李國(guó)清，叢新軍，張大健，趙 娜，李國(guó)瑜

（1泰安市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，山東泰安 271000；2山東農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，山東泰安 271000）

0 引言

不同農(nóng)作物有效的輪作不僅可以實(shí)現(xiàn)土地資源的高效利用，還可以避免因作物重茬造成的土壤病蟲(chóng)害以及作物病蟲(chóng)害發(fā)生[1-2]。有研究表明[3-6]，不同前茬作物對(duì)后茬作物會(huì)有不同的影響，加大輪作種植力度不僅可以突破連作障礙，還可以改善農(nóng)田土壤微生物種類和數(shù)量。大豆是重要的飼料和油料作物，大豆生長(zhǎng)過(guò)程中根部會(huì)形成根瘤菌，本身具有固氮作用，會(huì)提高土壤氮素水平，而且豆科植物在收獲后，碎屑和根部腐爛物會(huì)釋放出有機(jī)氮化物[7-9]，可以給下季作物提供一定的養(yǎng)分[10-11]。谷子在收獲后秸稈粉碎還田，經(jīng)過(guò)腐爛腐化，能夠有效提升土壤有機(jī)質(zhì)含量。據(jù)泰安市統(tǒng)計(jì)年鑒統(tǒng)計(jì)分析，近3 a來(lái)，每年泰安市種植大豆面積2萬(wàn)hm2以上，谷子種植面積有近2000 hm2，大蒜也有一定的種植面積[12-14]。本研究利用2 種作物與大蒜種植的有效茬口優(yōu)勢(shì)，研究大豆大蒜輪作和谷子大蒜輪作種植模式，旨在實(shí)現(xiàn)兩熟輪作，研究構(gòu)建綠色種植制度，為實(shí)現(xiàn)菜豆、糧豆的輪作種植模式提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

大豆品種選用‘齊黃34’，谷子品種選用泰安市農(nóng)業(yè)科學(xué)院自選育品系‘金選6號(hào)’，大蒜選用金鄉(xiāng)大蒜。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2021—2022 年在泰安市農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)基地進(jìn)行(36.1952°N，117.1811°E)，地勢(shì)平坦，肥力均勻。大蒜種植前大豆和谷子收獲秸稈還田，2021年10月5日種植大蒜。其他管理同大田。

試驗(yàn)采用2因素隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)（表1），A因素為前茬作物，分別為大豆茬(A1)、谷子茬(A2)；M 因素為大蒜種植密度，分別為行距20 cm、株距14 cm(M1)和行距20 cm、株距18 cm(M2)。小區(qū)面積為1.4 m×3 m，3次重復(fù)，隨機(jī)排列。

表1 不同處理組合情況

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 農(nóng)藝形狀調(diào)查 大蒜成熟期（2022 年5 月20 日）每個(gè)小區(qū)取20 株，分別測(cè)定株高、莖粗、鱗莖質(zhì)量、鱗莖直徑、鱗莖高度、地上部分鮮重等指標(biāo)。株高為地表至植株頂部的長(zhǎng)度，莖粗為莖桿基部的直徑，鱗莖質(zhì)量為單個(gè)蒜頭的質(zhì)量，鱗莖直徑為單個(gè)蒜頭的直徑，鱗莖高度為單個(gè)蒜頭基部值頂端的距離，地上鮮重為除去蒜頭后地上莖桿質(zhì)量。

1.3.2 產(chǎn)量測(cè)定 大蒜成熟后，每個(gè)小區(qū)收取蒜頭，稱重，計(jì)算大蒜鮮重。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用Excel 2007和SPSS 18.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，采用LSD法分析顯著性差異，采用Excel軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)大蒜農(nóng)藝性狀的影響

由表2可以看出，大蒜的株高在不同前茬作物處理下表現(xiàn)出極顯著差異(P＜0.01)，而大蒜的植株直徑、鱗莖質(zhì)量、鱗莖直徑表現(xiàn)為在不同密度處理下差異顯著(P＜0.05)，地上鮮重表現(xiàn)為在不同密度處理下差異極顯著(P＜0.01)。與A2處理相比，A1處理能夠更好提高大蒜株高、植株直徑、鱗莖質(zhì)量和高度以及地上鮮重等指標(biāo)，說(shuō)明前茬作物大豆比谷子更有利于大蒜的生長(zhǎng)發(fā)育。M2處理下的大蒜各指標(biāo)均高于M1處理，說(shuō)明低密度處理有利于大蒜植株單株的生長(zhǎng)發(fā)育。不同處理間的不同指標(biāo)表現(xiàn)也存在差異。株高最高的處理為A1M2，與其他處理存在顯著差異；植株直徑、鱗莖質(zhì)量和鱗莖直徑最高的均為A2M2，與A2M1有顯著差異；鱗莖高度最大為A1M1，與其他處理差異不顯著。

