大蒜水培、土培種植技術比較研究

楊書香 程吳楚

摘要：采用新鮮無公害的紫皮大蒜作為實驗材料，分別采用水質栽培和土壤栽培2種方法進行了種植，定期觀察和記錄大蒜的生長情況。結果表明：前期水質栽培中大蒜生長狀況比土壤栽培中的更好，因為水質栽培的大蒜比土壤栽培的萌芽和長葉速度更快;但是在后期由于水環境中營養有限，水培大蒜提前進入瓶頸期，長勢沒有土培大蒜那么快。因此短期不添加營養液或施肥時，前期水培大蒜比土培大蒜生長情況更好，而后期由于土培大蒜可以充分利用土壤中的有機物，其長勢優于水培大蒜。

關鍵詞：紫皮大蒜;土壤栽培;水質栽培

中圖分類號：$663.4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2019）19-0196-03

1緒論

據歷史記載，大蒜起源于西亞和中亞。自從漢代張騫出使西域把大蒜帶回中國種植以來，已有2000多年的歷史。這種走人千家萬戶的天然料深受大眾喜愛。大蒜呈扁圓形或短錐形，外面有白色或淺棕色膜質鱗片，鱗片葉子脫落，內部有6～10枚大蒜瓣，纏繞在千盤莖周圍，莖基部呈盤狀，有許多弦狀須根。每一瓣大蒜瓣都有一層薄膜包裹并剝開，可以看到白色、厚而多汁的鱗片。有濃稠的大蒜味道辛辣，散發氣味也辛辣，具有刺激性氣味，可以食用或調味，也可以作為藥物使用，具有抗癌作用。這些因素也引起了農學，生命科學，醫藥領域等科學家的廣泛關注，為治療心腦血管疾病提供了有利的輔助手段。

1.1水質栽培

水質栽培更通俗的稱呼是無土栽培。1840年德國科學家李畢希提出了礦物質營養理論，隨后德國科學家魏格曼、薩科齊和克諾普等使用營養液研究植物生理學。20世紀40年代，無土栽培作為一種新型的種植方式開始應用于農業生產中。20世紀50年代以來，意大利、法國、英國、荷蘭、日本等發達國家對無土栽培進行了深入的研究，并將其應用于農業生產中。但當今水培也存在一些缺點;比如未被廣泛認可，大規模培養費水費電，營養液配比不一等等，這些問題正在科學界不斷被探索和解決。

1.2土壤栽培

土壤栽培是較為傳統的植物栽培方法，能確保植物更好的吸收土壤中的營養物質，保護根系避免施肥燒傷，在土壤中栽培的好處是能夠充分地吸收土壤中的養分，而且種植出來的大蒜比較整齊，容易扎根，不像水中栽培的不能固定。相對于水質栽培技術而言，土壤中的微生物發酵枯萎的植物組織可以幫助根系更好地呼吸，部分動物分解者產生的排泄物及尸體可以充當大蒜生長發育的天然肥料。種植時只需按時澆水灌溉，充分接受光照即可，省時省力，無需定期更換土壤。大蒜根系是一種纖維狀細根，吸收水分和肥料的能力較弱，鱗球莖在土壤中生長和擴張。因此，大蒜應種植在質地疏松、排水良好、有機質豐富的土壤中。雖然大蒜對土壤適應性更強，但最好還是在沙質壤土中種植。由于砂壤土松散，適于根系發育，大蒜的根部可以自由生長，無拘無束，所以生長的舒服自然。大蒜早早返青，早早抽薹，大蒜又大又辛辣，起蒜很容易開始。沙土地所生產的大蒜辛辣味較濃，粘土地所生產的大蒜辛辣味較淡。因為沙土較為干燥，大蒜的刺激性氣味由于無法吸收更多水分而更為濃烈;粘土水分充足，大蒜容納更多水分得以中和辣味而變淡。

2材料與方法

2.1實驗材料

本次實驗用到的材料有植物、土壤和水質材料：植物材料用的是紫皮大蒜，蒜頭個大飽滿，無病蟲害。該品種品質優良，生長潛力大，抗逆性強，抗病性強。春播期約140d，屬于中熟品種。剝去紫色外皮可見蒜瓣形態晶瑩剔透，圓潤白皙。土壤材料用的是黑粘土和江灘沙土各一半的混合土質，既有利于大蒜堅固扎根，又有利于大蒜根系自然生長;水質材料用的是農夫山泉飲用天然礦物質水，大蒜可以吸收其中的礦物質離子促進生根發芽。

