化肥減施對大蒜經濟性狀及烤煙-大蒜輪作土壤養(yǎng)分的影響

摘要：為了找出不影響大蒜（Allium sativum L.）產量、對烤煙品質影響較小且環(huán)境友好的大蒜最適施肥量，在蒜農習慣施肥量基礎上分別減施20%、40%和60%，采用田間小區(qū)試驗，研究不同施肥量對大蒜經濟性狀及烤煙-大蒜輪作土壤養(yǎng)分的影響。結果表明，蒜薹經濟性狀以施肥量減施60%最優(yōu)，鱗莖經濟性狀以施肥量減施40%最優(yōu)，大蒜總產值以施肥量減施40%最優(yōu)?？紤]到氮、磷的面源污染風險，施肥量減施60%的氮、磷損失量和損失率均顯著降低（Plt;0.05），但大蒜鱗莖產量和總產值降低不顯著（Pgt;0.05），是最優(yōu)的大蒜施肥處理。由于在大蒜與烤煙輪作下氮肥運籌的矛盾無法解決，因此大蒜不適宜作為烤煙的前茬作物。

關鍵詞：大蒜（Allium sativum L.）；化肥減施；經濟性狀；烤煙；輪作；土壤養(yǎng)分

中圖分類號：S633.4；S147.21+4；S151.9+5" " " "文獻標識碼：A" " "文章編號：0439-8114（2025）02-0058-06

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2025.02.009 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Abstract： In order to identify the optimal fertilization amount for garlic （Allium sativum L.） that does not affect garlic yield， has a small impact on tobacco quality， and is environmentally friendly， a field plot experiment was conducted to study the effects of different fertilization rates on the economic traits of garlic and soil nutrients in flue-cured tobacco-garlic rotation， with a reduction of 20%， 40% and 60% on the basis of garlic farmers’ habitual fertilization rates. The results showed that the economic traits of garlic bolt were the best when the fertilizer application rate was reduced by 60%， the economic traits of bulb were the best when the fertilizer application rate was reduced by 40%， and the total output value of garlic was the best when the fertilizer application rate was reduced by 40%. Considering the risk of non-point source pollution of nitrogen and phosphorus， the loss amount and loss rate of nitrogen and phosphorus were significantly reduced under the treatment of 60% reduction of fertilizer application （Plt;0.05）， but the yield and total output value of garlic bulbs were not significantly reduced under this treatment （Plt;0.05）， which was the optimal garlic fertilization treatment. Because the contradiction in nitrogen fertilizer management under garlic and flue-cured tobacco rotation could not be resolved， garlic was not suitable as a pre-crop for flue-cured tobacco.

大蒜（Allium sativum L.）是蔥屬一、二年生草本植物，是重要的蔥蒜類蔬菜，主要食用器官是膨大的肉質莖，且蒜薹亦可作為蔬菜食用［1］。中國不僅是世界上最大的大蒜生產國、消費國，還是最大的大蒜種植國、出口國。據(jù)不完全統(tǒng)計，截至2020年中國大蒜種植面積和產量分別占世界總量的50.2%和75.1%［2］。大蒜是云南省主要的小春經濟作物，其主產區(qū)也是烤煙核心種植區(qū)，大蒜與烤煙輪作的模式以烤煙-大蒜-烤煙輪作模式為主，大蒜平均產值達142 500元/hm2［3］，經濟產值較高。但隨著大蒜連作年限的增加和肥料的大量施用，引起了大蒜病害頻發(fā)、產量低、品質差等問題［4］，并且對烤煙品質及土壤、地下水的影響也日趨嚴重。大蒜施肥研究包括大蒜氮磷鉀推薦施肥量［5］、大蒜土壤養(yǎng)分豐缺及推薦施肥指標體系研究［6］、有機肥部分替代化肥對大蒜產量和質量的影響［7，8］、化肥減施與有機肥替代對大蒜產量和質量的影響［9］、大蒜肥料利用率［10］、氮素對大蒜養(yǎng)分吸收的影響［11］、修復連作大蒜土壤生產力衰退［12］、腐植酸對大蒜產質量的影響［13］等方面。但是對大蒜種植后養(yǎng)分在土壤中的殘余、損失以及對后作烤煙生產的影響研究鮮見報道。為此，本試驗開展了化肥減施對大蒜種植土壤氮磷鉀殘余、損失的影響研究，以期得出在不影響大蒜產量的基礎上，對烤煙品質影響較小、對農業(yè)生產環(huán)境友好的最適施肥量，從而為大理州與烤煙輪作的大蒜生產提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗于2022年9月至2023年3月在云南省大理州祥云縣下莊鎮(zhèn)張泗村委會進行，試驗地海拔" " " " 1 932 m。前作種植烤煙，大蒜品種為河南紅蒜。大蒜移栽前土壤pH為7.44，有機質含量為14.05 g/kg，堿解氮含量為49.83 mg/kg，有效磷含量為19.08 mg/kg，速效鉀含量為128.30 mg/kg，土壤容重為1.34 g/cm3。

