硫肥不同用量对花生生理性状及产量、品质的影响
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摘要：为探究花生在不同硫素水平下的生理特性、产量、品质特点，选用606为试验材料，设4个硫水平，分析不同生育时期植株性状、光合特性、抗氧化酶活性及荚果产量与籽仁品质。结果表明，施硫提高了主茎高和侧枝长，显著增加了叶片叶绿素含量和光合速率；明显提高了叶片中过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）和超氧化物歧化酶（SOD）活性，显著降低了丙二醛（MDA）积累量，延缓了叶片衰老；施硫不仅显著增加了花生荚果产量，而且明显提高了籽仁中蛋白质和脂肪含量及油酸/亚油酸（O/L）比值，其中施硫量为40 kg/hm2时效果最好。
关键词：花生；硫肥；生理特性；产量；品质
中图分类号：S565.201文献标识号：A文章编号：1001-4942（2014）12-0067-05
硫被认为是作物必需的第4大营养元素，仅次于氮、磷、钾。但由于传统农业对硫肥的忽视导致土壤中的硫元素日益减少，并成为限制农业生产的重要因子，估计中国3 000 万公顷土壤 （30%的可耕地） 缺硫，需要及时补充硫肥以提高土壤肥力，增加作物产量 [1]。
花生对硫的需求量较大，施用硫肥能改善花生生育性状，促进花生成熟[2～4]。前人在硫肥对花生营养生长和产量、品质的影响方面都做过研究，但多集中在花生的某一时期，动态研究较少，且对花生生理特性方面的研究不够深入。本研究在大田条件下，研究硫肥不同用量对花生各时期生理特性及产量、品质的影响，以期为花生品质生理和合理施肥提供理论依据。
1材料与方法
1.1试验材料
试验于2010～2012年在山东农业大学农学实验站花生试验田进行。0～20 cm土壤肥力状况：有机质14.10 g/kg，碱解氮49.0 mg/kg，速效磷（P2O5）55.2 mg/kg，速效钾（K2O）76.0 mg/kg，有效硫2.28 mg/kg。选用大花生品种606，行距30 cm，穴距20 cm，每穴播2粒，种植密度为15 万穴/hm2。硫肥用硫酸铵，于苗期一次性深施。播前基施尿素500 kg/hm2，过磷酸钙1 000 kg/hm2，按一般大田管理。
1.2试验设计
试验设4个处理，分别为：①CK：不施硫；②S10：10 kg/hm2（纯S，下同）；③S40：40 kg/hm2；④S70：70 kg/hm2。各处理除按处理要求施硫肥外，加施不同量的尿素以使不同处理的氮素施用量相同。小区面积为12.6 m2，随机区组排列，重复3次。
于5月18日播种，9月19日收获。生长期间分别于花针期、结荚期、饱果期和成熟期测定主茎倒3叶光合速率，同时取主茎倒3 叶，一部分擦拭干净后置于低温取样盒内带回实验室测定叶片叶绿素含量；另一部分快速置于液氮中，冷冻3～5 min 后置于低温取样盒内带回实验室于-20℃保存，以备测抗氧化酶活性和丙二醛积累量。于收获期选取代表地段收获荚果，自然风干，用于测定荚果产量、调查公斤果数、单株结果数和出仁率。于收获期挑选发育一致的荚果10个，烘干、保存，以备测定籽仁中蛋白质含量、脂肪含量、可溶性糖含量、脂肪酸组分及含量、油酸/亚油酸和氨基酸组分。
1.3测定项目与方法
1.3.1植株性状考察于各生育时期取各处理中长势一致的植株5株进行性状考察。
1.3.2叶绿素含量采用Arnon法测定。
1.3.3净光合速率（Pn）于各生育时期晴天上午9∶00～11∶00用美国产L-6400型便携式光合仪测定不同处理花生植株主茎倒3叶的净光合速率。
