云南省常见紫皮大蒜几何特性分析

韩 杰 ， 朱代根

（西南林业大学机械与交通学院，云南 昆明 650000）

1 研究背景及目的

云南大蒜分为紫皮和白皮两种颜色，蒜瓣有大瓣蒜和小瓣蒜之分。云南省大蒜产区蒜种来源不一，品种很多，以紫皮为主。文章主要介绍普洱市孟连县紫皮香蒜和大理弥渡紫皮蒜。

孟连县地处怒山余脉，隶属云南省普洱市，地形以山区为主，谷坝交叉，良好的地理条件和气候特点，使这里成为“沃野千里”的土地，非常适合大蒜生长[1]。紫皮香蒜是孟连县的特色产品，种植历史悠久，该县所产的紫皮香蒜蒜瓣肥大，皮薄，具有天然的清香而备受消费者喜爱。2014年，该蒜种植面积达250 hm2，产量达2 500 t，销售收入达1 300万元[2]。

紫皮大蒜是云南省大理白族自治州弥渡县的标志农产品，弥渡县地处云南高原西部、大理州东南部，立体气候明显，河谷热、坝子暖、高山寒。境内土壤肥沃，气候温和，日照、降水充足，霜期短，适合多种植物生长，农业耕种自然条件得天独厚，生物资源丰富[3]。弥渡县农民素有种大蒜的传统，所产大蒜个头肥大、蒜素含量高于平原地区3 倍多，备受国内外市场青睐。大蒜产业化发展如火如荼，具有相当优势和特色的农业产业已初具规模并日益壮大，综合效益显著[4]，大蒜畅销全国，远销东南亚、韩国等地[5]。自1992 年开始规模化连片种植，1996 年起大蒜产业成为弥渡县第一大蔬菜产业，2016 年全县大蒜种植面积为4 800 hm2，年产蒜头10.8 万t、蒜薹3.6 万t，弥渡县是全国有名的大蒜生产县[6]。

大蒜品种是影响大蒜分瓣效果的主要因素之一，品种不同分瓣效果不同。地域、气候、土壤、管理施肥、生产水平、种植习惯或种植的大蒜品种不同，则蒜头尺寸外形、蒜瓣数目和大小等均不同，机械分瓣效果也会受到影响[7]。通过对大蒜性状进行考察，指出云南本地栽培紫皮大蒜的几何特征，需分析大蒜鳞茎和鳞芽的外形尺寸等几何特性参数与大蒜分瓣相关性的影响，以获得适合本地栽培大蒜品种的分瓣方式[8]。

2 蒜种的选取要求

大蒜的鳞茎（蒜球）是茎盘盘绕的鳞芽（蒜瓣）逐步膨大而成。蒜瓣专业名称为鳞芽，鳞芽是由大蒜内部腋芽孕育而成。蒜瓣主要生长在花茎的四周，这样所发育的鳞茎就组成一圈蒜瓣，鳞茎的形状较规则，似圆球状，这与大蒜的品种、种植方式及生长环境等有关。

大蒜产量和质量与蒜种的选择有直接联系。大蒜采收时挑选同一品种的植株，蒜瓣大而规整，蒜衣色泽相同；鳞芽饱满储藏养分丰富，土播后幼苗粗壮，长势迅速，叶片宽而厚，蒜瓣肥大，蒜头产量高；蒜瓣小则幼苗羸弱，长势慢，茎细叶小，蒜头产量低。获得高产的关键在于蒜种的尺寸大小和完整程度，蒜种应该具有本品种特有的形态特征。大蒜采收时挑选同一品种的植株，选择大、中鳞茎作为种蒜[9]。在播种前先分瓣，尽量挑选无蛀虫病变、没有损坏的鳞茎进行分瓣。

3 蒜种几何特征测定与分析

记录两种紫皮大蒜的形态特征，包括鳞茎外形、鳞芽数目、鳞芽分布、蒜衣层数，同时测定大蒜几何特征参数，包括鳞茎高度、鳞茎质量、鳞茎横径、鳞芽背宽、鳞芽高度、鳞芽质量、茎盘高度，并随机抽取种蒜进行统计测量分析[10]。利用游标卡尺测量普洱孟连紫皮香蒜、大理弥渡紫皮蒜的外形尺寸等物理特性，游标卡尺测量范围为0~150 mm，精度为0.02 mm；用小型台秤进行称重，台秤称重范围为0~4 kg，精度为0.1 g。并用SPSS 软件对测量结果进行频数统计分析，对试验材料的几何特性进行统计分析，以便为后续优化分瓣工艺（蒜瓣是否需要分级、辊子间距调整）与选取设备参数做准备。如表1 所示。

