叶面施硫对大蒜生长、产量及品质的影响

张碧薇 樊继德 陆信娟 刘灿玉 赵永强 杨峰

摘要：在大田栽培条件下，研究叶面喷施不同含量的硫酸钠对大蒜生长、产量及品质的影响。结果表明，叶面连续喷施硫酸钠溶液，大蒜植株的地上部长势与植株各部分干鲜质量随施硫量增加呈先增后降趋势，以S2处理最好，与对照相比，施硫处理的大蒜植株株高、假茎长、叶长和假茎粗分别提高9.86%、11.86%、3.47%和8.44%，大蒜植株的假茎、叶片和鳞茎鲜质量分别比对照显著增加14.03%、27.56%和13.96%（P<0.05），大蒜鳞茎的干质量较对照显著提高20.12%;叶面连续喷施硫酸钠溶液能明显提高大蒜叶片中光合色素的含量，以S3处理最好，显著增加单头鳞茎质量和一级鳞茎比例，较对照增产7.81%;施硫处理有利于提高大蒜鳞茎可溶性蛋白和游离氨基酸的含量，大蒜鳞茎中维生素C、可溶性糖、大蒜素的含量均以S3处理最好，分别较对照显著增加9.42%、18.16%、35.93%。因此，当大蒜叶面喷施硫含量达300 mg/L时，大蒜产量最高且营养品质最佳。

关键词：大蒜;硫;生长特性;产量;品质

中图分类号： S633.406文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2022）04-0096-04

收稿日期：2021-04-20

基金项目：江苏现代农业产业技术体系建设项目（编号：JATS[2020]043）;江苏中晚熟大蒜产业集群建设项目。

作者简介：张碧薇（1991—），女，江苏徐州人，硕士，研究实习员，主要从事大蒜品质等研究。E-mail：zhangbiwei1015@163.com。

通信作者：杨 峰，博士，研究员，现主要从事大蒜育种及栽培技术等研究。E-mai：xz-yangfeng@163.com。

大蒜（Allium sativum L.）是百合科蔥属植物[1]，大蒜鳞茎（即蒜头）含有丰富的营养物质，包括蛋白质、多糖、多种氨基酸、维生素以及具有独特风味的含硫化合物，具有较高的营养和药用价值[2-4]。

硫是继氮、磷、钾3种元素之后的重要营养元素，在植物生长和发育过程中起着非常重要的作用。近年来，硫对提高作物产量、改善作物品质的研究屡见报道。Mishu等研究发现，硫肥的施用能显著提高洋葱的产量，可增产39.92%[5]。张国芹等研究发现，苋菜施硫能够提高株高、单株质量等生长指标[6]。宋丽芳等研究发现，施硫能够显著提高甜荞籽粒总黄酮含量，提高甜荞籽粒品质[7]。大蒜作为一种喜硫作物，其体内累积的硫可高达 0.3%～0.6%（以干基计）[8]。随着我国大蒜产业的不断发展，学者逐渐开始关注硫对大蒜产量和品质的影响，但是有关叶面施硫对大蒜产量和品质影响的研究较少。本试验通过对大蒜叶面喷施硫酸钠的方式，探究不同施硫水平对大蒜植株生长特性以及大蒜鳞茎产量和品质的影响，以便为硫肥在大蒜生产中的合理施用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

以徐蒜6号为供试材料，硫元素由硫酸钠（Na2SO4）提供。

1.2 试验设计

试验于2019年10月至 2020年5月在徐州现代农业试验示范基地进行，试验地块连续2年以上种植大蒜。试验区土壤基础地力为：全氮含量 0.70 g/kg，速效磷含量33.24 mg/kg，速效钾含量96.12 mg/kg，有效硫含量11.6 mg/kg，有机质含量18.01 g/kg，pH值6.24。

试验设置5个处理：叶面喷施去离子水（CK）和叶面分别喷施100 mg/L（S1）、200 mg/L（S2）、300 mg/L（S3）、400 mg/L（S4）硫酸钠溶液。采用随机区组设计，株距12 cm，行距20 cm，小区面积 20 m2（2 m×10 m），重复3次。自2020年3月下旬大蒜返青后开始喷施大蒜叶面，每7 d喷施1次，至5月中旬停止喷施。

