?水分运筹对大蒜生长特性及鳞茎产量、品质的影响

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　　摘 要：为了明确适宜江苏徐淮地区大蒜生产的最佳水分运筹方式，选用“徐蒜918”为材料，以播种后、封冻前、返青期、抽薹期、鳞茎膨大期等生长节点为大蒜水分运筹的时间点，设计5个处理，研究了不同水分运筹对大蒜生长、产量及品质的影响。结果表明：增加灌水次数可促进大蒜地上部的生长、提高根系活力、叶绿素含量及产量，其中以W5（播后+封冻前+返青期+抽薹期+鳞茎膨大期期浇水）的效果最好，其次是W4（播后+封冻前+返青期+抽薹期浇水），但增加浇水频次对大蒜鳞茎营养品质有一定的负面影响。
　　关键词：水分运筹;大蒜;生长特性;产量;品质
　　中图分类号：S633.4 文献标识码：A 文章编号：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
　　大蒜為我国重要的出口创汇蔬菜。据FAO资料，我国2018年大蒜收获面积达79.3万hm2，是世界上最大的大蒜生产国与出口国;部分地区的大蒜产业已成为当地优势主导产业之一。随着大蒜产业的迅速发展，大蒜种植管理技术需进一步提高。大蒜喜湿，生产上一般视田间干旱程度进行灌溉管理，这种水分管理方式虽能及时减缓水分亏缺给大蒜生长造成的影响，但并不能满足大蒜不同生育期对水分的需求，难以充分发挥大蒜的丰产特性。虽然前人在大蒜栽培的多个领域进行了相关研究，如肥料运筹[1-3]、地膜覆盖[4-5]、外源激素应用[6]及病害防控[7]等，但在水分运筹方面研究相对较少。大蒜属于浅根系作物，对土壤水分要求比较严格。根据大蒜的生长发育特性，水分运筹一般应按照播种后、封冻前、返青期、抽薹期、鳞茎膨大期等生长节点进行;但是在实际生产上，水分运筹的主要依据是田间墒情，这样容易导致灌溉次数与时间不能与大蒜需水特性相契合。为了获得大蒜最佳水分运筹方法，以大蒜生长5个节点为时间点，设置不同灌溉组合，研究了水分运筹对大蒜生长、产量与品质的影响，以期获得适宜江苏徐淮地区大蒜生产的最佳水分运筹方式。
　　1 材料与方法
　　1.1 试验材料
　　供试大蒜材料为“徐蒜918”。试验于2017—2018年在江苏徐淮地区徐州农业科学研究所试验示范基地进行。试验地土壤基本理化性状为：pH值6.24、有机质18.01 g/kg、全氮0.70 g/kg、速效磷33.24 mg/kg、速效钾96.12 mg/kg。按照当地施肥习惯，整地前施基肥三元复合肥1 500 kg/hm2。
　　1.2 试验设计
　　大蒜全生育期设置5种水分运筹方式，即：播后浇水（W1），播后+封冻前浇水（W2）、播后+封冻前+返青期浇水（W3）、播后+封冻前+返青期+抽薹期浇水（W4），播后+封冻前+返青期+抽薹期+鳞茎膨大期浇水（W5），以不浇水为对照（CK）。小区面积为30 m2，设3次重复，按随机区组排列。
　　大蒜于10月30日播种，播后浇水为11月1日;封冻前浇水为11月30日;返青期浇水为2月28日;抽薹期浇水为4月10日;鳞茎膨大期浇水为4月28日。大蒜生长期的其他管理均按常规方法进行。2017—2018年大蒜生育期间共降雨251.5 mm，在播种后、返青期、抽薹期及鳞茎膨大期都有不同程度的降水，属于墒情较好的年份。 　　1.3 测定项目与方法
