張宇 樊小雪 徐剛 楊亞娜 李亞靈 孫艷軍

摘要：為了減少氮肥的施用量，達到肥料科學使用的目的。以蒜為材料，設常規(guī)氮肥+有機肥（F1）、氮肥減量15%+有機肥（F2）、氮肥減量30%+有機肥加量20%（F3）、氮肥減量45%+有機肥加量20%（F4）、氮肥減量60%+有機肥加量40%（F5）、氮肥減量75%+有機肥加量40%（F6）6個不同的氮肥有機肥配施處理，并以常規(guī)用肥量為對照（CK），研究不同的氮肥與有機肥配施對蒜產(chǎn)量及品質(zhì)的影響。結(jié)果顯示，添加有機肥可以提高蒜頭及蒜薹的產(chǎn)量，其中F4處理產(chǎn)量最高，F(xiàn)4處理下的蒜薹產(chǎn)量顯著高于對照;蒜頭產(chǎn)量在添加有機肥后都顯著高于對照，F(xiàn)5處理僅次于F4處理;蒜薹的葉綠素含量在F1處理最高，F(xiàn)5處理提高蒜薹游離氨基酸及可溶性糖含量，F(xiàn)4處理硝酸鹽含量最低;F5處理蒜頭的硝酸鹽含量最低，可溶性糖含量最高。從蒜頭和蒜薹的產(chǎn)量以及品質(zhì)綜合考慮，F(xiàn)5處理表現(xiàn)較好，說明減少氮肥后配施有機肥可以提高蒜產(chǎn)量及品質(zhì)。

關鍵詞：蒜;氮肥;有機肥;產(chǎn)量;營養(yǎng)品質(zhì)

中圖分類號： S633.406 ?文獻標志碼： A? 文章編號：1002-1302（2019）05-0114-04

收稿日期：2018-10-12

基金項目：國家重點研發(fā)計劃（編號：2018YFD0800406-03）。

作者簡介：張 宇（1994—），女，山西朔州人，碩士研究生，主要從事蔬菜栽培生理研究。E-mail：zhangyu08171@163.com。

通信作者：李亞靈，博士，教授，主要從事蔬菜栽培生理研究。E-mail：yalingli1988@163.com。

蒜（Allium sativum）屬百合科（Liliaceae）蔥屬（Allium）二年生草本植物，是一種重要的蔥蒜類蔬菜，主要的產(chǎn)品器官為鱗莖（蒜頭）、花莖（蒜薹）、幼株（蒜苗或青蒜），也可以形成蒜黃[1]。蒜的營養(yǎng)價值較高，風味獨特，同時蒜提取液中的含硫活性成分對人體、動物和植物的許多病原細菌有較強的抑制作用，對人體有較強的藥用保健價值[2]。我國是全球最主要的蒜生產(chǎn)國、消費國和出口國，2017年種植面積達到 69.13萬hm2，占全球總面積的58%，產(chǎn)量1 206萬t以上，約為全球的75%，年新鮮蒜出口量為110萬t[3]。

盡管蒜在我國已有悠久的栽培歷史和大規(guī)模栽培，但管理比較粗放，目前蒜的生產(chǎn)以傳統(tǒng)的土壤栽培為主，生產(chǎn)上存在許多問題。特別是為了追求蒜苗產(chǎn)量，生產(chǎn)中盲目加大氮肥用量的現(xiàn)象很普遍[4]。過量施用氮肥不僅會影響作物產(chǎn)量，同時也會降低作物品質(zhì)，降低氮肥利用率，更為嚴重的是引起土壤酸化、硝態(tài)氮淋洗、水體富營養(yǎng)化、一氧化二氮（N2O）及甲烷（CH4）等溫室氣體排放等環(huán)境污染問題，對糧食安全生產(chǎn)有嚴重威脅[5-7]。有機肥施用量的減少，會造成土壤板結(jié)，土壤耕性、保水、保肥性能下降，降低對自然災害的抵抗能力，對作物的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)產(chǎn)生嚴重影響[8-9]。研究發(fā)現(xiàn)，有機肥與普通尿素的配合施用可活化被土壤固定的化肥，減少肥料的揮發(fā)流失，提高肥料利用效率[10]。通過有機肥與氮肥配施來減少氮肥使用，提高氮肥的利用率，做到減施增效，同時根據(jù)蒜生長特性，得到提高蒜產(chǎn)量和品質(zhì)的最佳施肥的比例和用量，最終達到肥料科學配施的目的。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗地點位于南京市玄武區(qū)江蘇省農(nóng)業(yè)科學院，試驗時間為2017年10月至2018年6月。

