硼鉬對大蒜產(chǎn)量及吸收利用氮磷鉀的影響

蔡 力，王文偉，趙竹青*，王運華*

（1.華中農(nóng)業(yè)大學資源與環(huán)境學院，湖北 武漢 430070；2.武漢皓達農(nóng)業(yè)科技有限公司，湖北 武漢 430070）

大蒜為百合科蔥屬一、二年生草本植物，營養(yǎng)豐富，增進食欲，種植大蒜可單獨收獲青蒜或收獲蒜薹與蒜頭，是我國的主要蔬菜之一。和其它作物營養(yǎng)與施肥一樣，在增施氮磷鉀肥是增產(chǎn)大蒜的主要措施驅(qū)動下，大蒜施用氮磷鉀化肥存在盲目性，不僅徒增施肥成本，浪費資源，氮磷流入水體還加重水體面源污染，惡化環(huán)境。近年來關于大蒜施肥研究主要是測土配方施肥［1-6］，李錄久等［1］報道，在安徽省“大蒜平衡施肥方案為純N 300kg·hm-2、P2O590kg·hm-2、K2O 300kg·hm-2左右”。閆童等［2］報道，在山東省臨沂市通過田間試驗分析土壤堿解氮、有效磷與速效鉀養(yǎng)分測定值，及其與大蒜相對產(chǎn)量關系，利用養(yǎng)分平衡法建立了氮磷鉀各5個推薦施肥等級，構建了大蒜推薦施肥共計125個氮磷鉀施肥組合體系。劉艷俠等［3-5］報道，應用“三元二次肥料效應函數(shù)獲得豫東潮土大蒜推薦施肥指標為N 335.87kg·hm-2、P2O5207.93kg·hm-2、K2O 195.34kg·hm-2，可獲得最佳經(jīng)濟產(chǎn)量 18 720.15kg·hm-2”。徐杰［6］報道，豫東潮土區(qū)大蒜氮磷鉀推薦施肥為N 369.9kg·hm-2、P2O5200kg·hm-2、K2O 300kg·hm-2。各測土配方施肥的差異與試驗地自然條件及栽培技術等不同有關。關于大蒜生長發(fā)育不同階段對氮磷鉀養(yǎng)分的吸收利用以及大蒜氮磷鉀與微量元素平衡問題鮮見報道［6-9］。

為此，筆者在湖北省武漢市的湖北黃棕壤開展硼、鉬對大蒜蒜薹與蒜頭產(chǎn)量以及氮磷鉀吸收利用的影響，為大蒜經(jīng)濟有效施用氮磷鉀肥與配施硼、鉬肥提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗方法、土壤與大蒜品種

田間試驗在湖北省武漢市洪山區(qū)華中農(nóng)業(yè)大學資源與環(huán)境學院試驗基地進行，土壤類型為黃棕壤，pH值6.67，有機質(zhì)12.4 g·kg-1，速效氮21.2 mg·kg-1，有效磷24.4 mg·kg-1，速效鉀144.9 mg·kg-1［10］，有效硼 0.29 mg·kg-1［11］，有效鉬 0.126 mg·kg-1［12］，即土壤缺氮、高磷、中鉀、缺硼、缺鉬。前作物為茄子。

供試大蒜品種:四川彭州正月早大香蒜，為蒜薹蒜頭兼用型。

1.2 試驗處理

（1）CK（肥底對照，復混肥+尿素），（2）B（復混肥+尿素+硼酸），（3）Mo（復混肥+尿素+鉬酸銨），（4）B+Mo（復混肥+尿素+硼酸+鉬酸銨）。

1.3 試驗小區(qū)設置

小區(qū)長1.8 m，寬1.71 m，面積3.078 m2，隨機區(qū)組排列，重復3次。

1.4 播種、定苗、肥源及施肥

（1）種子處理:2017年10月8日清水浸種12h。（2）10月9日開播種溝，施肥底，以復混肥（15-15-15）為肥源作肥底，施用量1050kg·hm-2。株行距5 cm×20 cm，每行播種26顆種蒜，蓋土3～5cm。（3）每小區(qū)定苗180株（每行定苗20株），合585 000株·hm-2。（4）在大蒜生育期間對各處理追施尿素，溶于定量自來水中施用:2017年11月28日75kg·hm-2，2017年12月21日120kg·hm-2，2018年2月6日150kg·hm-2，共施尿素345kg·hm-2。（5）本試驗肥底共計施 N 316.2kg·hm-2，P2O5157.5kg·hm-2，K2O 157.5kg·hm-2；硼酸H3BO3750 g·hm-2；鉬酸銨（NH4）6Mo7O24·4H2O 150 g·hm-2。

