齊振宇， 蔡盼， 蔡溧聰， 張龍平， 任艷云， 周艷虹*

(1.浙江大學(xué) 農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站，浙江 杭州 310058；2.浙江大學(xué) 農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院，浙江 杭州 310058；3.濟(jì)寧市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，山東 濟(jì)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(zhì)莖，且蒜薹亦可作為蔬菜食用[1]，同時(shí)大蒜也是一種優(yōu)質(zhì)的佐餐蔬菜。大蒜營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，其鱗莖中含有豐富的蛋白質(zhì)、糖類、氨基酸和VC等營(yíng)養(yǎng)成分，因大蒜素含量較高，故具有強(qiáng)烈的辛辣味，可增進(jìn)食欲，殺菌效果明顯，大蒜以其獨(dú)特的營(yíng)養(yǎng)成分和保健功能飽受大眾喜愛[2]。大蒜在我國(guó)栽培歷史悠久。據(jù)記載，大蒜原產(chǎn)于亞洲中部，漢朝時(shí)期由張騫引入中國(guó)，開始在我國(guó)大面積栽培[3]?，F(xiàn)在大蒜在我國(guó)的種植區(qū)域分布廣泛，以山東、河南等地為主。

長(zhǎng)期以來，蒜農(nóng)在栽培上為追求產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益，過量使用農(nóng)藥化肥，施肥方式粗獷，施肥隨意性較強(qiáng)，盲目施肥現(xiàn)象嚴(yán)重，導(dǎo)致肥料利用率低，且大量施用化肥造成土壤理化性質(zhì)發(fā)生變化，肥力變差，最終影響大蒜品質(zhì)和產(chǎn)量[4]。通過有機(jī)肥替代化肥可減少蔬菜生產(chǎn)上的化肥使用量，改良土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力。王秋君等[5]在辣椒上的研究發(fā)現(xiàn)，以商品有機(jī)肥替代基肥中部分化肥，可在減施化肥條件下增產(chǎn)。李英楠等[6]研究指出，用有機(jī)復(fù)混肥替代化肥能不同程度地促進(jìn)番茄生長(zhǎng)，改善土壤環(huán)境，減施化肥效果顯著。原寒等[7]研究表明，長(zhǎng)期施用有機(jī)肥能較好的維持土壤原有結(jié)構(gòu)，改善土壤養(yǎng)分狀況。腐熟牛糞處理能更好的改善0～20 cm土層結(jié)構(gòu)，增加土壤碳通量。

另有相關(guān)研究表明，在不同減肥條件下，施用生物有機(jī)肥能不同程度促進(jìn)黃瓜生長(zhǎng)，提高產(chǎn)量，其中減肥20%時(shí)施用生物有機(jī)肥效果最優(yōu)，增產(chǎn)達(dá)到10.14%[8]。郭婷等[3]研究發(fā)現(xiàn)，高濃度石灰配施生物有機(jī)肥增加了大蒜的株高和莖粗，提高了蒜頭產(chǎn)量，且各處理大蒜葉片可溶性糖和蛋白質(zhì)含量下降，鱗莖中可溶性糖和蛋白質(zhì)含量均有提高。張萬萍等[9]研究4種生物有機(jī)肥對(duì)大蒜生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量的影響指出，綠康壯葉面肥和惠美豐腐殖酸混合施用對(duì)大蒜產(chǎn)量的促進(jìn)作用最為明顯。

如何控制肥料濫用、保證產(chǎn)量和提高品質(zhì)是現(xiàn)階段大蒜產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展亟需解決的問題。本研究以化肥減施為重點(diǎn)，配合有機(jī)肥替代技術(shù)，探究化肥減施和有機(jī)肥替代對(duì)大蒜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，以期為大蒜優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)提供理論支持和實(shí)踐指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)于2018年9月至2019年6月在山東省濟(jì)寧市嘉祥縣滿硐鎮(zhèn)徐鄉(xiāng)進(jìn)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(jī)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(shè)計(jì)

以667 m2為1個(gè)施肥單位，試驗(yàn)共設(shè)8個(gè)處理。T1為不施肥；T2為常規(guī)施肥，施復(fù)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(guī)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(guī)施肥減施30%氮肥+有機(jī)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(jī)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(guī)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(guī)施肥，減施30%磷肥+有機(jī)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(jī)肥。每處理4個(gè)重復(fù)，小區(qū)隨機(jī)排列，且小區(qū)四周設(shè)立保護(hù)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(yàn)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(yàn)于2018年10月19日收獲測(cè)產(chǎn)。

1.3 測(cè)定指標(biāo)

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(zhǎng)。蒜薹伸長(zhǎng)期或鱗莖膨大前期，大蒜植株最大葉片基部至葉尖的長(zhǎng)度。