1.3.4POD、CAT、SOD活性和MDA含量测定叶片鲜样去主脉，剪碎，称取0.5 g于研钵中，加pH 7.8的磷酸缓冲液5 mL，冰浴研磨至匀浆，倒入离心管，4 000 r/min冷冻离心20 min，上清液即为酶液，于0～4℃保存待用。采用愈创木酚法测定POD活性；参照Chance方法测定CAT活性；参照王爱国方法测定SOD活性，以抑制氮蓝四唑（NBT）还原50%为一个酶活性单位；采用林植芳方法测定MDA含量。
1.3.5产量指标测定收获时按小区测产，小区面积为6.6 m2，待晾干后室内考察不同处理的公斤果数、出仁率、单株结果数等产量指标。
1.3.6品质指标测定收获时取不同处理中发育一致的荚果，风干后将籽仁磨碎测定粗脂肪含量、脂肪酸组分及含量、蛋白质含量、可溶性糖含量等品质指标。
粗脂肪含量采用索氏提取法测定；粗蛋白含量采用微量凯氏法测定；可溶性糖含量的测定参照何照范《籽粒粮油品质测定》，采用蒽酮比色法进行。
脂肪酸组分及含量的测定参照郑芳兰《大豆营养分析技术》，采用KOH-CH3OH室温快速酯化法进行脂肪酸的提取，所得上清液用气相色谱仪进行色谱分析。
氨基酸组分由山东农业大学质量检测中心用氨基酸自动分析仪进行测定。
1.4数据处理
采用DPS7.05软件对数据进行分析，用LSD法进行多重比较；采用Origin8软件作图。
2结果与分析
2.1硫肥不同用量对花生营养生长的影响
主茎高和侧枝长是反映花生植株性状的主要指标。施硫显著提高了花生主茎高和侧枝长（图1），并随施硫量的增加呈上升趋势；结荚期后，主茎高和侧枝长增幅降低，这可能是因为结荚后植株生长中心从营养生长转移至生殖生长，有利于荚果充实及避免后期由于营养生长过旺导致的倒伏和贪青晚熟。
2.2硫肥不同用量对花生生理特性的影响
2.2.1叶片叶绿素含量和净光合速率叶绿素是植物进行光合作用的物质基础，其含量的变化与光合速率的强弱密切相关。由图2可以看出，增施硫肥显著增加了花生各时期叶片中叶绿素含量，随施硫量增加，其含量呈先上升后下降的趋势，其中施硫量为40 kg/hm2时效果最好，增加13.73%～25.66%。
施用硫肥显著提高了花生各时期叶片净光合速率（图3），其中施硫量为40 kg/hm2时效果最好，增加15.76%～39.74%。当施硫量为0～40 kg/hm2时，光合速率随施硫量增加呈上升趋势；施硫量为40～70 kg/hm2时，其随施硫量增加呈下降趋势。
2.2.2叶片POD、CAT和SOD活性和MDA积累量POD、CAT、SOD是植物体内的三种保护酶，其活性高低与植物的抗氧化活性密切相关，较高的酶活性有利于提高植物的抗氧化性，延缓衰老。施用硫肥显著提高了花生各时期叶片中POD、CAT和SOD活性（图4、图5、图6），施硫量为40 kg/hm2时酶活性最高，分别提高19.96%～42.44%、15.31%～51.27%和14.20%～25.79%，表明增施硫肥有利于提高花生叶片的抗氧化活性。
MDA是植物受到逆境胁迫时膜脂过氧化作用的最终产物，其含量反映植物细胞膜受伤害程度。随生育进程的推进，花生主茎倒三叶中MDA积累量呈上升趋势（图7）。施用硫肥显著降低了各时期MDA含量，施硫量为40 kg/hm2时效果最好，降低8.00%～37.15%。当施硫量低于40 kg/hm2时，MDA含量随施硫量增加呈下降趋势；而当施硫量为40～70 kg/hm2时，其随施硫量增加呈上升趋势。这与对POD、CAT和SOD酶活性的影响一致。
2.3硫肥不同用量对花生产量的影响
