葉面施硫對大蒜生長、產量及品質的影響

張碧薇 樊繼德 陸信娟 劉燦玉 趙永強 楊峰

摘要：在大田栽培條件下，研究葉面噴施不同含量的硫酸鈉對大蒜生長、產量及品質的影響。結果表明，葉面連續噴施硫酸鈉溶液，大蒜植株的地上部長勢與植株各部分干鮮質量隨施硫量增加呈先增后降趨勢，以S2處理最好，與對照相比，施硫處理的大蒜植株株高、假莖長、葉長和假莖粗分別提高9.86%、11.86%、3.47%和8.44%，大蒜植株的假莖、葉片和鱗莖鮮質量分別比對照顯著增加14.03%、27.56%和13.96%（P<0.05），大蒜鱗莖的干質量較對照顯著提高20.12%;葉面連續噴施硫酸鈉溶液能明顯提高大蒜葉片中光合色素的含量，以S3處理最好，顯著增加單頭鱗莖質量和一級鱗莖比例，較對照增產7.81%;施硫處理有利于提高大蒜鱗莖可溶性蛋白和游離氨基酸的含量，大蒜鱗莖中維生素C、可溶性糖、大蒜素的含量均以S3處理最好，分別較對照顯著增加9.42%、18.16%、35.93%。因此，當大蒜葉面噴施硫含量達300 mg/L時，大蒜產量最高且營養品質最佳。

關鍵詞：大蒜;硫;生長特性;產量;品質

中圖分類號： S633.406文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2022）04-0096-04

收稿日期：2021-04-20

基金項目：江蘇現代農業產業技術體系建設項目（編號：JATS[2020]043）;江蘇中晚熟大蒜產業集群建設項目。

作者簡介：張碧薇（1991—），女，江蘇徐州人，碩士，研究實習員，主要從事大蒜品質等研究。E-mail：zhangbiwei1015@163.com。

通信作者：楊 峰，博士，研究員，現主要從事大蒜育種及栽培技術等研究。E-mai：xz-yangfeng@163.com。

大蒜（Allium sativum L.）是百合科蔥屬植物[1]，大蒜鱗莖（即蒜頭）含有豐富的營養物質，包括蛋白質、多糖、多種氨基酸、維生素以及具有獨特風味的含硫化合物，具有較高的營養和藥用價值[2-4]。

硫是繼氮、磷、鉀3種元素之后的重要營養元素，在植物生長和發育過程中起著非常重要的作用。近年來，硫對提高作物產量、改善作物品質的研究屢見報道。Mishu等研究發現，硫肥的施用能顯著提高洋蔥的產量，可增產39.92%[5]。張國芹等研究發現，莧菜施硫能夠提高株高、單株質量等生長指標[6]。宋麗芳等研究發現，施硫能夠顯著提高甜蕎籽粒總黃酮含量，提高甜蕎籽粒品質[7]。大蒜作為一種喜硫作物，其體內累積的硫可高達 0.3%～0.6%（以干基計）[8]。隨著我國大蒜產業的不斷發展，學者逐漸開始關注硫對大蒜產量和品質的影響，但是有關葉面施硫對大蒜產量和品質影響的研究較少。本試驗通過對大蒜葉面噴施硫酸鈉的方式，探究不同施硫水平對大蒜植株生長特性以及大蒜鱗莖產量和品質的影響，以便為硫肥在大蒜生產中的合理施用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

以徐蒜6號為供試材料，硫元素由硫酸鈉（Na2SO4）提供。

1.2 試驗設計

試驗于2019年10月至 2020年5月在徐州現代農業試驗示范基地進行，試驗地塊連續2年以上種植大蒜。試驗區土壤基礎地力為：全氮含量 0.70 g/kg，速效磷含量33.24 mg/kg，速效鉀含量96.12 mg/kg，有效硫含量11.6 mg/kg，有機質含量18.01 g/kg，pH值6.24。

試驗設置5個處理：葉面噴施去離子水（CK）和葉面分別噴施100 mg/L（S1）、200 mg/L（S2）、300 mg/L（S3）、400 mg/L（S4）硫酸鈉溶液。采用隨機區組設計，株距12 cm，行距20 cm，小區面積 20 m2（2 m×10 m），重復3次。自2020年3月下旬大蒜返青后開始噴施大蒜葉面，每7 d噴施1次，至5月中旬停止噴施。

