施硫对苋菜生长及品质的影响

张国芹 牟建梅 徐瑶 李军 何玲莉 佘旭东 蒋明敏

摘要[目的]确定降低苋菜硝酸盐累积效果最佳的施硫浓度，为完善苋菜科学施硫技术提供指导。 [方法] 采用盆栽方法，设置4个施硫肥水平，测定其对植株生长及硝酸盐、Vc含量的影响。 [结果] 施硫提高了苋菜的株高、单株重、最大叶长及最大叶宽。当硫浓度为20 mg/kg（S2）时，株高最高，较不施硫处理（S0）增加了14.3%。3个硫处理（S1～S3）硝酸盐含量降幅为20.6%～64.7%。施硫浓度为10 mg/kg时植株可食部分硝酸盐含量降低了64.7%。施硫处理苋菜VC含量增加了19.7%～28.3%。[结论] 大田苋菜适宜的施硫浓度为10～20 mg/kg。

关键词苋菜；硫肥；产量；品质

中图分类号S636.4文献标识码A文章编号0517-6611（2017）35-0048-02

Abstract[Objective]The optimal sulfur concentration for reducing nitrate accumulation content in edible amaranth was assured to provide guide for sulfur application.[Method] 4 sulfur level was set， pot test was carried out to determine plants′s growth，nitrate，Vc content.[Result]Plant height，weight per plant，maximum leaf length and maximum leaf width were increased by applying sulfur fertilizer.The plant height was the highest when sulfur concentration was 20 mg/kg（S2），incerased by 14.3% compared with no sulfur fertilizer treatment （S0）.S1～S3 of nitrate content was decreased by 20.6%-64.7%.Nitrate content of plant in edible part was decreased by 64.7% when sulfur concentration was 10 mg/kg.VC content of sulfur treatment were increased by 19.7%-28.3%.[Conclusion]Suitable sulfur concentration was 10-20 mg/kg for edible amaranth in field.

Key wordsEdible amaranth；Sulfur fertilizer；Yield；Quality

苋菜（Amaranthus tricolor L.）是我国南方地区主要叶菜类蔬菜之一，是一种天然的无公害蔬菜。同时它是一种难得的粮、菜、药兼用之品。富含人体所需的维生素、蛋白质和矿物质。随着人们食用营养水平的提高，苋菜这种优质多用途蔬菜越来越引起人们的关注。但苋菜亦是一种易于积累硝酸盐的蔬菜品种，安全品质堪忧。我国规定叶菜类蔬菜硝酸盐含量≤3 000 mg/kg，但大部分地区苋菜硝酸盐含量超标。硝酸盐本身对人体并无危害，但它是亚硝胺的合成前体，过量摄入易引发消化系统的癌变[1]。因此，开展降低苋菜硝酸盐含量的研究，对保障绿色食品供应、改善人民健康状况意义重大。

硫是植物生长发育必需营养元素，作为蛋白质的组成成分，对植物体的结构、光合碳氮代谢具有重要的影响[2-3]。同时植物体内含硫氨基酸占总硫的90%以上，所以硫素营养对植物生理生化功能影响很大。关于硫素在蔬菜上的研究大多集中在葱蒜类蔬菜上[4-7]。季延海等[8]在水培韭菜试验中，发现施硫素促进了韭菜植株的生长，同时提高了Vc含量，并降低了韭菜硝酸盐含量。同时，叶菜项目组前期研究发现适宜浓度硫素能显著降低不结球白菜硝酸盐含量，并从基因水平阐明硫影响氮同化的调控机理[9]。长期以来，硫肥的使用未受重视，而随着作物产量的不断提高，土壤中的硫越来越少，势必导致土壤中硫素的缺乏。植物吸收利用硫元素主要是通过根系主动吸收SO2-4，并还原为有机硫化合物。为此，研究不同施硫浓度对苋菜生长、营养品质及硝酸盐累积的影响，为苋菜科学施硫技术提供科学依据。

1材料与方法

1.1试验地概況

试验在2017年预备试验的基础上在苏州市农业科学院蔬菜大棚内进行。供试土壤为黄泥土，基本理化性质为有机质34.26 g/kg，碱解氮98.4 mg/kg，硝态氮116.8 mg/kg，速效磷60.8 mg/kg，速效钾152.8 mg/kg。

1.2试验材料

供试苋菜品种为苏苋2号，该品种由苏州市农科院自主选育而成。

1.3试验设计

试验设4个硫处理，浓度分别为0 mg/kg（S0）、10 mg/kg（S1）、20 mg/kg（S2）、30 mg/kg（S3），3次重复。盆栽试验于8—9月在苏州市农业科学院试验基地进行。塑料盆规格为43 cm×20 cm×14 cm，每盆装土4.5 kg。以分析纯尿素、磷酸氢二氨、氯化钾为基肥，施肥量为N 180 kg/hm2、P2O5 90 kg/hm2、K2O 180 kg/hm2。每盆播种苋菜种子02 g，全生育期严格控制水分，保持绝对含水量34%。其他均为常规管理。

硫肥于植株长至二叶期施入土中，至八叶期选取整株洗净称重，并测定植株株高及每株叶片最大叶长及叶宽，同时取可食部分测定其VC及硝酸盐含量。

1.4測定项目与方法

取苋菜整株洗净称重，每个重复均取10株，植株重为其平均值，测定植株可食部分硝酸盐含量，测定方法参照李合生[10]的紫外分光光度法。

1.5数据分析

试验数据统计分析采用DPS 7.05软件，作图采用Microsoft Excel 2007。

2结果与分析

2.1苋菜植株生长及单株重的影响

由图1可以看出，施硫增加了苋菜的株高、单株重、最大叶长及最大叶宽。当硫浓度为20 mg/kg（S2）时，株高最高，较不施硫处理（S0）增加了14.3%。苋菜最大叶长施硫比不施硫增幅为1.5%～156%。但当硫的浓度达30 mg/kg时，上述各项指标均降低。可见，过高的硫浓度不利于苋菜的生长。

