钾肥对保护地大蒜品质及干鲜质量的影响

尹娟　李文杨

摘要：为获得保护地大蒜钾肥最佳施用量，以苍山白皮蒜为材料，设5个钾肥处理，即K2SO4（K2O含量≥52%）用量分别为0、250、500、750、1 000 kg/hm2，研究钾肥用量对大蒜品质及产量的影响。结果表明，在K2SO4用量为250～750 kg/hm2时，大蒜叶片和鳞茎蔗糖磷酸合成酶（SPS）活性、鳞茎糖含量随施钾量的增加而提高，K2SO4用量为 750 kg/hm2 时达最大值，较对照分别提高 52.38%、27.36%、30.93%，与对照差异显著。叶片和鳞茎可溶性糖含量与自身SPS活性呈正相关，大蒜鳞茎和叶片SPS活性呈负相关。K2SO4用量500 kg/hm2时，大蒜叶片维生素C含量最高、抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性最低，二者呈负相关；K2SO4用量为 750 kg/hm2 时，鳞茎维生素C含量最高，而APX活性以K2SO4用量 1 000 kg/hm2 时最高。在K2SO4用量250～750 kg/hm2范围内，大蒜叶片和鳞茎大蒜素含量随钾肥用量的增加而增加，并以K2SO4用量750 kg/hm2处理最大，较对照分别提高28.68%、30.24%。施钾显著提高蒜薹和鳞茎的干鲜质量，在K2SO4用量为250～750 kg/hm2时，二者干鲜质量增幅较大，至K2SO4用量为1 000 kg/hm2时，上述指标表现出下降趋势。

关键词：大蒜；钾素；品质；干鲜质量

中图分类号： S633.406 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2017）19-0211-03

收稿日期：2016-04-29

作者简介：尹 娟（1979—），女，河南信阳人，硕士，讲师，主要从事园林园艺植物栽培生理研究。E-mail：395330893@qq.com。 菜农为增加大蒜产量，盲目偏施重施氮肥，氮磷钾配比不合理，不但破坏了土壤结构，还降低了大蒜品质。众多研究结果表明，钾肥对蔬菜营养品质和产量影响较大。李录久等研究发现，施用适量钾肥能明显提高生姜块茎产量和钾素吸收量，改善营养品质，在K2O用量为450 kg/hm2时维生素C、可溶性蛋白、可溶性糖含量和单产最高，其中单株块茎质量为 486.1 g[1]。黄玉芳等研究指出，施钾处理大蒜维生素C含量较对照处理增加20.2%～55.8%[2]。陈昆等通过深液流无土栽培方式研究钾对大蒜品质的影响，指出营养液K+浓度为9.0 mmol/L时，大蒜叶片、假茎可溶性蛋白质含量最高，分别较对照提高46.72%、45.49%[3]。李国清等研究认为，不同的钾肥处理对甜叶菊叶片产量影响较大，并认为施氯化钾120 kg/hm2效果最佳[4]。在马铃薯、生菜、甜玉米上的研究均表明，施钾能改善作物品质，提高作物产量[5-7]。李录久等通过连续2年多点研究认为，氮磷钾配施可以有效提高大蒜产量，蒜薹、鳞茎产量较对照分别提高24.2%～33.2%和 17.3%～24.5%[8]。由此可知，钾对经济作物和粮食作物均有不同程度的增产作用，并能有效改善其品质，但是有关钾素对保护地大蒜可溶性糖含量与SPS的关系、维生素C与APX的关系的影响，以及大蒜素含量及蒜薹、鳞茎干鲜质量较高时钾肥施用范围的研究较少。本试验重点研究钾素对保护地大蒜品质及产量的影响，以期为大蒜合理施肥提供技术依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

大蒜品种为苍山白皮蒜。试验于2015年9月10日在信阳农林学院试验站进行。保护地试验田土壤有机质含量为 15.9 g/kg，速效氮含量为98.7 mg/kg，速效磷含量为 63.4 mg/kg，速效钾含量为107.5 mg/kg。2015年9月10日选取大小基本一致的无病蒜瓣在温室内播种，覆盖地膜，进行常规管理。

1.2试验方法

1.2.1 试验设计 在保护地试验田设置5个处理，以K2SO4（K2O含量≥52%）计：T1：0 kg/hm2（CK）、T2：250 kg/hm2、T3：500 kg/hm2、T4：750 kg/hm2、T5：1 000 kg/hm2，每处理3次重复，共计15个小区，每个小区面积 10 m2。在上述处理分别添加Na2SO4 1 510、1 132、755、377、0 kg/hm2，使各处理间SO42-离子含量在同一水平，以排除其对试验结果的干扰。肥料分5次施入，分别在播种前做底施，幼苗期、花芽鳞芽分化期、花茎伸长期、鳞茎膨大期追施。除底肥外，追肥将氮磷钾肥料溶于水中随水冲施。