2.1.1植物材料

植物材料是紫皮大蒜，大蒜原產地是現在的中亞和西亞，這些地方在歷史上屬于古代的西域地區。據悉當年張騫帶回的大蒜屬于現在的紫皮蒜。紫皮蒜有著非常多的優點。這種大蒜蒜瓣大，味道辛辣，產量更高。目前，紫皮大蒜主要種植在華北和東北地區，西北地區也有一定的種植面積。但是紫皮大蒜也有缺點，即抗寒性不高。它只能在春季播種，因此成熟期較長。

大蒜頭中含有大量揮發性蔥蒜類抗生素，大蒜辛辣素，藥用價值極高。紫蒜質量要求：蒜瓣表皮潔凈，頂端芽強，光澤好，無損傷，無腐朽為上品;膚色暗，根腐或蒜瓣腐朽，肉軟而糠，蒜瓣形狀不規則。小瓣蒜一般要求不超過12瓣，其它質量與大瓣蒜相同。若要進行實驗，需要將大蒜鱗球莖表皮剝開，將蒜瓣一個個放好在培養器材里。

2.1.2水質材料

無土栽培即水培。本實驗用的水質材料是農夫山泉飲用天然礦物質飲用水，其中含有植物生長所需的K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Na²⁺和Zn²⁺等豐富的金屬離子，可以栽大蒜生長前期起到必要的輔助發育作用。在種人大蒜前將飲用水放在陽光下照射12h，以保持水質清透便于觀察。

2.1.3土壤材料

本次實驗用的是黑沙土和江灘粘土各1/2充分混合的土質：沙土松散細膩，可讓大蒜根系自由伸長擴散，加強大蒜對土壤的適應性;粘土濕潤穩固，可固定蒜瓣的位置，保證頂芽生長整齊以及出芽所需的水分。室內培養大蒜時應保證室溫培養（一般為20℃），在大蒜出芽前1d澆1次水直至出芽，出芽后應放置室外接受充足陽光，依舊定期澆水，促進大蒜生長發育。當土壤濕一潤時，大蒜幼苗通常不灌溉而發芽。苗期灌溉少，中耕多，土壤水分蒸發少，水分控制得當，防止大蒜徒長、“退母”提前（即種瓣營養耗盡，大蒜生長完全自養過程）。

2.2實驗設計

將10頭新鮮健康無病蟲害的八瓣紫皮大蒜對半分開（均剝去紫色外皮，且蒜瓣大小相差無幾），剝掉蒜皮和千莖盤。其中40瓣放入剛倒好農夫山泉礦物質飲用水的實驗器材中并隨意攤開，另外40瓣栽入沙土粘土混勻的土壤中。蒜瓣種入土壤后應保持方向一致（蒜頭朝上蒜根朝下），深度為3～4cm，栽人之前土壤用保持濕潤。為保證實驗的一致性，土壤栽培盡可能不施肥但保持定期松土，水質栽培盡量不加營養液但保持定期換水。

2.2.1水質栽培

第1周：水培的初始階段（O～5d）：主要是使大蒜根部吸水，只加水不換水，以免弄亂它。一般來說，水培5d內就可以出苗。

第2～3周：水培中期（6～21d）：這次蒜根已經完全固定，易于維護。只需要定期更換水。中間的5～7d換1次水，大蒜生長周期短，一般一兩周內會長出幼根。

第4周：水培后期（22d后）：大蒜二次苗（充分生長和收獲）的生長時間，當根系易生綠藻時，換水時根系需清洗1～2次（洗凈為止）;此時很容易出現大蒜腐爛軟化或萎縮的現象，如果及時發現應該被去除;這個時候也是大蒜容易散發氣味的時候。有效的處理方法是增加換水次數，由原來5～7天換1次，改為2～3d換1次。并定期記錄大蒜葉和根的生長情況。

2.2.2土壤栽培

第1周（O～7d）：了解大蒜種植方法，挑選大蒜或種子。

（1）上網收集資料或采訪指導老師，了解種植方法，并做好記錄。

（2）在挑選大蒜時，盡量挑選蒜瓣飽滿，個頭大的大蒜或單種大蒜種子，這樣容易便于管理。選擇大蒜種子時，一定不要腐爛、發芽、生根、枯萎、有病蟲害而要選擇未受損傷的大蒜。

第2周（8～14d）：育種、松土、播種、澆灌，親自體驗種大蒜的全過程，定期觀測大蒜生長。

（1）在選擇育種種子時，應種植結實的、白色的、堅硬的大蒜瓣。種植前去除蒜瓣外皮，然后種人預先準備好的土壤中，深度3～4cm左右，保持土壤濕潤，大概一周內就會發芽。注意事項：每種大蒜的背面應朝向相同的方向，以便在發芽后也能保持方向一致。

