叶面硫素喷施时期对大豆养分吸收与产量表现的影响

《Agronomy Journal》：Evaluating the effects of foliar sulfur application timings on nutrient acquisition and soybean performance

　　

近年来，美国大豆产区大气硫（Sulfur, S）沉降减少且高产品种移走更多S，导致S缺乏更频繁。研究人员在南达科他州东部两个地点于2019至2021年开展田间试验，设11个硫酸铵S处理：5次单次叶面喷施（5.6 kg S ha?1，V4、R2、R3、R4、V4+微量营养元素）、3个多次叶面喷施（V4+R2、V4+R3、R2+R3，每次5.6 kg S ha?1）、2个播前施用（5.6与11.2 kg S ha?1）及对照。总体看，多次叶面喷施提高了R4期最近成熟三出叶（most recent matured trifoliate, MRML）S浓度、R6期叶与茎S积累量、R8期秸秆（stover）S积累量；S施用降低了籽粒氮硫比（N:S ratio）。但S处理对荚与籽粒S积累、籽粒产量、籽粒蛋白与油分无影响。结果表明，在南达科他州东部，叶面S喷施不宜作为广泛推荐的大豆S管理措施。

研究背景方面，美国中西部大气湿沉降与干沉降S分别较2000年代初减少69%与90%，高产品种移走更多S、粪肥施用减少，使大豆（Glycine max (L.) Merr.）S缺乏更常见。土壤有机质（organic matter, OM）是主要S库，低OM、粗质地、易淋溶土壤更易缺S；硫酸盐硫（sulfate-S, S-SO₄^2?）在土壤内易淋失、挥发或受水分与pH限制。叶面施肥可靶向补给、低量安全、可与农药混用，但叶面S对大豆产量与品质的影响在美国中西部研究不足。因此研究人员拟明确叶面S时期对氮（Nitrogen, N）与S吸收、产量、蛋白与油分的影响，并判断其是否为可行S管理策略。该研究发表于《Agronomy Journal》。

关键技术方法上，研究人员于南达科他州东部Brookings与Beresford两站2019—2021年设随机区组试验，11个硫酸铵处理含单次/多次叶面与播前处理；R4取MRML，R6取全株分叶、茎、荚，R8分籽粒与秸秆；样品经风干研磨后测总凯氏N与电感耦合等离子体（Inductively Coupled Plasma, ICP）法S浓度，计算S收获指数（Sulfur Harvest Index, SHI）、N收获指数（Nitrogen Harvest Index, NHI）与籽粒N:S比；数据以线性混合模型（lme4）与估计边际均值（estimated marginal means）在α=0.05检验。

3.1 天气与土壤特征

研究人员据六站点年气象与0—15 cm、15—60 cm土体理化数据指出，pH、OM、硝态氮（N-NO₃^?）、Bray-1磷与S-SO₄^2?随年份地点变化；多数站点年0—60 cm S-SO₄^2?属高至极高，OM>3%，具备较强供S能力。

3.2 R4期MRML的N与S浓度

研究人员发现S时期不影响MRML的N浓度；R3单次与V4+R3、R2+R3多次喷施在部分站点年提高MRML的S浓度，说明叶面S可改善诊断组织S状态但具年份地点特异性。

3.3 R6期干物质与N、S吸收

研究人员得出V4+微量营养元素与V4+R2提高叶生物量，R2、V4+微量营养元素、V4+R2提高茎生物量；叶N吸收在V4+微量营养元素与多次喷施下更高；叶、茎S积累被多次叶面与部分单次喷施提高，但荚与总S吸收无变化，表明营养器官 luxus uptake 未转向生殖器官。

3.4 R8期N与S吸收

研究人员显示籽粒N吸收与各处理无差异；V4+R2、V4+R3与播前11.2 kg S ha^?1提高秸秆与总S吸收；所有多次与播前处理降低SHI与籽粒N:S比，说明更多S滞留秸秆而非转入籽粒。

3.5 籽粒产量、蛋白、油分与百粒重

研究人员确认S时期及交互项均不改变产量、蛋白、油分、收获指数与200粒重，六站点年产量因气候与地点而异，但处理间无显著响应。

讨论部分，研究人员归纳：在OM>3%、细质地、S-SO₄^2?高至极高的土壤，低量叶面或播前S不增产改质；生殖期降雨亏缺限制同化物供应，营养器官S再调动有限，S多呈奢侈吸收留于秸秆，故荚/籽粒S与产量品质无响应；以往增产研究多位于低OM、砂质、低S测试土壤且用较高量土施S。叶面S仅微降籽粒N:S比、略改善蛋白质量，但美国无优质溢价，故对南达科他州东部农户经济性弱，畜禽饲料端或可受益。

结论部分译为：本研究表明，在南达科他州东部OM>3%的细质地土壤，5.6与11.2 kg S ha^?1的叶面与播前S施用对籽粒产量、籽粒蛋白与油分无显著改善，可能并无必要；S施用总体降低籽粒N:S比，说明叶面与播前S可一定程度改善大豆籽粒蛋白质量。生殖生长阶段降雨亏缺可能导致S响应受限。研究还表明，S施用虽促进营养器官生物量与S积累，但不必然增加荚与籽粒S积累。未来需在OM、S测试水平、质地各异且灌浆期胁迫较低的多种土壤开展多点试验，以更好理解大豆叶面S施用效应。