大蒜水培、土培種植技術(shù)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(shí)驗(yàn)材料，分別采用水質(zhì)栽培和土壤栽培2種方法進(jìn)行了種植，定期觀察和記錄大蒜的生長情況。結(jié)果表明：前期水質(zhì)栽培中大蒜生長狀況比土壤栽培中的更好，因?yàn)樗|(zhì)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(huán)境中營養(yǎng)有限，水培大蒜提前進(jìn)入瓶頸期，長勢沒有土培大蒜那么快。因此短期不添加營養(yǎng)液或施肥時(shí)，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(jī)物，其長勢優(yōu)于水培大蒜。

關(guān)鍵詞：紫皮大蒜;土壤栽培;水質(zhì)栽培

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

1緒論

據(jù)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(zhì)鱗片，鱗片葉子脫落，內(nèi)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(fā)氣味也辛辣，具有刺激性氣味，可以食用或調(diào)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(nóng)學(xué)，生命科學(xué)，醫(yī)藥領(lǐng)域等科學(xué)家的廣泛關(guān)注，為治療心腦血管疾病提供了有利的輔助手段。

1.1水質(zhì)栽培

水質(zhì)栽培更通俗的稱呼是無土栽培。1840年德國科學(xué)家李畢希提出了礦物質(zhì)營養(yǎng)理論，隨后德國科學(xué)家魏格曼、薩科齊和克諾普等使用營養(yǎng)液研究植物生理學(xué)。20世紀(jì)40年代，無土栽培作為一種新型的種植方式開始應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。20世紀(jì)50年代以來，意大利、法國、英國、荷蘭、日本等發(fā)達(dá)國家對無土栽培進(jìn)行了深入的研究，并將其應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。但當(dāng)今水培也存在一些缺點(diǎn);比如未被廣泛認(rèn)可，大規(guī)模培養(yǎng)費(fèi)水費(fèi)電，營養(yǎng)液配比不一等等，這些問題正在科學(xué)界不斷被探索和解決。

1.2土壤栽培

土壤栽培是較為傳統(tǒng)的植物栽培方法，能確保植物更好的吸收土壤中的營養(yǎng)物質(zhì)，保護(hù)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(yǎng)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(zhì)栽培技術(shù)而言，土壤中的微生物發(fā)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(chǎn)生的排泄物及尸體可以充當(dāng)大蒜生長發(fā)育的天然肥料。種植時(shí)只需按時(shí)澆水灌溉，充分接受光照即可，省時(shí)省力，無需定期更換土壤。大蒜根系是一種纖維狀細(xì)根，吸收水分和肥料的能力較弱，鱗球莖在土壤中生長和擴(kuò)張。因此，大蒜應(yīng)種植在質(zhì)地疏松、排水良好、有機(jī)質(zhì)豐富的土壤中。雖然大蒜對土壤適應(yīng)性更強(qiáng)，但最好還是在沙質(zhì)壤土中種植。由于砂壤土松散，適于根系發(fā)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(chǎn)的大蒜辛辣味較濃，粘土地所生產(chǎn)的大蒜辛辣味較淡。因?yàn)樯惩凛^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(shí)驗(yàn)材料

本次實(shí)驗(yàn)用到的材料有植物、土壤和水質(zhì)材料：植物材料用的是紫皮大蒜，蒜頭個(gè)大飽滿，無病蟲害。該品種品質(zhì)優(yōu)良，生長潛力大，抗逆性強(qiáng)，抗病性強(qiáng)。春播期約140d，屬于中熟品種。剝?nèi)プ仙馄た梢娝獍晷螒B(tài)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(zhì)，既有利于大蒜堅(jiān)固扎根，又有利于大蒜根系自然生長;水質(zhì)材料用的是農(nóng)夫山泉飲用天然礦物質(zhì)水，大蒜可以吸收其中的礦物質(zhì)離子促進(jìn)生根發(fā)芽。

