氮磷钾配比对红皮大蒜产量与经济性状的影响

李德文，王少铭，罗莉斯，侯颖辉，冷家归，李晋华，汪志燚

(1.贵州省农业科学院 香料研究所，贵州 贵阳 550006； 2.贵州省农业科学院 油料研究所，贵州 贵阳 550006)

0 引言

【研究意义】大蒜是百合科葱属二年生草本植物，是药食兼用蔬菜，也是重要的调味品。中国大蒜种植面积和年产量位于世界第一，是世界最大的大蒜出口国[1]。贵州省大蒜种植面积2.8万hm2左右，约占全国大蒜种植面积的3.6%，属于全国主产区之一[2]，主要分布在麻江、威宁、道真、务川、七星关区、万山区等地，品种类型有红皮大蒜、紫皮大蒜和白皮大蒜，以种植红皮大蒜面积最大。氮磷钾是大蒜生长发育过程中不可或缺的必需营养元素，合理配施氮磷钾肥不仅提高蒜头产量，还在一定程度上增强大蒜对各类胁迫的抗耐性。在大蒜生产中，种植户偏施氮肥而不施或少施磷钾肥，致使土壤中氮、磷、钾的有效含量严重失衡，大多数呈现水碱氮含量偏高而有效磷钾含量低的情况[3]，既造成了大量氮营养流失，增加生产成本，又制约了大蒜蒜头产量的提高。因此，研究氮磷钾肥在大蒜生产中的合理施用具有重要的现实意义。【前人研究进展】不同大蒜品种对氮磷钾需求比例有所不同，适当增施氮磷钾肥可以增加大蒜产量，而缺失氮磷钾肥会降低大蒜产量[4-6]。崔艳秋等[7]研究表明，金乡大蒜生长过程中，吸氮最多，钾次之，磷最少，氮、钾吸收高峰在鳞茎膨大期，磷吸收高峰在蒜薹伸长期，其吸收比例为N∶P2O5∶K2O=1∶0.36∶0.70。刘红耀等[8]研究认为，增施氮、磷、钾均可促进四川二水早的蒜苗植株长高、叶片增大、叶片数增多，以N∶P2O5∶K2O=1∶0.4∶0.5配比最佳。【研究切入点】在不同生态气候和土壤环境条件下，不同大蒜品种以及种植管理方式对氮磷钾需求比例有所不同。针对贵州省贵阳市生态区及其相似区域红皮大蒜氮磷钾配方施肥相关研究未见报道。【拟解决的关键问题】于2017—2018年度在贵阳市花溪区开展红皮大蒜氮磷钾肥料试验，主要研究氮磷钾不同施用量及配比对红皮大蒜蒜头产量和主要经济性状的影响，以期为红皮大蒜在贵阳生态区及其相似区域高产栽培提供施肥参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试大蒜品种为红皮大蒜，是从地方品种麻江红蒜中系选2代的大蒜种，由贵州省农业科学院油料研究所提供。选择蒜瓣整齐、无病斑、无损伤的蒜头作种蒜，淘汰夹瓣蒜。试验肥料为尿素(含N 46.4%)、钙镁磷肥(含P2O512%)、农用硫酸钾(含K2O 51%)，均为市购。

1.2 试验地概况

试验设在贵州省贵阳市花溪区贵州省农业科学院科研试验地，平均海拔1 100 m，属于亚热带湿润温和型气候，年均气温15.3℃，年均相对湿度77%，年均总降水量1 129.5 mm。试验地前作生姜，黄壤土。土壤有机质含量16.60 g/kg、碱解氮含量146.36 mg/kg、有效磷含量25.60 mg/kg、速效钾含量256.00 mg/kg、pH 5.24。从土壤理化性质可看出，土壤偏酸性，有机质和碱解氮含量中等，有效磷和速效钾含量丰富。

