不同氮肥与有机肥配施对蒜产量及品质的影响

2019-09-02张宇樊小雪徐刚杨亚娜李亚灵孙艳军

江苏农业科学 2019年5期

张宇樊小雪徐刚杨亚娜李亚灵孙艳军

摘要：为了减少氮肥的施用量，达到肥料科学使用的目的。以蒜为材料，设常规氮肥+有机肥（F1）、氮肥减量15%+有机肥（F2）、氮肥减量30%+有机肥加量20%（F3）、氮肥减量45%+有机肥加量20%（F4）、氮肥减量60%+有机肥加量40%（F5）、氮肥减量75%+有机肥加量40%（F6）6个不同的氮肥有机肥配施处理，并以常规用肥量为对照（CK），研究不同的氮肥与有机肥配施对蒜产量及品质的影响。结果显示，添加有机肥可以提高蒜头及蒜薹的产量，其中F4处理产量最高，F4处理下的蒜薹产量显著高于对照;蒜头产量在添加有机肥后都显著高于对照，F5处理仅次于F4处理;蒜薹的叶绿素含量在F1处理最高，F5处理提高蒜薹游离氨基酸及可溶性糖含量，F4处理硝酸盐含量最低;F5处理蒜头的硝酸盐含量最低，可溶性糖含量最高。从蒜头和蒜薹的产量以及品质综合考虑，F5处理表现较好，说明减少氮肥后配施有机肥可以提高蒜产量及品质。

关键词：蒜;氮肥;有机肥;产量;营养品质

中图分类号： S633.406 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2019）05-0114-04

收稿日期：2018-10-12

基金项目：国家重点研发计划（编号：2018YFD0800406-03）。

作者简介：张宇（1994—），女，山西朔州人，硕士研究生，主要从事蔬菜栽培生理研究。E-mail：zhangyu08171@163.com。

通信作者：李亚灵，博士，教授，主要从事蔬菜栽培生理研究。E-mail：yalingli1988@163.com。

蒜（Allium sativum）属百合科（Liliaceae）葱属（Allium）二年生草本植物，是一种重要的葱蒜类蔬菜，主要的产品器官为鳞茎（蒜头）、花茎（蒜薹）、幼株（蒜苗或青蒜），也可以形成蒜黄[1]。蒜的营养价值较高，风味独特，同时蒜提取液中的含硫活性成分对人体、动物和植物的许多病原细菌有较强的抑制作用，对人体有较强的药用保健价值[2]。我国是全球最主要的蒜生产国、消费国和出口国，2017年种植面积达到 69.13万hm2，占全球总面积的58%，产量1 206万t以上，约为全球的75%，年新鲜蒜出口量为110万t[3]。

尽管蒜在我国已有悠久的栽培历史和大规模栽培，但管理比较粗放，目前蒜的生产以传统的土壤栽培为主，生产上存在许多问题。特别是为了追求蒜苗产量，生产中盲目加大氮肥用量的现象很普遍[4]。过量施用氮肥不仅会影响作物产量，同时也会降低作物品质，降低氮肥利用率，更为严重的是引起土壤酸化、硝态氮淋洗、水体富营养化、一氧化二氮（N2O）及甲烷（CH4）等温室气体排放等环境污染问题，对粮食安全生产有严重威胁[5-7]。有机肥施用量的减少，会造成土壤板结，土壤耕性、保水、保肥性能下降，降低对自然灾害的抵抗能力，对作物的优质高产产生严重影响[8-9]。研究发现，有机肥与普通尿素的配合施用可活化被土壤固定的化肥，减少肥料的挥发流失，提高肥料利用效率[10]。通过有机肥与氮肥配施来减少氮肥使用，提高氮肥的利用率，做到减施增效，同时根据蒜生长特性，得到提高蒜产量和品质的最佳施肥的比例和用量，最终达到肥料科学配施的目的。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验地点位于南京市玄武区江苏省农业科学院，试验时间为2017年10月至2018年6月。

试验采用的蒜品种为邳州一号。播种于长50 cm、宽 30 cm、高16 cm的硬质栽培钵中，基质为泥炭和蛭石，体积比为3 ∶ 1。播种前按不同处理将基肥均匀撒入各小区。使用的肥料为氮肥（普通尿素中含氮量为46.3%）、有机肥（鸡粪），以及硫酸钾复合肥（氮、磷、钾含量均为15%）。

1.2 试验设计

试验设7个处理：（1）常规氮肥，无有机肥（CK）;（2）常规氮肥+有机肥（F1）;（3）氮肥减量15%+有机肥（F2）;（4）氮肥减量30%+有机肥加量20%（F3）;（5）氮肥减量45%+有机肥加量20%（F4）;（6）氮肥减量60%+有机肥加量40%（F5）;（7）氮肥减量75%+有机肥加量40%（F6）。

