?水分運(yùn)籌對大蒜生長特性及鱗莖產(chǎn)量、品質(zhì)的影響

陸信娟 劉燦玉 樊繼德 趙永強(qiáng) 張碧薇 楊峰

摘 要：為了明確適宜江蘇徐淮地區(qū)大蒜生產(chǎn)的最佳水分運(yùn)籌方式，選用“徐蒜918”為材料，以播種后、封凍前、返青期、抽薹期、鱗莖膨大期等生長節(jié)點(diǎn)為大蒜水分運(yùn)籌的時間點(diǎn)，設(shè)計(jì)5個處理，研究了不同水分運(yùn)籌對大蒜生長、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響。結(jié)果表明：增加灌水次數(shù)可促進(jìn)大蒜地上部的生長、提高根系活力、葉綠素含量及產(chǎn)量，其中以W5（播后+封凍前+返青期+抽薹期+鱗莖膨大期期澆水）的效果最好，其次是W4（播后+封凍前+返青期+抽薹期澆水），但增加澆水頻次對大蒜鱗莖營養(yǎng)品質(zhì)有一定的負(fù)面影響。

關(guān)鍵詞：水分運(yùn)籌;大蒜;生長特性;產(chǎn)量;品質(zhì)

中圖分類號：S633.4文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1006-060X（2020）07-0023-04

Abstract： In order to obtain the optimal irrigation scheme for garlic production in Xuhuai area of Jiangsu Province， the garlic cultivar "Xusuan 918" was used as the material to carry out the irrigation experiment. Taking 5 growth stages， i.e.， after sowing， before freeze duration， start of growing season， bolting stage， bulb enlargement stage， as the time points for garlic irrigation management， five treatments were designed to study the effects of different irrigation schemes on garlic growth， yield and quality. The results indicated that garlic root activity， chlorophyll content and yield could be promoted by increasing irrigation frequency， and the garlic plant growth was also be stimulated. Compared with CK， treatment W5 （irrigation： after sowing+before freeze duration+ start of growing season+bolting stage+bulb enlargement stage） significantly improved garlic root activity， yield and chlorophyll content; the effect of treatment W4 （irrigation： after sowing+before freeze duration+start of growing season+bolting stage） was next to that of treatment W5. However， increasing watering frequency has a negative effect on the nutritional quality of garlic bulbs.

Key words： irrigation management; garlic; growth characteristics; yield; quality

大蒜為我國重要的出口創(chuàng)匯蔬菜。據(jù)FAO資料，我國2018年大蒜收獲面積達(dá)79.3萬hm2，是世界上最大的大蒜生產(chǎn)國與出口國;部分地區(qū)的大蒜產(chǎn)業(yè)已成為當(dāng)?shù)貎?yōu)勢主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)之一。隨著大蒜產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，大蒜種植管理技術(shù)需進(jìn)一步提高。大蒜喜濕，生產(chǎn)上一般視田間干旱程度進(jìn)行灌溉管理，這種水分管理方式雖能及時減緩水分虧缺給大蒜生長造成的影響，但并不能滿足大蒜不同生育期對水分的需求，難以充分發(fā)揮大蒜的豐產(chǎn)特性。雖然前人在大蒜栽培的多個領(lǐng)域進(jìn)行了相關(guān)研究，如肥料運(yùn)籌[1-3]、地膜覆蓋[4-5]、外源激素應(yīng)用[6]及病害防控[7]等，但在水分運(yùn)籌方面研究相對較少。大蒜屬于淺根系作物，對土壤水分要求比較嚴(yán)格。根據(jù)大蒜的生長發(fā)育特性，水分運(yùn)籌一般應(yīng)按照播種后、封凍前、返青期、抽薹期、鱗莖膨大期等生長節(jié)點(diǎn)進(jìn)行;但是在實(shí)際生產(chǎn)上，水分運(yùn)籌的主要依據(jù)是田間墑情，這樣容易導(dǎo)致灌溉次數(shù)與時間不能與大蒜需水特性相契合。為了獲得大蒜最佳水分運(yùn)籌方法，以大蒜生長5個節(jié)點(diǎn)為時間點(diǎn)，設(shè)置不同灌溉組合，研究了水分運(yùn)籌對大蒜生長、產(chǎn)量與品質(zhì)的影響，以期獲得適宜江蘇徐淮地區(qū)大蒜生產(chǎn)的最佳水分運(yùn)籌方式。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試大蒜材料為“徐蒜918”。試驗(yàn)于2017—2018年在江蘇徐淮地區(qū)徐州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所試驗(yàn)示范基地進(jìn)行。試驗(yàn)地土壤基本理化性狀為：pH值6.24、有機(jī)質(zhì)18.01 g/kg、全氮0.70?g/kg、速效磷33.24 mg/kg、速效鉀96.12 mg/kg。按照當(dāng)?shù)厥┓柿?xí)慣，整地前施基肥三元復(fù)合肥1 500?kg/hm2。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