試驗采用的蒜品種為邳州一號。播種于長50 cm、寬 30 cm、高16 cm的硬質(zhì)栽培缽中，基質(zhì)為泥炭和蛭石，體積比為3 ∶ 1。播種前按不同處理將基肥均勻撒入各小區(qū)。使用的肥料為氮肥（普通尿素中含氮量為46.3%）、有機肥（雞糞），以及硫酸鉀復合肥（氮、磷、鉀含量均為15%）。

1.2 試驗設計

試驗設7個處理：（1）常規(guī)氮肥，無有機肥（CK）;（2）常規(guī)氮肥+有機肥（F1）;（3）氮肥減量15%+有機肥（F2）;（4）氮肥減量30%+有機肥加量20%（F3）;（5）氮肥減量45%+有機肥加量20%（F4）;（6）氮肥減量60%+有機肥加量40%（F5）;（7）氮肥減量75%+有機肥加量40%（F6）。

在所有處理中，有機肥作為基肥與硫酸鉀復合肥一次性施入;氮肥作為追肥，以農(nóng)民常用施氮量作為常規(guī)氮肥用量，在幼苗期、鱗芽花芽分化期、花莖伸長期、鱗芽膨大期施入，各個時期的追肥量分別為總氮肥用量的15%、15%、35%、35%。具體施肥量見表1。每盆種植8株蒜。

1.3 測定項目與方法

采收蒜薹和蒜頭后，測定蒜薹的質(zhì)量、粗度、長度，以及蒜的質(zhì)量。各處理取10株進行測定。蒜薹于鱗莖上部 10 cm 處采收;用游標卡尺測定蒜薹粗度;用直尺測定蒜薹基部到總苞基部的距離即蒜薹長度;用電子天平稱量蒜薹及鱗莖鮮質(zhì)量。

蒜薹及蒜頭的品質(zhì)測定[11]：葉綠素含量采用乙醇浸提法測定;可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定，游離氨基酸含量采用茚三酮比色法測定，蔗糖含量采用間二苯酚光度法測定，硝酸鹽含量采用水楊酸比色法測定，可溶性蛋白質(zhì)含量采用考馬斯亮藍G-250染色法測定。

1.4 數(shù)據(jù)整理與分析

采用Excel 2013和SPSS 20.0進行數(shù)據(jù)整理和方差分析，采用Tukey和Duncans法分析差異顯著性（α=0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同肥料配施處理對蒜薹生長及蒜頭產(chǎn)量的影響

從表2可以看出，蒜薹粗度、長度及單薹質(zhì)量在F4處理達到最大值，都顯著高于對照。F4處理蒜薹粗度、長度及單薹質(zhì)量相比對照分別提高了34.86%、67.73%和24.03%。其次為F2處理，蒜薹粗度、長度相比對照分別增加了3118%、37.96%;F3處理在添加有機肥的所有處理中蒜薹粗度、長度增加的最低，分別僅比對照提高14.96%、1472%。F6處理蒜薹質(zhì)量略低于F4處理，相比對照增加了19.90%;F5處理在添加有機肥的所有處理中蒜薹質(zhì)量增加最少，僅比對照提高10.08%。

由表3可以看出，F(xiàn)4處理蒜的平均質(zhì)量最高，且顯著高于對照，不同處理間蒜產(chǎn)量表現(xiàn)為F4>F5>F2>F1>F3>F6>CK，相對于對照分別增加了66.28%、26.55%、25.87%、24.14%、24.04%、23.38%，且差異均達到顯著水平。

這說明添加有機肥可有效減少化肥用量，防止土壤氮素供應過量對蒜產(chǎn)生毒害，施肥效果優(yōu)于對照。添加有機肥還可以提高蒜產(chǎn)量，其中F4處理效果最佳，可以顯著提高蒜和蒜薹的產(chǎn)量。