葉寬。蒜薹伸長(zhǎng)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(zhǎng)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(yíng)養(yǎng)指標(biāo)。可溶性糖含量采用蒽酮比色法[10]測(cè)定，可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)法[11]測(cè)定，大蒜素含量采用苯腙法[12]測(cè)定，VC含量采用2，6-二氯靛酚滴定法[13]測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行ANOVA分析，用Tukey分析手段作差異顯著性分析，當(dāng)處理間存在極顯著差異(P<0.05)時(shí)，用不同小寫字母標(biāo)記處理間的差異。試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Origin 9.0軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)大蒜苗期生長(zhǎng)的影響

由表1可以看出，相比T2(常規(guī)施肥)，T5、T8的葉長(zhǎng)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(zhǎng)、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(zhǎng)、葉寬與T2無顯著性差異；T5的株高、葉長(zhǎng)、葉寬均顯著高于T4，但T7與 T8株高、葉長(zhǎng)、葉寬和假莖粗均無顯著性差異。以上結(jié)果表明，不施氮肥、鱗肥嚴(yán)重抑制了大蒜苗期的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，而施用有機(jī)肥能有效提高大蒜苗期的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)；減施30%氮肥對(duì)大蒜苗期生長(zhǎng)的影響較大，減施30%鱗肥對(duì)大蒜苗期生長(zhǎng)的影響較小。

表1 不同處理對(duì)大蒜苗期主要形態(tài)指標(biāo)的影響

2.2 對(duì)青蒜苗營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)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(shì)與形態(tài)指標(biāo)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(jī)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(duì)青蒜苗營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的形成和積累至關(guān)重要，不施氮肥不利于前期營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的形成。

柱上無相同小寫字母表示組間差異達(dá)5%顯著水平(P<0.05)。圖2、3同。

2.3 對(duì)大蒜鱗莖營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)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(xiàng)營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)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(dá)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(duì)大蒜鱗莖營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響

2.4 對(duì)大蒜蒜薹、蒜頭產(chǎn)量的影響

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

圖3 不同處理對(duì)大蒜蒜薹、蒜頭每667 m2產(chǎn)量的影響

3 討論

大蒜是喜肥作物，在整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育階段，對(duì)氮、鉀肥的需求量較大，對(duì)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(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)初期，大蒜植株對(duì)氮、磷的吸收量少，到鱗莖膨大期，對(duì)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(huì)影響氮肥對(duì)產(chǎn)量的促進(jìn)作用，鉀肥施用量越大，氮肥對(duì)大蒜增產(chǎn)效應(yīng)越明顯，同時(shí)氮、鉀肥配施能增加蒜薹產(chǎn)量，提高蒜薹可溶性糖和VC含量[16]。氮肥對(duì)大蒜鱗莖膨大的促進(jìn)作用最大，磷肥最小[17]。同時(shí)，在鉀和磷肥供應(yīng)充足的情況下，大蒜鱗莖產(chǎn)量與氮肥施用量呈正相關(guān)，但超過一定量后，大蒜的增產(chǎn)效果不明顯。本試驗(yàn)中，不施氮、磷肥會(huì)極大限制大蒜苗期的生長(zhǎng)，導(dǎo)致產(chǎn)量和品質(zhì)的下降，減施30%氮肥和減施30%磷肥對(duì)大蒜生長(zhǎng)會(huì)造成不同程度的抑制作用，但減施30%氮肥的抑制效應(yīng)更明顯，減施30%磷肥對(duì)大蒜產(chǎn)量和品質(zhì)無顯著影響，可實(shí)現(xiàn)減肥不減產(chǎn)。這可能與試驗(yàn)田土壤本底磷含量較高有關(guān)，也可能與大蒜整個(gè)生長(zhǎng)周期內(nèi)對(duì)磷肥需求量較少有關(guān)。

施用有機(jī)肥能改善土層結(jié)構(gòu)，整體提高土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀水平。研究表明，化學(xué)肥料配施有機(jī)肥能增強(qiáng)洋蔥的生長(zhǎng)勢(shì)，提高鱗莖VC和可溶性固形物含量，并能顯著提高洋蔥產(chǎn)量和品質(zhì)[16]。另外，多施有機(jī)肥能提高馬鈴薯塊莖淀粉含量，一定量的化肥結(jié)合有機(jī)肥有利于提高馬鈴薯的商品性和產(chǎn)量[18]。本試驗(yàn)中，有機(jī)肥替代一定量的氮、磷肥顯著增強(qiáng)了大蒜苗期的生長(zhǎng)勢(shì)，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(chǎn)量，同時(shí)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(chǎn)量，且無論生長(zhǎng)勢(shì)、品質(zhì)還是產(chǎn)量方面，施用有機(jī)肥均優(yōu)于常規(guī)施肥。

綜上，適當(dāng)減少磷肥施用量并配以等量有機(jī)肥能促進(jìn)大蒜苗期營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，同時(shí)提高大蒜鱗莖產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。本試驗(yàn)結(jié)果表明，大蒜生產(chǎn)中，每667 m2減施30%磷肥并配施375 kg秸稈、978 kg有機(jī)肥。