1.5 收獲產(chǎn)量、取樣制樣與測定

（1）4月2日收獲蒜薹，4月19日收獲蒜頭。（2）按小區(qū)收獲。（3）在田間用自來水洗凈，甩干后稱重（精確至1.0 g）。送實驗室按下列程序處理:自來水洗凈→去離子水洗凈→濾紙吸水擦干→將每株大蒜分解為葉片、蒜薹、蒜頭、根→稱各部位鮮重（精確至0.01g），為試驗蒜薹與蒜頭產(chǎn)量、葉片與根的重量→105℃30 min殺青→65℃烘至恒重（烘干重）→粉碎過篩制備樣品→貯存。（4）測定大蒜各部位氮磷鉀含量，按H2SO4-H2O2消化、微量定氮法測定氮，鉬銻抗法測定磷，火焰光度法測定鉀。

1.6 數(shù)據(jù)分析

應用統(tǒng)計分析軟件SAS 9.1.3對各處理試驗數(shù)據(jù)進行差異顯著性分析（P≤0.05）。

1.7 有關數(shù)據(jù)計算公式

（1）大蒜各部位NPK吸收量=大蒜各部位NPK含量×各部位干物質(zhì)量

（2）大蒜全株的NPK含量=全株各部位養(yǎng)分總吸收量×100÷全株干物質(zhì)量

（3）大蒜各部位NPK吸收量的分配率=100×各部位NPK吸收量÷全株NPK吸收量

（4）大蒜施NPK肥養(yǎng)分效力系數(shù)=大蒜吸收NPK養(yǎng)分量÷施NPK肥養(yǎng)分量

2 結果與分析

2.1 硼、鉬對大蒜蒜薹與蒜頭產(chǎn)量的影響

大蒜出苗后為營養(yǎng)生長階段，由根系吸收水分和養(yǎng)分向上運輸?shù)饺~片，葉片進行光合作用生產(chǎn)有機營養(yǎng)。壯苗先壯根，從表1可見，B+Mo、B、Mo比肥底對照大蒜的根系發(fā)達，葉片生長旺盛，B+Mo處理葉片產(chǎn)量比肥底對照顯著增加30.86%，也比B、Mo顯著增加，B、Mo分別比對照顯著增加23.87%、13.82%，但B、Mo二處理間差異不顯著。

表1 硼、鉬對大蒜蒜薹與蒜頭產(chǎn)量及葉根質(zhì)量的影響 （鮮重）

大蒜經(jīng)過冬天的低溫春化后進入營養(yǎng)生長與生殖生長并進的蒜薹期，大蒜鱗莖（幼蒜頭）幾乎與蒜薹生長同時進行，根系自土壤中吸收水分和養(yǎng)分并向葉片與幼薹與鱗莖運輸，葉片的光合作用產(chǎn)物和合成的有機營養(yǎng)供應生殖生長中心的蒜薹與幼蒜頭。收獲蒜薹后進入鱗莖膨大的生殖生長期，日照逐漸延長和相對較高的溫度促進鱗莖膨大，蒜苗基部貯存的有機無機營養(yǎng)與根系吸收的水分和無機營養(yǎng)保證鱗莖發(fā)育膨大的營養(yǎng)物質(zhì)需要直至成熟［8］。

表1表明，B、Mo、B+Mo均比CK增加大蒜蒜薹產(chǎn)量。以B+Mo處理蒜薹最高，比對照增產(chǎn)14.66%，達顯著水平，Mo、B分別比對照增產(chǎn)8.92%、6.83%，未達顯著水平，B+Mo、B、Mo 3項處理之間的蒜薹產(chǎn)量差異未達顯著水平，Mo有優(yōu)于B的趨勢。