普洱孟连紫皮香蒜鳞茎呈扁圆球形，鳞芽大而少，一般有8~10 瓣，几乎没有蒜衣，部分鳞茎有花柄，存在少数小蒜瓣，茎盘小且薄。

在外观上，选取的普洱孟连县紫皮香蒜蒜瓣少且大，形状规则且大小相差不大（除去不能用作蒜种的小瓣蒜），表1 汇总并测量了大蒜鳞茎的质量、高度、横径以及鳞芽的背宽、高度、质量等参数，统计大蒜6 个参数的高、低峰值及均值等。由SPSS 统计分析可以得出：鳞茎外形尺寸分布比较集中，其中鳞茎高度主要集中在34 mm~44 mm 之间，均值为39.05 mm；横径主要集中在63 mm~66 mm 之间，均值为64.33 mm；质量在70 g~90 g 之间，均值为80.34 g；鳞芽高度主要集中在31 mm~37 mm 之间，均值为33.61 mm；鳞芽背宽主要集中在14 mm~24 mm之间，均值为19.7 mm；鳞芽质量在5 g~15 g 之间，均值为9.5 g。茎盘厚度范围主要集中在5 mm~11 mm 之间，平均厚度为7.86 mm。其中，有24.6%左右的蒜瓣背宽在14 mm~17 mm 之间，22.8%左右的蒜瓣背宽在17 mm~20 mm 之间，26.3%左右的蒜瓣背宽在20 mm~24 mm之间。

表1 普洱孟连紫皮香蒜几何特性参数统计分析结果

大理弥渡紫皮蒜鳞茎同样呈扁圆球形，鳞芽较大，一般有8~12 瓣，表面有2~3 层蒜衣，鳞茎中间有粗壮的花柄，小蒜瓣较多，茎盘厚且宽。大理弥渡紫皮蒜几何特征参数统计分析结果，如表2 所示。

表2 大理弥渡紫皮蒜几何特性参数统计分析结果

在外观上，大理弥渡紫皮蒜蒜瓣同样少且大，形状大小相差不大（除去不可用作蒜种的小瓣蒜），表2 汇总并测量了大蒜鳞茎的质量、高度、横径以及鳞芽的背宽、高度、质量等参数，统计大蒜6 个参数的高、低峰值及均值等。由SPSS 统计分析可以得出：鳞茎外形尺寸分布比较集中，其中鳞茎高度主要集中在36 mm~44 mm 之间，均值为38.75 mm；鳞茎横径主要集中在48 mm~54 mm 之间，鳞茎横径均值为51.03 mm；鳞茎质量在40 g~50 g 之间，均值为45.39 g。鳞芽高度主要集中在23 mm~33 mm 之间，均值为27.33 mm；鳞芽背宽主要集中在13 mm~22 mm 之间，均值为15.93 mm；质量在3 g~7 g 之间，均值为4.98 g；得出茎盘厚度范围主要集中在9 mm~17 mm之间，平均厚度为12.86 mm。有36.8%左右的蒜瓣背宽在13 mm~16 mm 之间，35.1%左右的蒜瓣背宽在16 mm~19 mm 之间，10.5%左右的蒜瓣背宽在19 mm~22 mm之间。

4 结论

1）对两个品种紫皮蒜的几何特性进行分析，普洱孟连紫皮香蒜的鳞茎横径主要集中在63 mm~66 mm 之间，大理弥渡紫皮蒜鳞茎横径主要集中在48 mm~54 mm之间；普洱孟连紫皮香蒜的鳞茎质量主要集中在70 g~90 g 之间，大理弥渡紫皮蒜鳞茎质量主要集中在40 g~50 g 之间。整合数据可以分析，两个品种紫皮蒜鳞茎横径、鳞茎质量差异较大。普洱孟连紫皮香蒜大蒜资源几何特性较优，具体表现为鳞茎外形较规则，鳞芽横径分布更集中在相同分瓣装置下，普洱孟连紫皮香蒜更容易分瓣。

2）普洱孟连紫皮香蒜鳞茎质量、高度、横径均值分别为80.34 g、39.05 mm、64.33 mm；大理弥渡紫皮蒜鳞茎质量、高度、横径均值分别为45.39 g、38.75 mm、51.03 mm。分析以上两种大蒜鳞茎高度和横径、鳞芽高度和背宽对应的回归曲线方程，发现鳞茎横径的方程拟合度最大，对大蒜进行分瓣时，理论上优先以鳞茎横径作为主要影响因素；对大蒜进行分级时，因两种不同品种大蒜鳞芽背宽有集中范围且无较大差异，理论上以鳞芽背宽作为蒜瓣分级的理论依据。

3）分瓣效率及破损率的高低与大蒜品种及几何特性相关，分析云南主产紫皮大蒜的几何特性，指出大蒜机械化分瓣中存在因各地区种植大蒜品种及尺寸大小不同而无法获取最佳分瓣效果、大蒜分瓣分级标准与播种机排种要求标准不匹配等 问题。针对以上问题，根据云南省主要大蒜品种、种植条件、种植面积等现状，拟制定适于云南本地大蒜机械化分瓣时的种蒜分瓣标准及分瓣装置设计标准，解决因地理差异、大蒜品种差异导致大蒜机械化分瓣效率过低、蒜瓣损伤严重等影响大蒜产量及品质的问题。