硫营养对白菜光合特性、生长及养分吸收的影响

任士伟，王亮亮，马存金，刘村平

（1. 金正大生态工程集团股份有限公司，山东 临沭 276700；2. 养分资源高效开发与综合利用国家重点实验室，山东 临沭 276700；）

硫作为植物生长必需的营养元素之一，被普遍认为是仅次于氮、磷、钾对植物第四重要的元素［1］，在作物营养物质、叶绿素等的合成、代谢和生理生化功能等方面起着重要作用［2］。由于我国长期施用氮、磷、钾肥的习惯，导致硫营养的合理应用未受到重视，并且随着作物产量不断提高，作物从土壤中带走的硫越来越多，而硫又未得到及时有效地补充。因此，我国农业生产中土壤缺硫现象非常普遍，并逐渐成为我国农业可持续发展的重要限制因子［3］。

硫酸根是植物根系从土壤中吸收硫的主要形态。常用硫肥中，硫黄中的硫需要氧化成硫酸根后才能被作物吸收利用；石膏或过磷酸钙中硫含量较低，施用的后效不明显［4］；其他硫酸盐硫含量较高，但硫酸根很容易被土壤中的金属离子固定，并且硫在植株体内移动距离也十分有限，所以也不能完全满足作物对硫的需求。因此，根外追施硫肥成为作物补充硫营养的有效途径。本试验通过叶面喷施不同浓度硫素，研究根外追施硫营养对白菜光合特性、生物量、品质以及养分吸收等方面的影响。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试作物：青梗小白菜，品种为北京新1 号。供试土壤：取自山东省临沂市临沭县南古镇，土壤w（有机质）为1.5%，w（碱解氮）为74.49 mg/kg、w（有效磷）为37.39 mg/kg、w（速效钾）为36.80 mg/kg，pH 为6.50。供试肥料：硫酸钠，分析纯，w（Na2SO4）99.5%；17-17-17 复合肥，由金正大生态工程集团股份有限公司提供。

1.2 试验设计

试验于2018 年10 月—2019 年1 月在金正大生态工程集团股份有限公司智能玻璃温室中进行。设置4 个处理：CK，空白对照；T1，ρ（S）45 mg/L；T2，ρ（S）90 mg/L；T3，ρ（S）135 mg/L。每个处理5 个重复，每盆装土5 kg，底肥（17-17-17 复合肥）用量为每盆3 g，全部底肥与土壤混合均匀后装盆。幼苗4 叶时定苗移栽，每盆1 棵，缓苗1周后，每隔15 d 喷施叶面肥1 次，共喷施5 次，前2 次喷施量均为30 mL/盆，后3 次喷施量均为100 mL/盆，其他管理模式均相同。

1.3 测定指标及方法

白菜光合参数的测定：在白菜移栽后第50 天左右，在晴天9 ∶00- 11 ∶00 进行光合参数测定，选取每棵植株的第4片真叶为测定样品，叶片净光合速率、胞间CO2浓度、气孔导度用美国LI-6400型便携式光合作用仪测定。

收获时测植株鲜质量，每株取3片鲜叶测定维生素C、可溶性蛋白及硝态氮含量等品质指标，剩余部分于105 ℃杀青30 min、80 ℃烘干后测生物量；粉碎，测定植株中氮、磷、钾含量。

维生素C含量测定采用2，6-二氯靛酚滴定法［5］，可溶性蛋白含量测定采用考马斯亮蓝法［6］，硝态氮含量测定采用水杨酸法［7］，全氮、磷、钾含量测定采用浓H2SO4-H2O2消煮法［7］。

试验数据采用EXCEL 软件进行统计与分析，用SPSS软件进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对白菜光合特性的影响

不同处理对白菜光合特性的影响见图1至图3。

由图1可知，与对照相比3个叶面喷施硫酸钠处理白菜的净光合速率显著提高，分别提高19.41%、32.78%、16.97%；随着硫酸钠用量的增加，白菜叶片的净光合速率呈现先增大后降低的趋势，且当ρ（S）为90 mg/L 时达到最大值，分别较T1、T3 处理提高11.19%、13.52%。