2.2 不同肥料配施處理對蒜薹品質(zhì)的影響

由圖1可知，葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素以及類胡蘿卜素含量的變化趨勢基本一致，F(xiàn)1處理下葉綠素及類胡蘿卜素的含量最高，F(xiàn)4處理下含量最低。本研究發(fā)現(xiàn)肥料施用較多時，蒜薹中葉綠素含量顯著增加，隨著氮肥用量減少，葉綠素及類胡蘿卜素含量先減少后增加。在F4處理下葉綠素及類胡蘿卜素含量最低，使用有機肥的F5和F6處理，葉綠素及類胡蘿卜素含量與F4處理相比有所增加。

由表4可知，蒜薹的硝酸鹽含量在F4處理中顯著低于其他處理，相比對照降低了18.45%，隨著氮肥用量減少，硝酸鹽含量先減少后增加，F(xiàn)4處理的硝酸鹽含量最低，由于有機肥的施用量增加，F(xiàn)5和F6處理硝酸鹽含量與F4處理相比有所增加。游離氨基酸含量在F5處理最高，相比對照增加了63.26%，其次為F1和F4處理，相比對照游離氨基酸含量分別增加了52.28%和 50.28%。F3處理可溶性糖含量顯著高于F4處理，相比對照高2.92%。蔗糖含量各處理大都顯著高于對照，F(xiàn)6處理的蔗糖含量最高，且施用有機肥后，各處理蔗糖含量均高于對照。

由表4可知，隨著氮肥用量減少，同時有機肥的施用增加，硝酸鹽含量在F4處理最低，然后再次呈上升趨勢。施用有機肥可以顯著提高游離氨基酸及蔗糖的含量。

2.3 不同肥料配施處理對蒜頭品質(zhì)的影響

從表5中可以看出，F(xiàn)5和F3處理的硝酸鹽含量最低，相比對照分別降低了50.74%和50.37%，且顯著低于除了F6外的其他處理，F(xiàn)1處理的硝酸鹽含量最高。可溶性蛋白及游離氨基酸含量的變化趨勢基本一致，F(xiàn)2處理含量最高，較對照分別增加1.24%、1.53%，可溶性蛋白含量以F4處理最低，游離氨基酸含量以F3處理最低?？扇苄蕴呛恳訤5和F1處理最高，相比對照增加2.52%，F(xiàn)6處理可溶性糖含量最低，由數(shù)據(jù)可以看出，可溶性糖含量受氮肥的影響較大。F1處理蔗糖含量最高，其次為F5處理，增施有機肥后，各處理的數(shù)據(jù)都高于對照，可見增施有機肥可以提高蔗糖含量。

F3和F4處理的可溶性糖、可溶性蛋白及游離氨基酸含量有減少的趨勢，可能由于氮肥用量減少，有機肥用量不足以代替氮肥來提高蒜頭的品質(zhì)。綜上分析可知，F(xiàn)5處理可溶性蛋白、游離氨基酸、可溶性糖及蔗糖含量相對較高，同時降低了硝酸鹽的含量，F(xiàn)5處理的蒜頭品質(zhì)較好。

3 討論

目前蒜的生產(chǎn)以傳統(tǒng)的土壤栽培為主[12]，生產(chǎn)上存在著許多問題，在生產(chǎn)中盲目施肥特別是氮肥過量施用現(xiàn)象十分嚴重。在江蘇邳州的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，部分農(nóng)戶在種植蒜的過程中施用化肥量達到1 350 kg/hm2。姜慧敏等認為隨著施氮量的增加，番茄的產(chǎn)量先增加后減少，在壽光溫室番茄種植條件下，農(nóng)民習慣在施氮量基礎上減氮30%～50%可以得到較高產(chǎn)量[13]。有機肥與化肥配施與單施化肥氮相比顯著增加了作物產(chǎn)量，而且能保持產(chǎn)量的穩(wěn)定性[14-15]。過量施氮使得作物純收益率顯著低于低氮處理，且經(jīng)濟效益降低，而有機肥配施氮肥較單施有機肥或氮肥能更有效地提高潮土的土壤肥力，從而提高作物產(chǎn)量[16]。前人研究表明，減少氮肥的用量，配合施用有機肥可以顯著提高蒜株高、莖粗和產(chǎn)量[17]。本研究結(jié)果表明，F(xiàn)4處理的蒜薹及蒜產(chǎn)量最高，顯著高于對照農(nóng)民肥料施用處理，過量的氮肥施用以及不施用有機肥會嚴重影響蒜的產(chǎn)量，這與前人的試驗結(jié)果相似。

