云南省常見紫皮大蒜幾何特性分析

韓 杰 ， 朱代根

（西南林業(yè)大學(xué)機(jī)械與交通學(xué)院，云南 昆明 650000）

1 研究背景及目的

云南大蒜分為紫皮和白皮兩種顏色，蒜瓣有大瓣蒜和小瓣蒜之分。云南省大蒜產(chǎn)區(qū)蒜種來源不一，品種很多，以紫皮為主。文章主要介紹普洱市孟連縣紫皮香蒜和大理彌渡紫皮蒜。

孟連縣地處怒山余脈，隸屬云南省普洱市，地形以山區(qū)為主，谷壩交叉，良好的地理?xiàng)l件和氣候特點(diǎn)，使這里成為“沃野千里”的土地，非常適合大蒜生長(zhǎng)[1]。紫皮香蒜是孟連縣的特色產(chǎn)品，種植歷史悠久，該縣所產(chǎn)的紫皮香蒜蒜瓣肥大，皮薄，具有天然的清香而備受消費(fèi)者喜愛。2014年，該蒜種植面積達(dá)250 hm2，產(chǎn)量達(dá)2 500 t，銷售收入達(dá)1 300萬元[2]。

紫皮大蒜是云南省大理白族自治州彌渡縣的標(biāo)志農(nóng)產(chǎn)品，彌渡縣地處云南高原西部、大理州東南部，立體氣候明顯，河谷熱、壩子暖、高山寒。境內(nèi)土壤肥沃，氣候溫和，日照、降水充足，霜期短，適合多種植物生長(zhǎng)，農(nóng)業(yè)耕種自然條件得天獨(dú)厚，生物資源豐富[3]。彌渡縣農(nóng)民素有種大蒜的傳統(tǒng)，所產(chǎn)大蒜個(gè)頭肥大、蒜素含量高于平原地區(qū)3 倍多，備受國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)青睞。大蒜產(chǎn)業(yè)化發(fā)展如火如荼，具有相當(dāng)優(yōu)勢(shì)和特色的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)已初具規(guī)模并日益壯大，綜合效益顯著[4]，大蒜暢銷全國(guó)，遠(yuǎn)銷東南亞、韓國(guó)等地[5]。自1992 年開始規(guī)模化連片種植，1996 年起大蒜產(chǎn)業(yè)成為彌渡縣第一大蔬菜產(chǎn)業(yè)，2016 年全縣大蒜種植面積為4 800 hm2，年產(chǎn)蒜頭10.8 萬t、蒜薹3.6 萬t，彌渡縣是全國(guó)有名的大蒜生產(chǎn)縣[6]。

大蒜品種是影響大蒜分瓣效果的主要因素之一，品種不同分瓣效果不同。地域、氣候、土壤、管理施肥、生產(chǎn)水平、種植習(xí)慣或種植的大蒜品種不同，則蒜頭尺寸外形、蒜瓣數(shù)目和大小等均不同，機(jī)械分瓣效果也會(huì)受到影響[7]。通過對(duì)大蒜性狀進(jìn)行考察，指出云南本地栽培紫皮大蒜的幾何特征，需分析大蒜鱗莖和鱗芽的外形尺寸等幾何特性參數(shù)與大蒜分瓣相關(guān)性的影響，以獲得適合本地栽培大蒜品種的分瓣方式[8]。

2 蒜種的選取要求

大蒜的鱗莖（蒜球）是莖盤盤繞的鱗芽（蒜瓣）逐步膨大而成。蒜瓣專業(yè)名稱為鱗芽，鱗芽是由大蒜內(nèi)部腋芽孕育而成。蒜瓣主要生長(zhǎng)在花莖的四周，這樣所發(fā)育的鱗莖就組成一圈蒜瓣，鱗莖的形狀較規(guī)則，似圓球狀，這與大蒜的品種、種植方式及生長(zhǎng)環(huán)境等有關(guān)。

