不同新型肥料对大蒜生长、产量以及品质的影响

Effects of different new‑type fertilizers on garlic growth， yield and quality

摘要

目的 研究不同种类新型肥料对大蒜生长、产量和品质的影响，可为实现陕西关中产区大蒜产量品质的定向调控提供理论依据。 方法 2024-2025年，以陕西主栽大蒜品种“改良蒜”为试验材料，采用大田试验，共设置12个处理，分别为施用常规化肥（CK），腐殖酸促生根专用水溶肥追施（T1），矿源黄腐酸钾肥料追施（T2），多元素含氨基酸水溶肥追施（T3），中微量元素水溶肥追施（T4），欢能生物菌肥防根腐套餐追施（T5），欢能生物菌肥防根腐套餐基施+追施（T6），欢能生物菌肥防根腐套餐基施（T7），鱼蛋白氨基酸水溶肥追施（T8），中科化工微生物菌剂复合型肥基施+追施（T9），中科化工微生物菌剂复合型肥追施（T10），中科化工微生物菌剂复合型肥基施（T11），比较不同肥料对大蒜生长、产量以及蒜叶、蒜薹和鳞茎营养品质的影响。 结果 12个处理中，腐殖酸类肥料（T1、T2）处理大蒜植株的株高、假茎高分别提高了12.62%，14.91%，假茎粗、叶宽总体较高。与CK相比，不同新型肥料使大蒜鳞茎产量提高了1.63%~11.85%，其中T3处理鳞茎横径、纵径和单头质量总体较大，产量增幅最大，为11.85%。不同新型肥料均能不同程度提高蒜叶、蒜薹、鳞茎抗坏血酸、可溶性糖、可溶性蛋白、大蒜素含量等营养品质，其中T6处理对蒜叶以及蒜薹营养品质的促进作用综合表现最优，与CK相比，其蒜叶和蒜薹大蒜素含量分别显著提高了33.69%，29.20%；T9处理在提升鳞茎营养方面综合表现最优，与CK相比，其可溶性蛋白、抗坏血酸、大蒜素含量分别显著提高了27.11%，60.65%，19.90%。 结论 不同新型肥料对大蒜生长、产量及品质有明显影响，在实际应用中可根据生产目的选用特定种类新型肥料或其组合进行定向调控，以达到大蒜高产优质和资源高效利用的目的。

Abstract

Objective This study aims to investigate the effects of different new-type fertilizers on garlic growth，yield，and quality，thereby providing a theoretical basis for targeted regulation of garlic yield and quality in the Guanzhong area of Shaanxi Province. Method The field experiment was conducted from 2024 to 2025 using the major garlic cultivar ‘Gailiangsuan’ in Shaanxi.With conventional basal fertilizer applied，12 fertilizer treatments were established：conventional fertilizer （CK），topdressing with humic acid water-soluble fertilizer special for promoting root growth（T1），topdressing with mineral-derived potassium fulvate （T2），topdressing with multi-element amino acid water-soluble fertilizer （T3），topdressing with medium and trace element water-soluble fertilizer （T4），topdressing with Huaneng bio‑fertilizer for prevent root rot（T5），basal and topdressing with Huaneng bio‑fertilizer for prevent root rot（T6），basal application with Huaneng bio‑fertilizer for prevent root rot（T7），topdressing with fish protein and amino acid water-soluble fertilizer （T8），compound basal and topdressing with Zhongke chemical microbial agent （T9），topdressing with Zhongke chemical microbial agent（T10） and basal application with Zhongke chemical microbial agent（T11）.The effects of these fertilizers on garlic growth，yield，and the nutritional quality of leaves，bolts，and bulbs were compared. Result Among the 12 treatments，humic acid fertilizers （T1，T2） increased plant height and pseudostem height of garlic by 12.62% and 14.91%，respectively，and pseudostem diameter and leaf width were generally higher.Compared with CK，different new-type fertilizers increased bulb yield of garlic by 1.63%-11.85%.Among all treatments，T3 presented generally larger bulb transverse diameter，longitudinal diameter and single bulb weight，with the maximum yield increase of 11.85%.All treatments improved the nutritional quality of garlic leaves，bolts and bulbs to varying degrees，including the contents of ascorbic acid，soluble sugar，soluble protein and allicin.T6 exhibited the best comprehensive effect on the nutritional quality of garlic leaves and bolts，with their allicin content significantly increased by 33.69% and 29.20%，respectively，compared with CK.T9 achieved the optimal effect on bulb nutrition，raising soluble protein，ascorbic acid and allicin contents significantly by 27.11%， 60.65% and 19.90% relative to CK. Conclusion Different new-type fertilizers exert remarkable effects on garlic growth，yield，and quality.In practical production，targeted regulation can be realized by selecting appropriate types or combinations of these fertilizers based on production objectives，so as to achieve high yield，good quality and efficient resource utilization of garlic.

