增施钾肥对大蒜生长发育、产量和品质的影响

陆信娟,杨峰,樊继德



增施钾肥对大蒜生长发育、产量和品质的影响

陆信娟,杨峰*,樊继德

徐淮地区徐州农业科学研究所, 江苏 徐州 221121

本文在常规施肥量的基础上，采用大田钾肥基施的方式研究了增施不同用量钾肥对“徐蒜917”生理特性与产量的影响。结果表明，增施钾肥均有利于大蒜返青期至鳞茎膨大期地上部的生长，提高根系活力；鳞茎膨大期，增施钾肥处理的大蒜叶、鳞茎和根中可溶性蛋白含量均增加；至大蒜采收前，增施钾肥处理的鳞茎中可溶性糖与可溶性蛋白含量均明显提高，且以K2O 262.5 kg·hm-2效果最佳。施用K2O 262.5 kg·hm-2可显著提高一级蒜比例和大蒜产量。综合所有指标表明，K2O施用总量262.5 kg·hm-2为大蒜最适钾肥用量。

大蒜; 钾肥; 生长发育; 产量; 品质

钾是作物生长发育必需的营养元素之一，适宜的钾肥可以提高作物的抗逆性及产量、改善作物产品品质。但是，目前生产上氮肥施用量仍高于其它肥料；同时，随着施入土壤中氮肥逐年积累，导致较多土壤中氮钾比例失调，已成为影响作物产量与品质的主要原因之一。大蒜为需肥较多且较耐肥的蔬菜之一，整个生育期对氮、钾两种元素吸收量比较高[1]，合理的氮钾施用配比可大幅度提高大蒜的产值[2]。但是，钾肥对大蒜的影响研究多集中在产量、品质等方面[3,4]，对土壤增施钾肥后，大蒜农艺性状、生理指标等变化鲜有成体系的研究。本文以徐州地区常规施肥量中K2O含量为对照，研究了增施不同钾肥量对大蒜生长（形态指标、大蒜植株鲜重）、根系活力、可溶性糖（叶片、鳞茎、根系）、可溶性蛋白（叶片、鳞茎、根系）及大蒜产量等的影响。通过以上研究，探讨大蒜合理的钾肥施用量，以期为大蒜生产提供技术依据及理论指导。

1 材料和方法

1.1 试验材料

以本所育成的大蒜新品种徐蒜917为材料。供试三元复合肥（N:P2O5:K2O=15%:15%:15%）由湖北新洋丰肥业股份有限公司生产；尿素（N=46%）由山西兰花科技创业股份有限公司生产；硫酸钾（K2O=50%）由湘台合资青上化工（株洲）有限公司生产。

1.2 试验设计与方法

试验设于本所蔬菜基地，土壤基本理化性状：pH6.28，有机质17.91 g·kg-1，全氮0.68 g·kg-1，速效磷34.66 mg·kg-1，速效钾95.13 mg·kg-1。按照当地施肥习惯，整地前将750 kg·hm-2的三元复合肥及300 kg·hm-2尿素以基肥的形式施入，复合肥中K2O含量作为对照，其它处理通过增施硫酸钾并以基肥的形式施入，即7个施钾（K2O）水平：112.5，150，187.5，225，262.5，300，337.5 kg·hm-2，分别用CK，T1，T2，T3，T4，T5，T6来表示。

播前常规处理，2014年10月1日定植，随机区组设计，3次重复，株行距12 cm×20 cm，小区面积10 m2（2 m×5 m），每小区播种株数为442株，生长期常规管理。