　　根据《大蒜种质资源描述规范和数据标准》[8]调查大蒜农艺性状，即鳞茎膨大期浇水后1周（5月5日）对各处理进行抽样调查，每小区随机抽样10株，测定株高、株幅、叶长、叶宽、假茎高、假茎粗，以10株平均值作为实测值;与此同时，采用乙醇提取法测定叶片色素含量[9]，采用氯化三苯基四氮唑（TTC）法测定根系活力[9];于2018年5月21日收获大蒜鳞茎（蒜头），晾晒后测定各处理产量。
　　鳞茎高、鳞茎横径与单头鳞茎重的调查也参照《大蒜种质资源描述规范和数据标准》[8]进行，即从每个小区收获并晾干的鳞茎中随机抽样10个进行鳞茎高、鳞茎横径与单头鳞茎重测定，以10个鳞茎所测平均值作实测值。
　　VC含量的测定采用钼蓝比色法[10];大蒜素含量的测定采用苯腙比色法[11];可溶性蛋白含量的测定采用考马斯亮蓝法[12];可溶性糖含量的测定采用蒽酮比色法[9];纖维素含量的测定采用比色法[13];丙酮酸含量的测定采用2，4-二硝基苯腙法[14]。
　　1.4 数据处理与分析
　　分别采用Microsoft Excel 2007软件和DPS7.5软件进行试验数据处理和处理间差异性检验（Duncan新复极差法）。
　　2 结果与分析
　　2.1 不同水分运筹对大蒜生长特性的影响
　　如表1 所示，大蒜生育前期浇水（处理W1，W2和W3）对大蒜地上部分的农艺性状影响不明显，具体表现为株高、株幅、叶长、叶宽、假茎高和假茎粗等指标与CK无显著差异。生育后期浇水（处理W4与W5）可显著提高大蒜植株的株高、假茎高和假茎粗（P<0.05），但对株幅、叶长、叶宽等指标的影响较小。
　　2.2 不同水分运筹对大蒜叶片色素含量的影响
　　由表2可知，叶绿素a和叶绿素b的含量都随着浇水次数的增多呈上升趋势;而浇水次数对类胡萝卜素含量与叶绿素a/b影响差异不显著。与CK相比，W4和W5处理可显著提高叶绿素a及叶绿素a+b的含量;W5处理的叶绿素b含量也显著高于CK。
　　2.3 不同水分运筹对大蒜根系活力的影响
　　各处理大蒜根系活力由大到小顺序为W5>W4>W3>W2>W1>CK，其中W1、W2与CK无显著差异，W3、W4和W5都显著高于CK（P<0.05），但W3与W4、W4与W5都无显著差异，W5显著高于W3（见图1）。因此，随着浇水次数的增加，大蒜根系活力也呈逐渐升高的趋势。
　　2.4 不同水分运筹对鳞茎性状及大蒜产量的影响
　　由表3可知，增加浇水次数可显著增加大蒜鳞茎横径与单头鳞茎重，从而显著提高产量，以W5处理的效果最好，其次是W4。W5处理的大蒜鳞茎横径、单头鳞茎重及小区产量都显著高于CK，W4处理的大蒜鳞茎横径、单头鳞茎重和小区产量与W5都无显著差异。但浇水次数对鳞茎高无显著影响。
　　2.5 不同水分运筹对大蒜鳞茎营养品质的影响
　　如表4 所示，不同水分运筹对大蒜鳞茎内丙酮酸、可溶性糖含量影响不显著，但对鳞茎内大蒜素、VC、可溶性蛋白和纤维素含量有显著影响。大蒜素、VC和可溶性蛋白含量随着浇水次数的增加，有降低的趋势，其中W5处理的大蒜素含量显著低于CK和W1，CK的VC含量显著高于W2、W3、W4、W5。鳞茎中可溶性蛋白与纤维素含量均表现为CK>W1>W2>W3>W4>W5，即随着浇水次数的增加呈递减趋势，其中CK的可溶性蛋白含量显著高于其他处理，W5的可溶性蛋白含量与W4差异不显著，但显著低于W1、W2、W3;纤维素含量以CK的含量最高，W4与W5的差异不显著，但显著低于CK。
　　3 讨  论
