蒜薹采收方式及植株葉片損傷程度對鱗莖均重的影響*

李娜，張仰猛，周進，張華，魏訓(xùn)成，朱正波

(1. 山東省農(nóng)業(yè)機械科學(xué)研究院，濟南市，250100； 2. 山東省農(nóng)業(yè)機械技術(shù)推廣站，濟南市，250013)

0 引言

大蒜是我國重要的特色經(jīng)濟作物之一，其營養(yǎng)價值高、化學(xué)成分獨特，既可以做蔬菜和調(diào)味品，也可以入藥[1-2]。我國大蒜常年種植面積在800 khm2左右，產(chǎn)量在22 000 kt以上，出口貿(mào)易量超過2 000 kt，種植面積、產(chǎn)量和出口貿(mào)易量均居世界首位[3-7]。FAO數(shù)據(jù)顯示，2019年我國大蒜種植面積為834.2 khm2，產(chǎn)量為23 306 kt。大蒜產(chǎn)業(yè)已成為我國優(yōu)勢農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)之一，在促進經(jīng)濟發(fā)展、提高農(nóng)民收入方面發(fā)揮著重要的作用。我國大蒜品種資源豐富，其中薹蒜兼用型大蒜既可收獲蒜薹又可收獲鱗莖，其綜合價值較高，是我國大蒜主產(chǎn)區(qū)的主栽品種[8-9]。

薹蒜兼用型大蒜在生產(chǎn)過程中需及時采薹，否則會影響鱗莖膨大，導(dǎo)致鱗莖減產(chǎn)。目前蒜薹采收主要采用手工采薹、犁刀法采薹、剪花苞式采薹等方式，國內(nèi)資料文獻中關(guān)于肥料[10-13]、覆膜[14-15]、土壤[16-19]、種植密度[20-23]等因素影響大蒜單產(chǎn)的研究較多，關(guān)于適期采薹的研究也較成熟[24-26]，但蒜薹采收方式對大蒜產(chǎn)量的影響研究較少。劉世琦等[24]指出采用剖、劃假莖方式采薹，可獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)蒜薹，但鱗莖均重較低，適用于薹用大蒜；主收鱗莖的品種，建議于倒3～4葉處采薹，并盡量減少假莖損傷，以增加鱗莖均重；程智慧[25]指出，適期采薹與不采薹相比鮮蒜重量顯著增加，采薹后植株葉片數(shù)量對大蒜產(chǎn)量有顯著影響；顧智章[26]分析了鏟薹法、夾薹法、扎薹法、抽薹法等不同采薹方法對蒜薹及鱗莖均重的影響及適用品種；李錫志等[27]指出葉片是植物完成光合作用的重要器官，并研究了大蒜葉片的伸展方向?qū)Υ笏猱a(chǎn)量的影響，并建議大蒜播種時保持大蒜背腹連線與種植溝平行排放，以減少植株葉片之間的重疊，從而擴大光合作用面積，提高大蒜產(chǎn)量。

山東是我國大蒜主產(chǎn)區(qū)，有“蒼山白蒜”“金鄉(xiāng)紫皮蒜”等多個知名度高、品質(zhì)優(yōu)的大蒜品種。由于各地采用的采薹方式多種多樣，缺少蒜薹采收方式及采薹時植株葉片損傷程度對后期鱗莖均重影響的理論研究及數(shù)據(jù)驗證。

本文在蒜薹采收期對“蒼山白蒜”和“金鄉(xiāng)紫皮蒜”兩個大蒜品種進行12種不同蒜薹采收處理方式及植株葉片損傷程度的試驗，通過試驗數(shù)據(jù)分析以期探尋蒜薹采收處理方式及植株葉片損傷程度與鱗莖均重之間的關(guān)聯(lián)機制。通過分析對比不同試驗處理對鱗莖均重影響的差異程度，為蒜農(nóng)選擇適宜的蒜薹采收方式，提高大蒜種植效益，也為蒜薹采收的機械化研究提供數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地點與材料

