duì)照（P<0.05）；2種施硫方式及不施硫處理的

不結(jié)球白菜，其葉綠素a/b相互間無顯著差異。

2.1.3光合特性由圖3可見，土施、噴施Na2SO4的不結(jié)球白菜，其葉片凈光合速率（Pn）分別比對(duì)照提高57.68%、4440%，而兩者之間差異不顯著，但均顯著高于對(duì)照（P<005）；土施、噴施Na2SO4白菜的蒸騰系數(shù)分別比對(duì)照提高 28.26%、19.77%，土施硫肥顯著高于對(duì)照（P<0.05），而噴施硫肥與對(duì)照差異不顯著；3種處理的葉片胞間CO2濃度以土施硫肥相對(duì)較好，但與噴施處理相互間差異不顯著；土施Na2SO4的植株水分利用效率較對(duì)照提高22.51%， 與噴施硫肥差異不顯著，顯著高于不施硫（對(duì)照）處理（P<0.05）。由此可見，在改善不結(jié)球白菜的葉片光合效率上，土施及噴施Na2SO4均有顯著效果，土施略好于噴施，但兩者之間差異不顯著。

2.2不同施硫時(shí)間對(duì)不結(jié)球白菜的影響

2.2.1產(chǎn)量及營養(yǎng)品質(zhì)由圖4可見，不同時(shí)間施硫?qū)Σ唤Y(jié)球白菜地上生物量的影響較為明顯，播種當(dāng)天的地上生物量（單株質(zhì)量）相對(duì)最低，其他處理的地上生物量較播種當(dāng)天提高3.80%～16.14%，其中播種后15 d的地上生物量相對(duì)最大；隨著施用Na2SO4的時(shí)間延長，植株的干鮮質(zhì)量比越小，最早施用硫肥處理（播種當(dāng)天）的植株干鮮質(zhì)量比較最晚施用（播種后20 d）顯著增加16.19%（P<0.05），播種后20 d施用硫肥的植株含水量相對(duì)較高；播種當(dāng)天施用Na2SO4的不結(jié)球白菜植株其硝酸鹽含量相對(duì)最高，其他時(shí)間施用硫肥的植株其硝酸鹽累積量比播種當(dāng)天施用的降低26.54%～5321%，其中播種后15 d的植株硝酸鹽含量相對(duì)最低，其次為播種后10 d處理的；播種當(dāng)天施硫的不結(jié)球白菜維生素C含量相對(duì)最低，播種10 d后處理的顯著高于播種當(dāng)天施硫的（P<0.05），其中以播種后10 d處理的維生素C含量相對(duì)最高，較播種當(dāng)天處理高20.29%。由此可見，播種后10、15 d施用Na2SO4能顯著提高不結(jié)球白菜的產(chǎn)量，改善其品質(zhì)，其中播種后15 d處理相對(duì)最佳。

2.2.2葉綠素含量由圖5可見，播種后5 d施用硫肥的不結(jié)球白菜葉片的葉綠素a含量相對(duì)最低，而播種后15、20 d施硫的葉綠素a含量相對(duì)較高，分別比播種后5 d施硫的顯著高54.88%、23.92%（P<0.05）；播種后5 d施用硫肥的不結(jié)球白菜葉片的葉綠素b含量也相對(duì)最低，而播種后10、15 d施硫的白菜葉片葉綠素b含量相對(duì)較高，分別比播種后5 d施硫的高24.52%、44.30%（P<0.05）；播種后15 d施用Na2SO4的葉片葉綠素總量顯著高于其他處理；葉綠素a/b在播種后20 d施硫相對(duì)最高，播種后10 d施硫相對(duì)最低。因此，播種后15 d施用Na2SO4，可最大限度提高不結(jié)球白菜葉片中的葉綠素含量。

2.2.3光合特性由圖6可見，與播種后0～5 d相比，播種后10～20 d施用Na2SO4能顯著提高葉片的凈光合速率，其中播種后15 d施硫的Pn相對(duì)最高，是播種當(dāng)天施硫的2倍；播種后15 d施硫，不結(jié)球白菜葉片的蒸騰系數(shù)明顯高于其他處理，播種當(dāng)天施硫的Pn相對(duì)最低；播種后5～20 d施硫的葉片胞間CO2濃度多數(shù)顯著高于播種當(dāng)天施硫的，播種后10～20 d施硫的葉片胞間CO2濃度較播種當(dāng)天施硫的高3874%～59.61%，其中播種后15 d施硫的葉片胞間CO2濃度相對(duì)最高；播種后10～20 d施硫，葉片的水分利用效率顯著高于其他處理，較最低的播種后5 d施硫葉片水分利用效率高5517%～78.18%，其中以播種后20 d處理效果最好。由此可見，播種后10～20 d施用Na2SO4能有效改善不結(jié)球白菜的光合作用，其中以播種后15 d處理的效果相對(duì)更佳。