2.1.1植物材料

植物材料是紫皮大蒜，大蒜原產(chǎn)地是現(xiàn)在的中亞和西亞，這些地方在歷史上屬于古代的西域地區(qū)。據(jù)悉當(dāng)年張騫帶回的大蒜屬于現(xiàn)在的紫皮蒜。紫皮蒜有著非常多的優(yōu)點(diǎn)。這種大蒜蒜瓣大，味道辛辣，產(chǎn)量更高。目前，紫皮大蒜主要種植在華北和東北地區(qū)，西北地區(qū)也有一定的種植面積。但是紫皮大蒜也有缺點(diǎn)，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(fā)性蔥蒜類抗生素，大蒜辛辣素，藥用價(jià)值極高。紫蒜質(zhì)量要求：蒜瓣表皮潔凈，頂端芽強(qiáng)，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(guī)則。小瓣蒜一般要求不超過12瓣，其它質(zhì)量與大瓣蒜相同。若要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，需要將大蒜鱗球莖表皮剝開，將蒜瓣一個(gè)個(gè)放好在培養(yǎng)器材里。

2.1.2水質(zhì)材料

無土栽培即水培。本實(shí)驗(yàn)用的水質(zhì)材料是農(nóng)夫山泉飲用天然礦物質(zhì)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(fā)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(zhì)清透便于觀察。

2.1.3土壤材料

本次實(shí)驗(yàn)用的是黑沙土和江灘粘土各1/2充分混合的土質(zhì)：沙土松散細(xì)膩，可讓大蒜根系自由伸長擴(kuò)散，加強(qiáng)大蒜對土壤的適應(yīng)性;粘土濕潤穩(wěn)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(nèi)培養(yǎng)大蒜時(shí)應(yīng)保證室溫培養(yǎng)（一般為20℃），在大蒜出芽前1d澆1次水直至出芽，出芽后應(yīng)放置室外接受充足陽光，依舊定期澆水，促進(jìn)大蒜生長發(fā)育。當(dāng)土壤濕一潤時(shí)，大蒜幼苗通常不灌溉而發(fā)芽。苗期灌溉少，中耕多，土壤水分蒸發(fā)少，水分控制得當(dāng)，防止大蒜徒長、“退母”提前（即種瓣?duì)I養(yǎng)耗盡，大蒜生長完全自養(yǎng)過程）。

2.2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

將10頭新鮮健康無病蟲害的八瓣紫皮大蒜對半分開（均剝?nèi)プ仙馄?，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(nóng)夫山泉礦物質(zhì)飲用水的實(shí)驗(yàn)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(yīng)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(shí)驗(yàn)的一致性，土壤栽培盡可能不施肥但保持定期松土，水質(zhì)栽培盡量不加營養(yǎng)液但保持定期換水。

2.2.1水質(zhì)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(nèi)就可以出苗。

第2～3周：水培中期（6～21d）：這次蒜根已經(jīng)完全固定，易于維護(hù)。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(nèi)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(shí)間，當(dāng)根系易生綠藻時(shí)，換水時(shí)根系需清洗1～2次（洗凈為止）;此時(shí)很容易出現(xiàn)大蒜腐爛軟化或萎縮的現(xiàn)象，如果及時(shí)發(fā)現(xiàn)應(yīng)該被去除;這個(gè)時(shí)候也是大蒜容易散發(fā)氣味的時(shí)候。有效的處理方法是增加換水次數(shù)，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(wǎng)收集資料或采訪指導(dǎo)老師，了解種植方法，并做好記錄。

（2）在挑選大蒜時(shí)，盡量挑選蒜瓣飽滿，個(gè)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(shí)，一定不要腐爛、發(fā)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(yàn)種大蒜的全過程，定期觀測大蒜生長。

（1）在選擇育種種子時(shí)，應(yīng)種植結(jié)實(shí)的、白色的、堅(jiān)硬的大蒜瓣。種植前去除蒜瓣外皮，然后種人預(yù)先準(zhǔn)備好的土壤中，深度3～4cm左右，保持土壤濕潤，大概一周內(nèi)就會發(fā)芽。注意事項(xiàng)：每種大蒜的背面應(yīng)朝向相同的方向，以便在發(fā)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(dǎo)致腐爛。此外還需每天松土促進(jìn)大蒜根部吸水。注意事項(xiàng)：如欲采收蒜、蒜頭，應(yīng)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(xiàn)葉片腐爛或枯萎應(yīng)該及時(shí)清除。

