施硫?qū)ㄉL(zhǎng)發(fā)育、品質(zhì)和土壤供硫能力的影響

司賢宗，張 翔，索炎炎，毛家偉，李 亮，余 瓊，李國(guó)平，余 輝

（1.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物營(yíng)養(yǎng)與資源環(huán)境研究所，河南鄭州450002；2.正陽(yáng)縣花生研究所，河南正陽(yáng)463600）

硫?qū)ㄉL(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量形成和品質(zhì)改善具有重要的影響。近年來，隨著花生產(chǎn)量水平的增加，每年從土壤中攜走較多的硫，同時(shí)，又不重視農(nóng)家肥、含硫化肥的施用，易導(dǎo)致土壤中的硫不能滿足花生整個(gè)生育期對(duì)硫的需求，不僅導(dǎo)致花生減產(chǎn)，而且降低了花生仁中蛋白質(zhì)和脂肪的含量[1]。因此，研究施硫?qū)ㄉL(zhǎng)發(fā)育、品質(zhì)和土壤供硫能力的影響，對(duì)花生產(chǎn)量增加、品質(zhì)改善和硫肥的高效利用具有重要的意義。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)硫營(yíng)養(yǎng)的研究主要集中在冬小麥[2]、玉米[3-4]、水稻[5]、油菜[6]、烤煙[7]、卷心菜[8]等作物的生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量增加和品質(zhì)改善方面，而對(duì)花生硫營(yíng)養(yǎng)研究較少，且研究?jī)?nèi)容多集中在花生缺硫矯正施肥和產(chǎn)量效益方面，如周可金等[9]采用盆栽方法研究了供硫水平對(duì)花生葉片硫素含量與形態(tài)的影響，認(rèn)為不同葉齡葉片對(duì)缺硫反應(yīng)不同，幼葉對(duì)缺硫反應(yīng)更為敏感；楊杰等[10]、周躍良等[11]、吳德淮等[12]、苑學(xué)亮等[13]對(duì)花生施硫效應(yīng)進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，施硫能夠改善花生的農(nóng)藝性狀，可顯著增加花生的產(chǎn)量；王媛媛等[14-15]、汪仁等[16]研究表明，施硫不僅能提高花生主莖高和側(cè)枝長(zhǎng)，延緩葉片衰老，而且能顯著增加花生莢果產(chǎn)量、提高花生品質(zhì)。硫與其他營(yíng)養(yǎng)元素肥料配施的綜合效應(yīng)方面，如何春梅等[17]利用盆栽試驗(yàn)方法，研究了鉀、鎂、硫元素不同配比對(duì)花生養(yǎng)分吸收、累積及分配的影響，鉀、鎂、硫配比有利于增加花生生物產(chǎn)量、提高經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量；熊金燕等[18]研究結(jié)果表明，施用控緩釋含硫尿素可以促進(jìn)花生營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)，改善提高作物農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量性狀，增加花生產(chǎn)量，提高籽粒中蛋白質(zhì)和粗脂肪含量；RADWAN 等[19]研究結(jié)果表明，硫肥和根瘤菌配施能增加花生產(chǎn)量，提高品質(zhì)；ABD EL-KADER 等[20]研究了硫與鋅、硼配合施用對(duì)花生產(chǎn)量和品質(zhì)的的影響，結(jié)果表明，硫與鋅、硼配施能增加花生莢果產(chǎn)量，提高花生仁中脂肪和蛋白質(zhì)的含量。總之，對(duì)花生硫營(yíng)養(yǎng)的研究遠(yuǎn)不及對(duì)氮、磷、鉀營(yíng)養(yǎng)的研究全面、系統(tǒng)，有關(guān)施硫?qū)ㄉL(zhǎng)發(fā)育、品質(zhì)和土壤供硫能力等方面的研究還未見報(bào)道。

