施硫对花生产质量和硫吸收利用的影响

来源:用户上传      作者:司贤宗 张翔 索炎炎

　　 摘要：采用大田随机区组试验，研究施硫对花生产质量和硫吸收利用的影响，为花生合理施用硫肥提供技术支撑。结果表明，随着施硫量的增加，花生的饱果质量、出仁率、百果质量、产量呈增加趋势，其最大值分别为29.2 g/株、68.8%、224.5 g、5 836.5 kg/hm2;油酸、亚油酸的含量呈增加趋势，最高值分别为37.83%、39.83%;硬脂酸、花生酸的含量呈抛物线变化趋势，最大值分别为3.45%、1.48%;蛋氨酸、色氨酸的含量呈增加趋势，最大值分别为0.26%、0.30%。花生仁、茎、果壳、叶、根中硫积累量分别占总积累量的44.4%～47.7%、29.4%～31.5%、12.1%～13.6%、6.7%～7.5%、1.9%～5.2%，随着施硫量的增加，花生仁、果壳、茎中硫的积累量呈抛物线变化趋势，叶、根中硫的积累量呈增加趋势。花生硫素积累量、硫肥利用率、硫肥农学效率均随着施硫量的增加呈抛物线变化趋势，最大值分别为19.65 kg/hm2、8.4%、9.8 kg/kg。在本试验条件下，施硫量在60～90 kg/hm2时，花生产量为5 665.5～5 802.0 kg/hm2，硫肥利用率、硫肥农学效率分别为7.1%～8.4%、8.0～9.8 kg/kg。
　　 关键词：花生;硫肥;产质量;吸收;利用
　　 中图分类号： S565.206;S143.7+1  文献标志码： A  文章编号：1002-1302（2020）06-0059-05
　　 花生是需硫较多的作物，随着花生产量的增加，每年从土壤中携走较多的硫，同时，农家肥、含硫化肥投入量减少，易导致土壤中的硫不能满足整个花生生育期对硫的需求，进而影响花生的产量和品质[1]。因此，研究硫对花生产质量和硫吸收利用的影响，对花生产量增加、品质改善和硫肥高效利用具有重要意义。国内外学者对硫营养的研究主要集中在冬小麦[2]、玉米[3-4]、水稻[5]、油菜[6]、烤烟[7]、卷心菜[8]等作物的生长发育、产量增加和品质改善上，而对花生硫营养研究较少，且研究内容多集中在花生缺硫矫正施肥和产量效益方面，如周可金等采用盆栽方法，研究供硫水平对花生叶片硫素含量与形态的影响，认为不同叶龄叶片对缺硫反应差异明显，幼叶对缺硫反应更为敏感[9];魏林根等对花生硫素营养特性进行了研究，结果表明，施硫均能显著提高花生各生育阶段对硫的吸收量，提高花生植株硫的含量[10];杨杰等对花生施硫效应进行了研究，认为施硫能改善花生的农艺性状，显著增加花生的产量[11-14]。在硫与其他营养元素肥料配施的综合效应方面，熊金燕等研究了控缓释含硫尿素对花生产量和品质的影响，结果表明，施用控缓释含硫尿素可以促进花生营养生长与生殖生长，改善农艺性状与产量性状，提高花生产量[15];何春梅等利用盆栽试验方法，研究了钾、镁、硫元素不同配比对花生养分吸收、累积及分配的影响，认为钾、镁、硫配比有利于增加花生生物产量、提高经济产量[16]。总体来说，对花生硫营养的研究远不及对氮、磷、钾营养的研究全面、系统，有关施硫对花生产量、品质和硫的吸收利用等方面的研究还鲜见报道。因此，本研究围绕豫南花生产区不重视硫肥的施用，制约花生产量增加和品质提高等问题，研究了施用硫肥对花生产量、脂肪酸组分、蛋白质组分以及对硫的吸收、利用的影响，为豫南砂姜黑土区花生产量增加、品质改善和硫肥的高效利用提供技术支撑。
　　1 材料与方法
　　1.1 试验地概况
　　 试验于2017年6—10月在河南省正阳县兰青乡大余村花生试验田进行。试验田土壤为砂姜黑土，质地黏重，土壤肥力均匀，排灌条件良好。0～20 cm 耕层土壤基础地力情况：有机质含量为 19.2 g/kg，全氮含量为1.28 g/kg，速效氮含量为131.4 mg/kg，速效磷含量为30.3 mg/kg，速效钾含量155.4 mg/kg，有效硫含量为26.2 mg/kg，全硫含量为 145.3 mg/kg，pH值=4.1。