1.2 試驗設計

采用隨機區(qū)組設計，設4個處理，3次重復，共計12個小區(qū)，每個小區(qū)面積13.33 m2（8.60 m×1.55 m）。行距20 cm、株距8 cm，每個小區(qū)種植742株。處理1為蒜農習慣施肥量（CK），處理2、處理3、處理4施肥量比CK分別降低20%、40%和60%。試驗所用肥料為復合肥（N∶P2O5∶K2O=12∶10∶25），基肥、第一次追肥（5—6葉期）和第二次追肥（8—9期葉）各占施肥總量的18.33%，第三次追肥（抽薹期）占施肥總量的45.00%。

各處理具體施肥量：處理1（CK），N 600 kg/hm2，P2O5 500 kg/hm2，K2O 1 250 kg/hm2；處理2（減施20%），N 480 kg/hm2，P2O5 400 kg/hm2，K2O 1 000 kg/hm2；處理3（減施40%），N 360 kg/hm2，P2O5 300 kg/hm2，K2O 750 kg/hm2；處理4（減施60%），N 240 kg/hm2，P2O5 200 kg/hm2，K2O 500 kg/hm2。

1.3 調查內容

大蒜旺長期調查株高，蒜薹采摘期調查蒜薹產量，鱗莖成熟期調查鱗芽數(shù)、鱗莖橫徑、鱗莖縱徑、鮮鱗莖產量。農藝性狀每個小區(qū)調查10株。產量性狀為小區(qū)實測值。

蒜薹采摘期和鱗莖成熟期每個小區(qū)各采集1 kg蒜薹和大蒜莖葉、鱗莖樣品，測定全氮、全磷、全鉀的含量。在大蒜收獲后，每個小區(qū)采集1 kg土樣，測定堿解氮、有效磷和速效鉀的含量。

1.4 指標測定方法

土壤指標測定：堿解氮含量采用堿解擴散法測定（LY/T 1228—2015）；有效磷含量采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測定（NY/T 1121.7—2014）；速效鉀含量采用醋酸銨浸提-火焰光度計法測定（NY/T 889—2004）。植物樣品測定：全氮含量采用凱氏定氮法測定（LY/T 1271—1999）；全磷含量采用釩鉬黃比色法測定（LY/T 1271—1999）；全鉀含量采用火焰光度法測定（LY/T 1271—1999）；水分含量采用直接干燥法測定（GB 5009.3—2016）。