　　大蒜的根系不发达，根毛少，因此对水分的要求比较严格[15]，合适的水分管理有利于促进大蒜的生长与产量的形成。有研究发现，作物的农艺性状随浇水频次的增加呈逐渐升高的趋势[16]，同时水分胁迫对作物株高具有一定的抑制作用[17-18]。该研究表明，增加浇水次数（处理W4和W5）可明显提高大蒜植株的株高、假茎高与假茎粗等，说明抽薹期浇水对大蒜地上部生长的促进作用大于生育前期浇水的作用;鳞茎膨大期为大蒜物质积累转化的关键时期，此时期生长重心由地上部转移至地下部，鳞茎膨大期浇水不能进一步促进地上部植株的生长，因此，处理W4和W5的地上部农艺性状差异不显著。
　　叶绿素在作物光合作用中起核心作用，是光能吸收、能量转化的重要物质。前人研究发现，长时间的水分胁迫可导致叶绿素各组分含量降低[19]，且叶绿素的含量随土壤含水量下降而下降[20]。该研究表明，随着浇水次数的增加，叶绿素a、叶绿素b及叶绿素a+b的含量逐渐增加，且W4和W5处理的叶绿素a与叶绿素a+b的含量显著高于CK，说明抽薹期与鳞茎膨大期2次浇水对叶绿素含量的影响最为显著。W4和W5处理的大蒜植株表现为生长旺盛、叶色深绿、叶片功能期延长，从而保证了鳞茎膨大期物质的进一步合成与转化，为大蒜高产奠定了基础。
　　根系是作物吸收养分，维持作物正常生长的重要器官;根系活力是客观反映根系生命活动的生理指标[21]，也代表了作物对土壤环境的适宜程度。有研究表明，在一定范围内，根系活力与滴灌频次呈正相关，尤其在作物需水旺盛期更为明显[16]。该研究表明，大蒜根系活力随着浇水次数的增加，呈逐渐升高的趋势;尤其在大蒜进入返青期后，浇水对根系活力有较大的提升作用，其活力显著高于CK，说明返青期后大蒜正式进入旺盛生长阶段，此时期及时补充水分，有利于改善土壤水分环境，提高根系活力，促进大蒜植株对营养物质的吸收，从而加快植株的生长。返青期后至鳞茎膨大期为大蒜营养生长和物质转化积累的重要时期，根系活力的高低直接影响大蒜地上部的生长及后期产量的形成。W5处理的根系活力显著高于W3，说明抽薹期与鳞茎膨大期浇水可显著提高根系活力，对大蒜的生长至关重要。 　　不同水分运筹管理虽然对鳞茎高无显著影响，但随着浇水次数的增多，鳞茎横径与单头鳞茎重逐渐增加，而鳞茎横径与单头鳞茎重是决定大蒜产量的关键因素。但该试验中只有处理W5的大蒜横径、单头鳞茎重和小区产量均显著高于CK，可能由于试验期间雨水相对充沛，自然降水虽未满足大蒜生长所需，但是降雨导致了处理间差异缩小。试验结果说明，大蒜对水分的要求比较严格，在降雨满足不了大蒜生长发育需求时，必须及时浇水，以补充土壤水分，促进大蒜生长。
　　大蒜鳞茎的营养品质也是大蒜栽培管理追求的目标之一。试验结果表明，灌溉的次数对大蒜素、VC、可溶性蛋白和纤维素含量均有显著影响。随着浇水频次的增加，大蒜素、VC、可溶性蛋白、纤维素含量都有所降低，导致大蒜鳞茎的品质下降。前人的研究也指出，水分亏缺可显著提高小麦面粉蛋白质含量，灌溉则有相反的作用[22];灌水量减少可增加番茄果实VC含量，但影响番茄单株产量[23]。这说明高产与提高品质是一对不可避免的矛盾[24]，因此需要通过进一步的水分运筹试验，在满足大蒜生长所需水分的条件下，适当控制灌溉量，以提高大蒜营养品质。
　　该试验结果说明，按照大蒜生长发育规律进行水分运筹管理，有利于促进大蒜生长、提高产量，但对大蒜的营养品质有一定的负面影响。因此，在生产上追求大蒜产量的同时，应进一步细化浇水时间与浇水量，以提高大蒜营养品质。
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　　（责任编辑：肖光辉）
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