1.2.2 测定项目及方法 用重铬酸钾容量法测定土壤有机质，碱解扩散法测定速效氮，火焰光度法测定速效磷和速效钾[9]。大蒜叶片和鳞茎可溶性糖含量、蔗糖磷酸合成酶（SPS）活性、维生素C含量、抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性、大蒜素含量分别采用葱酮比色法[10]、分光光度法[11]、2，6-D滴定法[12]、紫外分光光度法[13]、苯腙法[14]测定。蒜薹从鳞茎上部膨大处向上10 cm位置掐断采收；鳞茎采收在鳞茎上部膨大处向上2 cm位置剪断，去除根系。用MP200B电子天平称量蒜薹及鳞茎干鲜质量。干物质含量，采用常压干燥法[15]测定。

1.3 数据处理和分析

采用Excel 2003软件进行作图和DPS 6.05软件进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 钾肥对大蒜可溶性糖与SPS活性的影响

从图1可以看出，施用钾肥能够增加鳞茎可溶性糖含量，降低叶片可溶性糖含量。在施用K2SO4 0～750 kg/hm2范围内，鳞茎可溶性糖含量隨K2SO4用量的增加呈上升趋势，至用量为1 000 kg/hm2时，鳞茎可溶性糖含量降低，且低于对照。在K2SO4用量250～750 kg/hm2时，叶片可溶性糖含量随K2SO4用量的增加而增加，但施钾处理均低于对照。endprint

从图2可以看出，在一定钾肥用量范围内，施钾能提高叶片和鳞茎SPS活性。K2SO4用量为1 000 kg/hm2时，叶片和鳞茎SPS活性均降低。在K2SO4用量为250、500、750 kg/hm2时，叶片SPS活性较对照分别提高6.93%、20.78%、5238%；鳞茎SPS活性较对照分别提高15.09%、19.81%和27.36%，处理间差异明显。

同时还可以看出，叶片和鳞茎中可溶性糖含量和SPS活性均呈一定的相关性。不同处理鳞茎可溶性糖含量均高于叶片可溶性糖含量，而叶片SPS活性均高于鳞茎SPS活性。

2.2 钾肥用量对大蒜APX活性与维生素C含量的影响

从图3可以看出，施钾能提高大蒜葉片和鳞茎维生素C含量，当K2SO4用量为500 kg/hm2时，叶片维生素C含量最高，较对照增加24.47%；在K2SO4用量为750 kg/hm2时，鳞茎维生素C含量最高，较对照增加18.85%。同时还可以看出，叶片维生素C含量与APX呈负相关，鳞茎维生素C含量与APX呈正相关。

从图4可以看出，在K2SO4用量为0～1 000 kg/hm2范围内，叶片APX活性随K2SO4用量的增加呈下降趋势，而鳞茎APX活性随钾用量的增加呈上升趋势。在K2SO4用量为250、500、750、1 000 kg/hm2时，叶片APX活性较对照分别降低 3.77%、14.66%、11.31%、8.94%；鳞茎APX活性较对照分别提高6.33%、37.13%、16.03、41.77%，表明在一定范围内增加钾肥用量能降低叶片APX活性，提高鳞茎APX活性。

2.3 钾肥用量对大蒜叶片和鳞茎大蒜素含量的影响

从图5可以看出，施钾处理叶片和鳞茎大蒜素含量均高于对照，表明施钾对大蒜叶片和鳞茎大蒜素含量提高有促进作用。大蒜叶片和鳞茎大蒜素含量随钾肥用量的增加而有不同程度的提高，在K2SO4用量为750 kg/hm2时达最大，较对照分别提高28.68%、30.24%，而当K2SO4用量达到 1 000 kg/hm2 时二者大蒜素含量均降低，表明高钾不利于大蒜素的形成和积累。

2.4 钾肥用量对大蒜蒜薹平均干质量、鲜质量的影响

从表1可以看出，在使用氮肥磷肥基础上施用钾肥，能显著提高大蒜蒜薹和鳞茎干质量、鲜质量。在K2SO4用量250～750 kg/hm2 范围内，平均单薹和平均鳞茎单头干质量、鲜质量均随钾肥用量的增加而增加，而T3、T4处理间差异不显著，表明K2SO4用量在500～750 kg/hm2范围内，可以有效提高大蒜蒜薹及鳞茎产量。超出这一范围K2SO4用量达到 1 000 kg/hm2 时，上述指标较对照虽有增加，但增加不明显，且与其他施钾处理相比略有降低。在K2SO4用量为 750 kg/hm2 时，大蒜单薹鲜质量、干质量和鳞茎单头鲜质量和干质量最大，与对照相比，增幅分别为19.97%、24.41%、25.28%、28.42%，处理间差异显著。在K2SO4用量为 500 kg/hm2 时，鳞茎干质量最大，达到18.94 g，较对照增加28.76%。

