陸信娟,楊峰,樊繼德

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增施鉀肥對大蒜生長發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

陸信娟,楊峰*,樊繼德

徐淮地區(qū)徐州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所, 江蘇 徐州 221121

本文在常規(guī)施肥量的基礎(chǔ)上，采用大田鉀肥基施的方式研究了增施不同用量鉀肥對“徐蒜917”生理特性與產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，增施鉀肥均有利于大蒜返青期至鱗莖膨大期地上部的生長，提高根系活力；鱗莖膨大期，增施鉀肥處理的大蒜葉、鱗莖和根中可溶性蛋白含量均增加；至大蒜采收前，增施鉀肥處理的鱗莖中可溶性糖與可溶性蛋白含量均明顯提高，且以K2O 262.5 kg·hm-2效果最佳。施用K2O 262.5 kg·hm-2可顯著提高一級蒜比例和大蒜產(chǎn)量。綜合所有指標(biāo)表明，K2O施用總量262.5 kg·hm-2為大蒜最適鉀肥用量。

大蒜; 鉀肥; 生長發(fā)育; 產(chǎn)量; 品質(zhì)

鉀是作物生長發(fā)育必需的營養(yǎng)元素之一，適宜的鉀肥可以提高作物的抗逆性及產(chǎn)量、改善作物產(chǎn)品品質(zhì)。但是，目前生產(chǎn)上氮肥施用量仍高于其它肥料；同時，隨著施入土壤中氮肥逐年積累，導(dǎo)致較多土壤中氮鉀比例失調(diào)，已成為影響作物產(chǎn)量與品質(zhì)的主要原因之一。大蒜為需肥較多且較耐肥的蔬菜之一，整個生育期對氮、鉀兩種元素吸收量比較高[1]，合理的氮鉀施用配比可大幅度提高大蒜的產(chǎn)值[2]。但是，鉀肥對大蒜的影響研究多集中在產(chǎn)量、品質(zhì)等方面[3,4]，對土壤增施鉀肥后，大蒜農(nóng)藝性狀、生理指標(biāo)等變化鮮有成體系的研究。本文以徐州地區(qū)常規(guī)施肥量中K2O含量為對照，研究了增施不同鉀肥量對大蒜生長（形態(tài)指標(biāo)、大蒜植株鮮重）、根系活力、可溶性糖（葉片、鱗莖、根系）、可溶性蛋白（葉片、鱗莖、根系）及大蒜產(chǎn)量等的影響。通過以上研究，探討大蒜合理的鉀肥施用量，以期為大蒜生產(chǎn)提供技術(shù)依據(jù)及理論指導(dǎo)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

以本所育成的大蒜新品種徐蒜917為材料。供試三元復(fù)合肥（N:P2O5:K2O=15%:15%:15%）由湖北新洋豐肥業(yè)股份有限公司生產(chǎn)；尿素（N=46%）由山西蘭花科技創(chuàng)業(yè)股份有限公司生產(chǎn)；硫酸鉀（K2O=50%）由湘臺合資青上化工（株洲）有限公司生產(chǎn)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計與方法

試驗(yàn)設(shè)于本所蔬菜基地，土壤基本理化性狀：pH6.28，有機(jī)質(zhì)17.91 g·kg-1，全氮0.68 g·kg-1，速效磷34.66 mg·kg-1，速效鉀95.13 mg·kg-1。按照當(dāng)?shù)厥┓柿?xí)慣，整地前將750 kg·hm-2的三元復(fù)合肥及300 kg·hm-2尿素以基肥的形式施入，復(fù)合肥中K2O含量作為對照，其它處理通過增施硫酸鉀并以基肥的形式施入，即7個施鉀（K2O）水平：112.5，150，187.5，225，262.5，300，337.5 kg·hm-2，分別用CK，T1，T2，T3，T4，T5，T6來表示。

播前常規(guī)處理，2014年10月1日定植，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)，株行距12 cm×20 cm，小區(qū)面積10 m2（2 m×5 m），每小區(qū)播種株數(shù)為442株，生長期常規(guī)管理。

于大蒜苗期（11月11日）、返青期（3月11日）、鱗莖膨大期（4月25日）、鱗莖采收前（5月13日）與鱗莖采收后，進(jìn)行相關(guān)調(diào)查并取樣分析。

形態(tài)指標(biāo)調(diào)查項(xiàng)目：株高、株幅、葉長、葉寬、假莖高、假莖粗、單株葉片數(shù)（調(diào)查苗期、返青期與鱗莖膨大期）標(biāo)準(zhǔn)參照李錫香等[5]進(jìn)行。