1.3 试验设计

采用“3414”试验设计，设N、P、K 3个因素，每个因素设4个水平(其中0水平为不施肥，2水平为当地最佳施肥量的近似值，1水平=2水平×0.5，3水平=2水平×1.5)，共14个处理(表1)，其中2水平的施肥水平为N 15 kg/667m2、P2O56 kg/667m2、K2O 15 kg/667m2。2次重复，随机区组排列，小区面积20 m2，小区间走道宽0.5 m，直播，种植密度33 000株/667m2，行距0.2 m、株距0.1 m，四周种植保护行。磷、钾肥一次性作基肥施用；氮肥作追肥，分别在幼苗期、返青期和抽薹期按氮肥总量的30%、40%、30%比例施用。

表1 红皮大蒜“3414”肥效试验各处理施肥水平和施肥量

1.4 试验过程

大蒜于2017年9月30日播种。按0.4 m开沟，将全部磷钾肥施入沟内并与表土充分混匀，每沟种植2排大蒜。选取顶芽未受伤的蒜瓣按预定行株距垂直插入土中，微露尖端，覆盖细土2 cm。2017年10月8日出苗，分别在2017年11月5日幼苗期、2018年2月10日蒜苗返青期和2018年4月5日抽薹初期追施尿素，中耕除草2次，浇水2次，病虫害防治与常规栽培相同。

2017年12月25日每小区选择10株蒜苗考种，2018年4月14日选择10株蒜薹考种。2018年5月30日收获蒜头，待蒜头晾晒干，剪去蒜梗和根须后称重测产，并取样10个蒜头考种。考种记载标准参照《大蒜种质资源描述规范和数据标准》[9]。

1.5 数据统计分析

采用Excel 2010和测土配方施肥3414试验分析器SG2.2[10]进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同氮磷钾配比处理红皮大蒜的主要经济性状

从表2可知，红皮大蒜的蒜苗、蒜薹和蒜头的主要经济性状均以不施肥处理(N0P0K0)最低，表明增施氮磷钾肥对红皮大蒜主要经济性状有影响。当磷、钾肥均处于最佳水平时，蒜苗的叶片数和假茎粗随氮肥用量的增加而增加；而蒜苗假茎长、单株重、蒜薹和蒜头性状均是先增加后减少，且都在N2P2K2处理达最大。当氮、钾肥均处于最佳水平时，蒜苗叶片数、单株重、蒜薹、鳞茎高、鳞茎横茎和鳞茎干重均是先增后减，且都在N2P2K2处理达最大。当氮、磷肥均处于最佳水平时，增施钾肥有利于增加蒜苗假茎长、蒜薹重量、鳞茎高和鳞茎重量，最大施钾处理(N2P2K3)的假茎长、蒜薹重、鳞茎高和鳞茎重分别比缺钾处理(N2P2K0)增加0.9 cm、1.75 g、3.16 cm和2.5 g。表明，适宜氮肥施用量有利于促进红皮大蒜的生长，增加植株叶片数和假茎粗，蒜薹抽出时间快，后期功能叶片向下提供营养给蒜头；氮肥施用量过多，大蒜蒜苗期营养体生长旺盛，抽薹期马尾蒜较多，导致蒜薹产量和品质下降，同时马尾蒜消耗大量营养使得蒜瓣发育不充实，夹瓣蒜、小瓣蒜较多，蒜头产量反而下降。氮磷钾肥合理配施有利于红皮大蒜苗期的生长，在抽薹后延缓植株叶片衰老，提供充足营养，促进鳞茎膨大，实现蒜薹和蒜头产量均增加的双重目标。