2019年試驗地點為山東省農(nóng)業(yè)機械科學(xué)研究院田間試驗基地，位于章丘市棗園鎮(zhèn)朱各務(wù)村，試驗地土壤類型為壤土，肥力適中，試驗品種選用“蒼山白蒜”和“金鄉(xiāng)紫皮蒜”2個薹蒜兼用型大蒜品種。2018年10月初完成人工播種，種植方式為平畦，每畦8行，行距均為18 cm，“蒼山白蒜”株距為11 cm，“金鄉(xiāng)紫皮蒜”株距為13 cm，田間管理按常規(guī)方式進行。2020年試驗地點分別為濟寧市金鄉(xiāng)縣胡集鎮(zhèn)試驗田和臨沂市蘭陵縣南橋鎮(zhèn)試驗田，土壤類型均為壤土，肥力適中。金鄉(xiāng)試驗田試驗品種為“金鄉(xiāng)紫皮蒜”，種植模式為平畦，每畦11行，行距18 cm，株距13 cm；蘭陵試驗田試驗品種為“蒼山白蒜”，種植模式為壟作，每壟4行，行距18 cm，株距11 cm。田間管理按常規(guī)方式進行。

1.2 試驗設(shè)計

蒜薹采收期進行田間試驗，試驗分別以蒜薹采收方式及植株葉片損傷程度為因素，以12種不同處理方式為水平，大蒜鱗莖均重為測定指標(biāo)值，采用隨機化、重復(fù)性原則進行試驗。

試驗區(qū)離地頭大于10 m，小區(qū)面積為4.8 m2，每個試驗處理重復(fù)3次。試驗研究主要分為兩部分，一是研究不采薹，手工采薹，犁刀法采薹，剪花苞式采薹四種蒜薹處理方式對“蒼山白蒜”和“金鄉(xiāng)紫皮蒜”鱗莖均重的影響；二是研究在大蒜植株不同位置剪掉植株的葉片、莖稈及蒜薹，模擬植株葉片損傷對“蒼山白蒜”“金鄉(xiāng)紫皮蒜”鱗莖均重的影響。

試驗中，手工采薹是指不使用任何輔助工具，純手工拔取蒜薹；犁刀法采薹是指采用大蒜主產(chǎn)區(qū)蒜農(nóng)普遍使用的犁刀鏟，在第3葉處鏟斷并拔取蒜薹；剪花苞式采薹是指在蒜薹采收期只剪掉蒜薹花苞，蒜薹稈不做處理；本研究以植株假莖最上部葉片為第1葉(也有文獻稱為倒1葉)，第1葉往下逐一為第2、3、4葉，“剪花苞式采薹+剪半葉”表示剪掉蒜薹花苞，同時剪掉第1葉的一半，“剪1葉”即在第1葉莖稈處剪掉植株莖稈(含蒜薹)，其他處理以此類推。大蒜植株示意圖如圖1所示，犁刀法采收蒜薹如圖2所示，田間試驗各采薹處理方式示意圖如圖3所示。不同處理方式編號如表1所示。

圖1 大蒜植株示意圖Fig. 1 Schematic diagram of garlic plant

圖2 犁刀法采收蒜薹Fig. 2 Diagram of harvesting garlic bolt with colter

表1 不同處理方式編號表Tab. 1 Treatment method number table

(a) 犁刀法采薹

(b) 剪花苞采薹

(c) 剪花苞+剪半葉

(d) 剪1葉

(e) 剪1葉+半葉

(f) 剪2葉

(g) 剪2葉+半葉

(h) 剪3葉

(i) 剪3葉+半葉

(j) 剪4葉圖3 蒜薹不同處理方式示意圖Fig. 3 Schematic diagram of different treatment methods of garlic bolt

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與處理

2019年、2020年相關(guān)試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計如表2所示。

表2 試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計表Tab. 2 Statistical table of test data