1.3 测定项目与方法

在大蒜抽薹期（2020年4月23日），采用赵世杰的乙醇提取法[9]测定大蒜叶片光合色素含量，参照李锡香等的方法[10]调查大蒜生长指标，包括株高、假茎高、叶长、叶宽和假茎粗等。在大蒜抽薹期测定大蒜植株各部分的干鲜质量。鳞茎采收（5月20日）后调查鳞茎品质，鳞茎自然晾晒20 d后调查大蒜鳞茎性状指标及产量，大蒜鳞茎性状指标包括鳞茎横径、单头鳞茎质量、一级鳞茎比例（即鳞茎横径大于5 cm的鳞茎个数占小区收获总数的比例）等。

采用高俊凤的钼蓝比色法[11]测定大蒜鳞茎中维生素C含量;参照赵世杰等的蒽酮比色法[9]测定大蒜鳞茎可溶性糖含量;可溶性蛋白含量和大蒜素含量的测定分别采用王月福等的考马斯亮蓝法[12]和张丽霞等的苯腙比色法[13]。

1.3 数据处理与分析

试验数据采用DPS 7.0和Excel进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 叶面施硫对大蒜植株生长特性的影响

从表1可以看出，大蒜叶片施硫处理对大蒜植株生长特性的影响基本随着施硫量的增加呈先升高后下降的趋势。多以S2处理效果最好，S2与S3处理的差异不大;与CK相比，S2处理的株高、假茎长、叶长和假茎粗分别提高9.86%、11.87%、3.47%和8.44%。由此可见， 叶面施硫处理可以促进大蒜植株的生长发育。

2.2 叶片施硫对大蒜植株各部分干鲜质量的影响

由表2可知，大蒜根部、假茎、叶片和鳞茎的生物量随施硫量的增加呈先增加后减少的抛物线趋势。与CK相比，S2处理的假茎、叶片和鳞茎的鲜质量变化显著，分别为114.30、157.34、233.41 g，较对照增加14.03%、27.56%、13.96%。干物质量是衡量植物体内有机物累积的重要指标之一。从表2还可以看出，干质量变化趋势与鲜质量相同，大蒜植株各部分干质量随着施硫水平的增加呈现出先升后降的趋势（蒜薹除外）。与CK相比，施硫处理鳞茎的干质量明显增加，在S2处理达到最大，比对照提高20.12%。因此，大蒜叶面施硫处理能够促进大蒜植株各部分生物量的积累和干物质量的增加。

2.3 叶面施硫对大蒜叶片叶绿素和类胡萝卜素含量的影响

由表3可以看出，不同施硫水平都增加了大蒜叶片中叶绿素和类胡萝卜素的含量。随着施硫量的升高，大蒜叶片的叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、叶绿素a+b的含量均呈先升后降的趋势，均在施硫量为300 mg/L（S3处理）时达到最大值;与CK相比，叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和叶绿素a+b的含量分别增加33.74%、26.17%、12.78%和31.69%。本试验结果表明，施硫量为 300 mg/L（S3处理）时有利于增强大蒜叶片的光合作用。

2.4 叶面施硫对大蒜鳞茎性状和产量的影响

由表4可知，大蒜鳞茎性状指标随着施硫量的增加呈现先增后降的趋势，以S3处理效果最好。S3处理的鳞茎横径、单头鳞茎质量、一级鳞茎比例以及产量均显著增加，较CK分别增加7.55%、9.70%、12.25%和7.81%。 因此，大蒜叶面施硫处理能够促进大蒜生长，提高大蒜一级鳞茎比例和鳞茎的产量。

2.5 叶面施硫对大蒜鳞茎营养品质的影响

由表5可知，不同施硫处理对大蒜鳞茎营养品质的各项指标影响有所不同。不同的施硫量对大蒜鳞茎中游离氨基酸含量的影响不显著，但对鳞茎中维生素C、可溶性糖、可溶性蛋白和大蒜素含量有显著影响。随着施硫量的增加，大蒜鳞茎中维生素C含量呈增加趋势，S3处理达到最大值，较CK显著增加9.42%。大蒜鳞茎中可溶性糖与大蒜素的含量均表现为S3>S2>S4>S1>CK，即随着施硫量的增加呈先增后降的趋势，S3处理分别较CK显著增加18.16%与35.93%。可溶性蛋白含量也随着施硫量的增加呈先增后降的趋势，以S2处理最高，较CK显著增加42.23%，S2处理与S3处理差异不显著，但均显著高于CK。