关键词

大蒜 / 新型肥料 / 产量 / 营养品质 / 经济效益

Key words

Allium sativum / new-type fertilizer / yield / nutritional quality / economic benefits

蒜（Allium sativum）是具有调味、抗氧化、杀菌、降血脂等多重生理功能的重要蔬菜作物^［1］。中国是全球最大的大蒜生产国，种植面积于2025年已达792 000 hm²，预计2026年增至800 000 hm²，大蒜也已成为我国出口竞争力最强的蔬菜之一^［2］。

为追求更高收益，蒜农普遍长期连作且过量施肥，但过量施用化肥导致土壤板结、酸化、盐渍化，地力持续衰退^［3］。研究表明，长期施用化肥可使土壤pH明显下降^［4］，氮、磷等养分通过径流流失，加剧农业面源污染^［5］。此外，化肥连年施用还会抑制有益土壤微生物活性，降低微生物多样性，成为连作障碍的主要诱因^［6］。还有研究显示，连作根际土壤水浸液对作物种子萌发和幼苗生长具有一定的自毒效应，且连作年限越长自毒效应越强^［7］。为了解决大蒜生产中化肥施用不当以及连作障碍的问题，需要引入和推广具有改良土壤、精准补充养分功能的新型肥料以实现绿色增产增效。

新型肥料种类丰富，其中有机肥、生物有机肥可抑制病原真菌，缓解连作障碍；微生物肥料不仅能抑制致病菌，分解自毒物质，提高作物抗逆性^［8］，还可提高作物可溶性糖、可溶性蛋白含量^［9］；腐殖酸、黄腐酸钾等可增强土壤缓冲能力，降低土壤盐碱化风险^［10］。研究发现，尿素配施氨基酸水溶肥可促进养分吸收，提高生菜产量及可溶性蛋白、糖和维生素C含量^［11］；锌等中微量元素肥料能增强番茄光合性能、代谢酶活性及抗逆性^［12］。因此，应用新型肥料已成为实现农业可持续发展和保障食品安全的必然趋势。

尽管新型肥料研究日益增多，但多聚焦单一肥料类型，缺乏系统比较不同种类新型肥料对大蒜产量和品质影响的研究。为此，本研究以关中地区“改良蒜”为材料，系统比较腐殖酸水溶肥、矿源黄腐酸钾、氨基酸水溶肥、中微量元素水溶肥及生物菌肥等对大蒜产量和品质的影响，旨在筛选出适宜陕西关中地区的高效环保新型肥料，以克服传统肥料弊端，为大蒜产量和品质的协同提升提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

大蒜田间试验于2024-2025年在陕西省杨凌示范区西北农林科技大学杨凌综合试验示范站进行，该地区位于东经107°57′，北纬34°18′，海拔543 m，年平均气温13 ℃，属于温带季风半湿润气候，年平均降雨量635.1~663.9 mm，无霜期211 d。大田土壤为黏壤土，耕层（0~20 cm）土壤理化性质为：pH 8.15，有机质14.98 g/kg，碱解氮39.49 mg/kg，有效磷46.88 mg/kg，速效钾301.33 mg/kg。