1.5 養(yǎng)分含量計算方法

式中，A為蒜薹、莖葉及鱗莖帶走的氮、磷、鉀量（即吸收量），Y為蒜薹、莖葉及鱗莖產量，DM為干物質量，C為蒜薹、莖葉及鱗莖全氮、全磷、全鉀含量。

式中，N為大蒜移栽前或收獲后土壤堿解氮、有效磷、速效鉀的量，kg/hm2；C為大蒜移栽前或收獲后土壤堿解氮、有效磷、速效鉀含量，mg/kg；D為土壤容重，g/cm3；0.2為耕層土壤厚度，m。

式中，L為大蒜土壤氮、磷、鉀的損失量，kg/hm2；N為大蒜移栽前土壤堿解氮、有效磷、速效鉀的量，kg/hm2；I為純氮、磷、鉀的投入量（將P2O5、K2O的量折算為P、K進行計算，折算系數(shù)分別為0.44和0.83），kg/hm2；S為蒜薹帶走的氮、磷、鉀量，kg/hm2；B為莖葉和鱗莖帶走的氮、磷、鉀量，kg/hm2；R為大蒜收獲后土壤堿解氮、有效磷、速效鉀的含量，kg/hm2。

式中，LR為大蒜土壤氮、磷、鉀損失率，%。

1.6 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理采用Excel 2007和DPS 19.0統(tǒng)計分析軟件。

2 結果與分析

2.1 化肥減施對大蒜農藝性狀的影響

從表1可以看出，大蒜各農藝性狀在各施肥量處理間差異均不顯著（Pgt;0.05）。株高以處理2最高，處理4最低；蒜薹長以處理3最長，CK最短；單株鱗芽數(shù)以處理3最多，CK最少；鱗芽橫徑以處理3最大，CK最小；鱗芽縱徑以處理4最大，CK最?。击[莖單頭重以處理3最大，CK最小。

2.2 化肥減施對大蒜經濟性狀的影響

從表2可以看出，大蒜蒜薹產量和鱗莖產量在各施肥量處理間差異均不顯著（Pgt;0.05）。處理4的蒜薹產量最高，CK最低。隨著施肥量的降低，蒜薹產量隨之增加，處理2、處理3、處理4分別比CK增加4.9%、7.4%和13.0%。處理3的鱗莖產量最高，處理4最低；處理2、處理3分別比CK增加2.0%和2.4%，處理4比CK降低4.9%。這說明較高施肥水平下適當減少施肥量不會顯著影響大蒜產量。

2.3 化肥減施對蒜薹帶走的氮、磷、鉀量的影響

從圖1可以看出，不同施肥量處理間蒜薹帶走的氮、鉀量差異均不顯著（Pgt;0.05）。不同施肥量處理間蒜薹帶走的氮為8.88～9.02 kg/hm2，帶走的磷為1.10～1.40 kg/hm2，帶走的鉀為7.07～7.72 kg/hm2。施肥量處理間蒜薹帶走的磷差異達顯著水平（Plt;0.05），處理3帶走的磷最多，CK帶走的磷最少。

2.4 化肥減施對莖葉和鱗莖帶走的氮、磷、鉀量的影響

從圖2可以看出，施肥量處理間莖葉和鱗莖帶走的氮差異達顯著水平（Plt;0.05），處理2帶走的氮最多，為215.12 kg/hm2，處理4帶走的氮最少，為178.23 kg/hm2。施肥量處理間莖葉和鱗莖帶走的磷差異達顯著水平（Plt;0.05），處理3帶走的磷最多，為28.96 kg/hm2，處理4帶走的磷最少，為22.97 kg/hm2。施肥量處理間莖葉和鱗莖帶走的鉀差異達顯著水平（Plt;0.05），處理2帶走的鉀最多，為210.98 kg/hm2，處理4帶走的鉀最少，為180.61 kg/hm2。