根據(jù)試驗設(shè)計，對每個試驗小區(qū)做好標(biāo)記，鱗莖收獲期在各小區(qū)內(nèi)選取長勢均勻的部分區(qū)域，拔取15～30株大蒜，按常規(guī)方式剪掉植株假莖，并去除根須及泥土，及時將每個鱗莖放置在天平上稱重，獲取單個鱗莖的重量，再統(tǒng)計每個小區(qū)內(nèi)所有鱗莖的平均重量，獲得各小區(qū)的鱗莖均重，以各小區(qū)的鱗莖均重為基數(shù)，分析各蒜薹采收方式對應(yīng)的鱗莖均重。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同采薹方式對“蒼山白蒜”鱗莖均重的影響

2019年5月章丘試驗田試驗測得處理組A1～A4的鱗莖均重大小關(guān)系為A4>A2>A3>A1，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入SPSS軟件進行單因素方差分析，并采用LSD法進行多重比較，結(jié)果分析如表3所示。數(shù)據(jù)表明：A4指標(biāo)值最高，A1指標(biāo)值最低，且兩組指標(biāo)值差異顯著；A2與A1的指標(biāo)值差異顯著；A3與A1的指標(biāo)值差異不顯著；A4、A3、A2的指標(biāo)值差異不顯著；相比A4，A1～A3組指標(biāo)值依次減少27.75%、6.43%和12.42%。

表3 試驗結(jié)果分析(蒼山白蒜，2019年，章丘)Tab. 3 Test result analysis (Cangshan white garlic, 2019, Zhangqiu)

2020年5月蘭陵試驗田測得處理組A1～A4的鱗莖均重大小關(guān)系為A4>A2>A3>A1，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入SPSS軟件進行單因素方差分析，并采用LSD法進行多重比較，分析結(jié)果如表4所示。數(shù)據(jù)表明：A4指標(biāo)值最高，A1指標(biāo)值最低，且兩組指標(biāo)值差異顯著；A2與A1的指標(biāo)值差異顯著；A3與A1的指標(biāo)值差異不顯著；A4、A3、A2的指標(biāo)值差異不顯著；相比A4，A1～A3指標(biāo)值依次減少20.68%、2.99%和8.30%。

表4 試驗結(jié)果分析(蒼山白蒜，2020年，蘭陵)Tab. 4 Test result analysis (Cangshan white garlic, 2020, Lanlin)

2.2 植株葉片損傷程度對“蒼山白蒜”鱗莖均重的影響

將2019年5月章丘試驗田處理組A4～A12指標(biāo)值數(shù)據(jù)導(dǎo)入SPSS中進行相關(guān)性分析，分析結(jié)果顯示在99%置信區(qū)間，相關(guān)系數(shù)r為-0.772，表明蒜薹收獲期植株葉片損傷程度與鱗莖均重存在顯著線性相關(guān)關(guān)系。對蒜薹收獲期植株葉片損傷程度與鱗莖均重兩者進行一元線性回歸擬合分析，得到回歸方程

y=-2.038 5x+49.459

(1)

其中可決系數(shù)R2為0.963，說明擬合優(yōu)度較高。如圖4所示，植株葉片損傷越嚴(yán)重，鱗莖均重越低。相比處理組A4，處理組A5～A12指標(biāo)值依次減少1.72%、10.72%、11.93%、17.58%、16.07%、26.14%、32.0%和33.46%。

將2020年蘭陵試驗田A4～A12共9種處理數(shù)據(jù)導(dǎo)入SPSS軟件中進行相關(guān)性分析，分析結(jié)果顯示在99%置信區(qū)間，相關(guān)系數(shù)r為-0.724，表明蒜薹收獲期植株葉片損傷程度與鱗莖均重存在顯著線性相關(guān)關(guān)系。對蒜薹收獲期植株葉片損傷程度與鱗莖均重兩者進行一元線性回歸擬合分析，得到回歸方程

y=-1.376 8x+52.824

(2)

