青藏高原乐都产区大蒜施肥效应及推荐量研究

贺 诚

大蒜属1 年生或2 年生食药两用植物。 青海地处青藏高原，气候冷凉，昼夜温差大，非常适宜大蒜干物质积累。 青海紫皮大蒜因蒜瓣紧实肥大、口感好、品质优，发展迅猛，目前种植面积达10 多万亩，主要分布在乐都、平安等海东地区， 成为当地农民增收和农业增效的支柱产业，经济效益十分可观。但长期以来种植户轻施氮肥，偏施磷肥，不施钾肥，施肥不合理，造成施肥效益下降。 在乐都大蒜主产区开展“3414”试验，通过分析大蒜产量和经济效益，探索乐都区大蒜氮磷钾最佳施肥量， 以期为大蒜的高产和绿色高效施肥提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地基本情况 试验设在乐都区雨润镇荒滩村，土壤类型为灰钙土，供试土壤pH 值8.2，有机质19.79 g/kg，全氮1.32 g/kg，碱解氮98 mg/kg，有效磷52 mg/kg，速效钾230 mg/kg。试验地块地势平整，土层深厚，耕性良好，肥力均匀，灌排便利。

1.2 试验材料 供试肥料为尿素（N46%）、过磷酸钙（P2O512%）、硫酸钾（含K2O50%）；大蒜品种为乐都紫皮大蒜。 2018 年11 月5 日播种，行距20 cm， 株距15 cm，2019 年3 月15 日出苗，2019 年7 月5 日收获。

1.3 试验方法 试验采用“3414”田间肥效试验方案，设氮、磷、钾3 个因素，4 个水平，共计14 个处理组合（表1）。每个处理3 次重复，随机区组排列，小区面积24 m2。 试验四周设1 m 宽保护行， 小区之间以及小区与保护行间设有0.3 m 宽田埂。 小区单灌单排，防止串肥串水和便于观察记载。

氮肥播前基施总量的1/3，追施占2/3（分别于苗期和抽薹期追施），磷、钾肥均随播前整地一次性施入，所有处理均不施有机肥。大蒜成熟后，小区产量单打单收，一次性收获计产。

2 结果与分析

2.1 氮、磷、钾肥对大蒜产量的影响 由表2可知，处理间差异达极显著水平，说明施用氮磷钾肥对大蒜产量影响较大， 施肥效果明显。处理N2P2K3产量最高， 比产量最低的处理N0P0K0增产41.8%，处理N2P2K2产量次之，比处理N0P0K0增产39.9%。综合分析可知，所有施肥处理均与无肥处理间差异极显著。 比较缺氮、缺磷和缺钾的3 个处理N0P2K3、N2P0K2、N2P2K0，差异亦达极显著水平， 且N0P2K3处理产量最低， 说明不施氮肥对大蒜产量的影响最大；处理N2P2K3与缺素区产量之差依次均为： 缺氮＞缺磷＞缺钾， 说明氮、 磷、 钾对大蒜的增产效果为N 肥＞P 肥＞K 肥， 且氮肥、 磷肥和钾肥最佳配施用量分别为360 kg/hm2、 210 kg/hm2、225 kg/hm2。

表2 不同施肥处理对大蒜产量的影响

2.2 不同处理产量与经济效益 由表3 可知，各施肥处理受大蒜产量和施肥成本影响， 产投比变化较大。磷肥和钾肥用量不变，随施氮量的增加，大蒜产量呈先增后降的趋势，不同施氮水平间差异显著， 施氮360 kg/hm2时大蒜产量和经济效益最高，增产量为25.2%，新增纯收入达8 203.2 元/hm2， 但产投比居中， 比低氮水平时减少23.1%； 氮肥和钾肥用量不变， 不同磷肥用量对大蒜产量的影响与氮肥相似， 在中磷（210 kg /hm2）水平时大蒜产量和纯收入最高，比不施磷处理增产11.6%，收入增加3 973.8 元/hm2；氮肥和磷肥用量不变， 随施钾量的增加， 大蒜产量逐渐增加，在施钾量最大时（225 kg/hm2），大蒜产量和纯收入最高， 且与其他处理间差异显著， 比不施钾处理增产10.7%， 收入增加来3 818.4 元/hm2。 氮、磷、钾肥的产投比均随肥料用量的增加呈逐渐降低的趋势，肥料用量越低，产投比越高。