3 讨论

本试验结果表明，增施钾肥可以提高大蒜鳞茎可溶性糖含量，而叶片可溶性糖含量低于对照，这可能是因为钾与糖的合成有关[16]，且钾能促进糖类向储藏器官转运[17]，提高储藏器官鳞茎中糖的含量，而由于钾促进叶片光合产物碳水化合物向鳞茎转运，降低了叶片中可溶性糖的含量。本研究结果与唐湘如等在磷钾肥对水稻糖含量影响的研究结果[18]类似。

可溶性酶SPS活性高低直接影响着植物体内糖的合成、转运和库的糖代谢水平[19]。钾是60多种酶的活化剂，施钾显著提高了大蒜叶片和鳞茎SPS活性，并在K2SO4用量为 750 kg/hm2 时含量最高，较对照分别提高52.38%、27.36%，处理间差异显著。在K2SO4用量为250～1 000 kg/hm2范围内，大蒜叶片和鳞茎可溶性糖含量增加趋势与SPS活性提高趋势一致，表明大蒜叶片和鳞茎可溶性糖含量与自身SPS活性呈正相关；大蒜叶片SPS活性高于鳞茎SPS活性，而可溶性糖含量则以鳞茎高于叶片，可见大蒜叶片可溶性糖含量、SPS活性分别与鳞茎SPS活性、可溶性糖含量呈负相关，这可能是因为叶片中SPS活性高促进了叶片中碳水化合物向鳞茎运输，从而使鳞茎可溶性糖含量高于叶片，而鳞茎中活性的SPS在一定程度上又限制了糖的外运。叶片和鳞茎中可溶性糖含量与其自身SPS活性呈正相关。本结论与孙民在大蒜上的研究结果[20]一致。

钾肥可以显著提高大蒜维生素C含量[21]。本试验结果表明，大蒜叶片在K2SO4用量为0～500 kg/hm2范围、鳞茎在K2SO4用量为0～750 kg/hm2范围维生素C含量随钾素的增加而增加，说明适当增加钾肥用量能改善蔬菜品质；而当K2SO4用量达到1 000 kg/hm2时，大蒜叶片和鳞茎维生素C含量反而下降，这可能是过量的钾影响了钙镁等其他离子的吸收[22]，造成大蒜营养失调，进而影响其品质。在K2SO4用量在0～1 000 kg/hm2 范围内，叶片APX活性随叶片维生素C含量的增加而降低，呈现明显的负相关性，这可能是因为维生素C是APX的专一电子供体[23]，APX活性较低电子供体利用少，维生素C含量高，而电子供体利用较多时，APX活性高电子供体利用多，维生素C含量低；鳞茎APX活性在K2SO4用量为750 kg/hm2时表现出降低趋势，而在K2SO4用量为 1 000 kg/hm2 时又表现出上升趋势，这可能是因为过高用量的钾造成大蒜钾素胁迫，APX作为保护酶，对钾素胁迫进行抵御，活性升高，而在这一过程中维生素C作为电子供体被消耗一部分，即在K2SO4用量为1 000 kg/hm2时，鳞茎维生素C含量降低。

大蒜素是蒜氨酸经蒜氨酸酶作用形成的具有抑菌杀菌的挥发性硫化物，是衡量大蒜蔬菜品质的重要指标之一[24]。本研究结果表明，在K2SO4用量为250～750 kg/hm2范围内，大蒜叶片和鳞茎大蒜素含量随钾肥用量的增加而增加，在K2SO4用量为750 kg/hm2时达最大，较对照处理分别提高 28.68%、30.24%，表明施钾促进了大蒜素的积累。本结论与陈昆等在无土栽培中钾素对大蒜大蒜素以及秦月丽等在钾肥种类及使用量对大蒜品质影响的研究结果[25-26]类似，认为适量的钾肥能增加大蒜素含量，改善大蒜品质。endprint

本试验结果表明，蒜薹和鳞茎的干鲜质量随着钾肥用量的提高而增加，特别K2SO4用量为250～750 kg/hm2时，产量增加的幅度很大，继续增加K2SO4用量至1 000 kg/hm2时，产量比对照仍然呈现增长的趋势，但幅度没有低用量时增加的明显。张琳等研究认为，增加钾肥用量能够显著提高大蒜蒜薹和鳞茎产量[27]。

参考文献：

[1]李录久，王家嘉，姚殿立，等. 不同钾肥用量对生姜生长和营养品质的影响[J]. 土壤，2014，46（2）：245-249.