針對(duì)豫南花生產(chǎn)區(qū)因不重視硫肥施用而制約花生增產(chǎn)和提質(zhì)等問題，本試驗(yàn)研究了施用硫肥對(duì)不同生育時(shí)期葉片SPAD 值、農(nóng)藝性狀、花生產(chǎn)量、脂肪產(chǎn)量、蛋白質(zhì)產(chǎn)量以及耕層土壤全硫、有效硫含量的影響，旨在為豫南砂姜黑土區(qū)花生產(chǎn)量增加、品質(zhì)改善和硫肥的高效利用提供技術(shù)支撐。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2017 年6—10 月在河南省正陽(yáng)縣蘭青鄉(xiāng)大余村花生試驗(yàn)田進(jìn)行。供試土壤為砂姜黑土，質(zhì)地黏壤，地勢(shì)平坦，土壤肥力均勻。耕層土壤基本理化性狀為：有機(jī)質(zhì)19.2 g/kg，全氮1.28 g/kg，速效氮131.4 mg/kg，速效磷30.3 mg/kg，速效鉀155.4 mg/kg，有效硫26.2 mg/kg，全硫145.3 mg/kg，pH 值4.5。

1.2 試驗(yàn)材料

供試花生品種為豫花22，由河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所提供。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)5 個(gè)處理，分別為：T1.不施硫（CK）；T2.施 硫30 kg/hm2；T3.施 硫60 kg/hm2；T4.施 硫90 kg/hm2；T5.施硫120 kg/hm2。各個(gè)處理氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）施用量分別為150，120，90 kg/hm2，肥料品種為硫酸銨、尿素、重鈣、氯化鉀；肥料全部作基肥施用，起壟后撒施。小區(qū)面積為15 m2，3 個(gè)重復(fù)，隨機(jī)排列。種植方式為起壟種植，花生種植密度18 萬穴/hm2，每穴播種2 粒。于6 月1 日播種，9 月14 日收獲。其他田間管理按照一般豐產(chǎn)大田進(jìn)行。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.4.1 土壤樣品采集與測(cè)定 整地施肥前，采集基礎(chǔ)土壤（0～20 cm）樣品1 kg，測(cè)定基礎(chǔ)地力。分別在花生苗期、花針期、結(jié)莢期、飽果期、收獲期取0～20 cm 耕層土壤，采用硫酸鋇比濁法測(cè)定土壤全硫含量和有效硫含量[21]。

1.4.2 葉片葉綠素含量的測(cè)定 在花生苗期、花針期、結(jié)莢期、飽果期測(cè)定葉片的葉綠素含量，每個(gè)處理取有代表性5 株，每株取5 片新展開葉，采用植物養(yǎng)分測(cè)定儀（TYS-4N 型）測(cè)定花生葉片的SPAD 值。

1.4.3 花生品質(zhì)測(cè)定 花生籽粒蛋白質(zhì)含量測(cè)定采用凱氏定氮法[19]，粗脂肪含量測(cè)定按照GB/T 14772—2008 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。計(jì)算蛋白質(zhì)產(chǎn)量和脂肪產(chǎn)量。

1.4.4 花生產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀的測(cè)定 花生收獲時(shí)，每個(gè)處理分別取4 m2花生進(jìn)行收獲、晾曬、稱質(zhì)量計(jì)產(chǎn)；同時(shí)每個(gè)處理取有代表性的10 株進(jìn)行考種，測(cè)定其主莖高、側(cè)枝長(zhǎng)、分枝數(shù)、結(jié)果枝數(shù)、單株結(jié)果數(shù)（飽果數(shù)、秕果數(shù)）、單株果質(zhì)量、飽果質(zhì)量、秕果質(zhì)量、百果質(zhì)量等。

1.5 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2007 軟件進(jìn)行初步整理；采用SPSS 軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析；采用Duncan's 新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施硫量對(duì)花生不同生育時(shí)期葉片SPAD值的影響

從表1 可以看出，與不施硫肥相比，施硫能增加花生葉片SPAD 值，苗期、花針期、結(jié)莢期、飽果期花生葉片SPAD 值平均增加2.9，4.1，3.5，2.8；隨著花生生育期的推進(jìn)，不同處理花生葉片SPAD 值呈拋物線變化趨勢(shì)，花生葉片SPAD 值在結(jié)莢期均最高，T1，T2，T3，T4，T5 處理分別為43.1，45.3，46.4，47.2，47.6；隨著施硫量的增加，不同生育期花生葉片SPAD 值呈增加趨勢(shì)。