表3 氮磷钾肥各因素对大蒜产量和经济效益的影响

2.3 大蒜氮、磷、钾最佳经济施肥量分析 以大蒜产量为目标函数，根据田间试验结果（表2），运用“3414”试验统计方法，以施肥量（纯量）为自变量（N、P、K），相对应的产量为因变量（Y）建立三元二次肥料效应函数方程。

通过对产量结果进行回归分析， 建立大蒜产量与氮磷钾肥用量间的回归方程， 并求得回归系数， 得到拟合回归方程：Y=21302.96+450.41N+342.67P-26.79K-11.82N2-10.50P2-12.47K2-1.86NP+12.35NK+5.90PK。

经对回归方程的回归系数及其显著性检验表明，F=51.56＞F0.01=14.66、 回归系数R2=0.995 7**，虽然F和R2值达到极显著水平， 但根据极值判别， 分析判定该三元二次肥效模型不典型。

拟合氮肥的一元二次方程，y=-0.044x2+31.943x+23 693，R2=0.988 6，R2值达到显著水平，可推荐大蒜的合理施氮量，其中最大施氮量为363 kg/hm2， 产量最大可达29 490.5 kg/hm2，最佳施氮量为335.3 kg/hm2， 产量最大可达29 456.7 kg/hm2。

拟合磷肥的一元二次方程，y=-0.079 4x2+31.579x+26 717，R2=0.999 2， 达到显著水平，可推荐大蒜的合理施磷量， 其中最大施磷量为198.9 kg/hm2， 产量最大可达29 856.9 kg/hm2，最佳施磷量为180.4 kg/hm2， 产量最大可达29 829.7 kg/hm2。

拟合钾肥的一元二次方程，y=-0.075 6x2+29.406x+27 332，R2=0.975 3，达到显著水平，可推荐大蒜的合理施钾量， 其中最大施钾量为194.5 kg/hm2， 产量最高可达30 191.5 kg/hm2，最佳施钾量为177.9 kg/hm2， 产量最高可达30 170.8 kg/hm2。

3 结论与讨论

氮磷钾肥配施可明显促进大蒜干物质的积累，提高产量和经济效益。张春萍针对乐都地膜大蒜研究显示， 乐都川水地区大蒜最高产量达43 382 kg/hm2， 推荐氮磷钾用量分别为N492.6 kg/hm2、P2O5211.8 kg/hm2、K2O152.4 kg/hm2。本研究中乐都大蒜产量最高为30 201 kg/hm2，氮磷钾肥的用量分别为N 363 kg/hm2、P2O5198.9 kg/hm2、K2O 194.5 kg/hm2，产量低于前人研究结果，主要原因可能是本研究中大蒜为露天种植，操作简单， 且施肥量较低， 而前人采用地膜种植， 可保温保水， 同时较高的施肥量促进了作物产量增加。 柴达木地区大蒜产量和氮磷钾施肥量均明显低于本研究， 说明大蒜产量的高低与施肥量有很大的关系， 两者呈正相关。 大蒜对氮、钾需求量较高，成熟期氮磷钾需求比例为1 ∶0.10 ∶0.996，本实验中土壤速效钾含量较高（230 mg/kg）， 故钾肥增产作用低于氮肥和磷肥。

本研究结果表明， 肥料品种对大蒜产量的影响顺序为氮肥＞磷肥＞钾肥， 增施氮肥增产效果最好， 经济效益和产投比最高， 但产投比随着施肥量的增加呈降低趋势。 通过拟合三元二次方程和一元二次方程， 确定乐都大蒜最高产量时氮磷钾肥的用量分别为N363 kg/hm2、P2O5198.9 kg/hm2、K2O194.5 kg/hm2，最佳经济用量分别为 N335.3 kg/hm2、P2O5180.4 kg/hm2、K2O 177.9 kg/hm2， 施肥养分配比为N ∶P2O5∶K2O=1 ∶0.5 ∶0.5。 根据该试验结果进行配方施肥，可提高肥料利用率，降低因不合理施肥造成的环境污染，提高大蒜产量和经济效益。