　　1.2 試验设计
　　 试验设5个处理，分别为T1：对照（不施硫）;T2：施硫30 kg/hm2;T3：施硫60 kg/hm2;T4：施硫 90 kg/hm2;T5：施硫120 kg/hm2。
　　 各个处理氮（N）、磷（P2O5）、钾（K2O）用量均分别为150、120、90 kg/hm2，硫肥为硫酸铵（含硫量为23.5%，含氮量为20.5%），其他肥料品种为尿素（含氮量为46%）、重钙（P2O5的含量为44%）、氯化钾（K2O含量为60%）;肥料全部作基肥施用，整地后，肥料撒施，旋耕，起垄播种花生。试验小区面积为15 m2，3个重复，随机排列。供试花生品种为豫花22。种植方式为起垄种植，花生种植密度18万穴/hm2，每穴播种2粒。于6月1日播种，9月14日收获。其他田间管理按照一般丰产大田进行管理。
　　1.3 样品采集与分析
　　 土壤样品采集与测定，整地施肥前采集1 kg基础土壤（0～20 cm）样品，测定基础地力。
　　 在花生收获时，每个处理取有代表性的5株花生，分别按照花生茎、叶、根、果壳和花生仁等部位分开，65 ℃恒温烘干，测定其干物质量，样品粉碎后，测定全硫含量。
　　 花生品质分析：按照GB 5009.6—2016《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》测定粗脂肪含量;按照GB 5009.168—2016《食品安全国家标准 食品中脂肪酸的测定》测定脂肪酸组分相对百分含量;氨基酸组分测定采用氨基酸自动分析仪。
　　1.4 收获与计产
　　 花生收获时，每个处理分别取4 m2花生进行收获、晾晒、称质量计产;同时每个处理取有代表性的10株花生进行考种，测定单株饱果数和秕果数、单株饱果质量和秕果质量、百果质量等。
　　1.5 数据分析 　　 硫肥利用率=（施硫区硫素吸收量/不施硫区硫素吸收量）/施硫量×100%;
　　 硫肥农学利用率（kg/kg）=（施硫区籽粒产量/不施硫区籽粒产量）/施硫量;
　　 硫肥偏生产力（kg/kg）=施硫区籽粒产量/施硫量[17]。
　　 试验数据采用Excel 2007软件进行初步整理;用DPS软件对试验数据进行方差分析;用Duncans新复极差法进行多重比较。
　　2 结果与分析
　　2.1 不同处理对花生经济性状及产量的影响
　　 由表1可知，与不施硫肥相比，施硫能增加花生饱果质量、出仁率、百果质量、产量，降低秕果质量。随着施硫量的增加，花生的饱果质量，出仁率、百果质量、产量呈增加趋势，其最大值分别为29.2 g/株、68.8%、224.5 g、5 836.5 kg/hm2。花生荚果与施硫量的关系经线性加平台模型检验（P=0.020 2）， 平台产量为5 819.3 kg/hm2，平台拐点施硫量为 79.6 kg/hm2，在0～79.6 kg/hm2施硫量范围，y（花生荚果产量）=5 040.8+9.775x（施硫量），施硫量高于79.6 kg/hm2，y（花生荚果产量）=5 819.3。因此可以认为，施硫量的临界值或最优施用量为 79.6 kg/hm2。
　　2.2 不同处理对花生仁中脂肪酸组分含量的影响
　　 由表2可知，随着施硫量的增加，油酸、亚油酸的含量呈增加趋势，T5处理最高，分别为 37.83%、39.83%;硬脂酸、花生酸的含量呈抛物线变化趋势，T3处理均最高，分别为3.45%、1.48%;棕榈酸、花生一烯酸、山嵛酸、木焦油酸的含量呈降低趋势，T1处理均最高，分别为13.85%、0.89%、2.84%、1.41%。