鮮重（g）：每小區(qū)取代表性植株5株，測量大蒜植株包括近地表20 cm土層主要根系的重量。

根系活力、可溶性糖、可溶性蛋白測定分別采用氯化三苯基四氮唑（TTC）法、蒽酮比色法與考馬斯亮藍(lán)法[6]。

單頭鱗莖重（g）：抽取10個鱗莖，用1/100電子稱稱量鱗莖總重，換算成單頭鱗莖重[5]。

一級鱗莖比例（%）：鱗莖橫徑大于5 cm的蒜頭個數(shù)占小區(qū)收獲蒜頭總數(shù)的比例。

小區(qū)產(chǎn)量（kg）：為每小區(qū)鱗莖單獨(dú)收獲后晾干分別稱重。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用DPS7.0與EXCEL進(jìn)行處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同增施鉀肥水平對大蒜生長的影響

2.1.1 不同增施鉀肥水平對大蒜形態(tài)指標(biāo)的影響增施鉀肥對大蒜苗期性狀影響較小，各處理間無顯著差異（表1）。大蒜苗期營養(yǎng)主要由種瓣提供，植株對鉀肥吸收利用率低，導(dǎo)致增施鉀肥效果不明顯。返青期大蒜退母后主要依靠根系吸收營養(yǎng)，外施鉀肥對大蒜的生長逐步產(chǎn)生影響，從表1可以看出返青期、鱗莖膨大期大蒜株高、株幅、葉長、葉寬、假莖粗都隨著施鉀量的增加而值增大，當(dāng)超過262.5 kg·hm-2K2O施用量時，以上指標(biāo)稍有下降。陳昆等[7]研究鉀素營養(yǎng)對水培大蒜生長的影響發(fā)現(xiàn)，適量的鉀素能夠促進(jìn)大蒜幼苗的生長，增加株高、假莖高、假莖粗等指標(biāo)；朱建忠等[3]研究發(fā)現(xiàn)，增施鉀肥對大蒜不同生育期株高、莖粗都有所提高，而且這種效果到生長后期更加明顯。本研究結(jié)果顯示，鉀肥對于大蒜植株生長的促進(jìn)作用主要表現(xiàn)在生長發(fā)育的中后期，適量增施鉀肥有利于促進(jìn)地上部的生長，施鉀量過多反而有降低地上部生長的趨勢。

表 1 不同增施鉀肥水平對大蒜形態(tài)指標(biāo)的影響

2.1.2 不同增施鉀肥水平對大蒜鮮重的影響 不同增施鉀肥水平對苗期與返青期鮮重影響較小（圖1）；鱗莖膨大期與鱗莖采收前隨著鉀肥用量的增加鮮重呈增加趨勢，T4處理的大蒜鮮重達(dá)到最高，而后隨著鉀肥施用量的增加大蒜鮮重逐漸呈下降趨勢。說明合理使用鉀肥可以促進(jìn)植株的生長。

2.3 不同增施鉀肥水平對大蒜根系活力的影響

不同增施鉀肥水平對大蒜苗期根系活力影響不顯著（圖2）。返青后，大蒜根系活力隨施鉀量的增加呈上升趨勢。當(dāng)外施鉀肥（K2O）達(dá)262.5 kg·hm-2時，大蒜根系活力最高，且在鉀肥用量（K2O）262.5 kg·hm-2水平下，大蒜返青期與鱗莖膨大期的根系活力都保持在最高水平。說明適宜的鉀肥施用量能較大程度提高大蒜根系活力，促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。陳昆等[8]研究發(fā)現(xiàn)鉀能促進(jìn)水培條件下大蒜幼苗的生長，提高根系活力。本研究表明，大田栽培條件下，適量增加基肥中鉀肥用量，可提高返青期至鱗莖膨大期大蒜根系活力。