2.5 化肥減施對大蒜收獲后土壤殘余堿解氮、有效磷、速效鉀量的影響

從圖3可以看出，施肥量處理間大蒜收獲后土壤殘余的堿解氮差異達顯著水平（Plt;0.05），CK土壤殘余的堿解氮最高，為212.19 kg/hm2，處理4土壤殘余的堿解氮最低，為180.24 kg/hm2。施肥量處理間大蒜收獲后土壤殘余的有效磷差異達顯著水平（Plt;0.05），CK土壤殘余的有效磷最高，為107.81 kg/hm2，處理4土壤殘余的有效磷最低，為88.32 kg/hm2。施肥量處理間大蒜收獲后土壤殘余的速效鉀差異達顯著水平（Plt;0.05），CK土壤殘余的速效鉀最高，為980.44 kg/hm2，處理4土壤殘余的速效鉀最低，為529.12 kg/hm2。

2.6 化肥減施對大蒜收獲后土壤氮、磷、鉀損失量的影響

從圖4可以看出，不同施肥量間損失的氮差異達顯著水平（Plt;0.05），CK損失的氮最多，為301.27 kg/hm2，處理4損失的氮最少，為6.12 kg/hm2，氮損失量較CK低97.97%。施肥量處理間損失的磷差異達顯著水平（Plt;0.05），處理1損失的磷最多，為139.03 kg/hm2，處理4損失的磷最少，為26.65 kg/hm2，磷損失量比CK低80.83%。施肥量處理間損失的鉀差異達顯著水平（Plt;0.05），處理2損失的鉀最多，為256.19 kg/hm2，CK損失的鉀為193.25 kg/hm2，處理4損失的鉀最少，為41.25 kg/hm2，鉀損失量分別比處理2和CK低83.90%和78.65%。

2.7 化肥減施對大蒜收獲后土壤氮、磷、鉀損失率的影響

從圖5可以看出，不同施肥量處理間的氮損失率差異達顯著水平（Plt;0.05），CK氮損失率最高，為41.07%，處理4氮損失率最低，僅為1.64%。施肥量處理間的磷損失率差異達顯著水平（Plt;0.05），CK磷損失率最高，為51.26%，處理4磷損失率最低，為19.15%。施肥量處理間的鉀損失率差異達顯著水平（Plt;0.05），處理2鉀損失率最高，為21.83%，處理4鉀損失率最低，為5.44%。

3 討論

3.1 減施化肥對大蒜農藝性狀和經濟性狀的影響

在蒜農習慣施肥量基礎上減施40%的大蒜蒜薹長、單株鱗芽數(shù)、鱗芽橫徑、鱗莖單頭重、鱗莖產量均最高，施肥量減施60%的蒜薹產量最高。蒜薹產量隨施肥量的降低而增加，鱗莖產量隨施肥量的增加先增加后降低，這可能是由于高施氮量抑制了大蒜的生殖生長，即蒜薹的生長；而鱗莖產量隨施氮量的變化符合肥料報酬遞減規(guī)律，這與楊明等［14］和張丹［15］的研究結果一致。

3.2 減施化肥對蒜薹帶走的氮、磷、鉀量的影響

不同施肥量處理間蒜薹帶走的氮、鉀量差異不顯著；施肥量處理間蒜薹帶走的磷量差異達顯著水平，施肥量減施40%帶走的磷量最高，蒜農習慣施肥量（CK）帶走的磷量最低，說明在氮、鉀供應充足的條件下，隨著施肥量的降低，蒜薹帶走的磷隨之增加，并且在減施40%達到最高，但在減施60%時開始降低。這可能是因為大蒜不同器官全磷含量差異較大，按收獲期計算，全磷含量為蒜薹gt;鱗莖gt;莖，大蒜對磷的吸收集中在中前期［11］。

3.3 減施化肥對莖葉和鱗莖帶走的氮、磷、鉀量的影響

施肥量減施60%莖葉和鱗莖帶走的氮、磷、鉀量在所有處理中均為最低。莖葉和鱗莖帶走的氮在減施60%施開始顯著降低，莖葉和鱗莖帶走的磷、鉀均在減施20%和40%時較高，蒜農習慣施肥量（CK）和減施60%較低。主要是因為大蒜對氮的吸收集中在中后期，對磷、鉀的吸收集中在中前期［11］。

