蒜薹采收方式及植株叶片损伤程度对鳞茎均重的影响*

李娜，张仰猛，周进，张华，魏训成，朱正波

(1. 山东省农业机械科学研究院，济南市，250100； 2. 山东省农业机械技术推广站，济南市，250013)

0 引言

大蒜是我国重要的特色经济作物之一，其营养价值高、化学成分独特，既可以做蔬菜和调味品，也可以入药[1-2]。我国大蒜常年种植面积在800 khm2左右，产量在22 000 kt以上，出口贸易量超过2 000 kt，种植面积、产量和出口贸易量均居世界首位[3-7]。FAO数据显示，2019年我国大蒜种植面积为834.2 khm2，产量为23 306 kt。大蒜产业已成为我国优势农业产业之一，在促进经济发展、提高农民收入方面发挥着重要的作用。我国大蒜品种资源丰富，其中薹蒜兼用型大蒜既可收获蒜薹又可收获鳞茎，其综合价值较高，是我国大蒜主产区的主栽品种[8-9]。

薹蒜兼用型大蒜在生产过程中需及时采薹，否则会影响鳞茎膨大，导致鳞茎减产。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，国内资料文献中关于肥料[10-13]、覆膜[14-15]、土壤[16-19]、种植密度[20-23]等因素影响大蒜单产的研究较多，关于适期采薹的研究也较成熟[24-26]，但蒜薹采收方式对大蒜产量的影响研究较少。刘世琦等[24]指出采用剖、划假茎方式采薹，可获得高产、优质蒜薹，但鳞茎均重较低，适用于薹用大蒜；主收鳞茎的品种，建议于倒3～4叶处采薹，并尽量减少假茎损伤，以增加鳞茎均重；程智慧[25]指出，适期采薹与不采薹相比鲜蒜重量显著增加，采薹后植株叶片数量对大蒜产量有显著影响；顾智章[26]分析了铲薹法、夹薹法、扎薹法、抽薹法等不同采薹方法对蒜薹及鳞茎均重的影响及适用品种；李锡志等[27]指出叶片是植物完成光合作用的重要器官，并研究了大蒜叶片的伸展方向对大蒜产量的影响，并建议大蒜播种时保持大蒜背腹连线与种植沟平行排放，以减少植株叶片之间的重叠，从而扩大光合作用面积，提高大蒜产量。

山东是我国大蒜主产区，有“苍山白蒜”“金乡紫皮蒜”等多个知名度高、品质优的大蒜品种。由于各地采用的采薹方式多种多样，缺少蒜薹采收方式及采薹时植株叶片损伤程度对后期鳞茎均重影响的理论研究及数据验证。

本文在蒜薹采收期对“苍山白蒜”和“金乡紫皮蒜”两个大蒜品种进行12种不同蒜薹采收处理方式及植株叶片损伤程度的试验，通过试验数据分析以期探寻蒜薹采收处理方式及植株叶片损伤程度与鳞茎均重之间的关联机制。通过分析对比不同试验处理对鳞茎均重影响的差异程度，为蒜农选择适宜的蒜薹采收方式，提高大蒜种植效益，也为蒜薹采收的机械化研究提供数据参考。

1 材料与方法

1.1 试验地点与材料

2019年试验地点为山东省农业机械科学研究院田间试验基地，位于章丘市枣园镇朱各务村，试验地土壤类型为壤土，肥力适中，试验品种选用“苍山白蒜”和“金乡紫皮蒜”2个薹蒜兼用型大蒜品种。2018年10月初完成人工播种，种植方式为平畦，每畦8行，行距均为18 cm，“苍山白蒜”株距为11 cm，“金乡紫皮蒜”株距为13 cm，田间管理按常规方式进行。2020年试验地点分别为济宁市金乡县胡集镇试验田和临沂市兰陵县南桥镇试验田，土壤类型均为壤土，肥力适中。金乡试验田试验品种为“金乡紫皮蒜”，种植模式为平畦，每畦11行，行距18 cm，株距13 cm；兰陵试验田试验品种为“苍山白蒜”，种植模式为垄作，每垄4行，行距18 cm，株距11 cm。田间管理按常规方式进行。

1.2 试验设计

蒜薹采收期进行田间试验，试验分别以蒜薹采收方式及植株叶片损伤程度为因素，以12种不同处理方式为水平，大蒜鳞茎均重为测定指标值，采用随机化、重复性原则进行试验。

试验区离地头大于10 m，小区面积为4.8 m2，每个试验处理重复3次。试验研究主要分为两部分，一是研究不采薹，手工采薹，犁刀法采薹，剪花苞式采薹四种蒜薹处理方式对“苍山白蒜”和“金乡紫皮蒜”鳞茎均重的影响；二是研究在大蒜植株不同位置剪掉植株的叶片、茎秆及蒜薹，模拟植株叶片损伤对“苍山白蒜”“金乡紫皮蒜”鳞茎均重的影响。