大蒜產(chǎn)量和質(zhì)量與蒜種的選擇有直接聯(lián)系。大蒜采收時(shí)挑選同一品種的植株，蒜瓣大而規(guī)整，蒜衣色澤相同；鱗芽飽滿儲(chǔ)藏養(yǎng)分豐富，土播后幼苗粗壯，長(zhǎng)勢(shì)迅速，葉片寬而厚，蒜瓣肥大，蒜頭產(chǎn)量高；蒜瓣小則幼苗羸弱，長(zhǎng)勢(shì)慢，莖細(xì)葉小，蒜頭產(chǎn)量低。獲得高產(chǎn)的關(guān)鍵在于蒜種的尺寸大小和完整程度，蒜種應(yīng)該具有本品種特有的形態(tài)特征。大蒜采收時(shí)挑選同一品種的植株，選擇大、中鱗莖作為種蒜[9]。在播種前先分瓣，盡量挑選無蛀蟲病變、沒有損壞的鱗莖進(jìn)行分瓣。

3 蒜種幾何特征測(cè)定與分析

記錄兩種紫皮大蒜的形態(tài)特征，包括鱗莖外形、鱗芽數(shù)目、鱗芽分布、蒜衣層數(shù)，同時(shí)測(cè)定大蒜幾何特征參數(shù)，包括鱗莖高度、鱗莖質(zhì)量、鱗莖橫徑、鱗芽背寬、鱗芽高度、鱗芽質(zhì)量、莖盤高度，并隨機(jī)抽取種蒜進(jìn)行統(tǒng)計(jì)測(cè)量分析[10]。利用游標(biāo)卡尺測(cè)量普洱孟連紫皮香蒜、大理彌渡紫皮蒜的外形尺寸等物理特性，游標(biāo)卡尺測(cè)量范圍為0~150 mm，精度為0.02 mm；用小型臺(tái)秤進(jìn)行稱重，臺(tái)秤稱重范圍為0~4 kg，精度為0.1 g。并用SPSS 軟件對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行頻數(shù)統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)試驗(yàn)材料的幾何特性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以便為后續(xù)優(yōu)化分瓣工藝（蒜瓣是否需要分級(jí)、輥?zhàn)娱g距調(diào)整）與選取設(shè)備參數(shù)做準(zhǔn)備。如表1 所示。

普洱孟連紫皮香蒜鱗莖呈扁圓球形，鱗芽大而少，一般有8~10 瓣，幾乎沒有蒜衣，部分鱗莖有花柄，存在少數(shù)小蒜瓣，莖盤小且薄。

在外觀上，選取的普洱孟連縣紫皮香蒜蒜瓣少且大，形狀規(guī)則且大小相差不大（除去不能用作蒜種的小瓣蒜），表1 匯總并測(cè)量了大蒜鱗莖的質(zhì)量、高度、橫徑以及鱗芽的背寬、高度、質(zhì)量等參數(shù)，統(tǒng)計(jì)大蒜6 個(gè)參數(shù)的高、低峰值及均值等。由SPSS 統(tǒng)計(jì)分析可以得出：鱗莖外形尺寸分布比較集中，其中鱗莖高度主要集中在34 mm~44 mm 之間，均值為39.05 mm；橫徑主要集中在63 mm~66 mm 之間，均值為64.33 mm；質(zhì)量在70 g~90 g 之間，均值為80.34 g；鱗芽高度主要集中在31 mm~37 mm 之間，均值為33.61 mm；鱗芽背寬主要集中在14 mm~24 mm之間，均值為19.7 mm；鱗芽質(zhì)量在5 g~15 g 之間，均值為9.5 g。莖盤厚度范圍主要集中在5 mm~11 mm 之間，平均厚度為7.86 mm。其中，有24.6%左右的蒜瓣背寬在14 mm~17 mm 之間，22.8%左右的蒜瓣背寬在17 mm~20 mm 之間，26.3%左右的蒜瓣背寬在20 mm~24 mm之間。

表1 普洱孟連紫皮香蒜幾何特性參數(shù)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果

大理彌渡紫皮蒜鱗莖同樣呈扁圓球形，鱗芽較大，一般有8~12 瓣，表面有2~3 層蒜衣，鱗莖中間有粗壯的花柄，小蒜瓣較多，莖盤厚且寬。大理彌渡紫皮蒜幾何特征參數(shù)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，如表2 所示。