其中可決系數(shù)R2為0.896 4，說明擬合優(yōu)度較高。如圖5所示，植株葉片損傷越嚴(yán)重，鱗莖的產(chǎn)量越低。相比處理組A4，處理組A5～A12指標(biāo)值依次減少4.61%、11.80%、10.35%、17.71%、16.18%、18.39%、21.38%和21.55%。

圖4 試驗結(jié)果分析(蒼山白蒜，2019年，章丘)Fig. 4 Test result analysis(Cangshan white garlic, 2019, Zhangqiu)

圖5 試驗結(jié)果分析(蒼山白蒜，2020年，蘭陵)Fig. 5 Test result analysis(Cangshan white garlic, 2020, Lanlin)

2.3 不同采薹方式對”金鄉(xiāng)紫皮蒜”鱗莖均重的影響

2019年5月章丘試驗田試驗測得B1～B4處理組的鱗莖均重大小關(guān)系為B4>B2>B3>B1，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入SPSS軟件進行單因素方差分析，并采用LSD法進行多重比較，分析結(jié)果如表5所示。數(shù)據(jù)表明：B4指標(biāo)值最高，B1指標(biāo)值最低，且兩組指標(biāo)值差異顯著；B4與B2、B3的指標(biāo)值差異顯著；B2與B1的指標(biāo)值差異顯著；B3與B2、B1的指標(biāo)值差異不顯著；相比B4，B1～B3指標(biāo)值依次減少18.77%、9.70%和13.51%。

表5 試驗結(jié)果分析(金鄉(xiāng)紫皮蒜，2019年，章丘)Tab. 5 Test result analysis(Jinxiang purple garlic, 2019, Zhangqiu)

2020年5月金鄉(xiāng)試驗田測得處理組B1～B4的鱗莖均重大小關(guān)系為B4>B2>B3>B1，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入SPSS軟件進行單因素方差分析，并采用LSD法進行多重比較，分析結(jié)果如表6所示。數(shù)據(jù)表明：B4指標(biāo)值最高，B1指標(biāo)值最低；B4與B2、B3、B1的指標(biāo)值差異顯著；B3與B2的指標(biāo)值差異不顯著，但與B1的指標(biāo)值差異顯著；相比B4，B1～B3指標(biāo)值依次減少14.95%、7.97%和8.36%。

表6 試驗結(jié)果分析(金鄉(xiāng)紫皮蒜，2020年，金鄉(xiāng))Tab. 6 Test result analysis(Jinxiang purple garlic, 2020, Jinxiang)

2.4 植株葉片損傷程度對”金鄉(xiāng)紫皮蒜”鱗莖均重的影響

將2019年章丘試驗田處理組B4～B12指標(biāo)值導(dǎo)入SPSS中進行相關(guān)性分析，計算出在99%置信區(qū)間，相關(guān)系數(shù)r為-0.786，表明蒜薹收獲期植株葉片損傷程度與鱗莖均重存在顯著線性相關(guān)關(guān)系。對蒜薹收獲期植株葉片損傷程度與鱗莖均重兩者進行一元線性回歸擬合分析，得到回歸方程

y=-1.781 9x+51.294

(3)

其中可決系數(shù)R2為0.981，說明擬合優(yōu)度較高。如圖6所示，植株葉片損傷越嚴(yán)重，鱗莖的產(chǎn)量越低。相比處理組B4，處理組B5～B12指標(biāo)值依次減少3.78%、9.28%、12.41%、14.81%、18.00%、25.17%、25.31%和27.99%。

圖6 試驗結(jié)果分析(金鄉(xiāng)紫皮蒜，2019年，章丘)Fig. 6 Test result analysis(Jinxiang purple garlic, 2019, Zhangqiu)