于大蒜苗期（11月11日）、返青期（3月11日）、鳞茎膨大期（4月25日）、鳞茎采收前（5月13日）与鳞茎采收后，进行相关调查并取样分析。

形态指标调查项目：株高、株幅、叶长、叶宽、假茎高、假茎粗、单株叶片数（调查苗期、返青期与鳞茎膨大期）标准参照李锡香等[5]进行。

鲜重（g）：每小区取代表性植株5株，测量大蒜植株包括近地表20 cm土层主要根系的重量。

根系活力、可溶性糖、可溶性蛋白测定分别采用氯化三苯基四氮唑（TTC）法、蒽酮比色法与考马斯亮蓝法[6]。

单头鳞茎重（g）：抽取10个鳞茎，用1/100电子称称量鳞茎总重，换算成单头鳞茎重[5]。

一级鳞茎比例（%）：鳞茎横径大于5 cm的蒜头个数占小区收获蒜头总数的比例。

小区产量（kg）：为每小区鳞茎单独收获后晾干分别称重。

1.3 数据处理

数据采用DPS7.0与EXCEL进行处理。

2 结果与分析

2.1 不同增施钾肥水平对大蒜生长的影响

2.1.1 不同增施钾肥水平对大蒜形态指标的影响增施钾肥对大蒜苗期性状影响较小，各处理间无显著差异（表1）。大蒜苗期营养主要由种瓣提供，植株对钾肥吸收利用率低，导致增施钾肥效果不明显。返青期大蒜退母后主要依靠根系吸收营养，外施钾肥对大蒜的生长逐步产生影响，从表1可以看出返青期、鳞茎膨大期大蒜株高、株幅、叶长、叶宽、假茎粗都随着施钾量的增加而值增大，当超过262.5 kg·hm-2K2O施用量时，以上指标稍有下降。陈昆等[7]研究钾素营养对水培大蒜生长的影响发现，适量的钾素能够促进大蒜幼苗的生长，增加株高、假茎高、假茎粗等指标；朱建忠等[3]研究发现，增施钾肥对大蒜不同生育期株高、茎粗都有所提高，而且这种效果到生长后期更加明显。本研究结果显示，钾肥对于大蒜植株生长的促进作用主要表现在生长发育的中后期，适量增施钾肥有利于促进地上部的生长，施钾量过多反而有降低地上部生长的趋势。

表 1 不同增施钾肥水平对大蒜形态指标的影响

2.1.2 不同增施钾肥水平对大蒜鲜重的影响 不同增施钾肥水平对苗期与返青期鲜重影响较小（图1）；鳞茎膨大期与鳞茎采收前随着钾肥用量的增加鲜重呈增加趋势，T4处理的大蒜鲜重达到最高，而后随着钾肥施用量的增加大蒜鲜重逐渐呈下降趋势。说明合理使用钾肥可以促进植株的生长。

2.3 不同增施钾肥水平对大蒜根系活力的影响

不同增施钾肥水平对大蒜苗期根系活力影响不显著（图2）。返青后，大蒜根系活力随施钾量的增加呈上升趋势。当外施钾肥（K2O）达262.5 kg·hm-2时，大蒜根系活力最高，且在钾肥用量（K2O）262.5 kg·hm-2水平下，大蒜返青期与鳞茎膨大期的根系活力都保持在最高水平。说明适宜的钾肥施用量能较大程度提高大蒜根系活力，促进营养物质的吸收。陈昆等[8]研究发现钾能促进水培条件下大蒜幼苗的生长，提高根系活力。本研究表明，大田栽培条件下，适量增加基肥中钾肥用量，可提高返青期至鳞茎膨大期大蒜根系活力。

图 1 不同增施钾肥水平对大蒜鲜重的影响

图 2 不同增施钾肥水平对大蒜根系活力的影响

Fig.2 Effects of increased application of potassium fertilizer on garlic root activity

2.6 不同增施钾肥水平对大蒜可溶性糖含量的影响

随着钾肥施用量的增加，大蒜叶片、根部与鳞茎的可溶性糖含量都表现为先升后降（表2）。不同时期不同处理间大蒜根部可溶性糖含量差异不显著。叶片可溶性糖含量除返青期T6处理与T4处理差异显著外（<0.05），其余各时期的各处理间无显著差异。鳞茎膨大期不同处理间大蒜鳞茎内可溶性糖含量差异不显著。但是在鳞茎采收前，随着钾肥施用量的增加，鳞茎内可溶性糖含量显著增加，T4处理鳞茎可溶性糖含量与CK、T1、T2和T6存在显著差异（<0.05）。本试验结果说明，适量增加基肥中钾肥含量可促进大蒜鳞茎内可溶性糖的积累，改善鳞茎品质。刘芸等[9]研究发现，一定K+浓度范围内随着钾水平的提高，番红花新球茎中可溶性糖含量也随之增加；土壤施钾后可显著增加大蒜鳞茎内可溶性碳水化合物的含量[10]。增施钾肥可促进大蒜地上部生长，提高根系活力，而地上部同化产物与根系吸收的营养物质最终都转运至鳞茎贮藏，因此采收前鳞茎内积累的可溶性糖含量受施钾量影响最大。