圖 1 不同增施鉀肥水平對大蒜鮮重的影響

圖 2 不同增施鉀肥水平對大蒜根系活力的影響

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

2.6 不同增施鉀肥水平對大蒜可溶性糖含量的影響

隨著鉀肥施用量的增加，大蒜葉片、根部與鱗莖的可溶性糖含量都表現(xiàn)為先升后降（表2）。不同時期不同處理間大蒜根部可溶性糖含量差異不顯著。葉片可溶性糖含量除返青期T6處理與T4處理差異顯著外（<0.05），其余各時期的各處理間無顯著差異。鱗莖膨大期不同處理間大蒜鱗莖內(nèi)可溶性糖含量差異不顯著。但是在鱗莖采收前，隨著鉀肥施用量的增加，鱗莖內(nèi)可溶性糖含量顯著增加，T4處理鱗莖可溶性糖含量與CK、T1、T2和T6存在顯著差異（<0.05）。本試驗(yàn)結(jié)果說明，適量增加基肥中鉀肥含量可促進(jìn)大蒜鱗莖內(nèi)可溶性糖的積累，改善鱗莖品質(zhì)。劉蕓等[9]研究發(fā)現(xiàn)，一定K+濃度范圍內(nèi)隨著鉀水平的提高，番紅花新球莖中可溶性糖含量也隨之增加；土壤施鉀后可顯著增加大蒜鱗莖內(nèi)可溶性碳水化合物的含量[10]。增施鉀肥可促進(jìn)大蒜地上部生長，提高根系活力，而地上部同化產(chǎn)物與根系吸收的營養(yǎng)物質(zhì)最終都轉(zhuǎn)運(yùn)至鱗莖貯藏，因此采收前鱗莖內(nèi)積累的可溶性糖含量受施鉀量影響最大。

表 2 不同增施鉀肥水平對大蒜葉片、根、鱗莖可溶性糖含量的影響

2.7 不同增施鉀肥水平對大蒜可溶性蛋白含量的影響

增施鉀肥對大蒜葉片可溶性蛋白含量的影響主要于大蒜返青期、鱗莖膨大期與鱗莖采收前三個階段。返青期T6處理大蒜葉片可溶性蛋白含量最低且與T4處理具有顯著差異（<0.05），鱗莖膨大期與鱗莖采收前，T4處理葉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僅鱗莖膨大期T4處理（5.43 mg·g-1）與其它處理具有顯著差異（<0.05）。鱗莖膨大期與鱗莖采收前T4處理鱗莖內(nèi)可溶性蛋白含量均高于對照且差異顯著（15.24 mg·g-1和25.01 mg·g-1）（<0.05）（表3）。本試驗(yàn)結(jié)果說明，適當(dāng)增加基肥中鉀肥施用量，可顯著提高鱗莖膨大期大蒜葉片、鱗莖與根中可溶性蛋白含量。吳禮樹等[11]研究發(fā)現(xiàn)，供鉀不足的情況下，導(dǎo)致植物體內(nèi)蛋白質(zhì)合成減少；適量增加鉀肥施用量，可提高棉花葉片可溶性蛋白含量[12]。本試驗(yàn)說明供鉀水平的高低直接影響大蒜生長中后期葉片、鱗莖與根的可溶性蛋白含量。

2.8 不同增施鉀肥水平對大蒜產(chǎn)量及相關(guān)主要性狀的影響

大蒜產(chǎn)量是衡量鉀肥施用效果的重要指標(biāo)之一。表4中數(shù)據(jù)顯示，隨著鉀肥施用量的增加，大蒜小區(qū)產(chǎn)量隨之增加，T4處理小區(qū)產(chǎn)量達(dá)最高值，T5、T6處理小區(qū)產(chǎn)量略有下降。通過統(tǒng)計分析顯示，T4處理大蒜產(chǎn)量、單頭鱗莖重與CK、T1、T2、T3處理差異顯著（<0.05）。大蒜經(jīng)濟(jì)價值的高低不僅受產(chǎn)量的影響，鱗莖的大小也直接決定了大蒜的價格，提高一級蒜（鱗莖橫徑>5 cm）比例有利于增加大蒜的種植收益。表4數(shù)據(jù)顯示，增施鉀肥有利于提高一級蒜所占比例。T4處理小區(qū)一級蒜比例最高，達(dá)70.09%。說明合理施用鉀肥有利于增加鱗莖直徑，提高鱗莖單產(chǎn)。姜麗娜[10]研究發(fā)現(xiàn)施鉀可顯著改善大蒜鱗莖外觀形態(tài)，增加單頭質(zhì)量；同時也可明顯減少非商品蒜比例[3]。本試驗(yàn)結(jié)果說明增施鉀肥可以提高大蒜鱗莖商品性，增加產(chǎn)量，從而提高大蒜的種植效益。