1.2 试验材料

本试验选用陕西主栽品种“改良蒜”。供试常规肥料有：根力多生物有机肥（有机质≥40%，小分子有机碳≥2%），河北根力多生物科技股份有限公司生产；硫酸钾复合肥（（N+P₂O₅+K₂O）≥45%，m（N）∶m（P₂O₅）∶m（K₂O）=17∶17∶17），山东金正大生态工程集团股份有限公司生产；大量元素水溶肥（（N+P₂O₅+K₂O）≥60%，m（N）∶m（P₂O₅）∶m（K₂O）=20∶20∶20），山东金正大生态工程集团股份有限公司生产。供试新型肥料包括：福进门腐殖酸促生根专用水溶肥（悬浮剂，（N+P₂O₅+K₂O）质量浓度≥200 g/L，腐殖酸质量浓度≥30 g/L），河南省强生农业科技发展有限公司生产；史丹利矿源黄腐酸钾肥料（矿源黄腐酸≥50%，K₂O≥12%），山东史丹利化肥股份有限公司生产；杜高鱼蛋白氨基酸水溶肥（水剂，游离氨基酸质量浓度为120 g/L），深圳市杜高生物新技术有限公司生产；多元素含氨基酸水溶肥（复合氨基酸≥35%），山东苍远生物科技有限公司生产；中微量元素水溶肥（（钙+镁）≥10%、硫≥10%、铁≥0.1%、铜≥0.05%、锌≥0.2%、硼≥0.2%、锰≥0.05%、硅≥0.001），河北宁奥生物科技有限公司生产；欢能生物菌肥防根腐套餐（含枯草芽孢杆菌、哈茨木霉菌），青岛欢能生物科技有限公司生产；中科化工微生物菌剂复合型肥（含枯草芽孢杆菌、胶冻样类芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、解淀粉类芽孢杆菌），郑州中科化工产品有限公司生产。土壤杀虫剂：辛硫磷（颗粒剂，辛硫磷3%），四川乐山新路化工有限公司生产。

1.3 试验设计

试验所用大蒜于2024年9月16日统一播种，株距10 cm，行距30 cm，种植密度为330 000株/hm²。试验共设置12个处理，包括11个新型肥料处理（T1~T11）和1个对照处理（CK），各处理方案见表1。

常规底肥为根力多生物有机肥95.95 g/m²、硫酸钾复合肥6.00 g/m²；常规追肥为大量元素水溶肥，每次用量7.5 g/m²。各新型肥料处理均在当地常规施肥的基础上同时进行。每个处理3次重复，合计36个小区，小区面积10 m²（2.5 m×4 m），按试验方案采用随机排列。除施肥处理差异外，所有小区大蒜均采用统一常规栽培管理措施。底肥于2024年9月15日翻地前一次性均匀撒施，同时撒施辛硫磷6.00 g/m²；追肥共进行3次，分别于鳞芽花芽分化期（2025年3月13日）、抽薹期（2025年4月24日）和鳞茎膨大期（2025年5月16日）采用根部冲施方式施用。

1.4 测定项目与方法

1.4.1 大蒜植株生长指标

2025年5月12日，每个小区取代表性植株2株，用卷尺测定大蒜植株的株高、叶宽，用游标卡尺测定假茎高、假茎粗，并统计每株大蒜叶片数。

1.4.2 大蒜鳞茎生长指标及产量

于2025年5月24日进行实收，在各小区采收1 m²的大蒜，统一剔除植株地上部分及根须，于通风处风干2周后用电子天平称取鳞茎质量即为产量。各小区随机选取20头分别用电子天平称质量，取平均值即为单头质量，并用游标卡尺测定鳞茎的横径和纵径，即为鳞茎横径和鳞茎纵径。

1.4.3 蒜叶、蒜薹、鳞茎营养品质

分别于2025年4月10日、5月12日、5月24日分别采收蒜叶、蒜薹、鳞茎， 每个处理取代表性植株6株，测定蒜叶、蒜薹、鳞茎的可溶性蛋白、可溶性糖、抗坏血酸、大蒜素含量。采收样品液氮研磨后于-80 ℃保存待测。采用考马斯亮蓝G-250法^［13］ 测定可溶性蛋白含量；采用蒽酮比色法测定可溶性糖含量^［14］；参考Stevens等^［15］的比色法测定抗坏血酸含量；参考Feng等^［16］的方法测定大蒜素含量。每处理设置3个重复。

