化肥減施與有機肥替代對大蒜生長、產量及品質的影響

齊振宇， 蔡盼， 蔡溧聰， 張龍平， 任艷云， 周艷虹*

(1.浙江大學 農業試驗站，浙江 杭州 310058；2.浙江大學 農業與生物技術學院，浙江 杭州 310058；3.濟寧市農業科學研究院，山東 濟寧 272000)

大蒜(AlliumsativumL.)是蔥屬一、二年生草本植物，是一種重要的蔥蒜類蔬菜，主要食用器官是膨大的肉質莖，且蒜薹亦可作為蔬菜食用[1]，同時大蒜也是一種優質的佐餐蔬菜。大蒜營養價值高，其鱗莖中含有豐富的蛋白質、糖類、氨基酸和VC等營養成分，因大蒜素含量較高，故具有強烈的辛辣味，可增進食欲，殺菌效果明顯，大蒜以其獨特的營養成分和保健功能飽受大眾喜愛[2]。大蒜在我國栽培歷史悠久。據記載，大蒜原產于亞洲中部，漢朝時期由張騫引入中國，開始在我國大面積栽培[3]。現在大蒜在我國的種植區域分布廣泛，以山東、河南等地為主。

長期以來，蒜農在栽培上為追求產量和經濟效益，過量使用農藥化肥，施肥方式粗獷，施肥隨意性較強，盲目施肥現象嚴重，導致肥料利用率低，且大量施用化肥造成土壤理化性質發生變化，肥力變差，最終影響大蒜品質和產量[4]。通過有機肥替代化肥可減少蔬菜生產上的化肥使用量，改良土壤結構，提高土壤肥力。王秋君等[5]在辣椒上的研究發現，以商品有機肥替代基肥中部分化肥，可在減施化肥條件下增產。李英楠等[6]研究指出，用有機復混肥替代化肥能不同程度地促進番茄生長，改善土壤環境，減施化肥效果顯著。原寒等[7]研究表明，長期施用有機肥能較好的維持土壤原有結構，改善土壤養分狀況。腐熟牛糞處理能更好的改善0～20 cm土層結構，增加土壤碳通量。

另有相關研究表明，在不同減肥條件下，施用生物有機肥能不同程度促進黃瓜生長，提高產量，其中減肥20%時施用生物有機肥效果最優，增產達到10.14%[8]。郭婷等[3]研究發現，高濃度石灰配施生物有機肥增加了大蒜的株高和莖粗，提高了蒜頭產量，且各處理大蒜葉片可溶性糖和蛋白質含量下降，鱗莖中可溶性糖和蛋白質含量均有提高。張萬萍等[9]研究4種生物有機肥對大蒜生長發育和產量的影響指出，綠康壯葉面肥和惠美豐腐殖酸混合施用對大蒜產量的促進作用最為明顯。

如何控制肥料濫用、保證產量和提高品質是現階段大蒜產業可持續發展亟需解決的問題。本研究以化肥減施為重點，配合有機肥替代技術，探究化肥減施和有機肥替代對大蒜產量和品質的影響，以期為大蒜優質生產提供理論支持和實踐指導。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗于2018年9月至2019年6月在山東省濟寧市嘉祥縣滿硐鎮徐鄉進行，土壤為中壤土，肥力中等，pH為8.69，全氮、全磷、全鉀含量分別為1.15、0.77、15.06 g·kg-1。前茬作物為辣椒，播種前深耕整地。