表1再表明，B、Mo、B+Mo均比CK顯著增加大蒜蒜頭產(chǎn)量。其中B+Mo蒜頭產(chǎn)量最高，比CK增產(chǎn)26.64%，B比CK增產(chǎn)21.96%，Mo比CK增產(chǎn)17.12%，B+Mo、B、Mo 3項處理之間的蒜頭產(chǎn)量差異未達顯著水平，B有優(yōu)于Mo的趨勢。

表1還表明，B+Mo、B、Mo比CK顯著增加與蒜薹+蒜頭產(chǎn)量相應的篙稈（葉片、根系）以及全株收獲物的鮮重。

2.2 硼、鉬對大蒜全株與各部分干物質(zhì)量的影響

表2表明，B+Mo、B、Mo大蒜全株干物質(zhì)比CK分別顯著增加17.28%、15.1%、7.73%，B+Mo有高于B的趨勢且顯著高于Mo。B、Mo和B+Mo蒜頭的干物質(zhì)分別比CK顯著增加26.29%、24.60%和30.80%，但B、Mo和B+Mo處理間差異不顯著；B、Mo和B+Mo葉片干物質(zhì)分別比CK增加10.36%、1.60%和11.15%；B+Mo比Mo差異顯著。這些均與2.1所述的鮮重基本一致。

表2 硼、鉬對大蒜全株與各部分干物質(zhì)量的影響 （干重，kg·hm-2）

表2還表明，B、Mo和B+Mo蒜薹干物質(zhì)比CK分別增加11.20%、2.69%和13.06%；B、Mo和B+Mo根系干物質(zhì)比CK增加15.11%、7.73%和17.28%；這些部分均因含水率較高而與表1鮮重差異顯著性不一致且未達顯著水平。

大蒜具有抽薹開花結實與從鱗莖到鱗莖并行完成生命周期的規(guī)律，試驗收獲的蒜薹是未完成發(fā)育的生物體，可能是B、Mo和B+Mo蒜薹干物質(zhì)比CK僅有增加趨勢而未達顯著水平的原因，有待于進一步研究。

2.3 硼、鉬對大蒜全株以及各部分氮磷鉀含量的影響

大蒜單位干物質(zhì)含N、P2O5、K2O養(yǎng)分量（%）稱為含量，是相對概念。

表3表明，B、Mo、B+Mo和CK比較:大蒜全株各處理N含量基本相同，P2O5含量略有下降，K2O含量下降。由于B、Mo和B+Mo促進大蒜全株（部）生物量增長，再有栽培、管理以及施肥等措施不夠完善，引起大蒜根部吸收的養(yǎng)分難以滿足大蒜旺盛生長所需，致大蒜體內(nèi)含量下降，稱為養(yǎng)分的“稀釋效應”［13］。

表3還表明，B、Mo、B+Mo和CK比較:蒜薹、蒜頭、葉片和根系N、P2O5、K2O含量均有不同程度的小幅波動，其中B+Mo蒜薹的N、P2O5、K2O含量與蒜頭N、K2O最低，蒜頭的N含量與葉片的鉀含量以CK最高，和各該處理產(chǎn)量的高低呈負相關，均屬于養(yǎng)分的“稀釋效應”。

表3 硼、鉬對大蒜各部分氮磷鉀含量的影響 （干基，%）

2.4 硼、鉬對大蒜全株與各部分氮磷鉀吸收量的影響

表4表明，B、Mo、B+Mo和CK比較:全株N吸收量分別顯著增加15.31%、9.73%、17.03%；葉片與根N吸收量分別顯著增加，蒜頭N吸收量分別顯著增加22.29%、21.39%、23.19%，以上各項的B、Mo和B+Mo處理間差異不顯著。B、Mo和B+Mo使蒜薹N吸收量比CK分別增加9.55%、7.64%、10.19%，但差異不顯著。

