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(yè)科學院，山東泰安 271000；2山東農業(yè)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(xiàn)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(fā)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(shù)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(yǎng)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(jù)泰安市統(tǒng)計年鑒統(tǒng)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(yōu)勢，研究大豆大蒜輪作和谷子大蒜輪作種植模式，旨在實現(xiàn)兩熟輪作，研究構建綠色種植制度，為實現(xiàn)菜豆、糧豆的輪作種植模式提供參考依據(jù)。

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(yè)科學院自選育品系‘金選6號’，大蒜選用金鄉(xiāng)大蒜。

1.2 試驗設計

試驗于2021—2022 年在泰安市農業(yè)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(qū)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(qū)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(qū)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(qū)收取蒜頭，稱重，計算大蒜鮮重。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用Excel 2007和SPSS 18.0軟件進行數(shù)據(jù)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(xiàn)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(xiàn)為在不同密度處理下差異顯著(P＜0.05)，地上鮮重表現(xiàn)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(fā)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(fā)育。不同處理間的不同指標表現(xiàn)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(xiàn)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(shù)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(shù)據(jù)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(huán)境[15]，減少后茬作物病蟲害的發(fā)生幾率，不同作物輪作不僅能夠改善作物的生長發(fā)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(fā)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(fā)育。

合理的密植有利于作物充分利用環(huán)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(fā)育，作物種植密度的降低有利于個體獲得更加充分的營養(yǎng)元素以及生態(tài)環(huán)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(fā)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(qū)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(yōu)化前茬作物和種植密度來實現(xiàn)大蒜商品性指標的提升。