供試大蒜品種為嘉祥紫皮蒜；有機肥為豬糞堆肥腐熟；供試肥料為尿素(含N 46%)、過磷酸鈣(含P2O516%)和硫酸鉀(含K2O 52%)。

1.2 處理設計

以667 m2為1個施肥單位，試驗共設8個處理。T1為不施肥；T2為常規施肥，施復合肥200 kg；T3為不施氮肥，即施187.5 kg過磷酸鈣、57.7 kg硫酸鉀；T4為相較于常規施肥減施30%氮肥，即施45.6 kg尿素、187.5 kg過磷酸鈣、57.7 kg硫酸鉀；T5為相較于常規施肥減施30%氮肥+有機肥，即施45.6 kg尿素、187.5 kg過磷酸鈣、57.7 kg硫酸鉀、375 kg秸稈、978 kg有機肥；T6為不施磷肥，即施65.2 kg尿素、57.7 kg硫酸鉀；T7為相較于常規施肥減施30%磷肥，即施65.2 kg尿素、131.3 kg過磷酸鈣、57.7 kg硫酸鉀；T8為相較于常規施肥，減施30%磷肥+有機肥，即施65.2 kg尿素、131.3 kg過磷酸鈣、57.7 kg硫酸鉀、375 kg秸稈、978 kg有機肥。每處理4個重復，小區隨機排列，且小區四周設立保護行。所有處理3/4肥料量作基肥，1/4肥料量作追肥。由于過磷酸鈣溶解性較差，故減肥試驗中過磷酸鈣均用作基肥。各處理間除肥料施用量不同以外，其他田間栽培管理均保持一致。株行距12 cm×18 cm，田間試驗于2018年10月19日收獲測產。

1.3 測定指標

株高。鱗莖膨大前期，植株土壤表面基部至葉片最高處的自然高度。

葉長。蒜薹伸長期或鱗莖膨大前期，大蒜植株最大葉片基部至葉尖的長度。

葉寬。蒜薹伸長期或鱗莖膨大前期，大蒜植株最大葉片四周展平情況下的最寬處之寬度。

假莖粗。蒜薹伸長期或鱗莖膨大前期，地上假莖自土壤表面向上1/3處的最大直徑。

鱗莖橫莖。鱗莖收獲期，成熟鱗莖橫向最大直徑。

營養指標。可溶性糖含量采用蒽酮比色法[10]測定，可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍法[11]測定，大蒜素含量采用苯腙法[12]測定，VC含量采用2，6-二氯靛酚滴定法[13]測定。

1.4 數據分析

試驗數據進行ANOVA分析，用Tukey分析手段作差異顯著性分析，當處理間存在極顯著差異(P<0.05)時，用不同小寫字母標記處理間的差異。試驗數據用Origin 9.0軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 對大蒜苗期生長的影響

由表1可以看出，相比T2(常規施肥)，T5、T8的葉長和假莖粗均有所增加，存在顯著性差異，但株高和葉寬差異不顯著；與T2相比，T3的株高、葉長、葉寬和假莖粗均有不同程度的降低，其中株高、葉寬差異顯著，T6株高顯著降低，但葉長、葉寬與T2無顯著性差異；T5的株高、葉長、葉寬均顯著高于T4，但T7與 T8株高、葉長、葉寬和假莖粗均無顯著性差異。以上結果表明，不施氮肥、鱗肥嚴重抑制了大蒜苗期的營養生長，而施用有機肥能有效提高大蒜苗期的營養生長；減施30%氮肥對大蒜苗期生長的影響較大，減施30%鱗肥對大蒜苗期生長的影響較小。

表1 不同處理對大蒜苗期主要形態指標的影響

2.2 對青蒜苗營養品質的影響

由圖1可知，各處理大蒜苗期假莖中可溶性蛋白和大蒜素含量的變化趨勢與形態指標基本一致。所有處理中，T5、T8可溶性蛋白和大蒜素含量最高，T1最低；與T2相比，T5、T8可溶性蛋白均顯著增加，大蒜素含量增加不顯著，說明有機肥能提高大蒜假莖可溶性蛋白含量；與T2相比，T3可溶性蛋白和大蒜素含量顯著降低，T6降低不顯著；T4與T5、T7與T8間可溶性蛋白含量存在顯著性差異，表明氮肥對青蒜苗營養品質的形成和積累至關重要，不施氮肥不利于前期營養品質的形成。