[2]黄玉芳，王桂良，叶优良，等. 不同鉀肥品种和用量对大蒜产量、品质和养分吸收利用的影响[J]. 北方园艺，2009（4）：8-11.

[3]陈 昆，刘世琦，张自坤，等. 钾素对水培大蒜生理和品质的影响[J]. 园艺学报，2011，38（3）：556-562.

[4]李国清，马 磊，石 岩. 不同钾肥处理对甜叶菊生长发育及叶产量的影响[J]. 中国糖料，2011（1）：36-38.

[5]张国华，谭荷芳，徐国华，等. 施钾对马铃薯产量的影响[J]. 江苏农业科学，2000（1）：54，60.

[6]吴文强，贺建德，曲明山，等. 钾对生菜产量和品质的影响[J]. 华北农学报，2006，21（增刊1）：119-121.

[7]曹玉军，赵景云，赵宏伟. 钾素用量对甜玉米可溶性糖及产量的影响[J]. 作物杂志，2009（5）：64-65.

[8]李录久，张 琳，郭熙盛，等. 大蒜高产优质高效的氮磷钾配合施用技术研究[J]. 中国农学通报，2004，20（6）：172-174，181.

[9]刘春生，杨守祥. 农业化学分析[M]. 北京：中国农业大学出版社，1996.

[10]李合生. 植物生理生化实验原理和技术[M]. 北京：高等教育出版社，2000.

[11]上海植物生理学会.植物生理学实验手册[M]. 上海：上海科学技术出版社，1985.

[12]王学奎. 植物生理生化实验原理和技术[M]. 2版.北京：高等教育出版社，2006.

[13]Nakano Y，Asada K. Hydrogen peroxide scavenged by ascorbated specific peroxidase in spinach chloroplast[J]. Plant and Cell Physiology，1981，22（5）：867-880.

[14]屈姝存，周朴华. 大蒜油提取及大蒜油与大蒜渣的化学成分分析[J]. 湖南农业大学学报（自然科学版），1998，24（3）：235-237.

[15]樊治成，郭洪芸，张曙东，等. 大蒜不同品种干物质生产与氮、磷、钾和硫的吸收特性[J]. 植物营养与肥料学报，2005，11（2）：248-253.

[16]李德全，高辉远，孟庆伟. 植物生理学[M]. 北京：中国农业科学技术出版社，2004.

[17]梁德印，刘福全. 钾营养对棉花养分吸收和干物质累积的影响[J]. 中国棉花，1993，25（2）：69-74.

[18]唐湘如，余铁桥. 磷钾肥对饲用稻产量和蛋白质含量的影响及其机理研究[J]. 中国农业科学，2002，35（4）：372-377.

[19]Dali N，Michaud D，Yelle S. Evidence for the involvement of sucrose phosphate synthase in the pathway of sugar accumulation in sucrose-accumulating tomato fruits[J]. Plant Physiology，1992，99（2）：434-438.

[20]孙 民. 不同浓度钾肥对无土栽培樱桃番茄品质和产量的影响[J]. 长江蔬菜，2012（22）：77-78.

[21]王传胜，刘中良. 大蒜钾素营养研究进展[J]. 安徽农业科学，2014，42（24）：8091，8107.

[22]张恩平，李天来，葛晓光，等. 钾营养对番茄光合生理及氮磷钾吸收动态的影响[J]. 沈阳农业大学学报，2005，36（5）：532-535.

[23]沈文飚，黄丽琴，徐朗莱. 植物抗坏血酸过氧化物酶[J]. 生命的化学，1997，17（5）：24-26.

[24]刘世琦. 蔬菜栽培学简明教程[M]. 北京：化学工业出版社，2007.

[25]陈 昆，刘世琦，张自坤，等. 钾素营养对大蒜生长、光合特性及品质的影响[J]. 植物营养与肥料学报，2011，17（2）：506-512.

[26]秦月丽，孙治强，梁 毅. 钾肥种类和施用量对大蒜品质和产量的影响[J]. 河南农业大学学报，2010，44（4）：399-401，407.

[27]张 琳，郭熙盛，李录久，等. 氮钾配施对大蒜增产效应的研究[J]. 土壤通报，2003，34（6）：539-542. 韩晓勇，王 立，张培通，等. 黑膜覆盖对紫山药生长发育和产量形成的效应[J]. 江苏农业科学，2017，45（19）：214-216.endprint