表4還表明，B、Mo、B+Mo和CK比較:全株P2O5吸收量分別增加9.20%、7.60%、12.40%，蒜薹P2O5吸收量分別增加1.16%、4.65%、1.16%，蒜頭P2O5吸收量分別增加17.02%、27.66%、29.79%，葉片與根P2O5吸收量也有不同程度的增加，差異均不顯著。

表4可 見，B、Mo、B+Mo和CK比 較: 全 株K2O吸收量分別顯著增加12.59%、6.17%和10.74%，蒜頭K2O吸收量分別顯著增加26.56%、26.56%、23.44%，葉片和根K2O吸收量顯著增加，但B、Mo和B+Mo處理間差異不顯著，蒜薹K2O吸收量分別增加9.55%、3.62%、5.43%，差異不顯著。

表4 硼、鉬對大蒜各部分氮磷鉀吸收量的影響 （干基，kg·hm-2）

N、P2O5、K2O吸收量是絕對值，大蒜B、Mo和B+Mo處理的全株和各部分N、P2O5、K2O吸收量比對照增加，證明B、Mo促進了大蒜對氮磷鉀吸收，改善了氮磷鉀營養(yǎng)狀況。

2.5 硼、鉬對大蒜各部分氮磷鉀分配率的影響

以大蒜全株NPK吸收量為100%，大蒜各處理各部分NPK吸收量的分配率列于表5。表5表明，大蒜根N分配率按處理排序為B+Mo＞B＞Mo＞CK，P2O5分 配 率 為B＞B+Mo＞CK＞Mo，K2O 分 配 率 為B＞B+Mo＞Mo＞CK，即 B 促進大蒜根 NPK 分配的作用大于Mo。B、Mo和B+Mo對大蒜葉片N、P2O5、K2O分配率與CK持平甚至略降，Mo的降低作用較突出。B、Mo和B+Mo對蒜薹N、P2O5、K2O分配率比CK全面下降，Mo下降幅度小于B。B、Mo和B+Mo對蒜頭N、P2O5、K2O分配率比CK全面上升，Mo上升幅度大于B。蒜頭和蒜薹N、P2O5、K2O分配率不同的可能原因是，蒜頭（鱗莖）正常發(fā)育成熟，獲得根部與葉部正常運輸分配的有機無機營養(yǎng)，蒜薹未完成其正常的生物學周期，相當數(shù)量的有機無機營養(yǎng)尚未運到，致N、P2O5、K2O分配率較低。

表5 硼、鉬對大蒜各部分氮磷鉀分配率的影響 （干基，%）

2.6 硼、鉬對大蒜產(chǎn)量、氮磷鉀吸收量及其比例的影響

表6表明，將蒜薹+蒜頭產(chǎn)量從高到低按試驗處理排序為 B+Mo＞B＞Mo＞CK，蒜薹 + 蒜頭產(chǎn)量與NPK吸收量從高到低按試驗處理排序相同。B+Mo蒜薹+蒜頭產(chǎn)量最高，其NPK吸收量分別比CK增加17.03%、12.40%、10.74%。B處理蒜薹+蒜頭產(chǎn)量第二，其NPK吸收量分別比CK增加15.31%、9.20%、12.59%。Mo處理蒜薹+蒜頭產(chǎn)量第三，其NPK吸收量分別比CK增加9.73%、7.60%、6.17%。

表6 硼、鉬對大蒜產(chǎn)量與大蒜氮磷鉀吸收量及其吸收比例的影響 （鮮基）

表6還表明，將蒜薹∶蒜頭產(chǎn)量比從高到低按試驗處理排序為 B＞B+Mo＞Mo＞CK。表 6顯示，B、Mo均使蒜薹、蒜頭增產(chǎn)，NPK吸收量比例卻按CK＞B＞Mo＞B+Mo呈下降趨勢，或與養(yǎng)分含量的“稀釋效應”有聯(lián)系。