在所有处理中，有机肥作为基肥与硫酸钾复合肥一次性施入;氮肥作为追肥，以农民常用施氮量作为常规氮肥用量，在幼苗期、鳞芽花芽分化期、花茎伸长期、鳞芽膨大期施入，各个时期的追肥量分别为总氮肥用量的15%、15%、35%、35%。具体施肥量见表1。每盆种植8株蒜。

1.3 测定项目与方法

采收蒜薹和蒜头后，测定蒜薹的质量、粗度、长度，以及蒜的质量。各处理取10株进行测定。蒜薹于鳞茎上部 10 cm 处采收;用游标卡尺测定蒜薹粗度;用直尺测定蒜薹基部到总苞基部的距离即蒜薹长度;用电子天平称量蒜薹及鳞茎鲜质量。

蒜薹及蒜头的品质测定[11]：叶绿素含量采用乙醇浸提法测定;可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定，游离氨基酸含量采用茚三酮比色法測定，蔗糖含量采用间二苯酚光度法测定，硝酸盐含量采用水杨酸比色法测定，可溶性蛋白质含量采用考马斯亮蓝G-250染色法测定。

1.4 数据整理与分析

采用Excel 2013和SPSS 20.0进行数据整理和方差分析，采用Tukey和Duncans法分析差异显著性（α=0.05）。

2 结果与分析

2.1 不同肥料配施处理对蒜薹生长及蒜头产量的影响

从表2可以看出，蒜薹粗度、长度及单薹质量在F4处理达到最大值，都显著高于对照。F4处理蒜薹粗度、长度及单薹质量相比对照分别提高了34.86%、67.73%和24.03%。其次为F2处理，蒜薹粗度、长度相比对照分别增加了3118%、37.96%;F3处理在添加有机肥的所有处理中蒜薹粗度、长度增加的最低，分别仅比对照提高14.96%、1472%。F6处理蒜薹质量略低于F4处理，相比对照增加了19.90%;F5处理在添加有机肥的所有处理中蒜薹质量增加最少，仅比对照提高10.08%。

由表3可以看出，F4处理蒜的平均质量最高，且显著高于对照，不同处理间蒜产量表现为F4>F5>F2>F1>F3>F6>CK，相对于对照分别增加了66.28%、26.55%、25.87%、24.14%、24.04%、23.38%，且差异均达到显著水平。

这说明添加有机肥可有效减少化肥用量，防止土壤氮素供应过量对蒜产生毒害，施肥效果优于对照。添加有机肥还可以提高蒜产量，其中F4处理效果最佳，可以显著提高蒜和蒜薹的产量。

2.2 不同肥料配施处理对蒜薹品质的影响

由图1可知，叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素以及类胡萝卜素含量的变化趋势基本一致，F1处理下叶绿素及类胡萝卜素的含量最高，F4处理下含量最低。本研究发现肥料施用较多时，蒜薹中叶绿素含量显著增加，随着氮肥用量减少，叶绿素及类胡萝卜素含量先减少后增加。在F4处理下叶绿素及类胡萝卜素含量最低，使用有机肥的F5和F6处理，叶绿素及类胡萝卜素含量与F4处理相比有所增加。

由表4可知，蒜薹的硝酸盐含量在F4处理中显著低于其他处理，相比对照降低了18.45%，随着氮肥用量减少，硝酸盐含量先减少后增加，F4处理的硝酸盐含量最低，由于有机肥的施用量增加，F5和F6处理硝酸盐含量与F4处理相比有所增加。游离氨基酸含量在F5处理最高，相比对照增加了63.26%，其次为F1和F4处理，相比对照游离氨基酸含量分别增加了52.28%和 50.28%。F3处理可溶性糖含量显著高于F4处理，相比对照高2.92%。蔗糖含量各处理大都显著高于对照，F6处理的蔗糖含量最高，且施用有机肥后，各处理蔗糖含量均高于对照。

由表4可知，随着氮肥用量减少，同时有机肥的施用增加，硝酸盐含量在F4处理最低，然后再次呈上升趋势。施用有机肥可以显著提高游离氨基酸及蔗糖的含量。

2.3 不同肥料配施处理对蒜头品质的影响

从表5中可以看出，F5和F3处理的硝酸盐含量最低，相比对照分别降低了50.74%和50.37%，且显著低于除了F6外的其他处理，F1处理的硝酸盐含量最高。可溶性蛋白及游离氨基酸含量的变化趋势基本一致，F2处理含量最高，较对照分别增加1.24%、1.53%，可溶性蛋白含量以F4处理最低，游离氨基酸含量以F3处理最低。可溶性糖含量以F5和F1处理最高，相比对照增加2.52%，F6处理可溶性糖含量最低，由数据可以看出，可溶性糖含量受氮肥的影响较大。F1处理蔗糖含量最高，其次为F5处理，增施有机肥后，各处理的数据都高于对照，可见增施有机肥可以提高蔗糖含量。

