濕氈破膜法對大蒜破膜率及產(chǎn)量的影響

王崇華 孫斌 王志堅 王磊 劉金文

摘 要：針對傳統(tǒng)人工破膜法勞動時間長、勞動強(qiáng)度大的問題，對大蒜栽培方式進(jìn)行了改進(jìn)，并創(chuàng)新出一種濕氈破膜法。為了解2種破膜法的破膜效果，開展了2種破膜法對破膜率、人工耗時及蒜薹和蒜頭產(chǎn)量影響的試驗。結(jié)果表明，采用濕氈破膜法能顯著提高大蒜破膜率并顯著減少人工耗時，其大蒜破膜率達(dá)到95.67%，人工耗時僅為100.79 min·667 m-2，且不會影響蒜薹和蒜頭產(chǎn)量。綜合來看，濕氈破膜法可替代現(xiàn)有人工破膜法。研究結(jié)果可為大蒜破膜提供依據(jù)，并為大蒜破膜的機(jī)械化提供理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：大蒜;濕氈;破膜率;耗時;蒜薹;產(chǎn)量

Effect of wet felt film breaking method on the film breaking rate and ?yield of garlic

WANG Chonghua1， SUN Bin1， WANG Zhijian2， WANG Lei2， LIU Jinwen2

（1. Henan Vocational College of Agricultural， Zhongmu 451450， Henan， China;2. Zhongmu County Agricultural and Rural Work Committee， Zhongmu 451450， Henan， China）

Abstract： The garlic cultivation method was improved and a wet felt film breaking method was innovated in this paper aiming at the problems of long working time and high labor intensity of traditional artificial film breaking method. In order to understand the breaking effect of the two methods， the breaking rate， artificial time consumption and yield of garlic bolt and garlic were compared in this research. The results showed that breaking rate of garlic and artificial time were significantly reduced under wet felt film cultivation， breaking rate of garlic reached 95.67% and the artificial time was only 100.79 min per 667 m2， while garlic bolt yield and garlic yield were not significantly affected . Taken together， artificial membrane breaking might be replaced by wet felt membrane breaking method. Our results could provide a basis for garlic film breaking and the mechanization of garlic film breaking.

Key words： Garlic; Wet felt; Film breaking rate; Time-consuming; Garlic bolt; Yield

大蒜在我國已有悠久的栽培歷史和大規(guī)模栽培，在一些大蒜種植區(qū)，大蒜已經(jīng)代替小麥成為當(dāng)?shù)刂饕魑颷1]。據(jù)2017年統(tǒng)計，在河南大蒜種植較集中的區(qū)域，中牟大蒜種植面積達(dá)到2.33萬hm2，開封市杞縣大蒜種植面積達(dá)到3.33萬hm2，并輻射帶動開封市尉氏縣、通許縣、祥符區(qū)等地區(qū)大蒜生產(chǎn)基地超1.33萬hm2[2-3]。大蒜一般進(jìn)行地膜覆蓋栽培，采用地膜覆蓋栽培技術(shù)能夠提高冬季0～20 cm土壤地溫，保證大蒜幼苗安全越冬，特別是早春避免了澆水降低地溫的弊端，為植物的生長創(chuàng)造了有利條件，有利于提高大蒜產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益;地膜的不透水性，降低了土壤水分蒸發(fā)量，有利于土壤的保墑防旱，同時也減少了澆水次數(shù)。在河南、山東蒜區(qū)，地膜覆蓋栽培技術(shù)推廣面積接近100%[4-7]。

大蒜出苗后，由于葉片較軟，蒜苗不易將地膜頂透。為了保證大蒜出苗后及時破膜出土通常采用人工破膜法，即農(nóng)民用指頭或鐵鉤將地膜摳透或剜透，使蒜苗露出以利于蒜苗生長，但這一操作過程需要人工蹲下或彎腰進(jìn)行操作，以2.5萬～3.0萬株·667 m-2計，1個農(nóng)民需要在田間工作30 h以上，費(fèi)時費(fèi)力[8]。為解決這一難題，筆者對大蒜的生長發(fā)育規(guī)律進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)蒜種嫩芽硬度較高，這為大蒜自主破膜提供了理論依據(jù)。為此，筆者于2017—2018年安排了盆栽和大田試驗，并創(chuàng)新破膜方法，為新方法在大蒜生產(chǎn)中實(shí)際應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 盆栽試驗

盆栽試驗于2017年10月在河南省鄭州市中牟縣韓寺鎮(zhèn)郭辛莊村進(jìn)行，供試土壤采自河南省鄭州市中牟縣韓寺鎮(zhèn)郭辛莊村，土質(zhì)為壤質(zhì)潮土，來自0～20 cm耕層。選用高12 cm、內(nèi)徑15 cm小花盆共100盆，每盆裝土2.4 kg。供試大蒜為河南省鄭州市中牟縣當(dāng)?shù)刈粤粼缡焖夥N。