2.2硫对苋菜品质的影响

由图2a可以看出，施硫处理对苋菜可食部分硝酸盐含量有显著影响，3个硫处理降幅为20.6%～64.7%。施硫浓度为10 mg/kg时植株可食部分硝酸盐含量降低了64.7%，但当浓度提高到20 mg/kg时，降幅却仅为20.6%，这可能与硫促进植株体内氮代谢及生长有关。

由图2b可见，施硫处理苋菜VC含量均高于不施硫处理S0，植株中VC含量增加19.7%～28.3%。当硫浓度达到30 mg/kg时，植株VC含量增幅降低。说明在一定硫浓度范围内硫可以提高苋菜VC含量。

3结论与讨论

硫为植物生长的重要中量元素，是生物合成半胱氨酸与蛋氨酸的主要原料[11]。苋菜对硫吸收利用机制尚不明晰，调控硝酸盐代谢的原因尚无定论。通过不同浓度施硫处理，研究硫对苋菜生长及硝酸盐代谢的影响，对苋菜生产具有重要意义。施硫能够显著提高作物的生物量，试验中20 mg/kg的Na2SO4处理使苋菜单株重提高了38.8%。同样的结果在油菜、大麦、玉米等作物中得到证实[12-14]。

硫对于苋菜植株生长有着显著作用，该研究发现施硫显著提高了苋菜最大叶片长和宽，主要原因被认为是其加速植株内源氮、硫的同化速率，同时硫在作物光合作用、蛋白质合成、激素代谢等方面有显著作用[15-17]。

硫肥改善蔬菜品质方面一个重要表现是降低植株硝酸盐水平，改善蔬菜品质。该研究表明，施硫处理苋菜体内硝酸盐含量显著降低，降幅达20.6%～64.7%。说明硫肥的施用改善了苋菜卫生品质。同时，施硫处理提高了苋菜VC含量，说明施硫对植株硝酸盐的改变有显著作用，在该研究中施硫最高降低苋菜可食部分硝酸盐含量64.7%。提高VC 含量28.3%，其原因需要进一步验证。通过对比4种硫浓度处理苋菜生长及品质的变化，确定苋菜大田生产下用量为10～20 mg/kg。

参考文献

[1] SANTAMARIA P.Nitrate in vegetables：Toxicity，content，intake and EC regulation[J].Journal of the science of food and agriculture，2006，86（1）：10-17.

[2] SINGH M V.A review of the sulphur research activities of the ICARAICRP micro secondary nutrients project[J].Sulfur agriculture，1995，19：35-46.

[3] ANDERSON J W，FITZGERALD M A.Physiological and metabolic origin of sulphur for the synthesis of seed storage proteins[J].Journal of plant physiology，2001，158（4）：447-456.

[4] 孔灵君，徐坤，王磊，等.氮硫互作对越冬大葱生长及品质的影响[J].植物营养与肥料学报，2013，19（5）：1272-1278.

[5] 刘中良，刘世琦，张自坤.硫对青蒜生长及品质的影响[J].植物营养与肥料学报，2011，17（5）：1288-1292.

[6] 李俊玲，刘厚诚，孙光闻，等.硫素对红葱生长发育及品质的影响[J].内蒙古农业大学学报，2007，28（3）：150-153.

[7] 李林妍.无机硫降低韭菜硝酸盐累积的效应研究[D].保定：河北农业大学，2013.

[8] 季延海，武占会，钟启文，等.不同浓度硫素对韭菜产量和品质的影响[J].植物营养与肥料学报，2017，23（4）：1112-1119.

[9] 徐瑶，牟建梅，张国芹，等.施硫对不结球白菜硝酸盐累积及氮硫同化关键基因表达的影响[J].中国农业科学，2016，49（11）：2222-2233.

[10] 李合生.植物生理生化实验原理和技术[M].北京：高等教育出版社，2000：123-137.

[11] TAKAHASHI H，KOPRIVA S，GIORDANO M，et al.Sulfur assimilation in photosynthetic organisms：Molecular functions and regulations of transporters and assimilatory enzymes[J].Annual review of plant biology，2011，62：157-184.

[12] 谢迎新，刘超，朱云集，等.氮、硫配施对冬小麦氮素利用效率及产量的影响[J].植物营养与肥料学报，2015，21（1）：64-71.

[13] 曹殿云，王宏伟，刘国玲，等.硫素对玉米光合特性及产量的影响[J].玉米科学，2017，25（2）：68-73，80.

[14] CARFAGNA S，VONA V，DI MARTINO V，et al.Nitrogen assimilation and cysteine biosynthesis in barley：Evidence for root sulphur assimilation upon recovery from N deprivation[J].Environmental and experimental botany，2011，71（1）：18-24.

[15] SHAHBAZ M，TSENG M H，STUIVER C E E，et al.Copper exposure interferes with the regulation of the uptake，distribution and metabolism of sulfate in Chinese cabbage[J].Journal of plant physiology，2010，167（6）：438-446.

[16] ABDALLAH M，ETIENNE P，OURRY A，et al.Do initial S reserves and mineral S availability alter leaf SN mobilization and leaf senescence in oilseed rape？[J].Plant science，2011，180（3）：511-520.

[17] HONSEL A，KOJIMA M，HAAS R，et al.Sulphur limitation and early sulphur deficiency responses in poplar：Significance of gene expression，metabolites，and plant hormones[J].Journal of experimental botany，2012，63（5）：1873-1893.