F3和F4处理的可溶性糖、可溶性蛋白及游离氨基酸含量有减少的趋势，可能由于氮肥用量减少，有机肥用量不足以代替氮肥来提高蒜头的品质。综上分析可知，F5处理可溶性蛋白、游离氨基酸、可溶性糖及蔗糖含量相对较高，同时降低了硝酸盐的含量，F5处理的蒜头品质较好。

3 讨论

目前蒜的生产以传统的土壤栽培为主[12]，生产上存在着许多问题，在生产中盲目施肥特别是氮肥过量施用现象十分严重。在江苏邳州的调查中发现，部分农户在种植蒜的过程中施用化肥量达到1 350 kg/hm2。姜慧敏等认为随着施氮量的增加，番茄的产量先增加后减少，在寿光温室番茄种植条件下，农民习惯在施氮量基础上减氮30%～50%可以得到较高产量[13]。有机肥与化肥配施与单施化肥氮相比显著增加了作物产量，而且能保持产量的稳定性[14-15]。过量施氮使得作物纯收益率显著低于低氮处理，且经济效益降低，而有机肥配施氮肥较单施有机肥或氮肥能更有效地提高潮土的土壤肥力，从而提高作物产量[16]。前人研究表明，减少氮肥的用量，配合施用有机肥可以显著提高蒜株高、茎粗和产量[17]。本研究结果表明，F4处理的蒜薹及蒜产量最高，显著高于对照农民肥料施用处理，过量的氮肥施用以及不施用有机肥会严重影响蒜的产量，这与前人的试验结果相似。

叶绿素是反映光合作用的重要指标，在一定范围内，随着施肥量的增加，叶绿素含量增加[18]，有研究结果表明，有机肥和氮肥配施可以减少小麦生育后期叶片叶绿素含量和光合速率的下降，提高小麦干物质积累量，增加产量[19-20]。何舞等研究發现，大量施用氮肥可以使叶绿素含量明显增加，在施氮量均为0.4 g/kg时，与单施化肥相比，化肥与饼肥配施或者单施饼肥的蒜叶片叶绿素含量显著降低[21]。本研究发现，F1处理的叶绿素含量最高，可见有机肥可以提高叶绿素的含量，但有机肥对叶绿素的增加效果低于氮肥。

在蔬菜种植中，氮肥过量不仅会影响产量，还会导致蔬菜的品质降低。徐坤范等研究表明，在0～900 kg/hm2范围内，随着施氮量的增加，硝酸盐含量逐渐增加[22]，蒜苗期叶片硝酸盐含量与氮肥用量呈正相关，配施有机肥后，硝酸盐含量降低[21]。本研究发现，在蒜薹时期F4处理的硝酸盐含量显著低于对照，减少氮肥，配施有机可以降低硝酸盐含量，但在有机肥含量较高时硝酸盐含量也随之增加;在蒜头中，除F1处理外，硝酸盐含量均显著低于对照，施用有机肥比例越大，硝酸盐含量越低。硝酸盐和可溶性蛋白含量的降低伴随着氮肥供给能力的减弱，对硝酸盐和可溶性蛋白合成起到抑制作用[23-24]。本研究发现，可溶性蛋白含量先增加，在F2处理达到最高值，之后降低，F4处理最低，由于有机肥施用量的增加，F5和F6处理的可溶性蛋白含量再次增加。游离氨基酸的含量随着氮肥的减量施用有不同程度的降低[25]，本研究发现蒜头游离氨基酸含量的变化趋势与可溶性蛋白含量相似，蒜薹的游离氨基酸含量以F5处理最高，蒜头的游离氨基酸含量以F2处理最高，F5处理游离氨基酸含量与F2处理没有显著差异，氮肥用量的减少会导致游离氨基酸含量降低，配施有机肥可以提高游离氨基酸含量，从而达到减施增效的目的。

可溶性糖含量随着氮肥减施而降低，主要原因在于氮作为植物体主要生命元素参与体内各种代谢过程，氮肥的减少会影响植株对矿质元素的吸收和利用[24]。有机肥可以抑制可溶性糖向淀粉转化并促进作物中淀粉向可溶性糖转化，有机肥配施化肥可以提高可溶性糖的含量[26-28]。蒜头中F1、F5处理可溶性糖含量最高，蒜薹F3处理最高，但与F5处理没有显著性差异，且含量均高于对照。蔗糖属于可溶性糖，试验结果说明，有机肥的使用显著提高了蔗糖的含量。本试验发现，在减施氮肥后，配施一定量的有机肥可以替代氮肥，提高作物的含糖量。

4 结论

在经过不同施肥处理后发现，在农民常用氮肥施用量的基础上减氮60%，同时有机肥用量增加40%，可以使蒜頭及蒜薹在获得较高产量的同时，得到较好的品质。

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