3結(jié)論與討論

土施、噴施Na2SO4能夠顯著提高不結(jié)球白菜的地上生物量，植株單株質(zhì)量分別比不施硫提高13.60%、12.39%，大田試驗(yàn)證實(shí)，相同濃度的Na2SO4確實(shí)能夠有效增產(chǎn)，使不結(jié)球白菜增產(chǎn)21.0%，這與吳新德等的研究結(jié)論[16]一致。但是，也有研究顯示，施硫不會(huì)增加小白菜的生物量[11-12]，這可能與硫肥施用條件及小白菜基因型差異有關(guān)。施硫也可實(shí)現(xiàn)大蔥、油菜、小麥、大麥等作物的增產(chǎn) [17-20]。施硫方式與不施硫相比、播種后15 d施硫與播種后0 d相比，不結(jié)球白菜的硝酸鹽含量顯著降低（P<0.05）。國內(nèi)外大量研究證實(shí)，植物體內(nèi)氮硫同化存在高度相關(guān)性[12，19，21-22]，適當(dāng)施硫能夠有效促進(jìn)氮的吸收同化，提高氮素利用率，降低植株硝酸鹽累積量[11-12]。在油菜上的研究表明，施硫能夠降低植株中硝酸鹽含量，并導(dǎo)致其硝酸還原酶（nitrate reductase，NR）及谷氨酰胺合成酶（glutamine synthetase，GS）表達(dá)量增加；反之，缺硫使其葉片和根中硝酸鹽大幅累積，NR及GS表達(dá)量急劇下降[7]。另有研究報(bào)道， 小白菜葉片中硫與硝酸鹽含量呈顯著

負(fù)相關(guān)[23]，噴施硫能提高NR、谷氨酸丙酮酸轉(zhuǎn)氨酶（glutamate pyruvate transaminase，GPT）、谷氨酸草酰乙酸轉(zhuǎn)氨酶（glutamate oxaloacetate transaminase，GOT）的活性，植株硝酸鹽含量降低[11-12]。

硫是鐵氧還蛋白的重要組成部分，參與葉綠素的合成和光合電子傳遞，對(duì)植物光合作用有著重要的作用[24-25]。土施及噴施硫肥均能顯著提高不結(jié)球白菜葉綠素含量（P<0.05），播種后10、15 d施用硫肥也能夠最大限度地提高植株葉綠素含量，可見施硫能夠有效促進(jìn)葉片的葉綠素合成，這與Carfagna等的研究結(jié)論[20，26-27]類似?；艚莸妊芯勘砻?，葉面噴施NaHSO3能在一定程度上提高小白菜葉片的凈光合速率（Pn），且不同濃度NaHSO3處理后表現(xiàn)出明顯的濃度效應(yīng)和時(shí)間效應(yīng)[12]。本研究中土施和噴施2種施硫方式均能顯著提高植株的Pn、蒸騰系數(shù)（Tr）、葉片胞間CO2濃度（Ci）及水分利用率（WUE）等光合指標(biāo)，且播種后10、15 d施用Na2SO4的光合指標(biāo)相對(duì)最佳，這可能是導(dǎo)致小白菜增產(chǎn)的重要原因之一。同時(shí)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，施硫后植株P(guān)n的增加與Ci的增加呈正相關(guān)，這與Nazar等的研究結(jié)論[26-27]基本一致，這可能是硫?qū)Σ唤Y(jié)球白菜Pn的影響是由于氣孔因素引起的[28]。值得注意的是，施硫會(huì)對(duì)小白菜葉片Tr及WUE產(chǎn)生積極影響，顯著提升植株水分的利用機(jī)能。endprint

土施、噴施2種施硫方式與不施硫處理相比，可顯著增加地上生物量、維生素C含量、葉綠素a含量、葉綠素b含量、葉綠素總量、Pn、Tr、WUE，植株硝酸鹽含量顯著降低（P<005），而2種施硫方式之間差異不顯著，土施及噴施2種施硫方式均適合在不結(jié)球白菜上使用，這與霍捷的研究結(jié)果[29]相反，這可能是不同基因型不結(jié)球白菜對(duì)硫的敏感性不同造成的。鑒于土施操作方便、利于推廣，采用土施硫肥研究不同播種時(shí)間對(duì)不結(jié)球白菜的影響，結(jié)果表明，播種后10、15 d分別施用Na2SO4與其他處理相比，可明顯增加不結(jié)球白菜的地上生物量、維生素C含量、葉綠素a含量、葉綠素b含量、葉綠素總量、Pn、Tr、Ci、WUE，植株硝酸鹽含量有明顯降低。因此，不結(jié)球白菜播種后10～15 d為施硫最佳時(shí)期，其中以播種后15 d施硫相對(duì)更好，而播種當(dāng)天施硫處理的效果最不理想。

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