將2020年金鄉(xiāng)試驗田B4～B12組指標(biāo)值導(dǎo)入SPSS軟件中進行相關(guān)性分析，計算出在99%置信區(qū)間，相關(guān)系數(shù)r為-0.768，表明蒜薹收獲期植株葉片損傷程度與鱗莖均重存在顯著線性相關(guān)關(guān)系。對蒜薹收獲期植株葉片損傷程度與鱗莖均重兩者進行一元線性回歸擬合分析，得到回歸方程

y=-1.885x+67.457

(4)

其中可決系數(shù)R2為0.812，說明擬合優(yōu)度較高。如圖7所示，植株葉片損傷越嚴(yán)重，鱗莖的產(chǎn)量越低。相比處理組B4，處理組B5～B12指標(biāo)值依次減少10.86%、16.56%、14.08%、21.72%、19.02%、20.38%、22.54%和28.51%。

圖7 試驗結(jié)果分析(金鄉(xiāng)紫皮蒜，2020年，金鄉(xiāng))Fig. 7 Test result analysis(Jinxiang purple garlic, 2020, Jinxiang)

3 討論

“蒼山白蒜”“金鄉(xiāng)紫皮蒜”均為我國大蒜知名品牌[28-31]，產(chǎn)量高、品質(zhì)好，是優(yōu)良的薹蒜兼用型大蒜品種。蒜薹采收是大蒜生產(chǎn)中一項重要的作業(yè)環(huán)節(jié)，及時采薹對蒜薹品質(zhì)及鱗莖均重有重要影響。相關(guān)文獻指出蒜薹長成后若不采薹養(yǎng)分將繼續(xù)往蒜薹輸送，不利于鱗莖膨大，過早采收將降低蒜薹產(chǎn)量，過晚采摘蒜薹易纖維化影響品質(zhì)，并指出在蒜薹頂部打彎，花苞泛白時午后采薹最佳[32-35]。本試驗2019年試驗結(jié)果顯示“蒼山白蒜”不采薹處理與傳統(tǒng)手工采薹處理相比，鱗莖均重將減少22.78%，2020年試驗結(jié)果顯示“蒼山白蒜”不采薹處理與傳統(tǒng)手工采薹處理相比，鱗莖均重將減少18.23%，因此“蒼山白蒜”應(yīng)及時采薹，既可收獲品質(zhì)高、品相好的新鮮蒜薹，同時有利于提高鱗莖均重。本試驗2019年試驗結(jié)果顯示“金鄉(xiāng)紫皮蒜”不采薹處理與傳統(tǒng)手工采薹處理相比，鱗莖均重將減少10.04%，2020年試驗結(jié)果顯示“金鄉(xiāng)紫皮蒜”不采薹處理與傳統(tǒng)手工采薹處理相比，鱗莖均重將減少7.58%。兩年試驗結(jié)果均顯示不采薹對“蒼山白蒜”及“金鄉(xiāng)紫皮蒜”大蒜產(chǎn)量均有影響，因此，蒜薹必須及時進行采收，以獲得更高的綜合收益。

目前，蒜薹收獲無可用的機具，完全依靠人工手工采薹，勞動強度大，采收效率低，嚴(yán)重制約了大蒜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[36-38]。另外，蒜薹價格受多種因素影響，在市場價格偏低甚至失去商品價值的情況下，為不影響鱗莖均重，蒜農(nóng)也不得不花錢雇人采薹，將抽取的蒜薹免費送人或扔在地頭任其爛掉[39-41]。對于“蒼山白蒜”和“金鄉(xiāng)紫皮蒜”試驗品種，本試驗研究結(jié)果表明，與手工采薹、犁刀法采薹的方式相比，剪蒜薹花苞的處理方式更有利于鱗莖增產(chǎn)，而且省工、效率高、較容易實現(xiàn)機械化，在蒜薹商品價值極低的情況下，建議蒜農(nóng)直接采用剪花苞式采薹的處理方式。