鳞茎收获后每个处理随机选取10株样品，用电子天平测定鲜蒜头单头质量，置于烘箱内于105 ℃下杀青30 min，然后调整温度至80 ℃恒温烘干，待样品质量恒定后用电子天平称量干质量并记录，测定含水率。含水率＝（鲜质量-干质量）/鲜质量×100%。

1.5 数据处理与分析

试验数据使用WPS进行整理，各指标结果用“平均值±标准差”表示。采用SPSS 25.0软件进行统计分析。采用单因素方差分析（One-way ANOVA）和Duncan’s的新复极差法进行多重比较（P<0.05）。基于PyCharm 2024.1平台，本研究采用熵权-TOPSIS 法（Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution），计算各方案与正、负理想解的欧氏距离（分别记为D⁺与D^-），并据此求得相对贴近度（C），依据C值大小确定最优处理组，C值越接近1表示综合表现越优^［17］。

2 结果与分析

2.1 不同新型肥料处理对大蒜植株生长的影响

从表2可以看出，施用新型肥料促进了大蒜植株的生长。各新型肥料处理大蒜植株的株高较CK总体提高了5.57%~12.62%，其中T1处理大蒜植株株高最高。12个处理中，所有新型肥料处理大蒜叶宽和假茎粗较CK分别提高了6.40%~21.25%，9.89%~29.00%，其中T2处理的叶宽和假茎粗最大。与CK相比，除了T7和T8处理外，其余新型肥料处理均提高了大蒜假茎高，其中T1处理的假茎高最大，比CK提高了14.90%。各个处理的叶片数差异不显著。

2.2 不同新型肥料处理对大蒜鳞茎生长及产量的影响

由表3可以看出，与CK相比，新型肥料处理大蒜的鳞茎横径、纵径分别增加了0.93%~4.69%和2.20%~8.81%，其中T3处理鳞茎横径最大，T9处理鳞茎纵径最大；新型肥料处理大蒜的鳞茎单头质量显著增加，平均值为49.63 g，较CK增加了6.37%，其中鳞茎单头质量最大为T1处理，较CK增加了12.00%。与CK相比，新型肥料处理大蒜平均鳞茎产量提高了1.63%~11.85%，其中T1和T3处理产量均较高，与CK相比分别增加了11.83%和11.85%。

2.3 不同新型肥料处理对蒜叶营养品质的影响

由表4可知，各处理之间蒜叶各类营养品质差异显著。与CK相比，新型肥料处理蒜叶的抗坏血酸含量明显增加，平均值为73.07 mg/hg，较CK提高40.89%，其中T8处理蒜叶的抗坏血酸含量最高，较CK提高了71.94%。除T8处理外，其余新型肥料处理大蒜素含量均显著高于CK，其中T4处理的蒜叶大蒜素含量最大。与CK相比，各新型肥料处理可溶性糖含量明显增加，其中T8处理最高，较CK增加了76.92%。与CK相比，各新型肥料处理可溶性蛋白含量显著增加，其中T3处理最高，较CK提高了118.14%。

2.4 不同新型肥料处理对蒜薹营养品质的影响

由表5可知，与CK相比，新型肥料处理蒜薹抗坏血酸含量明显增加，其中T5和T6处理抗坏血酸含量较高。与CK相比，新型肥料处理大蒜素含量提高了5.31%~71.68%，其中T1处理最大。12个处理中，T8处理可溶性糖含量最高，比CK增加了50.65%；T6处理可溶性蛋白含量最大，为11.00 mg/g。