葉綠素是反映光合作用的重要指標，在一定范圍內(nèi)，隨著施肥量的增加，葉綠素含量增加[18]，有研究結(jié)果表明，有機肥和氮肥配施可以減少小麥生育后期葉片葉綠素含量和光合速率的下降，提高小麥干物質(zhì)積累量，增加產(chǎn)量[19-20]。何舞等研究發(fā)現(xiàn)，大量施用氮肥可以使葉綠素含量明顯增加，在施氮量均為0.4 g/kg時，與單施化肥相比，化肥與餅肥配施或者單施餅肥的蒜葉片葉綠素含量顯著降低[21]。本研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)1處理的葉綠素含量最高，可見有機肥可以提高葉綠素的含量，但有機肥對葉綠素的增加效果低于氮肥。

在蔬菜種植中，氮肥過量不僅會影響產(chǎn)量，還會導致蔬菜的品質(zhì)降低。徐坤范等研究表明，在0～900 kg/hm2范圍內(nèi)，隨著施氮量的增加，硝酸鹽含量逐漸增加[22]，蒜苗期葉片硝酸鹽含量與氮肥用量呈正相關，配施有機肥后，硝酸鹽含量降低[21]。本研究發(fā)現(xiàn)，在蒜薹時期F4處理的硝酸鹽含量顯著低于對照，減少氮肥，配施有機可以降低硝酸鹽含量，但在有機肥含量較高時硝酸鹽含量也隨之增加;在蒜頭中，除F1處理外，硝酸鹽含量均顯著低于對照，施用有機肥比例越大，硝酸鹽含量越低。硝酸鹽和可溶性蛋白含量的降低伴隨著氮肥供給能力的減弱，對硝酸鹽和可溶性蛋白合成起到抑制作用[23-24]。本研究發(fā)現(xiàn)，可溶性蛋白含量先增加，在F2處理達到最高值，之后降低，F(xiàn)4處理最低，由于有機肥施用量的增加，F(xiàn)5和F6處理的可溶性蛋白含量再次增加。游離氨基酸的含量隨著氮肥的減量施用有不同程度的降低[25]，本研究發(fā)現(xiàn)蒜頭游離氨基酸含量的變化趨勢與可溶性蛋白含量相似，蒜薹的游離氨基酸含量以F5處理最高，蒜頭的游離氨基酸含量以F2處理最高，F(xiàn)5處理游離氨基酸含量與F2處理沒有顯著差異，氮肥用量的減少會導致游離氨基酸含量降低，配施有機肥可以提高游離氨基酸含量，從而達到減施增效的目的。

可溶性糖含量隨著氮肥減施而降低，主要原因在于氮作為植物體主要生命元素參與體內(nèi)各種代謝過程，氮肥的減少會影響植株對礦質(zhì)元素的吸收和利用[24]。有機肥可以抑制可溶性糖向淀粉轉(zhuǎn)化并促進作物中淀粉向可溶性糖轉(zhuǎn)化，有機肥配施化肥可以提高可溶性糖的含量[26-28]。蒜頭中F1、F5處理可溶性糖含量最高，蒜薹F3處理最高，但與F5處理沒有顯著性差異，且含量均高于對照。蔗糖屬于可溶性糖，試驗結(jié)果說明，有機肥的使用顯著提高了蔗糖的含量。本試驗發(fā)現(xiàn)，在減施氮肥后，配施一定量的有機肥可以替代氮肥，提高作物的含糖量。

4 結(jié)論

在經(jīng)過不同施肥處理后發(fā)現(xiàn)，在農(nóng)民常用氮肥施用量的基礎上減氮60%，同時有機肥用量增加40%，可以使蒜頭及蒜薹在獲得較高產(chǎn)量的同時，得到較好的品質(zhì)。

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