3 结论与讨论

植物的生长状态是植物重要的生物学特征之一，硫作为植物生长过程中的重要元素，参与氨基酸、蛋白质等物质的构成，在植物的生长发育过程中起关键作用[14-15]。韩会阁等的研究表明，合理的施硫水平可以促进烤烟生长发育，而大量施用硫肥则会对烤烟的生长发育产生不利影响[16]。Meher等研究发现，施硫能够显著提高洋葱的株高、叶片数、假茎长和假茎粗等生理指标[17]。秦梅等研究发现，施硫量在35～105 mg/kg范围时，可以明显促进春油菜幼苗植株鲜质量的增加[18]。孙旭东等研究发现，施硫能够提高玉米苗期干物质量的积累[19]。刘中良等研究发现，适当的施硫量可显著增加大蒜的株高、假茎粗等生长指标，而当施硫量高于 2.25 mmol/L 时，则会产生抑制作用[8]。本研究结果表明，适宜的施硫量促进了大蒜植株地上部的长势，株高、假茎长、叶长、假茎粗和各部分干鲜质量均显著增加，这与有关研究结果[20]一致。大蒜是喜硫植物，适宜的施硫量可以促进大蒜植株的生长和营养成分的积累，但施硫量過大又可能会影响大蒜的生长发育，进一步影响大蒜的产量和鳞茎品质。

叶绿素在植物的光合作用中发挥着不可替代的作用，它直接影响植株的光合效率，进一步影响植株的生长发育及其产量。梁魁景等的研究表明，外源硫可通过促进苹果叶片叶绿素的合成来增强苹果叶片的光合作用[21]。王竹承等研究发现，外源硫能够提高马齿苋叶绿素的含量，增强马齿苋叶绿素的合成[22]。在本研究中，适量（300 mg/L）的硫肥喷施大蒜叶面能够显著提高大蒜叶片叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和叶绿素a+b的含量，这与相关研究结果[23]类似。这可能是施硫促进了植株氮素代谢，提高了叶片中叶绿素含量，从而促进植株光合作用，增加光合产物，为后期大蒜鳞茎膨大提供营养储备，为大蒜高产奠定基础。

合理施硫可以促进作物产量的增加。宋丽芳等在甜荞试验中研究发现，施硫能够显著提高甜荞千粒质量以及产量[7]。Garg等的研究表明，与不施硫相比，合理施硫能够显著提高洋葱鳞茎产量，增产率高达14.82%[24]。本试验结果表明，大蒜鳞茎性状指标随着施硫量的增加而呈现先增后降的趋势，适当的施硫水平能够促进大蒜的生长，提高大蒜一级鳞茎比例和鳞茎的产量。在本试验中，当施硫水平达到300 mg/L（S3处理）时，与CK相比，其大蒜鳞茎横径、单头鳞茎质量以及产量均显著增加，这可能是适宜的施硫水平可以在一定程度上弥补土壤施肥的不足，促进大蒜营养生长，最终提高鳞茎产量。

硫是大蒜的品质元素，适当施硫可以提高大蒜鳞茎中维生素C、可溶性糖、可溶性蛋白、游离氨基酸和大蒜素的含量，改善大蒜鳞茎的营养品质。维生素C是植物体内重要的抗氧化物质，是衡量蔬菜品质的关键营养指标[25]。在本研究中，施硫处理均可以提高大蒜鳞茎中的维生素C含量，随着施硫量的增加，维生素C含量呈先增后降的趋势，这与刘中良等的研究结果[8]类似。可溶性糖不仅是重要的光合产物，也是评价大蒜品质的重要指标[26]。在本试验S3处理的中硫水平下，鳞茎中的可溶性糖含量达到最高，这可能是在该施硫水平条件下，大蒜的生长状态好，叶片叶绿素含量较高，光合作用较强，光合产物的积累较多。硫参与蛋白的构成，在本试验中硫水平（S2、S3处理）下，大蒜鳞茎中的可溶性蛋白含量显著增加;而大蒜鳞茎中的游离氨基酸含量增加不显著。这可能是由游离氨基酸水平受大蒜品种及生长环境等因素影响所引起的。有机硫化合物是衡量大蒜品质的特征性营养成分，而大蒜素又被认为是评价大蒜营养品质的关键性指标[27]。闫冰洁等的研究表明，施硫能够明显提高大蒜鳞茎中的大蒜素含量[28-30]，与本试验结果一致。在本试验中，随着施硫量的增加，大蒜鳞茎中的大蒜素含量呈现先增后降的趋势，施硫水平为300 mg/L（S3处理）时，鳞茎中大蒜素含量达到最大，由此可知，适当的施硫水平能够促进大蒜素的合成。

综上所述，叶面施硫可以改善植株长势，增强大蒜的光合性能，提高大蒜产量和鳞茎的营养品质。当施硫量达300 mg/L时，最有利于提高大蒜鳞茎的产量以及大蒜鳞茎的营养品质。

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