2.7 硼、鉬對大蒜氮磷鉀養(yǎng)分效力系數(shù)的影響

以大蒜N、P2O5、K2O吸收量與施肥N、P2O5、K2O養(yǎng)分量的比值作為N、P2O5、K2O養(yǎng)分效力系數(shù)，評價大蒜因配施B、Mo從土壤中吸收N、P2O5、K2O養(yǎng)分的影響（表7），表明:本試驗肥底對照處理N、P2O5、K2O養(yǎng)分效力系數(shù)分別為0.60、0.24、0.77；B、Mo、B+Mo均比 CK 提高了大蒜N、P2O5、K2O養(yǎng)分效力系數(shù)，B+Mo使大蒜N、P2O5、K2O養(yǎng)分效力系數(shù)增加最多，比CK分別增加17.88%、11.51%、10.95%；B處理次之，比CK分別增加16.14%、8.33%、12.80%；Mo處理比CK分別增加10.53%、6.75%、6.37%?？傮w表明，B、Mo及其配合施用對大蒜養(yǎng)分效力系數(shù)影響最大是N，K2O其次，P2O5最小。

表7 硼、鉬對大蒜氮磷鉀肥養(yǎng)分效力系數(shù)的影響

3 討論

氮磷鉀是肥料三要素，作物平衡施肥是施用化學肥料的基本原則之一。首先是氮磷鉀肥平衡施肥，在缺氮、高磷、中鉀的湖北黃棕壤上開展大蒜肥效試驗，肥底對照施N 316.2kg·hm-2、P2O5157.5kg·hm-2、K2O 157.5kg·hm-2，收獲蒜薹18 851.7kg·hm-2與蒜頭 9 620.9kg·hm-2，蒜薹與蒜頭產(chǎn)量共計28 472.6kg·hm-2，和前人報道大蒜施用氮磷鉀肥試驗與測土配方施肥推薦施肥量有相似也有不同［1-7］。總的情況是，前人在中等土壤肥力上大蒜施用氮磷鉀肥試驗與通過測土配方施肥大蒜施氮量一般為N 300kg·hm-2，變幅約30kg·hm-2，本試驗施N量在此范圍內(nèi)。施磷肥量問題較大，盡管研究者均應用公認的測定土壤有效磷方法［10］，但應用該測定結果指導大蒜施用磷肥的肥效不盡如人意。前人大蒜施用氮磷鉀肥試驗與測土配方推薦施磷量有出現(xiàn)成倍甚至更高的差異［2］，本試驗施用磷肥的P2O5效力系數(shù)為0.24，在N、P2O5、K2O三養(yǎng)分的效力系數(shù)中處于末位，證明施用磷肥量過多。為了控制過量施磷肥使P2O5在土壤中積累及其從土壤中流失加重水體面源污染，爭取獲得大蒜較為滿意的產(chǎn)量，有待于進一步研究。前人大蒜施用K2O 300kg·hm-2，其蒜薹與蒜頭產(chǎn)量僅比施用K2O 150kg·hm-2有增產(chǎn)5%的趨勢［6］，本試驗屬于較為經(jīng)濟有效的施K2O量。

張濤等［14］報道了水培條件下硼對青蒜苗光合特性及品質(zhì)的影響，本田間試驗土壤缺硼缺鉬，在施用NPK肥基本滿足大蒜NPK營養(yǎng)的基礎上，施用硼肥鉬肥效果顯著。B+Mo、B、Mo比肥底對照大蒜的根系發(fā)達，葉片生長旺盛，蒜薹+蒜頭比對照增產(chǎn)，增產(chǎn)的NPK營養(yǎng)基礎有:一是蒜薹蒜頭產(chǎn)量及其相應的篙稈即生物產(chǎn)量的N、P2O5、K2O吸收量呈正相關增加；二是有機無機營養(yǎng)向生殖生長中心分配較多，其中向蒜頭（鱗莖）運輸積累，N、P2O5、K2O吸收量增加較為突出，試驗收獲的蒜薹是正在發(fā)育的生物體，相當數(shù)量的有機無機營養(yǎng)尚未運到，可能導致其有機無機營養(yǎng)較低，N、P2O5、K2O吸收量未顯著增加；三是蒜薹∶蒜頭比例提高；四是氮磷鉀肥的N、P2O5、K2O效力系數(shù)增加。