大蒜全生育期設(shè)置5種水分運(yùn)籌方式，即：播后澆水（W1），播后+封凍前澆水（W2）、播后+封凍前+返青期澆水（W3）、播后+封凍前+返青期+抽薹期澆水（W4），播后+封凍前+返青期+抽薹期+鱗莖膨大期澆水（W5），以不澆水為對照（CK）。小區(qū)面積為30 m2，設(shè)3次重復(fù)，按隨機(jī)區(qū)組排列。

大蒜于10月30日播種，播后澆水為11月1日;封凍前澆水為11月30日;返青期澆水為2月28日;抽薹期澆水為4月10日;鱗莖膨大期澆水為4月28日。大蒜生長期的其他管理均按常規(guī)方法進(jìn)行。2017—2018年大蒜生育期間共降雨251.5 mm，在播種后、返青期、抽薹期及鱗莖膨大期都有不同程度的降水，屬于墑情較好的年份。

1.3 測定項(xiàng)目與方法

根據(jù)《大蒜種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[8]調(diào)查大蒜農(nóng)藝性狀，即鱗莖膨大期澆水后1周（5月5日）對各處理進(jìn)行抽樣調(diào)查，每小區(qū)隨機(jī)抽樣10株，測定株高、株幅、葉長、葉寬、假莖高、假莖粗，以10株平均值作為實(shí)測值;與此同時，采用乙醇提取法測定葉片色素含量[9]，采用氯化三苯基四氮唑（TTC）法測定根系活力[9];于2018年5月21日收獲大蒜鱗莖（蒜頭），晾曬后測定各處理產(chǎn)量。

鱗莖高、鱗莖橫徑與單頭鱗莖重的調(diào)查也參照《大蒜種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[8]進(jìn)行，即從每個小區(qū)收獲并晾干的鱗莖中隨機(jī)抽樣10個進(jìn)行鱗莖高、鱗莖橫徑與單頭鱗莖重測定，以10個鱗莖所測平均值作實(shí)測值。

VC含量的測定采用鉬藍(lán)比色法[10];大蒜素含量的測定采用苯腙比色法[11];可溶性蛋白含量的測定采用考馬斯亮藍(lán)法[12];可溶性糖含量的測定采用蒽酮比色法[9];纖維素含量的測定采用比色法[13];丙酮酸含量的測定采用2，4-二硝基苯腙法[14]。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

分別采用Microsoft Excel 2007軟件和DPS7.5軟件進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和處理間差異性檢驗(yàn)（Duncan新復(fù)極差法）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同水分運(yùn)籌對大蒜生長特性的影響

如表1 所示，大蒜生育前期澆水（處理W1，W2和W3）對大蒜地上部分的農(nóng)藝性狀影響不明顯，具體表現(xiàn)為株高、株幅、葉長、葉寬、假莖高和假莖粗等指標(biāo)與CK無顯著差異。生育后期澆水（處理W4與W5）可顯著提高大蒜植株的株高、假莖高和假莖粗（P<0.05），但對株幅、葉長、葉寬等指標(biāo)的影響較小。