（2）大蒜土種植管理：此后大蒜放置室外接受光照，莖葉生長在土壤表面，土壤干燥開裂則需澆適量水，否則澆水過多會導致腐爛。此外還需每天松土促進大蒜根部吸水。注意事項：如欲采收蒜、蒜頭，應從抽穗開始增加倒水量，以保持土壤濕潤，然后在采收前控制澆水。

第3周（15～21d）：定期觀察土培大蒜莖葉的生長情況并做好記錄，若出現葉片腐爛或枯萎應該及時清除。

第4周（22d以后）：處理結果，總結分析，整理資料。

3結果與分析

2019年2月24日對80顆大蒜瓣同時進行水質栽培和土壤栽培（分別為5×8=40顆），每周觀察并記錄（觀察時間為1個月），結果分別如下。

水質栽培大蒜（如表1示，所有最大長度精確到兩位數，下同。

土壤栽培大蒜如表2示，因為大蒜種在土壤中無法觀察其根系的生長情況，所以只能通過芽和葉的生長趨勢判斷整棵大蒜植株的長勢。

至此可以總結水培和土培大蒜的生長過程如下。

（1）2.24-3.2，在室溫培養條件下，水培大蒜發芽較快，而土培大蒜發芽生根較慢，此時均未經過充足光照。

（2）3.3-3.9，天氣寒冷多雨，氣溫在5～8℃。水培和土培大蒜由于長時間未受到光照，生根發芽速度減緩，總體上水培大蒜長勢快于土培。

（3）3.10-3.16，晴朗天氣居多，氣溫在12～15℃。水培土培大蒜均充分接受光照，長勢迅速，而后期水培大蒜生長進入瓶頸期，土培開始超過水培。

（4）3.17-3.23，天氣先陰后晴，氣溫轉暖，土培大蒜生長已經快于水培。

從上述表格可以看出：在不施肥，不添加營養液的條件下，前期水培大蒜比土培生長趨勢更快，后期土培大蒜長勢要優于水培。

4結論

通過此次實驗，可以得出以下結論：在實驗的近1個月的時間內，前期水培和土培大蒜相比，前者生長勢頭優于后者，而后期由于礦物質水中營養物質有限，水培大蒜沒有土培大蒜長勢快。傳統土壤栽培技術中肥料管理不當，容易引起土壤理化性質的改變，同時土傳病害和寄生蟲的危害對產量和質量有極其嚴重的影響。傳統的土壤種植大蒜若提高產量和品質，應做到如下幾點。

（1）大蒜基肥應以有機肥為基礎，有機肥施用量直接影響大蒜的產量和品質。

（2）無機肥氮、磷、鉀混合比例合理，有利于大蒜吸收土壤中的營養物質。

（3）大蒜是喜濕潤的長日照植物，應及時澆水和充分接受光照。

此外為實現大蒜的增效高產和病蟲害預防就要合理地選擇適宜農藥劑型和劑量，同時在噴農藥時避免使用同一種農藥，這是為了避免危害大蒜的病原菌和害蟲產生了免疫性。因此探討施肥技術和施用農藥方式是迄今為止大蒜在土壤中栽培的兩大重要問題。本次實驗中土培大蒜既未施肥也未防病蟲害，只是定期澆水松土，所以不能與大范圍土培作比較。

實驗中水培大蒜為保持一致性，沒有配置營養液，只是按實驗步驟定期換水，也不能與大規模水培作比較。水培大蒜的葉子和根系生長更自由散漫，大蒜莖根都能接觸到陽光以促進光合作用。水培大蒜應該注意以下幾點。

（1）大蒜葉片在生長期易散發異味，可頻繁換水除臭。

（2）及時清理腐爛萎縮的大蒜瓣。

（3）當陽光充足的時候，大蒜葉會呈深綠色。如果陽光少了，大蒜葉子的顏色就會變淺，因為深綠色的蒜葉味道更好。

5結語

在短期不添加肥料或營養液的情況下，總體而言水培大蒜比土培長勢更好。水質栽培設施農業的產生，它不僅可以減少病蟲害的發生，促進植物的健康生長，而且在也一定程度上提高作物的產量和質量，這對農業的可持續性發展具有重要的意義。因此可以從兩次實驗比較的結果得出上述結論，便于將來更好地研究和利用水質栽培技術。