图1 不同处理对白菜净光合速率的影响

图2 不同处理对白菜气孔导度的影响

图3 不同处理对白菜胞间CO2浓度的影响

由图2 可知，与空白相比，3 个叶面喷施硫酸钠处理白菜的气孔导度显著提高，分别提高15.82%、17.00%、14.72%，喷施硫酸钠处理间差异不显著。

由图3 可知，各处理胞间CO2浓度，差异不显著，由此可见，在该时期气孔导度的差异不是引发胞间CO2浓度和光合速率差异的主导因素。

2.2 不同处理对白菜生物量及品质的影响

不同处理对白菜生物量及品质的影响见表1。

表1 不同处理对白菜生物量及品质的影响

由表1可知，叶面喷施硫酸钠相比空白对照显著提高了白菜的生物量，3个处理分别较空白对照提高15.00%、30.00%、11.33%；随着硫酸钠用量的增加，白菜生物量呈现先增大后减小的趋势，T2处理分别较T1、T3处理显著增长13.04%、16.77%。

3个叶面喷施硫酸钠处理较对照可显著降低白菜的硝酸盐含量，分别降低20.71%、37.45%、22.85%。叶面喷施硫酸钠处理同样提高了白菜的可溶性蛋白、Vc 含量，两指标均在ρ（S）为90 mg/L时达到最大值，且均显著高于空白对照，分别较对照提高8.96%、13.17%。T1、T3处理在可溶性蛋白含量方面与对照差异不显著，T3 处理在Vc 含量方面与对照差异不显著。

2.3 不同处理对白菜养分吸收的影响

不同处理对单棵白菜养分吸收的影响见表2。

表2 不同处理对单棵白菜养分吸收的影响

由表2可知，在全氮吸收量方面，T1、T2、T3处理均与空白对照差异显著，分别较对照提高9.55%、18.47%、7.57%，其中T2 处理显著高于T1、T3处理，分别提高8.15%、10.14%；全磷及全钾吸收方面，T1、T3 处理均与对照差异不显著，但T2 处理显著高于对照，分别较对照提高16.49%、10.62%，T1、T2、T3 处理间差异不显著。以上数据表明，叶面喷施硫酸钠可提高白菜对氮、磷、钾等营养元素的吸收水平。

3 讨论

硫是铁氧还蛋白的重要组分，在光合作用中起电子转移作用。有研究结果表明，硫素可以通过提高叶绿素尤其是叶绿素a的含量，提高植物的光合作用效率［8］。本试验结果表明，叶面喷施硫肥相比空白对照显著提高了白菜的净光合速率，这与前人研究结果一致。试验结果还表明，当ρ（S）为90 mg/L 时，白菜净光合速率达到最大值，较空白对照提高32.78%。

众多研究结果表明，合理使用硫肥可提高小麦［9］、西瓜［10］、烤烟［11］、油菜［12］等作物产量。本试验结果表明，叶面喷施硫肥可显著提高白菜生物量，这与前人研究结果一致。硝酸盐含量是影响叶菜类品质的指标之一，其含量超标会造成食品安全问题［13］。本试验结果表明，叶面喷施硫元素可显著降低白菜硝酸盐含量。这是因为硫有助于植株体内氮的代谢，同时调节植株氮硫比，降低硝态氮累积可能性［14-15］。叶面喷施硫肥还提高了白菜的可溶性蛋白及Vc 含量，这可能是因为硫是含硫氨基酸的重要组成成分，而这些氨基酸是许多生化反应中甲基的供体，是蛋白质合成的起始物［10，16］。但是硫浓度超过一定限度时，白菜生物量及品质等指标均有下降趋势，表明硫素虽然对白菜生长有益，但实际应用中应适量使用。

氮和硫都是合成蛋白质和氨基酸的必需成分，两者的代谢紧密相关，在施氮的基础上合理增施硫肥可通过协调氮代谢能力，促进作物对氮的高效吸收。本试验结果表明，叶面喷施硫肥可显著提高白菜的氮素累积量，可以促进白菜植株中磷及钾的累积，在硫素质量浓度为90 mg/L 时，氮、磷、钾累积量均达到最大值，与空白对照差异显著。

综合硫素对白菜光合特性、生物量、品质以及养分吸收等方面的影响发现，在设施白菜的优质栽培生产中，应当注重硫的使用。在本试验条件下，以叶面喷施ρ（S）为90 mg/L时效果最佳。