试验中，手工采薹是指不使用任何辅助工具，纯手工拔取蒜薹；犁刀法采薹是指采用大蒜主产区蒜农普遍使用的犁刀铲，在第3叶处铲断并拔取蒜薹；剪花苞式采薹是指在蒜薹采收期只剪掉蒜薹花苞，蒜薹秆不做处理；本研究以植株假茎最上部叶片为第1叶(也有文献称为倒1叶)，第1叶往下逐一为第2、3、4叶，“剪花苞式采薹+剪半叶”表示剪掉蒜薹花苞，同时剪掉第1叶的一半，“剪1叶”即在第1叶茎秆处剪掉植株茎秆(含蒜薹)，其他处理以此类推。大蒜植株示意图如图1所示，犁刀法采收蒜薹如图2所示，田间试验各采薹处理方式示意图如图3所示。不同处理方式编号如表1所示。

图1 大蒜植株示意图Fig. 1 Schematic diagram of garlic plant

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

表1 不同处理方式编号表Tab. 1 Treatment method number table

(a) 犁刀法采薹

(b) 剪花苞采薹

(c) 剪花苞+剪半叶

(d) 剪1叶

(e) 剪1叶+半叶

(f) 剪2叶

(g) 剪2叶+半叶

(h) 剪3叶

(i) 剪3叶+半叶

(j) 剪4叶图3 蒜薹不同处理方式示意图Fig. 3 Schematic diagram of different treatment methods of garlic bolt

1.3 数据统计与处理

2019年、2020年相关试验数据统计如表2所示。

表2 试验数据统计表Tab. 2 Statistical table of test data

根据试验设计，对每个试验小区做好标记，鳞茎收获期在各小区内选取长势均匀的部分区域，拔取15～30株大蒜，按常规方式剪掉植株假茎，并去除根须及泥土，及时将每个鳞茎放置在天平上称重，获取单个鳞茎的重量，再统计每个小区内所有鳞茎的平均重量，获得各小区的鳞茎均重，以各小区的鳞茎均重为基数，分析各蒜薹采收方式对应的鳞茎均重。

2 结果与分析

2.1 不同采薹方式对“苍山白蒜”鳞茎均重的影响

2019年5月章丘试验田试验测得处理组A1～A4的鳞茎均重大小关系为A4>A2>A3>A1，将数据导入SPSS软件进行单因素方差分析，并采用LSD法进行多重比较，结果分析如表3所示。数据表明：A4指标值最高，A1指标值最低，且两组指标值差异显著；A2与A1的指标值差异显著；A3与A1的指标值差异不显著；A4、A3、A2的指标值差异不显著；相比A4，A1～A3组指标值依次减少27.75%、6.43%和12.42%。

表3 试验结果分析(苍山白蒜，2019年，章丘)Tab. 3 Test result analysis (Cangshan white garlic, 2019, Zhangqiu)

2020年5月兰陵试验田测得处理组A1～A4的鳞茎均重大小关系为A4>A2>A3>A1，将数据导入SPSS软件进行单因素方差分析，并采用LSD法进行多重比较，分析结果如表4所示。数据表明：A4指标值最高，A1指标值最低，且两组指标值差异显著；A2与A1的指标值差异显著；A3与A1的指标值差异不显著；A4、A3、A2的指标值差异不显著；相比A4，A1～A3指标值依次减少20.68%、2.99%和8.30%。

表4 试验结果分析(苍山白蒜，2020年，兰陵)Tab. 4 Test result analysis (Cangshan white garlic, 2020, Lanlin)

2.2 植株叶片损伤程度对“苍山白蒜”鳞茎均重的影响

将2019年5月章丘试验田处理组A4～A12指标值数据导入SPSS中进行相关性分析，分析结果显示在99%置信区间，相关系数r为-0.772，表明蒜薹收获期植株叶片损伤程度与鳞茎均重存在显著线性相关关系。对蒜薹收获期植株叶片损伤程度与鳞茎均重两者进行一元线性回归拟合分析，得到回归方程

y=-2.038 5x+49.459

(1)

其中可决系数R2为0.963，说明拟合优度较高。如图4所示，植株叶片损伤越严重，鳞茎均重越低。相比处理组A4，处理组A5～A12指标值依次减少1.72%、10.72%、11.93%、17.58%、16.07%、26.14%、32.0%和33.46%。

将2020年兰陵试验田A4～A12共9种处理数据导入SPSS软件中进行相关性分析，分析结果显示在99%置信区间，相关系数r为-0.724，表明蒜薹收获期植株叶片损伤程度与鳞茎均重存在显著线性相关关系。对蒜薹收获期植株叶片损伤程度与鳞茎均重两者进行一元线性回归拟合分析，得到回归方程

y=-1.376 8x+52.824

(2)