　　2.3 不同处理对花生仁中人体必需氨基酸组分含量的影响
　　 由表3可知，在8种人体必需氨基酸中，随着施硫量的增加，蛋氨酸、色氨酸的含量呈增加趋势，T5处理最高，分别为0.26%、0.30%;缬氨酸、赖氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸的含量呈降低趋势，T1处理均最高，分别为1.19%、1.11%、073%、0.89%、1.72%、1.42%。說明施硫能增加含硫氨基酸组分含量，如蛋氨酸含量;色氨酸是生长素的合成前体，施硫增加则色氨酸组分含量增加，在一定程度上能提高生长素的合成，延缓花生的衰老。
　　2.4 不同处理对花生不同器官硫含量的影响
　　 由表4可知，花生植株硫含量在0.10%～0.31%，不同器官硫含量的大小顺序依次为根>花生仁>叶>茎>果壳，平均值分别为0.23%、0.21%、0.19%、0.18%、0.12%;随着施硫量的增加，花生叶、果壳中硫含量呈线性加平台变化趋势，表明施硫量超过T2处理后，叶、果壳中硫含量变化幅度较小;花生仁、茎中硫含量随着施硫量的增加呈抛物线变化趋势，T4处理的花生仁、茎中硫含量均最高，分别为0.23%、0.20%，说明施硫量超过一定范围，花生仁、茎中硫含量不增，反而降低;根中硫含量随着施硫量的增加呈增加趋势，T5处理的硫含量最大，为0.31%，表明施硫量过大时，根中硫含量急剧增加。
　　2.5 不同处理对硫积累、分配的影响
　　 由表5可知，花生不同器官硫积累量的大小顺序依次为花生仁>茎>果壳>叶>根，其中花生仁、茎、果壳、叶、根中硫积累量分别占总积累量的44.4%～47.7%、29.4%～31.5%、12.1%～13.6%、6.7%～7.5%、1.9%～5.2%。随着施硫量的增加，花生仁、果壳、茎中硫的积累量呈抛物线变化趋势，T4处理的硫积累量均最大，分别为9.07、2.41、6.16 kg/hm2;叶、根中硫的积累量随着施硫量的增加呈增加趋势，T5处理的硫积累量均最大，分别为1.34、0.99 kg/hm2。
　　2.6 不同处理对硫利用效率的影响
　　 由表6可知，随着施硫量的增加，花生硫素积累量、硫肥利用率、硫肥农学效率均呈抛物线变化趋势，其中T4处理的硫素积累量最大，为 19.65 kg/hm2，T3处理的硫肥利用率、硫肥农学效率最高，分别为8.4%、9.8 kg/kg;硫肥偏生产力随着施硫量的增加呈降低趋势，T2处理的硫肥偏生产力最大，为175.3 kg/kg。
　　3 结论与讨论
　　3.1 施硫对作物产量和品质的影响
　　 曹殿云等在玉米上的研究结果表明，施硫量为80 kg/hm2时，能提高玉米产量[3];景金富等研究认为，油菜在高氮条件下施硫，籽粒产量增加了127%[6];李娜等的研究结果表明，随着施硫水平的增加，玉米产量呈抛物线变化趋势，施硫量为 150 kg/hm2 时，产量最高[4];周跃良等研究结果表明，花生施用硫肥有明显的增产效果，幅度达 6.8%～15.0%[12-13];苑学亮等研究认为，施硫量为60 kg/hm2时，花生的产量最高，为5 359.5 kg/hm2，增产793.1 kg/hm2，增产率达17.4%[14]。本研究结果表明，随着施硫量的增加，花生产量呈增加趋势，其最高产量为 5 836.5 kg/hm2，与不施硫相比，增产14.9%，经线性加平台模型检验，平台产量为 5 819.3 kg/hm2，平台拐点施硫量为79.6 kg/hm2，在0～79.6 kg/hm2施硫量范围，花生荚果产量与施硫量成正比，施硫量高于79.6 kg/hm2，花生荚果产量不再增加。因此可以认为，施硫量的临界值或最优施用量为 79.6 kg/hm2。本研究结果基本与前人研究一致。