2.2 不同水分運(yùn)籌對大蒜葉片色素含量的影響

由表2可知，葉綠素a和葉綠素b的含量都隨著澆水次數(shù)的增多呈上升趨勢;而澆水次數(shù)對類胡蘿卜素含量與葉綠素a/b影響差異不顯著。與CK相比，W4和W5處理可顯著提高葉綠素a及葉綠素a+b的含量;W5處理的葉綠素b含量也顯著高于CK。

2.3 不同水分運(yùn)籌對大蒜根系活力的影響

各處理大蒜根系活力由大到小順序?yàn)閃5>W4>W3>W2>W1>CK，其中W1、W2與CK無顯著差異，W3、W4和W5都顯著高于CK（P<0.05），但W3與W4、W4與W5都無顯著差異，W5顯著高于W3（見圖1）。因此，隨著澆水次數(shù)的增加，大蒜根系活力也呈逐漸升高的趨勢。

2.4 不同水分運(yùn)籌對鱗莖性狀及大蒜產(chǎn)量的影響

由表3可知，增加澆水次數(shù)可顯著增加大蒜鱗莖橫徑與單頭鱗莖重，從而顯著提高產(chǎn)量，以W5處理的效果最好，其次是W4。W5處理的大蒜鱗莖橫徑、單頭鱗莖重及小區(qū)產(chǎn)量都顯著高于CK，W4處理的大蒜鱗莖橫徑、單頭鱗莖重和小區(qū)產(chǎn)量與W5都無顯著差異。但澆水次數(shù)對鱗莖高無顯著影響。

2.5 不同水分運(yùn)籌對大蒜鱗莖營養(yǎng)品質(zhì)的影響

如表4 所示，不同水分運(yùn)籌對大蒜鱗莖內(nèi)丙酮酸、可溶性糖含量影響不顯著，但對鱗莖內(nèi)大蒜素、VC、可溶性蛋白和纖維素含量有顯著影響。大蒜素、VC和可溶性蛋白含量隨著澆水次數(shù)的增加，有降低的趨勢，其中W5處理的大蒜素含量顯著低于CK和W1，CK的VC含量顯著高于W2、W3、W4、W5。鱗莖中可溶性蛋白與纖維素含量均表現(xiàn)為CK>W1>W2>W3>W4>W5，即隨著澆水次數(shù)的增加呈遞減趨勢，其中CK的可溶性蛋白含量顯著高于其他處理，W5的可溶性蛋白含量與W4差異不顯著，但顯著低于W1、W2、W3;纖維素含量以CK的含量最高，W4與W5的差異不顯著，但顯著低于CK。

3 討? 論

大蒜的根系不發(fā)達(dá)，根毛少，因此對水分的要求比較嚴(yán)格[15]，合適的水分管理有利于促進(jìn)大蒜的生長與產(chǎn)量的形成。有研究發(fā)現(xiàn)，作物的農(nóng)藝性狀隨澆水頻次的增加呈逐漸升高的趨勢[16]，同時水分脅迫對作物株高具有一定的抑制作用[17-18]。該研究表明，增加澆水次數(shù)（處理W4和W5）可明顯提高大蒜植株的株高、假莖高與假莖粗等，說明抽薹期澆水對大蒜地上部生長的促進(jìn)作用大于生育前期澆水的作用;鱗莖膨大期為大蒜物質(zhì)積累轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵時期，此時期生長重心由地上部轉(zhuǎn)移至地下部，鱗莖膨大期澆水不能進(jìn)一步促進(jìn)地上部植株的生長，因此，處理W4和W5的地上部農(nóng)藝性狀差異不顯著。

葉綠素在作物光合作用中起核心作用，是光能吸收、能量轉(zhuǎn)化的重要物質(zhì)。前人研究發(fā)現(xiàn)，長時間的水分脅迫可導(dǎo)致葉綠素各組分含量降低[19]，且葉綠素的含量隨土壤含水量下降而下降[20]。該研究表明，隨著澆水次數(shù)的增加，葉綠素a、葉綠素b及葉綠素a+b的含量逐漸增加，且W4和W5處理的葉綠素a與葉綠素a+b的含量顯著高于CK，說明抽薹期與鱗莖膨大期2次澆水對葉綠素含量的影響最為顯著。W4和W5處理的大蒜植株表現(xiàn)為生長旺盛、葉色深綠、葉片功能期延長，從而保證了鱗莖膨大期物質(zhì)的進(jìn)一步合成與轉(zhuǎn)化，為大蒜高產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

