大蒜不同品种及不同分瓣方式水培青蒜苗生长和品质产量的比较.pdf

园艺学报， 2018， 45 (5)： 959 966. Acta Horticulturae Sinica doi： 10.16420/j.issn.0513-353x.2017-0682； http： /www. ahs. ac. cn 959 收稿日期 ： 2018 02 10； 修回日期 ： 2018 04 13 基金项目 ： 国家自然科学基金项目（ 31372084） ；山东农业大学双一流建设项目 *共同第一作者 Contributed equally to this work * 通信作者 Author for correspondence（ E-mail： liusq99sdau.edu.cn） 大蒜不同品种及不同分瓣方式水培青蒜苗生长和品质产量的比较 刘 静1,*，秦 瑜2,*，王立霞1，刘中良3，周丽君1，张云飞1，刘世琦1,*（1山东农业大学园艺科学与工程学院 /山东省大蒜工程技术研究中心 /山东果蔬优质高效生产协同创新中心 /作物生物学国家重点试验室 /农业部黄淮地区园艺作物生物学与种质创制重点试验室，山东泰安 271018；2潍坊工程职业学院，山东潍坊 262500；3泰安市农业科学研究院，山东泰安 271000） 摘 要： 在水培条件下，对大蒜品种金乡 3 号 、 苍山糙蒜和四川早薹不同分瓣方式（单瓣、半头和整头）种植的青蒜苗生长和品质产量进行比较，结果表明：在单瓣种植条件下， 金乡 3 号的生长量（株高、假茎粗、假茎长及单株鲜质量） 、综合品质及青蒜苗产量显著高于其他两个品种。 金乡 3 号单瓣种植的蒜苗生长量（株高、假茎粗、假茎长及单株鲜质量） 、色素含量、光合参数、根系活力、综合品质及产量显著高于其他两个处理。因此，水培青蒜苗较好的品种为金乡 3 号 ，且较好的种植方式为单瓣种植。 关键词： 青蒜苗；品种；分瓣方式；品质；产量 中图分类号： S 633.4 文献标志码： A 文章编号： 0513-353X（ 2018） 05-0959-08 Effects of Different Varieties and Planting Patterns on the Growth and Quality， Yield of Aquicultural Garlic Seedlings LIU Jing1,*， QIN Yu2,*， WANG Lixia1， LIU Zhongliang3， ZHOU Lijun1， ZHANG Yunfei1， and LIU Shiqi1,*（1College of Horticulture Science and Engineering， Shandong Agricultural University/Shandong Garlic Engineering Research Center/Shandong Collaborative Innovation Center for High Quality and High Efficiency Production of Fruits and Vegetables/State Key Laboratory of Crop Biology/Ministry of Agriculture Key Laboratory of Biology and Genetic Improvement of Horticultural Crops in Huanghuai Region， Taian， Shandong 271018， China；2Weifang Engineer Vocational College， Weifang， Shandong 262500， China；3Taian City Agricultural Science Research Institute， Taian， Shandong 271000， China） Abstract： The research was to study the growth， quality and yield of garlic seedlings with different varieties and planting patterns under hydroponic conditions. The garlic varieties were Jinxiang 3 ， Cangshan Caosuan and Sichuan Zaotai . The planting patterns of garlic were single cropping， half head planting and whole head planting. The results showed that： in the single planting conditions， the Jinxiang 3 seedling increments， the comprehensive quality and yield were significantly higher than Liu Jing， Qin Yu， Wang Lixia， Liu Zhongliang， Zhou Lijun， Zhang Yunfei， Liu Shiqi. Effects of different varieties and different planting patterns on the growth and quality and yield of aquicultural garlic seedlings. 