3.4 減施化肥對大蒜收獲后土壤殘余的堿解氮、有效磷、速效鉀以及對烤煙生產的影響

蒜農習慣施肥量（CK）在大蒜收獲后土壤殘余的堿解氮、有效磷和速效鉀量均最高，施肥量減施60%的土壤殘余的堿解氮、有效磷和速效鉀量均最低，說明土壤殘余養(yǎng)分量與施肥量呈正相關關系。

施肥量減施60%的土壤殘余堿解氮為180.24 kg/hm2，在中等肥力條件下，烤煙品種紅大適宜施氮量為75 kg/hm2［16］，烤煙品種K326適宜施氮量為97.5～120.00 kg/hm2［17，18］，說明即使大蒜收獲后不施用肥料種植紅大和K326烤煙品種，土壤氮素的供應量也遠超烤煙適宜施氮量。隨著施氮量的提高，煙葉物理特性呈下降趨勢，雖然增加施氮量提高了煙葉外觀質量和化學成分協(xié)調性，但也對感官評吸質量和物理特性產生了不利影響［16］。所以在保證大蒜產量不降低的情況下還能維持后季烤煙品質不降低是不容易實現(xiàn)的。

3.5 減施化肥對氮、磷、鉀損失量及損失率的影響

施肥量減施60%的蒜薹產量較蒜農習慣施肥量（CK）增產13.0%，鱗莖產量較蒜農習慣施肥量（CK）減產4.9%，氮、磷、鉀損失量分別降低97.97%、80.83%和78.65%，在大蒜產量保持穩(wěn)產的前提下具有顯著的減排效果，表明合理的施肥管理措施是降低大蒜田氮、磷、鉀素流失的主要途徑，這與楊明等［14］的研究結果基本一致。大蒜-烤煙輪作模式施肥量偏高，易造成雨季土壤徑流氮、磷流失，總氮、總磷徑流流失量分別為5 907.00 g/hm2和821.25 g/hm2［19 ］。大蒜-烤煙輪作模式徑流總氮流失量相比其他輪作模式大，說明土壤含有大量的氮磷營養(yǎng)成分，土壤的養(yǎng)分背景值較高。此外，烤煙的產量與其他作物相比偏低，烤煙對養(yǎng)分的需求量較低，而施肥量屬于高水平［20］，導致土壤徑流氮磷流失偏高。試驗表明，蒜農習慣施肥量（CK）的氮、磷面源污染風險較高，施肥量減施60%氮、磷面源污染風險較低。

4 小結

蒜薹經濟性狀以施肥量較蒜農習慣施肥量（CK）減施60%最優(yōu)，鱗莖經濟性狀以施肥量減施40%最優(yōu)，大蒜總產值以施肥量減施40%最優(yōu)。考慮到氮、磷的面源污染風險，施肥量減施60%的氮、磷損失量和損失率均顯著降低，但大蒜鱗莖產量和總產值降低不顯著，是最優(yōu)的大蒜施肥處理。這與沈仕洲等［21］的研究結果較為接近。由于大蒜與烤煙輪作下氮肥運籌的矛盾無法解決，所以大蒜不適宜作為烤煙的前茬作物，可以采用烤煙-大蒜-玉米（水稻）輪作模式降低大蒜對烤煙的不利影響。

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收稿日期：2024-03-04

基金項目：云南省煙草公司重大專項“云南核心煙區(qū)種植制度優(yōu)化及應用”（2022530000241030）

作者簡介：李軍營（1978-），男，河北河間人，研究員，博士，主要從事煙草栽培技術研究，（電子信箱）83754331@qq.com；通信作者，

楊景華（1971-），男，高級實驗師，主要從事植物營養(yǎng)與肥料研究，（電子信箱）yjh699@126.com。