表 3 不同增施鉀肥水平對大蒜葉片、根、鱗莖可溶性蛋白含量的影響

表 4 不同增施鉀肥水平對大蒜產(chǎn)量、單頭鱗莖重、一級鱗莖比例的影響

3 討論

大蒜施用鉀肥后增產(chǎn)效果已被多個研究結(jié)果證實(shí)[2-4]；但是鉀肥對大蒜生長及生理方面的作用未能系統(tǒng)的進(jìn)行研究。本試驗(yàn)以作為基肥的三元復(fù)合肥中K2O含量為對照，通過增施硫酸鉀（基施）的方式研究不同鉀肥施用量對大蒜生長發(fā)育的影響。增施鉀肥對大蒜苗期生長無顯著影響。苗期大蒜未退母，種瓣供給大蒜生長主要營養(yǎng)，因此不同處理間各指標(biāo)基本無差異。返青期與鱗莖膨大期，增施鉀肥處理可明顯促進(jìn)大蒜地上部的生長。K2O施用量為112.5~262.5 kg·hm-2時，大蒜株高、株幅、葉長、葉寬、假莖粗等均隨K2O施用量的增加呈增加趨勢，并以262.5 kg·hm-2時較好，說明基施鉀肥主要是促進(jìn)了返青期后大蒜的生長。朱建忠等[3]研究發(fā)現(xiàn)，增施鉀肥可提高大蒜株高、莖粗等生長指標(biāo)，生長后期鉀肥對大蒜生長的促進(jìn)作用更加明顯。本研究進(jìn)一步說明，以基肥的形式適量增施鉀肥對大蒜生長的促進(jìn)作用始于返青期，通過生長積累，鉀肥的促進(jìn)作用于鱗莖膨大期表現(xiàn)得更為明顯。鱗莖膨大期至鱗莖采收前，大蒜鮮重隨鉀肥施用量的增加呈先增后降趨勢，T4處理鮮重達(dá)最大值。一些學(xué)者在其他作物上也獲得了相似的結(jié)果。王千等[13]發(fā)現(xiàn)番茄幼苗植株鮮重隨鉀水平的提高呈先升后降的趨勢；潘艷花等[14]研究不同供鉀水平對西瓜幼苗生長影響時發(fā)現(xiàn)隨著施鉀量增加，西瓜幼苗莖葉鮮重先增后降，本研究結(jié)果與之一致。

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長狀態(tài)。植株地下部的生長狀態(tài)直接影響地上部的生長，最終影響作物產(chǎn)量與品質(zhì)。土壤條件是影響根系生長的重要因素，土壤營養(yǎng)元素含量的高低可以調(diào)控作物根系的生長發(fā)育，顯著影響根系活力[15]。大蒜與其它作物不同，苗期的營養(yǎng)物質(zhì)多數(shù)從蒜瓣中獲得，因此增施鉀肥處理對大蒜苗期根系活力影響較小。適當(dāng)增施鉀肥有利于提高返青期與鱗莖膨大期大蒜根系活力。熊明彪等[16]研究發(fā)現(xiàn)，土壤N、K養(yǎng)分有效性的高低是影響小麥根系活力的重要因素；增施鉀肥可提高冷浸田水稻孕穗期與成熟期的根系活力[17]；在N、NP基礎(chǔ)上增施鉀肥明顯提高冬小麥根系活力，促進(jìn)根系生長[18]。以上研究結(jié)果進(jìn)一步印證了K對大蒜根系活力的促進(jìn)作用。

作物體內(nèi)碳代謝與氮代謝是影響作物生長發(fā)育、產(chǎn)量、品質(zhì)最主要的兩大代謝過程?？扇苄蕴桥c可溶性蛋白是兩大代謝過程重要的物質(zhì)之一，是衡量植物體內(nèi)代謝水平的重要指標(biāo)。適量增施鉀肥或提高水培溶液中鉀離子濃度可提高大蒜蒜苗與鱗莖內(nèi)可溶性糖[2,10,19]與可溶性蛋白的含量[19]。大蒜鱗莖作為整個植株的代謝庫，起著積累營養(yǎng)物質(zhì)的作用。在本試驗(yàn)中，適當(dāng)增加基肥中鉀肥施用量，可顯著提高大蒜鱗莖內(nèi)的可溶性糖與蛋白含量；同時，適宜的鉀肥施用量可顯著提高鱗莖膨大期大蒜葉片、鱗莖與根中可溶性蛋白含量，說明合理施鉀可加速大蒜體內(nèi)代謝進(jìn)程，促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的積累，提高大蒜產(chǎn)量與品質(zhì)。

施鉀可提高大蒜鱗莖產(chǎn)量與商品性[3,10]。本試驗(yàn)表明，增施鉀肥處理組的大蒜產(chǎn)量主要通過提高單頭鱗莖重，增加鱗莖橫徑等方式來實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)。本文鉀肥最經(jīng)濟(jì)合理的施用量為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

江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新(CX(14) 2016)

陸信娟(1982-),女,碩士,助理研究員,研究方向:蔬菜栽培與育種. E-mail:luxinjuan1982@163.com

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