表2 大蒜肥效试验的主要经济性状

2.2 不同氮磷钾配比处理红皮大蒜的蒜头和蒜薹产量

2.2.1 蒜头产量 从表3看出，不同处理间红皮大蒜的蒜头产量存在差异。红皮大蒜蒜头产量以N2P2K3处理的最高，达632.42 kg/667m2；其次是N2P1K2处理，为623.98 kg/667m2；第3是N2P3K2处理，为621.95 kg/667m2；第4是N2P2K2处理，为620.94 kg/667m2。这4个处理的蒜头产量均在620 kg/667m2以上，4个处理间差异不显著，但均与N1P2K2、N0P2K2、N0P0K0处理存在显著差异。

表3 大蒜肥效试验各处理的产量

不施肥处理(N0P0K0)蒜头产量为440.22 kg/667m2，缺氮处理(N0P2K2)蒜头产量484.75 kg/667m2，缺磷处理(N2P0K2)蒜头产量599.3 kg/667m2，缺钾处理(N2P2K0)蒜头产量566.11 kg/667m2，分别比N2P2K2处理(当地最佳施肥量的近似值)减产180.72 kg/667m2、136.19 kg/667m2、21.64 kg/667m2、54.83 kg/667m2，减产率依次为29.1%、21.9%、3.5%、8.8%。说明，缺氮对红皮大蒜蒜头产量的影响最大，其次是缺钾，而缺磷的影响相对较小，氮磷钾肥配合施用能够明显提高红皮大蒜的蒜头产量水平。

2.2.2 蒜薹产量 蒜薹产量以N2P2K3最高，为294.15 kg/667m2，其次是N2P2K2，为282.81 kg/667m2，第三是N3P2K2，产量为278.81 kg/667m2。表明，高肥力水平可促进蒜薹产量的提高。

2.3 不同氮磷钾配比处理红皮大蒜的经济效益

从表4看出，N2P2K3处理的总产值(蒜头产值和蒜薹产值)和纯收入均最高，分别为6 530.11元/667m2和3 396.11元/667m2，纯收入比N0P0K0处理增加1 503.85元/667m2；其次是N2P2K2处理，总产值和纯收入分别为6 381.57元/667m2和3 317.57元/667m2，纯收入比N0P0K0处理增加1 425.31元/667m2；虽然N2P3K2处理的总产值超过N2P1K2处理，但其纯收入没有N2P1K2处理的纯收入高，这2个处理的纯收入均超过3 200元/667m2；而N0P0K0处理的纯收入为1 892.26元/667m2。当磷、钾肥施用量处于2水平时，增施氮肥有利于提高红皮大蒜的总产值和纯收入，但是氮肥施用过量，单位面积内的总产值和纯收入反而降低。在本试验地土壤有效磷和速效钾含量丰富条件下，增施钾肥对单位面积内总产值和纯收入的影响明显大于施磷效果。因此，采取控氮增钾施肥措施有利于提高红皮大蒜的总产值和纯收入。

表4 大蒜肥效试验各处理的经济效益

2.4 蒜头产量与氮磷钾的施肥数学模型

将产量结果进行回归分析，得出红皮大蒜蒜头产量(y)与氮磷钾(NPK)肥施用量的回归数学模型：y=441.38+15.65N+4.77P+3.3K+0.034NP+0.108NK+0.09PK-0.53N2-0.568P2-0.122K2。对回归方程进行检验，相关系数R2=0.98，F=26.82>F0.05(6)，达显著水平。说明，回归模型与实际吻合较好，可对其进行优化分析。在产量回归数学模型中，氮磷钾3因素中任意固定其中2个在“2”水平，变化另1个因素得单因素子模型：氮肥的子模型为y=479.702+17.474N-0.53N2，磷肥的子模型为y=603.23+6.63P-0.568P2，钾肥的子模型为y=568.112+5.46K-0.122K2。通过对子模型中常数项系数进行比较，不施氮肥红皮大蒜蒜头产量最低，其次是钾肥和磷肥；一次项系数的大小反映施肥的增产效应，顺序为氮>磷>钾；二次项系数为负数，表明施肥并不是越多越好，当施用量超过一定量时红皮大蒜蒜头产量反而下降。