柱上無相同小寫字母表示組間差異達5%顯著水平(P<0.05)。圖2、3同。

2.3 對大蒜鱗莖營養品質的影響

從圖2看出，所有處理中以T5、T8鱗莖可溶性糖、可溶性蛋白和VC含量最高，且其可溶性糖和VC含量顯著高于T2，可溶性蛋白和大蒜素的含量與T2差異不顯著；T1各項營養指標含量均為最低。與T2相比，T4、T7的可溶性糖、可溶性蛋白和VC含量均無顯著性差異，而T3的可溶性糖、可溶性蛋白、大蒜素和VC含量均有一定程度的下降，兩者間差異達顯著水平；T6的可溶性糖、可溶性蛋白含量與T2間無顯著性差異，而其大蒜素和VC含量顯著低于T2。

圖2 不同處理對大蒜鱗莖營養品質的影響

2.4 對大蒜蒜薹、蒜頭產量的影響

從圖3可以看出，所有處理中以T8蒜薹和蒜頭產量最高，T1的最低；與T2相比，T5、T7、T8蒜薹和蒜頭產量皆有增加，但T7與T2間蒜頭產量差異不顯著；與T2相比，T3、T6蒜薹和蒜頭產量均有所降低，但T6與T2間蒜頭產量無顯著性差異；T4與T5的蒜薹和蒜頭產量間均存在顯著性差異，而T7與T8間差異均不顯著。以上結果表明，氮肥對大蒜前期和后期產量均具有重要影響，施用有機肥能有效提高大蒜產量。

圖3 不同處理對大蒜蒜薹、蒜頭每667 m2產量的影響

3 討論

大蒜是喜肥作物，在整個生長發育階段，對氮、鉀肥的需求量較大，對磷肥需求量最少，氮磷鉀的吸收比例為N∶P2O5∶K2O=1∶0.36∶0.7[14]。在營養生長初期，大蒜植株對氮、磷的吸收量少，到鱗莖膨大期，對氮、磷的需求量逐漸增多[15]。有研究表明，氮、鉀存在一定的相互作用，鉀肥會影響氮肥對產量的促進作用，鉀肥施用量越大，氮肥對大蒜增產效應越明顯，同時氮、鉀肥配施能增加蒜薹產量，提高蒜薹可溶性糖和VC含量[16]。氮肥對大蒜鱗莖膨大的促進作用最大，磷肥最小[17]。同時，在鉀和磷肥供應充足的情況下，大蒜鱗莖產量與氮肥施用量呈正相關，但超過一定量后，大蒜的增產效果不明顯。本試驗中，不施氮、磷肥會極大限制大蒜苗期的生長，導致產量和品質的下降，減施30%氮肥和減施30%磷肥對大蒜生長會造成不同程度的抑制作用，但減施30%氮肥的抑制效應更明顯，減施30%磷肥對大蒜產量和品質無顯著影響，可實現減肥不減產。這可能與試驗田土壤本底磷含量較高有關，也可能與大蒜整個生長周期內對磷肥需求量較少有關。

施用有機肥能改善土層結構，整體提高土壤有機質、堿解氮、有效磷和速效鉀水平。研究表明，化學肥料配施有機肥能增強洋蔥的生長勢，提高鱗莖VC和可溶性固形物含量，并能顯著提高洋蔥產量和品質[16]。另外，多施有機肥能提高馬鈴薯塊莖淀粉含量，一定量的化肥結合有機肥有利于提高馬鈴薯的商品性和產量[18]。本試驗中，有機肥替代一定量的氮、磷肥顯著增強了大蒜苗期的生長勢，提高了大蒜苗期假莖可溶性蛋白含量、大蒜素含量和蒜薹產量，同時也提高了大蒜鱗莖可溶性糖、可溶性蛋白、大蒜素和VC含量以及蒜頭產量，且無論生長勢、品質還是產量方面，施用有機肥均優于常規施肥。

綜上，適當減少磷肥施用量并配以等量有機肥能促進大蒜苗期營養生長，同時提高大蒜鱗莖產量和營養品質。本試驗結果表明，大蒜生產中，每667 m2減施30%磷肥并配施375 kg秸稈、978 kg有機肥。