根系是作物吸收養(yǎng)分，維持作物正常生長的重要器官;根系活力是客觀反映根系生命活動的生理指標(biāo)[21]，也代表了作物對土壤環(huán)境的適宜程度。有研究表明，在一定范圍內(nèi)，根系活力與滴灌頻次呈正相關(guān)，尤其在作物需水旺盛期更為明顯[16]。該研究表明，大蒜根系活力隨著澆水次數(shù)的增加，呈逐漸升高的趨勢;尤其在大蒜進(jìn)入返青期后，澆水對根系活力有較大的提升作用，其活力顯著高于CK，說明返青期后大蒜正式進(jìn)入旺盛生長階段，此時期及時補(bǔ)充水分，有利于改善土壤水分環(huán)境，提高根系活力，促進(jìn)大蒜植株對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，從而加快植株的生長。返青期后至鱗莖膨大期為大蒜營養(yǎng)生長和物質(zhì)轉(zhuǎn)化積累的重要時期，根系活力的高低直接影響大蒜地上部的生長及后期產(chǎn)量的形成。W5處理的根系活力顯著高于W3，說明抽薹期與鱗莖膨大期澆水可顯著提高根系活力，對大蒜的生長至關(guān)重要。

不同水分運(yùn)籌管理雖然對鱗莖高無顯著影響，但隨著澆水次數(shù)的增多，鱗莖橫徑與單頭鱗莖重逐漸增加，而鱗莖橫徑與單頭鱗莖重是決定大蒜產(chǎn)量的關(guān)鍵因素。但該試驗(yàn)中只有處理W5的大蒜橫徑、單頭鱗莖重和小區(qū)產(chǎn)量均顯著高于CK，可能由于試驗(yàn)期間雨水相對充沛，自然降水雖未滿足大蒜生長所需，但是降雨導(dǎo)致了處理間差異縮小。試驗(yàn)結(jié)果說明，大蒜對水分的要求比較嚴(yán)格，在降雨滿足不了大蒜生長發(fā)育需求時，必須及時澆水，以補(bǔ)充土壤水分，促進(jìn)大蒜生長。

大蒜鱗莖的營養(yǎng)品質(zhì)也是大蒜栽培管理追求的目標(biāo)之一。試驗(yàn)結(jié)果表明，灌溉的次數(shù)對大蒜素、VC、可溶性蛋白和纖維素含量均有顯著影響。隨著澆水頻次的增加，大蒜素、VC、可溶性蛋白、纖維素含量都有所降低，導(dǎo)致大蒜鱗莖的品質(zhì)下降。前人的研究也指出，水分虧缺可顯著提高小麥面粉蛋白質(zhì)含量，灌溉則有相反的作用[22];灌水量減少可增加番茄果實(shí)VC含量，但影響番茄單株產(chǎn)量[23]。這說明高產(chǎn)與提高品質(zhì)是一對不可避免的矛盾[24]，因此需要通過進(jìn)一步的水分運(yùn)籌試驗(yàn)，在滿足大蒜生長所需水分的條件下，適當(dāng)控制灌溉量，以提高大蒜營養(yǎng)品質(zhì)。

該試驗(yàn)結(jié)果說明，按照大蒜生長發(fā)育規(guī)律進(jìn)行水分運(yùn)籌管理，有利于促進(jìn)大蒜生長、提高產(chǎn)量，但對大蒜的營養(yǎng)品質(zhì)有一定的負(fù)面影響。因此，在生產(chǎn)上追求大蒜產(chǎn)量的同時，應(yīng)進(jìn)一步細(xì)化澆水時間與澆水量，以提高大蒜營養(yǎng)品質(zhì)。

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（責(zé)任編輯：肖光輝）