各单因子最大施用量分别为纯N 17.39 kg/667m2、P2O56.59 kg/667m2、K2O 23.67 kg/667m2，红皮大蒜蒜头产量可达632.17 kg/667m2。在考虑肥料和蒜头价格情况下，通过对回归数学模型求导，得出红皮大蒜在贵阳生态区的最佳施肥方案为纯N 16.17 kg/667m2、P2O55.17 kg/667m2、K2O 17.77 kg/667m2，即N∶P2O5∶K2O=3∶1∶3.5时，红皮大蒜可获得630 kg/667m2蒜头产量水平。

3 讨论

大蒜是喜肥作物，整个生育期需要较多的养分，尤其对氮钾需求量大，其次为磷。三者中缺少任一种元素都会使大蒜生长发育不良，导致减产[11-13]。施肥量及土壤氮磷钾的丰缺程度影响大蒜对氮、磷、钾素的利用率[14-15]。氮素是大蒜生长发育所必需的大量营养元素，施用氮肥能大幅度提高蒜薹和蒜头产量，施钾表现为单个鳞茎重增加和蒜头品质改善。大蒜需氮钾营养较多，但磷素营养也不可忽视。在一定施磷水平下，磷可促进氮钾营养的吸收。大蒜缺磷表现为植株矮小、根系短少、叶片狭窄、叶色暗绿，下部叶片比供磷充足的大蒜植株提早枯黄，从而降低产量。只有平衡供给大蒜各种营养，才能获得高产优质的蒜头产品。研究表明，缺氮对红皮大蒜蒜头产量的影响最大，其次是缺钾，而缺磷的影响相对较小。适宜氮肥施用量有利于促进红皮大蒜的生长，增加植株叶片数和假茎粗，蒜薹抽出时间快，后期功能叶片向下提供营养给蒜头；氮肥施用量过多，大蒜苗期营养体生长旺盛，抽薹期马尾蒜较多，导致蒜薹产量和品质下降，同时马尾蒜消耗大量营养使得蒜瓣发育不充实，夹瓣蒜、小瓣蒜较多，蒜头产量反而下降，单位面积内的产值和纯收入反而降低。在本试验地土壤有效磷和速效钾含量丰富条件下，增施钾肥对单位面积内蒜头产值和纯收入的影响明显大于施磷效果。因此，采取控氮增钾施肥措施有利于提高红皮大蒜蒜头的产值和纯收入。

大蒜根系较浅，根毛极少且细弱，根系吸收能力较差，对水肥反应敏感，具有喜湿、喜肥和耐肥的特点。大蒜的鳞芽和花芽分化期是大蒜生长发育的关键时期，根系生长增强，加速对土壤营养的吸收。从花芽分化结束到蒜薹采收是营养生长与生殖生长并进时期，生长量最大，需肥水量也最多，是大蒜肥水管理的关键时期。由于每种营养元素的吸收高峰不同，合理控制每种肥料基肥和追肥比例是获得大蒜高产的必要条件。在大蒜返青期及抽薹期施肥量各占总量的40%和30%，即抽薹期的施肥量不能太多，特别注意控制氮肥用量。如遇蒜地土壤湿度偏低，有条件的地方应抽水漫灌蒜地或隔1周浇水1次，确保肥料的充分吸收。

4 结论

氮磷钾肥合理配施有利于红皮大蒜苗期生长，在抽薹后延缓植株叶片衰老，提供充足的营养，促进鳞茎的膨大，实现蒜薹和蒜头产量均增加的双重目标。红皮大蒜在贵阳生态区及相似区域的最佳施肥方案为纯N 16.17 kg/667m2、P2O55.17 kg/667m2、K2O 17.77 kg/667m2，即N∶P2O5∶K2O=3∶1∶3.5时，红皮大蒜可获得630 kg/667m2蒜头产量水平，纯收入达3 300元/667m2。