表 2 不同增施钾肥水平对大蒜叶片、根、鳞茎可溶性糖含量的影响

2.7 不同增施钾肥水平对大蒜可溶性蛋白含量的影响

增施钾肥对大蒜叶片可溶性蛋白含量的影响主要于大蒜返青期、鳞茎膨大期与鳞茎采收前三个阶段。返青期T6处理大蒜叶片可溶性蛋白含量最低且与T4处理具有显著差异（<0.05），鳞茎膨大期与鳞茎采收前，T4处理叶片可溶性蛋白含量最高（10.82 mg·g-1和4.71 mg·g-1）。根部可溶性蛋白含量仅鳞茎膨大期T4处理（5.43 mg·g-1）与其它处理具有显著差异（<0.05）。鳞茎膨大期与鳞茎采收前T4处理鳞茎内可溶性蛋白含量均高于对照且差异显著（15.24 mg·g-1和25.01 mg·g-1）（<0.05）（表3）。本试验结果说明，适当增加基肥中钾肥施用量，可显著提高鳞茎膨大期大蒜叶片、鳞茎与根中可溶性蛋白含量。吴礼树等[11]研究发现，供钾不足的情况下，导致植物体内蛋白质合成减少；适量增加钾肥施用量，可提高棉花叶片可溶性蛋白含量[12]。本试验说明供钾水平的高低直接影响大蒜生长中后期叶片、鳞茎与根的可溶性蛋白含量。

2.8 不同增施钾肥水平对大蒜产量及相关主要性状的影响

大蒜产量是衡量钾肥施用效果的重要指标之一。表4中数据显示，随着钾肥施用量的增加，大蒜小区产量随之增加，T4处理小区产量达最高值，T5、T6处理小区产量略有下降。通过统计分析显示，T4处理大蒜产量、单头鳞茎重与CK、T1、T2、T3处理差异显著（<0.05）。大蒜经济价值的高低不仅受产量的影响，鳞茎的大小也直接决定了大蒜的价格，提高一级蒜（鳞茎横径>5 cm）比例有利于增加大蒜的种植收益。表4数据显示，增施钾肥有利于提高一级蒜所占比例。T4处理小区一级蒜比例最高，达70.09%。说明合理施用钾肥有利于增加鳞茎直径，提高鳞茎单产。姜丽娜[10]研究发现施钾可显著改善大蒜鳞茎外观形态，增加单头质量；同时也可明显减少非商品蒜比例[3]。本试验结果说明增施钾肥可以提高大蒜鳞茎商品性，增加产量，从而提高大蒜的种植效益。

表 3 不同增施钾肥水平对大蒜叶片、根、鳞茎可溶性蛋白含量的影响

表 4 不同增施钾肥水平对大蒜产量、单头鳞茎重、一级鳞茎比例的影响

3 讨论

大蒜施用钾肥后增产效果已被多个研究结果证实[2-4]；但是钾肥对大蒜生长及生理方面的作用未能系统的进行研究。本试验以作为基肥的三元复合肥中K2O含量为对照，通过增施硫酸钾（基施）的方式研究不同钾肥施用量对大蒜生长发育的影响。增施钾肥对大蒜苗期生长无显著影响。苗期大蒜未退母，种瓣供给大蒜生长主要营养，因此不同处理间各指标基本无差异。返青期与鳞茎膨大期，增施钾肥处理可明显促进大蒜地上部的生长。K2O施用量为112.5~262.5 kg·hm-2时，大蒜株高、株幅、叶长、叶宽、假茎粗等均随K2O施用量的增加呈增加趋势，并以262.5 kg·hm-2时较好，说明基施钾肥主要是促进了返青期后大蒜的生长。朱建忠等[3]研究发现，增施钾肥可提高大蒜株高、茎粗等生长指标，生长后期钾肥对大蒜生长的促进作用更加明显。本研究进一步说明，以基肥的形式适量增施钾肥对大蒜生长的促进作用始于返青期，通过生长积累，钾肥的促进作用于鳞茎膨大期表现得更为明显。鳞茎膨大期至鳞茎采收前，大蒜鲜重随钾肥施用量的增加呈先增后降趋势，T4处理鲜重达最大值。一些学者在其他作物上也获得了相似的结果。王千等[13]发现番茄幼苗植株鲜重随钾水平的提高呈先升后降的趋势；潘艳花等[14]研究不同供钾水平对西瓜幼苗生长影响时发现随着施钾量增加，西瓜幼苗茎叶鲜重先增后降，本研究结果与之一致。