2.5 不同新型肥料处理对大蒜鳞茎营养品质的影响

由表6可知，与CK相比，除了T7、T10处理外，其余新型肥料处理鳞茎抗坏血酸含量明显增加，其中T9处理最高，比CK增加了60.67%；除了T3、T7、T8处理外，其余新型肥料处理鳞茎大蒜素含量明显增加，其中T9处理的大蒜素含量最高；除了T2处理外，其余新型肥料处理鳞茎可溶性糖含量明显增加，其中T5处理可溶性糖含量最大，为259.04 mg/g；新型肥料处理鳞茎的可溶性蛋白含量均高于CK，其中T4处理最大，比CK提高了30.63%；此外，各处理间的含水率差异较小，总体差异不显著。

2.6 不同新型肥料处理对大蒜鳞茎产值及经济效益的影响

本试验针对不同新型肥料进行肥效研究，除了肥料种类不同，其他试验条件无差异。因此，计算成本时只考虑肥料产品成本，种子、人工等成本均不考虑。肥料成本包括常规底肥成本、追肥肥料成本和新型肥料成本，鉴于本研究中常规底肥、常规追肥（T1除外）的用量、品种均一致，经计算各处理中其成本分别为8 280.00，2 341.17 元/hm²，可知CK、T2~T11处理的常规肥料成本为10 621.17 元/hm²，T1处理的常规肥料成本为8 280.00 元/hm²；新型肥料成本为肥料单价与单位面积用量的乘积；产值按鳞茎采收时单价4.90 元/kg乘以产量计算；纯收入按照产值减去肥料成本计算，结果见表7。表7显示，从肥料成本上看，T1处理最低，比CK减少了3.51%；从纯收入来看，新型肥料的纯收入平均比CK提高了4.94%，其中T1处理最高，比CK提高了14.25%。

2.7 基于熵权‐TOPSIS法的不同新型肥料处理大蒜生长以及品质的综合评价

2.7.1 不同新型肥料处理对蒜叶营养品质影响的综合评价

为了综合评价各处理对蒜叶品质的影响，本研究采用熵权法计算了蒜叶品质指标的权重，通过TOPSIS法计算不同处理到正、负向理想解的欧氏距离（D⁺和D⁻）以及相对贴近度（C），C越接近1，综合评价越好，结果见表8。由表8可知，不同处理蒜叶品质排名前3位的依次为T6、T9、T4处理，C值依次为0.687，0.681，0.648。

2.7.2 不同新型肥料处理对蒜薹营养品质影响的综合评价

基于熵权-TOPSIS法的不同新型肥料对蒜薹营养品质影响综合评价结果见表9。由表9可知，T6处理的C值最高，表示该处理的综合评价最好；其次为T2、T5处理。

2.7.3 不同新型肥料处理对大蒜鳞茎农艺性状以及经济收益影响的综合评价

本研究采用熵权- TOPSIS法对不同处理鳞茎农艺性状以及经济收益进行了综合评价，结果见表10。由表10可知，T1处理的综合评价最好，其次为T3和T7处理。

2.7.4 不同新型肥料处理大蒜鳞茎营养品质影响的综合评价

由表11可知，T9处理C值最高，为0.937，明显高于其他处理；其次为T5、T8处理。

3 讨 论

3.1 大蒜生长对肥料种类的响应

农艺性状是评价大蒜长势的关键指标。本研究发现，各新型肥料处理株高、假茎粗、叶宽等指标均优于CK，表明其促进了大蒜生长，其中腐殖酸类肥料（T1、T2处理）在促进植株生长方面效果较突出，可能是由于腐殖酸对土壤的碳、氮、磷含量及其化学计量比影响较大，促进土壤养分含量增加^［18］，进而促进大蒜生长，这与王圣囡^［19］的研究结果一致。

3.2 蒜叶、蒜薹品质对肥料种类的响应

本研究结果显示，新型肥料处理的蒜叶营养品质总体高于CK，其中T8处理抗坏血酸、可溶性糖含量最高，较CK分别提高了71.94%，76.92%；T3处理可溶性蛋白含量最大，表明氨基酸类肥料更有利于提高蒜叶抗坏血酸、可溶性糖与可溶性蛋白含量。前人研究也发现，氨基酸肥料显著提高了作物可溶性蛋白和可溶性糖含量^［14］，这与本研究结果一致。