960 Acta Horticulturae Sinica， 2018， 45 (5)： 959 966. other varieties. For the Jinxiang 3 garlic with single planting， the garlic seedling increment， pigment content and photosynthetic parameter（ Pn， E， Gs） of leaf， the root activity， the comprehensive quality and aquicultural garlic seedlings yield were significantly higher than other treatments. Therefore， a better variety of hydroponics is Jinxiang 3 ， and the reasonable planting type is single planting. Keywords： garlic seedling； variety； planting pattern； quality； yield 不同品种与不同种植方式一定程度上决定了作物的产量和品质。陈勇等（ 2005）在探讨 6 种不同温度下培育的 4 个萝卜新品种芽苗菜产量的试验中发现， 16 栽培条件下的雪玉大根萝卜品种的经济产量极显著高于其它所有处理组合；刘磊等（ 2012）研究指出， 6 种莴苣在相同条件下以相同方法水培 65 d， 罗马莴苣单株鲜质量最大，且单株质量显著优于其他品种。 前人研究证明，种植方式和种植密度影响作物群体的受光面积，进而影响其光能利用率及生长发育（李涛和姜闯道， 2017） 。徐文栋（ 2015）认为，莴苣 15 cm 20 cm 株行距的密度下最有利于光合作用，其单株产量、群体产量及营养品质较好。李树庭（ 2016）证实，随密度增加，番茄株高、茎粗、叶面积及叶片叶绿素含量（ SPAD）等降低，在 8 株 m-2的密度下番茄植株达最大产量。 目前水培大蒜生产上存在品种单一、产量不高等问题，筛选适宜当地水培蒜苗的优良品种，对水培蒜苗规模化生产有重要意义。本试验中探讨了温室水培条件下，不同大蒜品种及不同分瓣种植方式的青蒜苗产量和商品性状的差异， 以期筛选出较适宜的品种和分瓣方式，在高效高产的前提下，降低生产成本，为生产实践提供参考。 1 材料与方法 1.1 试验材料与试验设计 试验于 2016 年 11 月至 2017 年 1 月在山东农业大学科技创新园进行。以苍山糙蒜 、 金乡 3号和四川早薹大蒜为试材。试验设定 3 个种蒜类型：单瓣种植（为 1 瓣蒜） 、半头种植（平均为 5 瓣蒜）和整头种植（平均为 10 瓣蒜） 。种植密度统一为 125 瓣 m -2，营养液配方统一选用标准 Hoagland。每个试验处理 200 株。 2016 年 11 月 10 日在覆盖聚乙烯无滴膜拱棚的水培架上种植，拱棚温度控制在 0 25 ，并采用自然光周期。于培养 60 d 后各处理随机取 10 株，测定形态指标（株高、假茎粗、假茎长及单株鲜质量）及青蒜苗产量。于培养 20、 40 及 60 d 后测定蒜苗根系活力及营养品质（大蒜素、维生素C、可溶性蛋白及可溶性糖含量） 。于培养 60 d 每处理随机取 5 株（即 5 次重复） ，测定大蒜叶片的光合参数（净光合速率、蒸腾速率、气孔导度及胞间 CO2浓度）及色素含量。 1.2 测定项目与方法 用卷尺测量株高（鳞茎盘至叶片最顶端的长度） 、假茎长（鳞茎盘到其叶片和叶鞘分界最为明显的部分） ，用游标卡尺测量假茎粗（假茎底端的最粗处直径） ，用 MP200B 电子天平称量蒜苗的鲜质量，根据各项指标测得的试验数据计算出各处理与各项指标之间的相关系数。色素、大蒜素、可溶性糖、可溶性蛋白、维生素 C 含量及根系活力的测定分别采用丙酮比色法、苯腙法、蒽酮比色法、考马斯亮蓝法、 2,6二氯靛酚比色法及氯化三苯基四氮唑法（李合生 等， 2000；赵世杰 等， 2002） 。采用模糊数学隶属函数法综合评价供试蒜苗的综合品质。 即采用公式 X（） =（ X Xmin） /（ Xmax Xmin）刘 静，秦 瑜，王立霞，刘中良，周丽君，张云飞，刘世琦 . 大蒜不同品种及不同分瓣方式水培青蒜苗生长和品质产量的比较 . 园艺学报， 2018， 45 (5)： 959 966. 961 计算各品种及各种蒜类型每个营养指标的隶属函数值， 再求各品种及各蒜种类型的平均隶属函数值。光合参数采用 CIRAS-3 光合仪于 8： 30 10： 00 测定，测定光强 1 100 1 200 mol m-2 s-1，气温17 18 ，叶温 18 19 ， CO2浓度 425 mol mol-1，测定部位为自下至上第 4 个叶片中部，每处理随机测 5 株，即重复 5 次。 通过统计分析软件 SPSS（ Version 18.0）对数据进行方差分析，并检验差异显著性（ P 0.05） 。 2 结果与分析 2.1 大蒜不同品种水培蒜苗生长指标和品质产量比较 2.1.1 生长指标 由表 1 可知，蒜苗鲜质量、株高、假茎粗及假茎长均以金乡 3 号最高，与苍山糙蒜及四川早薹相比，蒜苗鲜质量分别增加 7.9%和 25.4%，株高分别增加 12.4%和 16.7%，假茎粗分别增加 9.3%和 25.1%，假茎长分别增加 28.1%和 17.5%。 