施用硫肥显著增加了花生荚果产量（表1），以中等施硫量（40 kg/hm2）产量最高，增产28.73%。从产量构成因素来看，施用硫肥增加了单株结果数和出仁率，降低了公斤果数。
2.4.1硫肥不同用量对花生品质指标的影响粗蛋白、粗脂肪和可溶性糖含量是鉴定花生籽仁品质优劣的主要指标。由表2可以看出，施用硫肥显著提高了花生籽仁中粗蛋白和粗脂肪含量，降低了可溶性糖含量。总体而言，以中等施硫肥量（40 kg/hm2）品质最好。
2.4.2硫肥不同用量对花生脂肪酸组分的影响花生油脂的脂肪酸含量超过总量1%的有八种，仅油酸、亚油酸、棕榈酸就占90%以上；油酸与亚油酸比值（O/L）也是评价花生籽仁品质优劣的一项重要指标，是花生加工制品耐贮藏性及油脂稳定性的重要指标，O/L越高，油脂越稳定。施用硫肥明显提高了花生籽仁中棕榈酸、油酸、花生酸、山嵛酸的含量和O/L值（表3），降低了亚油酸含量。
2.4.3硫肥不同用量对花生籽仁氨基酸组分的影响就人体必需的8种氨基酸而言，花生蛋白富含亮氨酸、苯丙氨酸和谷氨酸，而蛋氨酸、赖氨酸和苏氨酸含量相对较低。施用硫肥对增加籽仁中赖氨酸、蛋氨酸、亮氨酸和谷氨酸有一定的作用，而对含量相对较多的苯丙氨酸、异亮氨酸有不同程度的抑制作用（表4）。总体而言当施硫量为10 kg/hm2时，人体必需的8种氨基酸含量最高。
3结论与讨论
有研究表明：施用硫肥能够提高叶面积系数，叶片浓绿，植株粗壮，分枝数增加，从而增加了干物质积累[3，5]。本研究结果表明：施用硫肥显著促进了花生植株的生长，且在一定施硫量范围内（0～70 kg/hm2）主茎高和侧枝长随施硫量的增加呈上升趋势，与前人研究结果一致，表明增施硫肥可为花生高产打下良好的基础。
马春英等研究表明，增施硫肥提高小麦各时期功能叶的叶绿素含量和光合速率，且在一定的施硫量范围内，其随施硫量的增加呈上升趋势[6]。刘中良研究表明，增施硫素显著增加了大蒜SOD、POD和CAT活性[7]。本研究结果表明：施用硫肥不仅显著提高了花生各时期叶片中叶绿素含量和净光合速率，还提高了POD、CAT及SOD活性，降低了MDA积累量，且施硫量为40 kg/hm2时，效果最好。表明增施硫肥改善了花生叶片的生理活性，延缓了其衰老。
王东等研究表明增施适量硫肥可以增加小麦的籽粒产量[8]；随施硫量的增加，鲁麦22和烟农15的产量呈上升趋势，施硫量为90.0、67.5 kg/hm2时，鲁麦22和烟农 15增产效果最佳[9]。李玉影研究表明，施硫显著增加了大豆产量，增产5.2%～15.0%。主要是因施硫增加了大豆的株荚数和株粒数[10]。本试验结果表明：在本试验土壤肥力条件下，增施硫肥40 kg/hm2时产量最高，增产28.73%；从产量构成因素来看，主要是增加单株结果数和出仁率。
施硫能显著增加花生籽仁中蛋白质和脂肪含量，施硫量为80 mg/kg时效果最好，分别比对照增加20.10%、21.50%[11]。施硫提高了大豆高蛋白品种（黑农35）和丰产型品种（北9395）氨基酸组分含量，尤其是含硫氨基酸；降低了高油品种（东农46）的氨基酸总量，除组氨酸和精氨酸含量有所升高外，其它组分均下降。施硫对大豆油酸、亚油酸等的影响较显著，对棕榈酸和硬脂酸的影响较小，尤其是高油品种[12]。本研究表明，施用硫肥显著提高籽仁中蛋白质和脂肪含量，降低了可溶性糖含量，以施硫40 kg/hm2效果最好；同时施硫增加了蛋白质组分中含量相对不足的赖氨酸和蛋氨酸含量，提高了O/L值，有利于延长花生制品的储藏期。
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