第4周（22d以后）：處理結(jié)果，總結(jié)分析，整理資料。

3結(jié)果與分析

2019年2月24日對80顆大蒜瓣同時(shí)進(jìn)行水質(zhì)栽培和土壤栽培（分別為5×8=40顆），每周觀察并記錄（觀察時(shí)間為1個(gè)月），結(jié)果分別如下。

水質(zhì)栽培大蒜（如表1示，所有最大長度精確到兩位數(shù)，下同。

土壤栽培大蒜如表2示，因?yàn)榇笏夥N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(jié)水培和土培大蒜的生長過程如下。

（1）2.24-3.2，在室溫培養(yǎng)條件下，水培大蒜發(fā)芽較快，而土培大蒜發(fā)芽生根較慢，此時(shí)均未經(jīng)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(shí)間未受到光照，生根發(fā)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(jìn)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(zhuǎn)暖，土培大蒜生長已經(jīng)快于水培。

從上述表格可以看出：在不施肥，不添加營養(yǎng)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(yōu)于水培。

4結(jié)論

通過此次實(shí)驗(yàn)，可以得出以下結(jié)論：在實(shí)驗(yàn)的近1個(gè)月的時(shí)間內(nèi)，前期水培和土培大蒜相比，前者生長勢頭優(yōu)于后者，而后期由于礦物質(zhì)水中營養(yǎng)物質(zhì)有限，水培大蒜沒有土培大蒜長勢快。傳統(tǒng)土壤栽培技術(shù)中肥料管理不當(dāng)，容易引起土壤理化性質(zhì)的改變，同時(shí)土傳病害和寄生蟲的危害對產(chǎn)量和質(zhì)量有極其嚴(yán)重的影響。傳統(tǒng)的土壤種植大蒜若提高產(chǎn)量和品質(zhì)，應(yīng)做到如下幾點(diǎn)。

（1）大蒜基肥應(yīng)以有機(jī)肥為基礎(chǔ)，有機(jī)肥施用量直接影響大蒜的產(chǎn)量和品質(zhì)。

（2）無機(jī)肥氮、磷、鉀混合比例合理，有利于大蒜吸收土壤中的營養(yǎng)物質(zhì)。

（3）大蒜是喜濕潤的長日照植物，應(yīng)及時(shí)澆水和充分接受光照。

此外為實(shí)現(xiàn)大蒜的增效高產(chǎn)和病蟲害預(yù)防就要合理地選擇適宜農(nóng)藥劑型和劑量，同時(shí)在噴農(nóng)藥時(shí)避免使用同一種農(nóng)藥，這是為了避免危害大蒜的病原菌和害蟲產(chǎn)生了免疫性。因此探討施肥技術(shù)和施用農(nóng)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中水培大蒜為保持一致性，沒有配置營養(yǎng)液，只是按實(shí)驗(yàn)步驟定期換水，也不能與大規(guī)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(jìn)光合作用。水培大蒜應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)。

（1）大蒜葉片在生長期易散發(fā)異味，可頻繁換水除臭。

（2）及時(shí)清理腐爛萎縮的大蒜瓣。

（3）當(dāng)陽光充足的時(shí)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?yàn)樯罹G色的蒜葉味道更好。

5結(jié)語

在短期不添加肥料或營養(yǎng)液的情況下，總體而言水培大蒜比土培長勢更好。水質(zhì)栽培設(shè)施農(nóng)業(yè)的產(chǎn)生，它不僅可以減少病蟲害的發(fā)生，促進(jìn)植物的健康生長，而且在也一定程度上提高作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，這對農(nóng)業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展具有重要的意義。因此可以從兩次實(shí)驗(yàn)比較的結(jié)果得出上述結(jié)論，便于將來更好地研究和利用水質(zhì)栽培技術(shù)。