采用農(nóng)民常規(guī)施肥量，氮、磷、鉀分別使用尿素、過磷酸鈣和硫酸鉀，所有處理的氮、磷、鉀施用量相同，質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為N 0.2 g·kg-1、P2O5 0.20 g·kg-1、K2O 0.30 g·kg-1，土壤與肥料充分混勻后裝盆，每盆播種1株大蒜，種植后澆透水，然后蓋上地膜，膜厚0.07 mm，地膜緊貼土壤表面，在花盆內(nèi)用土將地膜壓實(shí)。10 d后計算大蒜出苗率和破膜率。

1.2 田間試驗

1.2.1 試驗地概況 田間試驗于2017年10月至2018年5月在河南省鄭州市中牟縣韓寺鎮(zhèn)郭辛莊村進(jìn)行，并利用濕氈破膜技術(shù)對大蒜破膜效率進(jìn)行了研究。試驗地前茬作物為夏玉米，土質(zhì)為壤質(zhì)潮土，0～20 cm耕層，土壤pH 8.24，有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)32.54 g·kg-1，堿解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)110.5 mg·kg-1，速效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)20.4 mg·kg-1，速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)259 mg·kg-1。

1.2.2 試驗前準(zhǔn)備 蒜種選用個頭大、無損傷、無霉變且百粒重在500 g左右的自留早熟蒜種。整地前每667 m2施入充分腐熟豬糞2 t，純N 15 kg，P2O5 12 kg，K2O 15 kg。用旋耕耙翻地，翻耕深度20～30 cm，耙地3遍，并清除雜草、根茬、磚塊以及碎玻璃等，盡量保證土碎地平無坷垃。旋耕機(jī)直接做畦，畦高30 cm，寬30 cm;大蒜起壟栽培，2 畦之間共3壟，壟間距15 cm，壟高15 cm，壟寬60 cm;用鐵耙背部耬平壟面，根據(jù)“深栽蔥淺栽蒜”的原則，利用開溝器開溝，溝深5 cm;開溝后栽種并覆土2 cm左右，1壟4行，行距15 cm，株距10 cm;栽種后應(yīng)立即澆水、噴灑除草劑，足墑覆膜。地膜選擇市售常用白色地膜，膜寬100 cm，厚0.07 mm。覆膜時使地膜緊貼地面，拉緊拉平，在蒜垅兩側(cè)開10 cm深溝，將地膜埋入并用腳踏實(shí)[9]。

1.2.3 試驗設(shè)計 田間試驗設(shè)置2種破膜方式處理，分別為傳統(tǒng)破膜法（T1）和濕氈破膜法（T2）。傳統(tǒng)破膜法：在大蒜出苗后，到蒜田檢查大蒜出苗情況，對出苗后未破膜的幼苗用手指將地膜摳破，將幼苗掏出。濕氈破膜法：濕氈破膜技術(shù)是在嚴(yán)格控制操作時期的條件下，利用濕氈進(jìn)行大蒜破膜。制作地膜覆蓋大蒜出苗破膜裝置，毛氈密度為0.32 g·cm-3、外觀為各種雜色（包括人工染色和天然雜色的混合色）的雜毛氈切割成1 m×4 m的長條，毛氈一端設(shè)有支撐桿和拉桿，拉桿長1.4 m，毛氈作為與地面覆膜緊貼的摩擦塊;澆過覆膜水后，到蒜田檢查大蒜發(fā)芽情況，一旦發(fā)現(xiàn)大田中蒜種發(fā)出白芽并露出地面，立即將毛氈浸水，浸水后將濕氈鋪于蒜壟上，使?jié)駳謨蓚?cè)比蒜壟各寬出20 cm，將地膜完全覆蓋;2名使用者位于拉桿兩端，用手握住拉桿，以2 m·s-1的速度拉動濕氈，從壟一端拉到另一端，連續(xù)2 d拉濕氈3次，利用濕氈的重力作用使地膜與土壤充分貼緊，對于仍未破膜的幼苗，采用人工破膜法進(jìn)行破膜。采用濕氈的作用是增加毛氈重力，使覆膜更容易與土壤緊貼，另外，在毛氈與白芽摩擦?xí)r起到降低溫度、保護(hù)白芽的作用;濕氈破膜法的操作時機(jī)要把握準(zhǔn)確，操作太早會因蒜地太濕而導(dǎo)致農(nóng)民無法進(jìn)地，操作太晚易對蒜芽造成傷害，并且因為土壤變干易造成覆膜無法與土壤緊貼。試驗采用完全隨機(jī)設(shè)計，3次重復(fù)，小區(qū)面積150 m2（50 m×3 m），共3壟，12行大蒜。另在郭辛莊安排10戶蒜農(nóng)在自家蒜田分別使用2種破膜方法進(jìn)行破膜，并對2種方法進(jìn)行評價。