表2 大理彌渡紫皮蒜幾何特性參數(shù)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果

在外觀上，大理彌渡紫皮蒜蒜瓣同樣少且大，形狀大小相差不大（除去不可用作蒜種的小瓣蒜），表2 匯總并測(cè)量了大蒜鱗莖的質(zhì)量、高度、橫徑以及鱗芽的背寬、高度、質(zhì)量等參數(shù)，統(tǒng)計(jì)大蒜6 個(gè)參數(shù)的高、低峰值及均值等。由SPSS 統(tǒng)計(jì)分析可以得出：鱗莖外形尺寸分布比較集中，其中鱗莖高度主要集中在36 mm~44 mm 之間，均值為38.75 mm；鱗莖橫徑主要集中在48 mm~54 mm 之間，鱗莖橫徑均值為51.03 mm；鱗莖質(zhì)量在40 g~50 g 之間，均值為45.39 g。鱗芽高度主要集中在23 mm~33 mm 之間，均值為27.33 mm；鱗芽背寬主要集中在13 mm~22 mm 之間，均值為15.93 mm；質(zhì)量在3 g~7 g 之間，均值為4.98 g；得出莖盤厚度范圍主要集中在9 mm~17 mm之間，平均厚度為12.86 mm。有36.8%左右的蒜瓣背寬在13 mm~16 mm 之間，35.1%左右的蒜瓣背寬在16 mm~19 mm 之間，10.5%左右的蒜瓣背寬在19 mm~22 mm之間。

4 結(jié)論

1）對(duì)兩個(gè)品種紫皮蒜的幾何特性進(jìn)行分析，普洱孟連紫皮香蒜的鱗莖橫徑主要集中在63 mm~66 mm 之間，大理彌渡紫皮蒜鱗莖橫徑主要集中在48 mm~54 mm之間；普洱孟連紫皮香蒜的鱗莖質(zhì)量主要集中在70 g~90 g 之間，大理彌渡紫皮蒜鱗莖質(zhì)量主要集中在40 g~50 g 之間。整合數(shù)據(jù)可以分析，兩個(gè)品種紫皮蒜鱗莖橫徑、鱗莖質(zhì)量差異較大。普洱孟連紫皮香蒜大蒜資源幾何特性較優(yōu)，具體表現(xiàn)為鱗莖外形較規(guī)則，鱗芽橫徑分布更集中在相同分瓣裝置下，普洱孟連紫皮香蒜更容易分瓣。

2）普洱孟連紫皮香蒜鱗莖質(zhì)量、高度、橫徑均值分別為80.34 g、39.05 mm、64.33 mm；大理彌渡紫皮蒜鱗莖質(zhì)量、高度、橫徑均值分別為45.39 g、38.75 mm、51.03 mm。分析以上兩種大蒜鱗莖高度和橫徑、鱗芽高度和背寬對(duì)應(yīng)的回歸曲線方程，發(fā)現(xiàn)鱗莖橫徑的方程擬合度最大，對(duì)大蒜進(jìn)行分瓣時(shí)，理論上優(yōu)先以鱗莖橫徑作為主要影響因素；對(duì)大蒜進(jìn)行分級(jí)時(shí)，因兩種不同品種大蒜鱗芽背寬有集中范圍且無較大差異，理論上以鱗芽背寬作為蒜瓣分級(jí)的理論依據(jù)。

3）分瓣效率及破損率的高低與大蒜品種及幾何特性相關(guān)，分析云南主產(chǎn)紫皮大蒜的幾何特性，指出大蒜機(jī)械化分瓣中存在因各地區(qū)種植大蒜品種及尺寸大小不同而無法獲取最佳分瓣效果、大蒜分瓣分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)與播種機(jī)排種要求標(biāo)準(zhǔn)不匹配等 問題。針對(duì)以上問題，根據(jù)云南省主要大蒜品種、種植條件、種植面積等現(xiàn)狀，擬制定適于云南本地大蒜機(jī)械化分瓣時(shí)的種蒜分瓣標(biāo)準(zhǔn)及分瓣裝置設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，解決因地理差異、大蒜品種差異導(dǎo)致大蒜機(jī)械化分瓣效率過低、蒜瓣損傷嚴(yán)重等影響大蒜產(chǎn)量及品質(zhì)的問題。