王媛媛等研究认为，施硫提高了花生主茎高和侧枝长，显著增加了叶片叶绿素含量和光合速率，延缓了叶片衰老;施硫不仅显著增加了花生荚果产量，而且明显提高了花生仁中蛋白质和脂肪含量及油酸/亚油酸比值，其中施硫量为40 kg/hm2时，籽仁蛋白质含量最高[18-19]。熊金燕等研究结果表明，施用控缓释含硫尿素可以促进花生营养生长与生殖生长，提高作物农艺性状与产量性状，花生产量提高了23.36%，施用控缓释含硫尿素使花生仁中蛋白质和粗脂肪含量分别提高了5.4%、49%，改善了作物品质[15]。汪仁等的盆栽试验研究结果表明，与对照相比，施硫80 mg/kg时，花生增产17%，花生仁中蛋白质产量增加20.1%，脂肪产量增加21.5%[20]。本研究表明，与不施硫肥相比，施硫能增加花生饱果质量、出仁率、百果质量、产量，降低秕果质量;随着施硫量的增加，花生的饱果质量、出仁率、百果质量呈增加趋势，其最大值分别为29.2 g/株、68.8%、224.5 g;随着施硫量的增加，油酸、亚油酸的含量呈增加趋势，最高值分别为3783%、39.83%;在8种人体必需氨基酸中，随着施硫量的增加，蛋氨酸、色氨酸的含量呈增加趋势，色氨酸是生长素的合成前体，施硫增加则色氨酸组分含量增加，在一定程度上能提高生长素的合成，延缓花生的衰老。 　　3.2 作物对硫吸收、利用的影响
　　 赵玉霞等在小麦上的研究结果表明，施硫量在75～225 kg/hm2时，小麦硫素吸收累积量呈线性加平台趋势，施硫量在97.35～139.32 kg/hm2时，硫肥利用率较高[2];李娜等研究结果表明，玉米硫肥偏生产力和农学利用率随施硫量的增加而下降，玉米硫肥吸收利用率均在5%以下[4];曹殿云等在玉米上的研究结果表明，施硫量为80 kg/hm2时，能提高玉米对硫吸收、利用效率[3];景金富等研究认为，施硫能增加油菜对硫的吸收和利用[6];周可金等研究结果表明，当硫素供应不足时，不同叶龄叶片对缺硫反应差异明显，幼叶对缺硫反应更为敏感[9];魏林根等研究认为，施硫能显著提高花生不同生育阶段硫的吸收量，花生在始花-盛花期吸收硫的强度最大，同一生育期施硫能提高花生不同器官中硫的含量[10];王照林等在烟草上的研究结果表明，烤烟从施入的肥料中吸收的硫占烟株全硫量的 42%～59%，在施硫量在0～150 kg/hm2范围内，硫素利用率随施硫量的提高而降低，硫素利用率为1361%～37.3%[7]。本研究表明，花生植株硫含量在 0.10%～0.31%，根、花生仁、叶、茎、果壳等不同器官硫含量的平均值分别为0.23%、0.21%、019%、0.18%、0.12%;随着施硫量的增加，花生叶、果壳中硫含量呈线性加平台变化趋势，花生仁、茎中硫含量随着施硫量的增加呈抛物线变化趋势，根中硫含量呈增加趋势;花生仁、茎、果壳、叶、根中硫积累量占花生总积累量的44.4%～47.7%、294%～31.5%、12.1%～13.6%、6.7%～7.5%、1.9%～5.2%，花生硫素总积累量随着施硫量的增加而增加，这与赵玉霞等研究的结果[2-4，6，9，10]较为一致;随着施硫量的增加，花生硫肥利用率、硫肥农学效率均呈抛物线变化趋势，其中，硫肥利用率、硫肥农学效率最高分别为8.4%、9.8 kg/kg;硫肥偏生产力随着施硫量的增加呈降低趋势，硫肥偏生产力最大为175.3 kg/kg;王照林等在烟草上的研究结果表明，随着施硫量的增加，硫肥利用率呈降低趋势[7]，这可能是作物种类不同引起的。
　　 在氮（N）、磷（P2O5）、钾（K2O）施用量为150、120、90 kg/hm2的基础上，施硫量为60～90 kg/hm2 时，能提高花生的产量，改善花生品质，提高硫肥的利用效率。
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