1.3 測定內(nèi)容與方法

1.3.1 盆栽試驗 大蒜破膜后，調(diào)查大蒜出芽數(shù)和破膜數(shù)，并計算破膜率。計算公式：出芽數(shù)=株數(shù)-未出芽數(shù)，破膜數(shù)=出芽數(shù)-未破膜數(shù)，出芽率/%=（出芽數(shù)/株數(shù)）×100，破膜率/%=（破膜數(shù)/株數(shù)）×100。

1.3.2 田間試驗 大蒜自然破膜后，調(diào)查田間大蒜破膜數(shù)，并計算破膜率。計算公式：破膜數(shù)=株數(shù)-未破膜數(shù)，出芽率/%=（出芽數(shù)/株數(shù)）×100，破膜率/%=（破膜數(shù)/株數(shù)）×100。大蒜覆膜后，分別計算人工破膜法和濕氈破膜法消耗工時。人工掏膜法耗時/min=人工掏膜耗時，濕氈破膜法耗時/min=濕氈準(zhǔn)備耗時+拉氈耗時+人工掏膜耗時。于大蒜抽薹期和大蒜成熟期對蒜薹和蒜頭進(jìn)行田間測產(chǎn)。

1.3.3 方法評價 每戶選出1名評價員對2種破膜方式進(jìn)行評價。標(biāo)度為9分制評分法：非常不喜歡=1，很不喜歡=2，不喜歡=3，不太喜歡=4，一般=5，稍喜歡=6，喜歡=7，很喜歡=8，非常喜歡=9[10]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2003 軟件整理數(shù)據(jù)和圖表制作，采用DPS 7.05進(jìn)行統(tǒng)計分析（Duncan新復(fù)極差法）。

2 結(jié)果與分析

2.1 地膜緊貼土壤對盆栽大蒜出芽率及破膜率的影響

由表1可知，盆栽試驗所用蒜種出苗率達(dá)到100%，說明試驗所選蒜種品質(zhì)較好，可以用于大田試驗;大蒜破膜率達(dá)到99%，說明在地膜緊貼土表的條件下，大蒜破膜率極高，另一方面說明通過改進(jìn)栽培措施以減輕人工掏膜投入具備可行性。

2.2 不同破膜法對大蒜破膜率的影響

由表2可知，T2處理的小區(qū)破膜數(shù)為5 740.33株，高于T1處理的小區(qū)破膜數(shù)2 653.67株，且達(dá)到極顯著水平;T1處理破膜率僅為44.23%，剩余需進(jìn)行人工破膜的蒜苗高達(dá)55.77%，T2處理破膜率達(dá)到95.67%，剩余需進(jìn)行人工破膜的蒜苗僅為4.33%。這說明采用濕氈破膜法可大量減少人工投入。

[注] 表中同列數(shù)字后不同小寫字母表示在0.05水平差異顯著，不同大寫字母表示在0.01水平差異顯著，下同。

2.3 不同破膜法對人工耗時的影響

由表3可知，T2總耗時和掏膜耗時均低于T1，且差異達(dá)到極顯著水平。T1人工投入總時間為1 264.34 min·667 m-2，且均為人工掏膜耗時，人工掏膜時需彎腰或蹲在田間操作，勞動強(qiáng)度大;T2總耗時為190.83 min·667 m-2，其中拉氈總耗時為90.04 min·667 m-2，且均為站立勞動，勞動強(qiáng)度較小，后期人工掏膜耗時僅為100.79 min·667 m-2。由此可見，濕氈破膜法可極大減少勞動時間并減輕勞動強(qiáng)度。

2.4 不同破膜法對蒜薹和蒜頭產(chǎn)量的影響

由表4可知，T1和T2處理蒜薹產(chǎn)量分別為296.82和281.25 kg·667 m-2，兩者之間無顯著差異;T1和T2處理蒜頭產(chǎn)量分別為3 463.21、3 383.17 kg·667 m-2，兩者之間亦無顯著差異。這說明，與傳統(tǒng)栽培方式相比，濕氈破膜法不會造成蒜薹和蒜頭的減產(chǎn)。