1.3 測定項目與方法

在大蒜抽薹期（2020年4月23日），采用趙世杰的乙醇提取法[9]測定大蒜葉片光合色素含量，參照李錫香等的方法[10]調查大蒜生長指標，包括株高、假莖高、葉長、葉寬和假莖粗等。在大蒜抽薹期測定大蒜植株各部分的干鮮質量。鱗莖采收（5月20日）后調查鱗莖品質，鱗莖自然晾曬20 d后調查大蒜鱗莖性狀指標及產量，大蒜鱗莖性狀指標包括鱗莖橫徑、單頭鱗莖質量、一級鱗莖比例（即鱗莖橫徑大于5 cm的鱗莖個數占小區收獲總數的比例）等。

采用高俊鳳的鉬藍比色法[11]測定大蒜鱗莖中維生素C含量;參照趙世杰等的蒽酮比色法[9]測定大蒜鱗莖可溶性糖含量;可溶性蛋白含量和大蒜素含量的測定分別采用王月福等的考馬斯亮藍法[12]和張麗霞等的苯腙比色法[13]。

1.3 數據處理與分析

試驗數據采用DPS 7.0和Excel進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 葉面施硫對大蒜植株生長特性的影響

從表1可以看出，大蒜葉片施硫處理對大蒜植株生長特性的影響基本隨著施硫量的增加呈先升高后下降的趨勢。多以S2處理效果最好，S2與S3處理的差異不大;與CK相比，S2處理的株高、假莖長、葉長和假莖粗分別提高9.86%、11.87%、3.47%和8.44%。由此可見， 葉面施硫處理可以促進大蒜植株的生長發育。

2.2 葉片施硫對大蒜植株各部分干鮮質量的影響

由表2可知，大蒜根部、假莖、葉片和鱗莖的生物量隨施硫量的增加呈先增加后減少的拋物線趨勢。與CK相比，S2處理的假莖、葉片和鱗莖的鮮質量變化顯著，分別為114.30、157.34、233.41 g，較對照增加14.03%、27.56%、13.96%。干物質量是衡量植物體內有機物累積的重要指標之一。從表2還可以看出，干質量變化趨勢與鮮質量相同，大蒜植株各部分干質量隨著施硫水平的增加呈現出先升后降的趨勢（蒜薹除外）。與CK相比，施硫處理鱗莖的干質量明顯增加，在S2處理達到最大，比對照提高20.12%。因此，大蒜葉面施硫處理能夠促進大蒜植株各部分生物量的積累和干物質量的增加。

2.3 葉面施硫對大蒜葉片葉綠素和類胡蘿卜素含量的影響

由表3可以看出，不同施硫水平都增加了大蒜葉片中葉綠素和類胡蘿卜素的含量。隨著施硫量的升高，大蒜葉片的葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素、葉綠素a+b的含量均呈先升后降的趨勢，均在施硫量為300 mg/L（S3處理）時達到最大值;與CK相比，葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素和葉綠素a+b的含量分別增加33.74%、26.17%、12.78%和31.69%。本試驗結果表明，施硫量為 300 mg/L（S3處理）時有利于增強大蒜葉片的光合作用。

2.4 葉面施硫對大蒜鱗莖性狀和產量的影響

由表4可知，大蒜鱗莖性狀指標隨著施硫量的增加呈現先增后降的趨勢，以S3處理效果最好。S3處理的鱗莖橫徑、單頭鱗莖質量、一級鱗莖比例以及產量均顯著增加，較CK分別增加7.55%、9.70%、12.25%和7.81%。 因此，大蒜葉面施硫處理能夠促進大蒜生長，提高大蒜一級鱗莖比例和鱗莖的產量。

2.5 葉面施硫對大蒜鱗莖營養品質的影響

由表5可知，不同施硫處理對大蒜鱗莖營養品質的各項指標影響有所不同。不同的施硫量對大蒜鱗莖中游離氨基酸含量的影響不顯著，但對鱗莖中維生素C、可溶性糖、可溶性蛋白和大蒜素含量有顯著影響。隨著施硫量的增加，大蒜鱗莖中維生素C含量呈增加趨勢，S3處理達到最大值，較CK顯著增加9.42%。大蒜鱗莖中可溶性糖與大蒜素的含量均表現為S3>S2>S4>S1>CK，即隨著施硫量的增加呈先增后降的趨勢，S3處理分別較CK顯著增加18.16%與35.93%。可溶性蛋白含量也隨著施硫量的增加呈先增后降的趨勢，以S2處理最高，較CK顯著增加42.23%，S2處理與S3處理差異不顯著，但均顯著高于CK。