根據(jù)1981年開展的全國土壤微量元素調(diào)查，我國農(nóng)田土壤缺硼43 333.3萬hm2，缺鉬4 666.7萬 hm2［15］。根據(jù)劉錚［16］發(fā)表的我國土壤有效硼含量圖、土壤有效鉬含量圖，以云南東部為起點，向東北方向延伸至內(nèi)蒙古中部與東部連成一線，我國缺硼缺鉬土壤基本上均分布在這一連線的東部，有相似性，揭示由單一施硼施鉬發(fā)展為配合施用硼肥與鉬肥的可能性。劉鵬等［17-18］報道了鉬、硼供給水平對大豆鉬、硼吸收與分配的影響；杜應瓊等［19］報道了施用硼鉬對花生生長發(fā)育和產(chǎn)量的影響；王利紅等［20］報道了硼鉬鋅對雙低油菜籽粒發(fā)育進程中干物質(zhì)積累的影響；在贛南缺硼、缺鉬地區(qū)，硼鉬配合施用可防止枳殼砧木紐荷爾臍橙多因素葉片黃化，顯著提高臍橙產(chǎn)量，且在施用硼肥改善紐荷爾臍橙營養(yǎng)后導致缺鉬矛盾上升，葉片才出現(xiàn)缺鉬的癥狀，配合施鉬效果顯著［11］。因此，對豆科作物包括豆科牧草研究施用磷鉀硼鉬肥增產(chǎn)優(yōu)質(zhì)與增效的施肥技術有廣闊的前景。篩選研究非豆科作物，特別是果樹、蔬菜等施用氮磷鉀硼鉬肥增產(chǎn)優(yōu)質(zhì)與增效的施肥技術同樣有廣闊的前景。

李必希的養(yǎng)分歸還學說是植物營養(yǎng)與施肥的基本原理之一［21］。本試驗4項處理獲得4組大蒜蒜薹+蒜頭產(chǎn)量及大蒜N、P2O5、K2O吸收量，向土壤歸還這些養(yǎng)分可以保證大蒜生產(chǎn)可持續(xù)性。在了解當?shù)赝寥婪柿?、大蒜常?guī)施肥與大蒜常年產(chǎn)量狀況的基礎上，提出適當增產(chǎn)（如5%）的目標產(chǎn)量，應用4項處理制訂大蒜氮磷鉀肥與硼鉬配合的施肥計劃4組數(shù)據(jù)指導施肥。根據(jù)4項處理大蒜蒜薹+蒜頭產(chǎn)量、大蒜蒜薹∶蒜頭的產(chǎn)量比、吸收氮磷鉀養(yǎng)分量及氮磷鉀養(yǎng)分比等，均具有正相關關系且波動幅度有限，進行加權平均，簡化為生產(chǎn)蒜薹20 309.9kg·hm-2+蒜頭11 201.5kg·hm-2以及篙稈等，其氮磷鉀養(yǎng)分吸收量為N 211.20kg、P2O540.24kg、K2O 130.46kg，N∶P2O5∶K2O為1∶0.19∶0.62。為了方便應用，進一步簡化為每生產(chǎn)蒜薹1 000kg+蒜頭550kg，以及篙稈等的氮磷鉀養(yǎng)分吸收量，為N 10.39kg、P2O51.98kg、K2O 6.42kg，N∶P2O5∶K2O 的比例為1∶0.19∶0.62。供大蒜施肥參考。

4 結論

硼、鉬及其配合施用有利于大蒜對氮磷鉀養(yǎng)分的吸收，提高大蒜各部位氮磷鉀吸收量，以及肥料氮磷鉀養(yǎng)分利用效力，促進大蒜生長發(fā)育，蒜薹與蒜頭雙增產(chǎn)。

在土壤硼鉬雙缺時，硼鉬配合施用比單一施用硼肥或鉬肥的效果好。

大蒜每生產(chǎn)蒜薹1 000kg+蒜頭550kg，養(yǎng)分吸收量為 N 10.39kg、P2O51.98kg、K2O 6.42kg，N∶P2O5∶K2O 的比例為 1∶0.19∶0.62。大蒜施肥的原則是適氮、控磷、慎鉀。