不同前茬作物與種植密度對大蒜農藝性狀的影響

李國清，叢新軍，張大健，趙 娜，李國瑜

（1泰安市農業科學院，山東泰安 271000；2山東農業大學農學院，山東泰安 271000）

0 引言

不同農作物有效的輪作不僅可以實現土地資源的高效利用，還可以避免因作物重茬造成的土壤病蟲害以及作物病蟲害發生[1-2]。有研究表明[3-6]，不同前茬作物對后茬作物會有不同的影響，加大輪作種植力度不僅可以突破連作障礙，還可以改善農田土壤微生物種類和數量。大豆是重要的飼料和油料作物，大豆生長過程中根部會形成根瘤菌，本身具有固氮作用，會提高土壤氮素水平，而且豆科植物在收獲后，碎屑和根部腐爛物會釋放出有機氮化物[7-9]，可以給下季作物提供一定的養分[10-11]。谷子在收獲后秸稈粉碎還田，經過腐爛腐化，能夠有效提升土壤有機質含量。據泰安市統計年鑒統計分析，近3 a來，每年泰安市種植大豆面積2萬hm2以上，谷子種植面積有近2000 hm2，大蒜也有一定的種植面積[12-14]。本研究利用2 種作物與大蒜種植的有效茬口優勢，研究大豆大蒜輪作和谷子大蒜輪作種植模式，旨在實現兩熟輪作，研究構建綠色種植制度，為實現菜豆、糧豆的輪作種植模式提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

大豆品種選用‘齊黃34’，谷子品種選用泰安市農業科學院自選育品系‘金選6號’，大蒜選用金鄉大蒜。

1.2 試驗設計

試驗于2021—2022 年在泰安市農業科學院試驗基地進行(36.1952°N，117.1811°E)，地勢平坦，肥力均勻。大蒜種植前大豆和谷子收獲秸稈還田，2021年10月5日種植大蒜。其他管理同大田。

試驗采用2因素隨機區組試驗（表1），A因素為前茬作物，分別為大豆茬(A1)、谷子茬(A2)；M 因素為大蒜種植密度，分別為行距20 cm、株距14 cm(M1)和行距20 cm、株距18 cm(M2)。小區面積為1.4 m×3 m，3次重復，隨機排列。

表1 不同處理組合情況

1.3 測定項目與方法

1.3.1 農藝形狀調查 大蒜成熟期（2022 年5 月20 日）每個小區取20 株，分別測定株高、莖粗、鱗莖質量、鱗莖直徑、鱗莖高度、地上部分鮮重等指標。株高為地表至植株頂部的長度，莖粗為莖桿基部的直徑，鱗莖質量為單個蒜頭的質量，鱗莖直徑為單個蒜頭的直徑，鱗莖高度為單個蒜頭基部值頂端的距離，地上鮮重為除去蒜頭后地上莖桿質量。

1.3.2 產量測定 大蒜成熟后，每個小區收取蒜頭，稱重，計算大蒜鮮重。

1.4 數據分析

數據采用Excel 2007和SPSS 18.0軟件進行數據分析，采用LSD法分析顯著性差異，采用Excel軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 不同處理對大蒜農藝性狀的影響

由表2可以看出，大蒜的株高在不同前茬作物處理下表現出極顯著差異(P＜0.01)，而大蒜的植株直徑、鱗莖質量、鱗莖直徑表現為在不同密度處理下差異顯著(P＜0.05)，地上鮮重表現為在不同密度處理下差異極顯著(P＜0.01)。與A2處理相比，A1處理能夠更好提高大蒜株高、植株直徑、鱗莖質量和高度以及地上鮮重等指標，說明前茬作物大豆比谷子更有利于大蒜的生長發育。M2處理下的大蒜各指標均高于M1處理，說明低密度處理有利于大蒜植株單株的生長發育。不同處理間的不同指標表現也存在差異。株高最高的處理為A1M2，與其他處理存在顯著差異；植株直徑、鱗莖質量和鱗莖直徑最高的均為A2M2，與A2M1有顯著差異；鱗莖高度最大為A1M1，與其他處理差異不顯著。

表2 不同處理的大蒜植株農藝性狀

2.2 不同處理大蒜各農藝性狀的相關分析

由表3 可知，鱗莖質量與植株直徑呈現極顯著正相關(0.914**)；鱗莖高度與株高、直徑以及鱗莖質量存在正相關，但是沒有達到顯著水平；鱗莖直徑與株高存在負相關，與鱗莖高度存在正相關，而與植株直徑、鱗莖質量存在極顯著正相關，相關系數分別為0.885**、0.946**；地上鮮重與株高、直徑、鱗莖質量、鱗莖高度和鱗莖直徑等存在正相關，其中與植株直徑和鱗莖質量存在極顯著正相關，與鱗莖直徑存在顯著正相關。表明地上部分的生長對地下鱗莖的生長起到關鍵的作用，地上物質的積累為地下鱗莖生長提供有效的物質提供。

表3 不同處理大蒜農藝性狀的相關分析

2.3 不同處理對大蒜產量的影響

從圖1看出，A2處理的大蒜產量高于A1處理，M2處理的大蒜產量高于M1 處理，但從數據分析看，4 個不同處理之間沒有達到顯著差異，說明不同處理對大蒜的產量影響不明顯。

圖1 不同處理的大蒜產量分析

3 結論與討論

合理輪作能夠有效改善土壤微生物環境[15]，減少后茬作物病蟲害的發生幾率，不同作物輪作不僅能夠改善作物的生長發育，還能夠提升后茬作物品質[16-17]。有研究顯示，與大豆的輪作模式中，種植下茬作物（如小麥、玉米等）時土壤中有益菌的相對豐度較高[18]，說明大豆對后茬作物起到肥力提升作用。本研究結果顯示，前茬大豆和前茬谷子對大蒜的生長有不同的影響，前茬大豆更有力于大蒜的個體生長，可能是因為大豆有固氮作用，能夠提升土壤氮素水平，更有效地為大蒜的生長發育提供一定的氮素肥料。從本試驗結果看，A1 處理能夠更好地提高大蒜株高、植株直徑、鱗莖質量和高度以及地上鮮重等指標，說明前茬作物大豆比前茬作物谷子更有利于大蒜的生長發育。

合理的密植有利于作物充分利用環境光熱水肥以及空間，密度增加會造成個體對資源的競爭[19-24]。在本研究中，大蒜在較低密度M2 處理下的大蒜各指標均高于較高密度M1 處理，說明低密度處理有利于大蒜植株單株的生長發育，作物種植密度的降低有利于個體獲得更加充分的營養元素以及生態環境資源。在本研究中，M2 處理的大蒜鱗莖直徑和鱗莖質量等指標均高于M1 處理，也充分說明合理密植對個體發育有促進作用。

產量的構成是由單株產量和群體構建共同決定的。在本試驗中，處理間的各小區產量沒有顯著差異。從個體指標看，大蒜的個體指標以A1 處理高于A2處理，M2處理高于M1處理。A1M2處理比其他處理顯著提高了大蒜的商品性指標。因此，在生產中可以通過優化前茬作物和種植密度來實現大蒜商品性指標的提升。