3 結論與討論

植物的生長狀態是植物重要的生物學特征之一，硫作為植物生長過程中的重要元素，參與氨基酸、蛋白質等物質的構成，在植物的生長發育過程中起關鍵作用[14-15]。韓會閣等的研究表明，合理的施硫水平可以促進烤煙生長發育，而大量施用硫肥則會對烤煙的生長發育產生不利影響[16]。Meher等研究發現，施硫能夠顯著提高洋蔥的株高、葉片數、假莖長和假莖粗等生理指標[17]。秦梅等研究發現，施硫量在35～105 mg/kg范圍時，可以明顯促進春油菜幼苗植株鮮質量的增加[18]。孫旭東等研究發現，施硫能夠提高玉米苗期干物質量的積累[19]。劉中良等研究發現，適當的施硫量可顯著增加大蒜的株高、假莖粗等生長指標，而當施硫量高于 2.25 mmol/L 時，則會產生抑制作用[8]。本研究結果表明，適宜的施硫量促進了大蒜植株地上部的長勢，株高、假莖長、葉長、假莖粗和各部分干鮮質量均顯著增加，這與有關研究結果[20]一致。大蒜是喜硫植物，適宜的施硫量可以促進大蒜植株的生長和營養成分的積累，但施硫量過大又可能會影響大蒜的生長發育，進一步影響大蒜的產量和鱗莖品質。

葉綠素在植物的光合作用中發揮著不可替代的作用，它直接影響植株的光合效率，進一步影響植株的生長發育及其產量。梁魁景等的研究表明，外源硫可通過促進蘋果葉片葉綠素的合成來增強蘋果葉片的光合作用[21]。王竹承等研究發現，外源硫能夠提高馬齒莧葉綠素的含量，增強馬齒莧葉綠素的合成[22]。在本研究中，適量（300 mg/L）的硫肥噴施大蒜葉面能夠顯著提高大蒜葉片葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素和葉綠素a+b的含量，這與相關研究結果[23]類似。這可能是施硫促進了植株氮素代謝，提高了葉片中葉綠素含量，從而促進植株光合作用，增加光合產物，為后期大蒜鱗莖膨大提供營養儲備，為大蒜高產奠定基礎。

合理施硫可以促進作物產量的增加。宋麗芳等在甜蕎試驗中研究發現，施硫能夠顯著提高甜蕎千粒質量以及產量[7]。Garg等的研究表明，與不施硫相比，合理施硫能夠顯著提高洋蔥鱗莖產量，增產率高達14.82%[24]。本試驗結果表明，大蒜鱗莖性狀指標隨著施硫量的增加而呈現先增后降的趨勢，適當的施硫水平能夠促進大蒜的生長，提高大蒜一級鱗莖比例和鱗莖的產量。在本試驗中，當施硫水平達到300 mg/L（S3處理）時，與CK相比，其大蒜鱗莖橫徑、單頭鱗莖質量以及產量均顯著增加，這可能是適宜的施硫水平可以在一定程度上彌補土壤施肥的不足，促進大蒜營養生長，最終提高鱗莖產量。

硫是大蒜的品質元素，適當施硫可以提高大蒜鱗莖中維生素C、可溶性糖、可溶性蛋白、游離氨基酸和大蒜素的含量，改善大蒜鱗莖的營養品質。維生素C是植物體內重要的抗氧化物質，是衡量蔬菜品質的關鍵營養指標[25]。在本研究中，施硫處理均可以提高大蒜鱗莖中的維生素C含量，隨著施硫量的增加，維生素C含量呈先增后降的趨勢，這與劉中良等的研究結果[8]類似。可溶性糖不僅是重要的光合產物，也是評價大蒜品質的重要指標[26]。在本試驗S3處理的中硫水平下，鱗莖中的可溶性糖含量達到最高，這可能是在該施硫水平條件下，大蒜的生長狀態好，葉片葉綠素含量較高，光合作用較強，光合產物的積累較多。硫參與蛋白的構成，在本試驗中硫水平（S2、S3處理）下，大蒜鱗莖中的可溶性蛋白含量顯著增加;而大蒜鱗莖中的游離氨基酸含量增加不顯著。這可能是由游離氨基酸水平受大蒜品種及生長環境等因素影響所引起的。有機硫化合物是衡量大蒜品質的特征性營養成分，而大蒜素又被認為是評價大蒜營養品質的關鍵性指標[27]。閆冰潔等的研究表明，施硫能夠明顯提高大蒜鱗莖中的大蒜素含量[28-30]，與本試驗結果一致。在本試驗中，隨著施硫量的增加，大蒜鱗莖中的大蒜素含量呈現先增后降的趨勢，施硫水平為300 mg/L（S3處理）時，鱗莖中大蒜素含量達到最大，由此可知，適當的施硫水平能夠促進大蒜素的合成。

綜上所述，葉面施硫可以改善植株長勢，增強大蒜的光合性能，提高大蒜產量和鱗莖的營養品質。當施硫量達300 mg/L時，最有利于提高大蒜鱗莖的產量以及大蒜鱗莖的營養品質。

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