表1 不同施硫量對(duì)花生各生育時(shí)期葉片SPAD 值的影響

2.2 不同施硫量對(duì)花生農(nóng)藝性狀的影響

由表2 可知，與不施硫肥處理相比，施硫能增加花生主莖高、側(cè)枝長(zhǎng)、分枝數(shù)和飽果數(shù)，平均增加2.5，4.6 cm，0.4 條/株，2.7 個(gè)/株；秕果數(shù)平均降低1 個(gè)/株。隨著施硫量的增加，花生株高、側(cè)枝長(zhǎng)、分枝數(shù)和飽果數(shù)呈增加趨勢(shì)，秕果數(shù)呈降低趨勢(shì)。

2.3 不同施硫量對(duì)花生產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

由表3 可知，隨著施硫量的增加，蛋白質(zhì)含量呈拋物線變化趨勢(shì)，T3 處理的花生仁中蛋白質(zhì)含量最高，為25.1%；脂肪含量隨著施硫量的增加呈增加趨勢(shì)，T5 處理的脂肪含量最高，為50.1%。莢果產(chǎn)量、蛋白質(zhì)產(chǎn)量和脂肪產(chǎn)量均隨施硫量的增加呈增加趨勢(shì)。T5 處理的莢果產(chǎn)量、蛋白質(zhì)產(chǎn)量和脂肪產(chǎn)量最高，分別為5 836.5，979.8，2 011.8 kg/hm2。

表2 不同施硫量對(duì)花生農(nóng)藝性狀的影響

表3 不同施硫量對(duì)花生產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

2.4 不同施硫量對(duì)花生不同生育時(shí)期耕層土壤全硫含量的影響

表4 不同施硫量對(duì)花生各生育時(shí)期耕層土壤全硫含量的影響 mg/kg

由表4 可知，隨著花生生育期的推移，不同處理耕層土壤全硫含量呈降低趨勢(shì)。同一生育時(shí)期，隨著施硫量的增加，耕層土壤全硫含量呈增加趨勢(shì)。與花生播種前耕層土壤全硫含量（145.3 mg/kg）相比，T1，T2，T3，T4，T5 處理收獲期的耕層土壤全硫含量分別增加-41.3，-26.3，-4.3，15.7，12.7 mg/kg。表明T3 處理的施硫量（60 kg/hm2）在滿足花生生長(zhǎng)發(fā)育的同時(shí)，基本能達(dá)到土壤全硫的供給平衡。

2.5 不同施硫量對(duì)花生不同生育時(shí)期耕層土壤有效硫含量的影響

表5 不同施硫量對(duì)花生各生育時(shí)期耕層土壤有效硫含量的影響 mg/kg

從表5 可以看出，隨著花生生育時(shí)期的推進(jìn)，不同處理耕層土壤有效硫含量呈降低趨勢(shì)。同一生育時(shí)期，隨著施硫量的增加，耕層土壤有效硫含量呈增加趨勢(shì)。與花生播種前耕層土壤有效硫含量（26.2 mg/kg）相比，T1，T2，T3，T4，T5 處理收獲期的耕層土壤有效硫含量分別增加-7.1，-3.5，-0.1，8.6，14.3 mg/kg。表明T3 處理的施硫量（60 kg/hm2）在滿足花生生長(zhǎng)發(fā)育的同時(shí)，能達(dá)到土壤有效硫的供給平衡。