表2 不同處理的大蒜植株農(nóng)藝性狀

2.2 不同處理大蒜各農(nóng)藝性狀的相關(guān)分析

由表3 可知，鱗莖質(zhì)量與植株直徑呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)(0.914**)；鱗莖高度與株高、直徑以及鱗莖質(zhì)量存在正相關(guān)，但是沒(méi)有達(dá)到顯著水平；鱗莖直徑與株高存在負(fù)相關(guān)，與鱗莖高度存在正相關(guān)，而與植株直徑、鱗莖質(zhì)量存在極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.885**、0.946**；地上鮮重與株高、直徑、鱗莖質(zhì)量、鱗莖高度和鱗莖直徑等存在正相關(guān)，其中與植株直徑和鱗莖質(zhì)量存在極顯著正相關(guān)，與鱗莖直徑存在顯著正相關(guān)。表明地上部分的生長(zhǎng)對(duì)地下鱗莖的生長(zhǎng)起到關(guān)鍵的作用，地上物質(zhì)的積累為地下鱗莖生長(zhǎng)提供有效的物質(zhì)提供。

表3 不同處理大蒜農(nóng)藝性狀的相關(guān)分析

2.3 不同處理對(duì)大蒜產(chǎn)量的影響

從圖1看出，A2處理的大蒜產(chǎn)量高于A1處理，M2處理的大蒜產(chǎn)量高于M1 處理，但從數(shù)據(jù)分析看，4 個(gè)不同處理之間沒(méi)有達(dá)到顯著差異，說(shuō)明不同處理對(duì)大蒜的產(chǎn)量影響不明顯。

圖1 不同處理的大蒜產(chǎn)量分析

3 結(jié)論與討論

合理輪作能夠有效改善土壤微生物環(huán)境[15]，減少后茬作物病蟲(chóng)害的發(fā)生幾率，不同作物輪作不僅能夠改善作物的生長(zhǎng)發(fā)育，還能夠提升后茬作物品質(zhì)[16-17]。有研究顯示，與大豆的輪作模式中，種植下茬作物（如小麥、玉米等）時(shí)土壤中有益菌的相對(duì)豐度較高[18]，說(shuō)明大豆對(duì)后茬作物起到肥力提升作用。本研究結(jié)果顯示，前茬大豆和前茬谷子對(duì)大蒜的生長(zhǎng)有不同的影響，前茬大豆更有力于大蒜的個(gè)體生長(zhǎng)，可能是因?yàn)榇蠖褂泄痰饔茫軌蛱嵘寥赖厮?，更有效地為大蒜的生長(zhǎng)發(fā)育提供一定的氮素肥料。從本試驗(yàn)結(jié)果看，A1 處理能夠更好地提高大蒜株高、植株直徑、鱗莖質(zhì)量和高度以及地上鮮重等指標(biāo)，說(shuō)明前茬作物大豆比前茬作物谷子更有利于大蒜的生長(zhǎng)發(fā)育。

合理的密植有利于作物充分利用環(huán)境光熱水肥以及空間，密度增加會(huì)造成個(gè)體對(duì)資源的競(jìng)爭(zhēng)[19-24]。在本研究中，大蒜在較低密度M2 處理下的大蒜各指標(biāo)均高于較高密度M1 處理，說(shuō)明低密度處理有利于大蒜植株單株的生長(zhǎng)發(fā)育，作物種植密度的降低有利于個(gè)體獲得更加充分的營(yíng)養(yǎng)元素以及生態(tài)環(huán)境資源。在本研究中，M2 處理的大蒜鱗莖直徑和鱗莖質(zhì)量等指標(biāo)均高于M1 處理，也充分說(shuō)明合理密植對(duì)個(gè)體發(fā)育有促進(jìn)作用。

產(chǎn)量的構(gòu)成是由單株產(chǎn)量和群體構(gòu)建共同決定的。在本試驗(yàn)中，處理間的各小區(qū)產(chǎn)量沒(méi)有顯著差異。從個(gè)體指標(biāo)看，大蒜的個(gè)體指標(biāo)以A1 處理高于A2處理，M2處理高于M1處理。A1M2處理比其他處理顯著提高了大蒜的商品性指標(biāo)。因此，在生產(chǎn)中可以通過(guò)優(yōu)化前茬作物和種植密度來(lái)實(shí)現(xiàn)大蒜商品性指標(biāo)的提升。