其中可决系数R2为0.896 4，说明拟合优度较高。如图5所示，植株叶片损伤越严重，鳞茎的产量越低。相比处理组A4，处理组A5～A12指标值依次减少4.61%、11.80%、10.35%、17.71%、16.18%、18.39%、21.38%和21.55%。

图4 试验结果分析(苍山白蒜，2019年，章丘)Fig. 4 Test result analysis(Cangshan white garlic, 2019, Zhangqiu)

图5 试验结果分析(苍山白蒜，2020年，兰陵)Fig. 5 Test result analysis(Cangshan white garlic, 2020, Lanlin)

2.3 不同采薹方式对”金乡紫皮蒜”鳞茎均重的影响

2019年5月章丘试验田试验测得B1～B4处理组的鳞茎均重大小关系为B4>B2>B3>B1，将数据导入SPSS软件进行单因素方差分析，并采用LSD法进行多重比较，分析结果如表5所示。数据表明：B4指标值最高，B1指标值最低，且两组指标值差异显著；B4与B2、B3的指标值差异显著；B2与B1的指标值差异显著；B3与B2、B1的指标值差异不显著；相比B4，B1～B3指标值依次减少18.77%、9.70%和13.51%。

表5 试验结果分析(金乡紫皮蒜，2019年，章丘)Tab. 5 Test result analysis(Jinxiang purple garlic, 2019, Zhangqiu)

2020年5月金乡试验田测得处理组B1～B4的鳞茎均重大小关系为B4>B2>B3>B1，将数据导入SPSS软件进行单因素方差分析，并采用LSD法进行多重比较，分析结果如表6所示。数据表明：B4指标值最高，B1指标值最低；B4与B2、B3、B1的指标值差异显著；B3与B2的指标值差异不显著，但与B1的指标值差异显著；相比B4，B1～B3指标值依次减少14.95%、7.97%和8.36%。

表6 试验结果分析(金乡紫皮蒜，2020年，金乡)Tab. 6 Test result analysis(Jinxiang purple garlic, 2020, Jinxiang)

2.4 植株叶片损伤程度对”金乡紫皮蒜”鳞茎均重的影响

将2019年章丘试验田处理组B4～B12指标值导入SPSS中进行相关性分析，计算出在99%置信区间，相关系数r为-0.786，表明蒜薹收获期植株叶片损伤程度与鳞茎均重存在显著线性相关关系。对蒜薹收获期植株叶片损伤程度与鳞茎均重两者进行一元线性回归拟合分析，得到回归方程

y=-1.781 9x+51.294

(3)

其中可决系数R2为0.981，说明拟合优度较高。如图6所示，植株叶片损伤越严重，鳞茎的产量越低。相比处理组B4，处理组B5～B12指标值依次减少3.78%、9.28%、12.41%、14.81%、18.00%、25.17%、25.31%和27.99%。

图6 试验结果分析(金乡紫皮蒜，2019年，章丘)Fig. 6 Test result analysis(Jinxiang purple garlic, 2019, Zhangqiu)

将2020年金乡试验田B4～B12组指标值导入SPSS软件中进行相关性分析，计算出在99%置信区间，相关系数r为-0.768，表明蒜薹收获期植株叶片损伤程度与鳞茎均重存在显著线性相关关系。对蒜薹收获期植株叶片损伤程度与鳞茎均重两者进行一元线性回归拟合分析，得到回归方程

y=-1.885x+67.457

(4)

其中可决系数R2为0.812，说明拟合优度较高。如图7所示，植株叶片损伤越严重，鳞茎的产量越低。相比处理组B4，处理组B5～B12指标值依次减少10.86%、16.56%、14.08%、21.72%、19.02%、20.38%、22.54%和28.51%。

图7 试验结果分析(金乡紫皮蒜，2020年，金乡)Fig. 7 Test result analysis(Jinxiang purple garlic, 2020, Jinxiang)

3 讨论

“苍山白蒜”“金乡紫皮蒜”均为我国大蒜知名品牌[28-31]，产量高、品质好，是优良的薹蒜兼用型大蒜品种。蒜薹采收是大蒜生产中一项重要的作业环节，及时采薹对蒜薹品质及鳞茎均重有重要影响。相关文献指出蒜薹长成后若不采薹养分将继续往蒜薹输送，不利于鳞茎膨大，过早采收将降低蒜薹产量，过晚采摘蒜薹易纤维化影响品质，并指出在蒜薹顶部打弯，花苞泛白时午后采薹最佳[32-35]。本试验2019年试验结果显示“苍山白蒜”不采薹处理与传统手工采薹处理相比，鳞茎均重将减少22.78%，2020年试验结果显示“苍山白蒜”不采薹处理与传统手工采薹处理相比，鳞茎均重将减少18.23%，因此“苍山白蒜”应及时采薹，既可收获品质高、品相好的新鲜蒜薹，同时有利于提高鳞茎均重。本试验2019年试验结果显示“金乡紫皮蒜”不采薹处理与传统手工采薹处理相比，鳞茎均重将减少10.04%，2020年试验结果显示“金乡紫皮蒜”不采薹处理与传统手工采薹处理相比，鳞茎均重将减少7.58%。两年试验结果均显示不采薹对“苍山白蒜”及“金乡紫皮蒜”大蒜产量均有影响，因此，蒜薹必须及时进行采收，以获得更高的综合收益。