2.5 不同破膜法評價結(jié)果

從不同評價員對不同破膜法的評價結(jié)果來看（圖1），濕氈破膜法打分為83分，人工破膜法打分僅為30分，差異達(dá)到極顯著水平。這說明通過比較2種破膜方式，蒜農(nóng)對濕氈破膜法評價較高。

3 討 論

對于地膜以下破膜工具的研究，均以破膜刀或破膜鉤居多，與人工掏膜相比工作效率未有明顯提高[11-12]。劉天琪等[13]利用雙立目視覺機(jī)器采取信息圖像、3D激光掃描和精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)整體測控系統(tǒng)3種自動定位方法對煙草破膜進(jìn)行了研究，但在定位精度上還需進(jìn)一步提高，短期內(nèi)推廣應(yīng)用難度較大。李天華[14-15]研究了行播大蒜苗芽破膜機(jī)和基于視覺輔助的大蒜幼苗自動破膜機(jī)，但未見有推廣應(yīng)用。

楊忠娜、唐繼軍、許明東等[16-18]對小麥、玉米、花生、高粱、南瓜、向日葵等作物的胚芽或胚根自身穿透地膜的能力進(jìn)行了研究，但沒有對特定作物破膜輔助措施進(jìn)行深入研究。陳強(qiáng)、章文江、楊來勝等[19-21]研究了馬鈴薯自然破膜出苗栽培技術(shù)，陳小生等[22]研究了山藥簡化出苗免破膜栽培技術(shù)，張遠(yuǎn)學(xué)等[23]研究了魔芋地膜覆蓋自然破膜出苗栽培技術(shù)。以上研究的共同點(diǎn)為：在作物栽種覆膜后，增加了膜上覆土技術(shù)，即在地膜上面再覆蓋一層土壤，借助土壤的重力作用使地膜與膜下土壤緊密接觸，間接使地膜產(chǎn)生向下的壓力，當(dāng)作物幼芽向上生長時會自動頂破地膜出苗。但是膜上覆土需要較多的勞動投入，費(fèi)時費(fèi)力。

濕氈破膜法是一種在地膜覆蓋大蒜出苗破膜裝置的基礎(chǔ)上，在大蒜最佳破膜時期增加了濕氈鎮(zhèn)壓的輔助措施[24-26]。從盆栽試驗研究結(jié)果來看，在地膜與土表緊貼的條件下，破膜率達(dá)到99%。這說明蒜芽為白色透出紅色時，硬度和韌性較好，此時與地膜接觸較易頂透地膜。隨著時間推移，若蒜芽長出葉片后再接觸到地膜，由于葉片較軟易彎折，很難破膜。因此，該技術(shù)的關(guān)鍵在于葉片分化前蒜芽必須頂住地膜，這就要求地膜須緊貼地面且大蒜須淺栽。

從大田試驗的大蒜破膜率結(jié)果看，傳統(tǒng)栽培方法大蒜破膜率僅為44.23%，濕氈破膜法大蒜破膜率達(dá)到95.67%。說明傳統(tǒng)栽培方法剩余55.77%的大蒜需要人工掏膜，利用濕氈破膜法僅4.33%的大蒜需要人工掏膜，破膜效率大大提高。從不同破膜法對人工耗時的影響來看，濕氈破膜法的操作總耗時和人工掏膜耗時都顯著下降，大大減輕了蒜農(nóng)勞動強(qiáng)度。

從產(chǎn)量結(jié)果來看，濕氈破膜法對蒜薹和蒜頭產(chǎn)量無影響。毛氈浸水后質(zhì)量增大，拉動后將地膜與土表壓緊，此時未出芽的大蒜在出芽后，其蒜芽露出地表即可頂住地膜;對于已出芽并露出地表的大蒜，濕氈在拉動過程中，由于濕氈的摩擦力作用，蒜芽頂住的地膜很容易被磨透，從而達(dá)到破膜的效果;由于剛露出的白芽韌性強(qiáng)，耐磨性好，不易被濕氈磨破，另外，毛氈浸水后，水起到潤滑作用和降溫作用，使?jié)駳衷诤退庋拷佑|時，不易破壞蒜芽。

從使用評價結(jié)果來看，評價人員對濕氈破膜法評價較高，這是因為該方法不但減輕了勞動強(qiáng)度，還減少了勞動時間，并且不影響后期大蒜的生長發(fā)育。

4 結(jié) 論

（1）采用濕氈破膜法能有效提高大蒜破膜效率，降低蒜農(nóng)勞動強(qiáng)度，減輕蒜農(nóng)勞動時間，并且不會影響蒜薹和蒜頭產(chǎn)量。

（2）濕氈破膜法得到了蒜農(nóng)的認(rèn)可，并為大蒜破膜實(shí)現(xiàn)機(jī)械化提供了一種新的思路。

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