本研究发现，12个处理中，T4处理蒜叶大蒜素含量最高，相较于CK提高了80.43%，这可能是T4处理中的中微量元素肥料中S、Ca、Mg、Cu、Zn等元素含量较高所致。研究发现，S对大蒜品质有明显提升作用^［20］。此外，有研究表明，施锌肥可以促进草莓维生素C和E等营养物质的积累^［21］；适宜浓度铜能提高葡萄的品质^［22］，这与本研究结果一致。

根据熵权-TOPSIS法分析可知，蒜叶营养品质指标的综合评价值排名前3位的依次为T6、T9、T4，其中T6、T9处理均为在底肥、追肥中施用了微生物菌剂，表明微生物菌剂处理能改善蒜叶品质。目前，微生物肥料已在蔬菜和粮食作物中应用较多。研究发现，解淀粉芽孢杆菌处理能够使大蒜中可溶性糖含量显著增加30%^［23］，微生物菌剂增加了西瓜可溶性固形物、可溶性糖和V_C含量^［24］。以上研究证明，微生物菌剂能明显改善作物营养品质，这与本研究结果一致。

本研究中，根据熵权-TOPSIS法的分析结果，T6蒜薹营养品质的综合评价值最高，这与蒜叶营养品质综合评价的结果一致，即微生物菌剂可以显著提高大蒜品质。

3.3 大蒜鳞茎产量与品质对肥料种类的响应

本研究中，新型肥料明显提高了大蒜鳞茎的横径、纵径和单头质量及产量。根据熵权-TOPSIS法的分析结果可知，虽然T3处理鳞茎产量最高，但T1处理大蒜鳞茎农艺性状以及经济效益的综合评价值最高，可知在减少常规追肥投入的情况下，腐殖酸类肥料能显著促进鳞茎生长，进而提高其产量，这与前人的研究结果^［25-26］一致。可知在大蒜大田生产中，在减少化肥使用的基础上施用腐殖酸类肥料能显著增加大蒜鳞茎产量，从而提高经济效益。

本研究中，基于熵权-TOPSIS法对不同新型肥料处理大蒜鳞茎营养品质进行综合评价，结果显示，T9处理的综合评价值最高，可知在常规底肥和追肥中均添加复合微生物菌剂，能明显提高大蒜鳞茎营养品质，说明微生物菌剂同样能够有效提升大蒜鳞茎的营养品质。这与张智等^［9］、罗雁馨等^［24］的研究结果一致。T6和T9处理中均施用了复合微生物菌剂，但是与T6处理相比，T9处理大蒜鳞茎营养品质更高，这是因为T6处理中施用的复合微生物菌剂主要含有枯草芽孢杆菌、哈茨木霉菌，而T9处理中施用的复合微生物菌剂主要含有枯草芽孢杆菌、胶冻样类芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、解淀粉类芽孢杆菌，微生物种类更为丰富，这可能是T9处理大蒜鳞茎营养品质较优的原因。

本研究中，与CK相比，新型肥料总体提高了大蒜产量和经济效益，其中以增产为目的时，T1处理可以显著实现降本增效，肥料成本较CK减少了360.18 元/hm²，且对鳞茎的营养品质有提升效果；以提高鳞茎营养品质为生产目的时，T9处理效果最佳，但其肥料成本较CK明显增加，从而导致纯收入较CK明显减少。T5处理大蒜营养品质略低于T9，但肥料成本相对较低，在显著提升品质的同时实现了增产增效。

4 结 论

本研究采用大田试验，分析了不同种类新型肥料对关中产区大蒜生长、产量和品质的影响，结果发现，各种新型肥料影响差异较大，可根据生产目的选用特定种类新型肥料：（1）以提高蒜叶生长势为生产目的时，宜选用腐殖酸类肥料。（2）以提高蒜叶或蒜薹品质为生产目的时，宜选用微生物菌剂，且在底肥与追肥中同时施用效果更佳，但成本较高。（3）以提高大蒜鳞茎产量为目的时，推荐使用含腐植酸水溶肥，在提升产量的同时也提高了鳞茎营养品质。

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基金资助

国家重点研发计划项目(2023YFD1600202)