目前，蒜薹收获无可用的机具，完全依靠人工手工采薹，劳动强度大，采收效率低，严重制约了大蒜产业的发展[36-38]。另外，蒜薹价格受多种因素影响，在市场价格偏低甚至失去商品价值的情况下，为不影响鳞茎均重，蒜农也不得不花钱雇人采薹，将抽取的蒜薹免费送人或扔在地头任其烂掉[39-41]。对于“苍山白蒜”和“金乡紫皮蒜”试验品种，本试验研究结果表明，与手工采薹、犁刀法采薹的方式相比，剪蒜薹花苞的处理方式更有利于鳞茎增产，而且省工、效率高、较容易实现机械化，在蒜薹商品价值极低的情况下，建议蒜农直接采用剪花苞式采薹的处理方式。

采薹后大蒜进入鳞茎膨大期，植株叶片虽然不再增长，但仍保持旺盛的光合作用，植株叶片利用光合作用形成养分，并将贮藏的营养物质输送给鳞茎，促进鳞茎生长[25, 36, 42]。叶绿素含量是影响光合作用的重要因素[43-45]，直接影响大蒜的质量和产量，因此蒜薹采收时需减少对大蒜绿色叶片和植株的损伤，尽量保留多的绿叶并延长叶片寿命[25, 36, 42, 46-49]。本试验结果表明无论是“苍山白蒜”还是“金乡紫皮蒜”，与剪花苞相比，植株顶部4片叶子受损，鳞茎均重减少超过20%，顶部第1和第2片植株叶片损伤，鳞茎均重减少超过14%；由相关性分析得出植株叶片损伤程度和大蒜产量呈显著线性相关关系，随着植株及植株叶片损伤程度增加鳞茎均重显著减少。

4 结论

1) 本试验结果表明，与剪花苞相比，“苍山白蒜”不采收蒜薹鳞茎均重减少20%以上，“金乡紫皮蒜”不采收蒜薹鳞茎均重减少14%以上；与手工采薹相比，“苍山白蒜”不采收蒜薹鳞茎均重减少18%以上，“金乡紫皮蒜”不采收蒜薹鳞茎均重减少7.6%以上。因此不采收蒜薹对两个大蒜品种鳞茎重量均有影响，尤其对”苍山白蒜”的影响更为显著。

2) 在本试验条件下，“苍山白蒜”犁刀法采薹与手工采薹相比，鳞茎均重减少5%左右，“金乡紫皮蒜” 犁刀法采薹与手工采薹相比，鳞茎均重减少低于4%；因此两种采薹方式对鳞茎均重的影响差异不显著，为提高采薹效率可选用犁刀法采薹，为提高蒜薹品质可选用手工采薹。

3) 从试验数据结果得出，“苍山白蒜”和“金乡紫皮蒜”采用剪花苞处理方式的鳞茎均重最高；此采薹方式可用于只收获鳞茎的大蒜品种，或用于蒜薹价格极低的情况，既保证了鳞茎的产量，又降低了人工成本；剪花苞式采薹的处理方式更易于实现机械化作业，欧洲国家大蒜生产过程中普遍使用蒜薹采收机去除花苞。

4) 采薹后随着植株叶片损伤数量的增多，大蒜鳞茎均重减少9%～30%之间，直立绿叶的损伤程度与鳞茎均重呈线性相关关系；因此采薹过程中应尽量减少对植株叶片的损伤，从而有利于营养物质向鳞茎的输送，提高鳞茎均重。

5) 本试验研究了蒜薹不同处理方式对两种大蒜品种鳞茎均重的影响，在科学预测鳞茎、蒜薹价格的条件下，为蒜农提供了几种蒜薹采收处理的参考方案；通过研究植株及植株叶片损伤程度对大蒜产量的影响，为蒜薹采收机械的研制提供了数据参考。

6) 本试验仅代表了试验地区单一地块的蒜薹不同处理方式及植株叶片损伤程度对鳞茎均重的影响，且试验品种只有两种，在指导其他地区不同地块、不同品种的大蒜生产时有一定的局限性，后期仍需扩大试验地区，增加大蒜试验品种，继续深入开展此方面的试验研究。