根系是植物重要的吸收器官，根系活力反映了根系吸收能力及根系本身的生长状态。植株地下部的生长状态直接影响地上部的生长，最终影响作物产量与品质。土壤条件是影响根系生长的重要因素，土壤营养元素含量的高低可以调控作物根系的生长发育，显著影响根系活力[15]。大蒜与其它作物不同，苗期的营养物质多数从蒜瓣中获得，因此增施钾肥处理对大蒜苗期根系活力影响较小。适当增施钾肥有利于提高返青期与鳞茎膨大期大蒜根系活力。熊明彪等[16]研究发现，土壤N、K养分有效性的高低是影响小麦根系活力的重要因素；增施钾肥可提高冷浸田水稻孕穗期与成熟期的根系活力[17]；在N、NP基础上增施钾肥明显提高冬小麦根系活力，促进根系生长[18]。以上研究结果进一步印证了K对大蒜根系活力的促进作用。

作物体内碳代谢与氮代谢是影响作物生长发育、产量、品质最主要的两大代谢过程。可溶性糖与可溶性蛋白是两大代谢过程重要的物质之一，是衡量植物体内代谢水平的重要指标。适量增施钾肥或提高水培溶液中钾离子浓度可提高大蒜蒜苗与鳞茎内可溶性糖[2,10,19]与可溶性蛋白的含量[19]。大蒜鳞茎作为整个植株的代谢库，起着积累营养物质的作用。在本试验中，适当增加基肥中钾肥施用量，可显著提高大蒜鳞茎内的可溶性糖与蛋白含量；同时，适宜的钾肥施用量可显著提高鳞茎膨大期大蒜叶片、鳞茎与根中可溶性蛋白含量，说明合理施钾可加速大蒜体内代谢进程，促进营养物质的积累，提高大蒜产量与品质。

施钾可提高大蒜鳞茎产量与商品性[3,10]。本试验表明，增施钾肥处理组的大蒜产量主要通过提高单头鳞茎重，增加鳞茎横径等方式来实现增产。本文钾肥最经济合理的施用量为262.5 kg·hm-2K2O。

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Effects of Increased Application of Potassium Fertilizer on Growth and Development, Yield andQuality of Garlic

LU Xin-juan, YANG Feng*, FAN Ji-de

221121,

On the basis of conventional fertilizer application, the effects of increasing potassium (K) fertilizers on physiological characteristics and yield of“XuSuan917”were studied by using the method of basal application. The results showed that increasing K fertilizer treatments all benefited the top growth and enhanced the root activity of garlic from reviving stage to the bulb inflating stage. At bulb inflating stage, the soluble protein contents in leaves, bulb and root of garlic increased under increasing K fertilizer treatments. Before harvest, increasing K fertilizers significantly induced the increase of the contents of soluble protein and soluble sugar in bulb, especially under K2O 262.5 kg·hm-2. Moreover, under the treatment of K2O 262.5 kg·hm-2, the yield and proportion of first grade bulbs increased significantly. All the results indicated that the optimum total amount of potassium fertilizer (K2O) applied in garlic was 262.5 kg·hm-2.

L.; potassium amount;growth and development ; yield; quality

S633.4

A

1000-2324(2018)03-0484-06

2016-12-19

2017-01-23

江苏省农业科技自主创新(CX(14) 2016)

陆信娟(1982-),女,硕士,助理研究员,研究方向:蔬菜栽培与育种. E-mail:luxinjuan1982@163.com

Author for correspondence. E-mail:xz-yangfeng@163.com