采薹后大蒜進入鱗莖膨大期，植株葉片雖然不再增長，但仍保持旺盛的光合作用，植株葉片利用光合作用形成養(yǎng)分，并將貯藏的營養(yǎng)物質(zhì)輸送給鱗莖，促進鱗莖生長[25, 36, 42]。葉綠素含量是影響光合作用的重要因素[43-45]，直接影響大蒜的質(zhì)量和產(chǎn)量，因此蒜薹采收時需減少對大蒜綠色葉片和植株的損傷，盡量保留多的綠葉并延長葉片壽命[25, 36, 42, 46-49]。本試驗結(jié)果表明無論是“蒼山白蒜”還是“金鄉(xiāng)紫皮蒜”，與剪花苞相比，植株頂部4片葉子受損，鱗莖均重減少超過20%，頂部第1和第2片植株葉片損傷，鱗莖均重減少超過14%；由相關(guān)性分析得出植株葉片損傷程度和大蒜產(chǎn)量呈顯著線性相關(guān)關(guān)系，隨著植株及植株葉片損傷程度增加鱗莖均重顯著減少。

4 結(jié)論

1) 本試驗結(jié)果表明，與剪花苞相比，“蒼山白蒜”不采收蒜薹鱗莖均重減少20%以上，“金鄉(xiāng)紫皮蒜”不采收蒜薹鱗莖均重減少14%以上；與手工采薹相比，“蒼山白蒜”不采收蒜薹鱗莖均重減少18%以上，“金鄉(xiāng)紫皮蒜”不采收蒜薹鱗莖均重減少7.6%以上。因此不采收蒜薹對兩個大蒜品種鱗莖重量均有影響，尤其對”蒼山白蒜”的影響更為顯著。

2) 在本試驗條件下，“蒼山白蒜”犁刀法采薹與手工采薹相比，鱗莖均重減少5%左右，“金鄉(xiāng)紫皮蒜” 犁刀法采薹與手工采薹相比，鱗莖均重減少低于4%；因此兩種采薹方式對鱗莖均重的影響差異不顯著，為提高采薹效率可選用犁刀法采薹，為提高蒜薹品質(zhì)可選用手工采薹。

3) 從試驗數(shù)據(jù)結(jié)果得出，“蒼山白蒜”和“金鄉(xiāng)紫皮蒜”采用剪花苞處理方式的鱗莖均重最高；此采薹方式可用于只收獲鱗莖的大蒜品種，或用于蒜薹價格極低的情況，既保證了鱗莖的產(chǎn)量，又降低了人工成本；剪花苞式采薹的處理方式更易于實現(xiàn)機械化作業(yè)，歐洲國家大蒜生產(chǎn)過程中普遍使用蒜薹采收機去除花苞。

4) 采薹后隨著植株葉片損傷數(shù)量的增多，大蒜鱗莖均重減少9%～30%之間，直立綠葉的損傷程度與鱗莖均重呈線性相關(guān)關(guān)系；因此采薹過程中應(yīng)盡量減少對植株葉片的損傷，從而有利于營養(yǎng)物質(zhì)向鱗莖的輸送，提高鱗莖均重。

5) 本試驗研究了蒜薹不同處理方式對兩種大蒜品種鱗莖均重的影響，在科學(xué)預(yù)測鱗莖、蒜薹價格的條件下，為蒜農(nóng)提供了幾種蒜薹采收處理的參考方案；通過研究植株及植株葉片損傷程度對大蒜產(chǎn)量的影響，為蒜薹采收機械的研制提供了數(shù)據(jù)參考。

6) 本試驗僅代表了試驗地區(qū)單一地塊的蒜薹不同處理方式及植株葉片損傷程度對鱗莖均重的影響，且試驗品種只有兩種，在指導(dǎo)其他地區(qū)不同地塊、不同品種的大蒜生產(chǎn)時有一定的局限性，后期仍需擴大試驗地區(qū)，增加大蒜試驗品種，繼續(xù)深入開展此方面的試驗研究。