3 結(jié)論與討論

3.1 施硫?qū)ㄉL(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)質(zhì)量的影響

RADWAN 等[19]和ABD EL-KADER 等[20]研究認(rèn)為，施用硫肥能促進(jìn)花生生長(zhǎng)發(fā)育，改善花生經(jīng)濟(jì)性狀，增加花生產(chǎn)量，提高花生蛋白質(zhì)和脂肪的產(chǎn)量。楊杰等[10]研究結(jié)果表明，在土壤有效硫含量為1～2 mg/kg 的耕地上，施硫量在20～60 kg/hm2時(shí)，能明顯改善花生的農(nóng)藝性狀，平均增產(chǎn)15%左右，其中，施硫量為40 kg/hm2時(shí)，花生增產(chǎn)效果最大。周躍良等[11]、吳德淮等[12]研究結(jié)果表明，花生施用硫肥有明顯的增產(chǎn)效果，增產(chǎn)幅度達(dá)6.8%～15.0%。苑學(xué)亮等[13]研究認(rèn)為，施硫量為60 kg/hm2時(shí)，花生的產(chǎn)量最高，為5 359.5 kg/hm2，比對(duì)照增產(chǎn)793.1 kg/hm2，增產(chǎn)率達(dá)17.4%。本研究結(jié)果表明，隨著施硫量的增加，花生產(chǎn)量呈增加趨勢(shì)，最高產(chǎn)量為5 836.5 kg/hm2，與不施硫相比，增產(chǎn)15.0%，與前人研究結(jié)果基本一致。王媛媛等[14-15]研究認(rèn)為，施硫提高了花生主莖高和側(cè)枝長(zhǎng)，顯著增加了葉片葉綠素含量和光合速率，延緩了葉片衰老；施硫不僅顯著增加了花生莢果產(chǎn)量，而且明顯提高了籽仁中蛋白質(zhì)和脂肪含量，其中，施硫量為40 kg/hm2時(shí)，籽仁蛋白質(zhì)含量最高。熊金燕等[18]研究結(jié)果表明，施用控緩釋含硫尿素可以促進(jìn)花生營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)，提高作物農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量性狀，使花生產(chǎn)量提高23.36%，花生籽粒蛋白質(zhì)和粗脂肪含量分別提高了5.4%和4.9%，改善了作物品質(zhì)。汪仁等[16]盆栽試驗(yàn)結(jié)果表明，與對(duì)照相比，每千克土中施硫量為80 mg 時(shí)，花生增產(chǎn)17%，花生果仁中蛋白質(zhì)產(chǎn)量增加20.1%，脂肪產(chǎn)量增加21.5%。本研究表明，施硫能增加花生葉片SPAD 值，平均增加3.3，改善了花生農(nóng)藝性狀，促進(jìn)花生生長(zhǎng)發(fā)育，莢果產(chǎn)量、蛋白產(chǎn)量和脂肪產(chǎn)量平均分別增加11.1%，19.4%，19.2%。

3.2 施硫?qū)ν寥罓I(yíng)養(yǎng)元素的影響

楊杰等[10]研究結(jié)果表明，土壤有效硫含量在1～2 mg/kg 時(shí)，施硫肥為20～60 kg/hm2，能明顯提高土壤的有效硫殘留量。RADWAN 等[19]和ABDELKADER 等[20]在石灰土壤上研究結(jié)果表明，施單質(zhì)硫能降低土壤的pH 值，提高土壤有效氮磷鉀含量，增加有效鋅、硼、鉬等微量營(yíng)養(yǎng)元素的含量，從而促進(jìn)花生的生長(zhǎng)發(fā)育，提高花生的產(chǎn)量和質(zhì)量。本研究結(jié)果表明，隨著施硫量的增加，耕層土壤全硫含量和有效硫含量呈增加趨勢(shì)，施硫量為60 kg/hm2時(shí)，耕層土壤全硫含量、有效硫含量能達(dá)到供給平衡。考慮到本試驗(yàn)土壤的pH 值為4.5，應(yīng)結(jié)合土壤改良，進(jìn)一步研究施用硫酸鹽形態(tài)硫?qū)ㄉL(zhǎng)發(fā)育和土壤有效養(yǎng)分的影響，從而為硫肥在酸性土壤上的合理施用提供依據(jù)。

本試驗(yàn)條件下，在氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）施用量分別為150，120，90 kg/hm2的基礎(chǔ)上，施硫量為60～90 kg/hm2能滿足花生生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)硫的需求，花生產(chǎn)量為5 665.5～5 802.0 kg/hm2，蛋白質(zhì)產(chǎn)量和脂肪產(chǎn)量分別為956.5～968.6 kg/hm2和1 894.0～1 968.8 kg/hm2；花生收獲期土壤全硫含量、有效硫含量分別141～158，26.1～34.8 mg/kg，能達(dá)到耕層土壤全硫含量、有效硫的供給平衡。