表 1 不同品种蒜苗的生长指标 Table 1 The growth index of different varieties of garlic seedlings 品种 Variety 单株鲜质量 /g Fresh weight of single plant 株高 /cm Plant height 假茎粗 /mm Pseudo stem diameter 假茎长 /cm Pseudo stem length 苍山糙蒜 Cangshan Caosuan 17.23 0.39 b 23.68 0.49 b 10.37 0.49 b 4.45 0.43 c 金乡 3 号 Jinxiang 3 18.59 0.42 a 26.62 0.40 a 11.33 0.41 a 5.70 0.20 a 四川早薹 Sichuan Zaotai 14.83 0.42 c 22.82 0.42 c 9.06 0.52 c 4.85 0.21 b 注：每列数据后不同小写字母表示差异显著（ P 0.05） 。 Note： Different small letters in the column mean significant difference at the 5% level. 2.1.2 蒜苗营养品质 由表 2 可知，除培养 20 d 水培青蒜苗叶片的可溶性糖和培养 40 d 的可溶性蛋白含量苍山糙蒜略高以外，水培青蒜苗叶片的可溶性糖、维生素 C 和大蒜素含量均以金乡 3 号最高。 表 2 不同品种蒜苗品质指标和产量 Table 2 Quality index and yield of different varieties of garlic seedlings 天数 Days 品种 Variety 可溶性蛋白 / （ mg g-1） Soluble protein 可溶性糖 /% Soluble sugar 维生素 C/ （ mg g-1） Vitamin C 大蒜素 / （ mg g-1） Allicin 平均隶属函数值Mean membershipindex value 20 苍山糙蒜 Cangshan Caosuan 6.68 a 2.49 a 1.22 b 1.24 b 0.65 金乡 3 号 Jinxiang 3 6.65 ab 2.32 b 1.29 a 1.36 a 0.84 四川早薹 Sichuan Zaotai 6.01 b 2.21 c 1.11 c 1.31 b 0.15 40 苍山糙蒜 Cangshan Caosuan 8.02 a 2.52 c 1.31 b 1.32 b 0.25 金乡 3 号 Jinxiang 3 8.03 a 2.89 a 1.49 a 1.57 a 1.00 四川早薹 Sichuan Zaotai 7.10 b 2.70 b 1.32 b 1.35 b 0.17 60 苍山糙蒜 Cangshan Caosuan 9.99 a 2.52 c 1.78 c 1.13 b 0.50 金乡 3 号 Jinxiang 3 8.55 b 2.89 a 1.92 a 1.28 a 0.78 四川早薹 Sichuan Zaotai 7.92 c 2.70 b 1.85 b 1.19 b 0.23 注：每列同一天数数据后不同小写字母表示差异显著（ P 0.05） 。 Note： Different small letters in the column of date for the same number of day mean significant difference at the 5% level. Liu Jing， Qin Yu， Wang Lixia， Liu Zhongliang， Zhou Lijun， Zhang Yunfei， Liu Shiqi. Effects of different varieties and different planting patterns on the growth and quality and yield of aquicultural garlic seedlings. 962 Acta Horticulturae Sinica， 2018， 45 (5)： 959 966. 平均隶属函数值的大小可综合表达品种间水培青蒜苗营养品质的相对优劣。由表 2 可见，在蒜苗的整个水培过程中， 金乡 3 号青蒜苗平均隶属函数值最大，即综合营养品质最好，其次是苍山糙蒜 ， 四川早薹最低。 2.1.3 蒜苗产量 单位质量种蒜的蒜苗产量（图 1）以金乡 3 号最大，分别比四川早薹和苍山糙蒜增加 36.9%和 19.0%； 苍山糙蒜比四川早薹产量增加 15.9%。蒜苗单位面积产量也以金乡3 号最高，为 2.32 kg m-2， 苍山糙蒜居中， 四川早薹较低。 图 1 不同品种蒜苗产量比较 不同小写字母表示差异显著（ P 0.05） 。 Fig. 1 Yield comparison of different varieties of garlic seedlings Different small letters in the column mean significant difference at the 5% level. 2.2 不同分瓣方式水培蒜苗生长和品质产量比较 2.2.1 生长指标 由表 3 可见，蒜苗鲜质量、株高、假茎粗和假茎长均以单瓣种植的最大，分别比半头种植和整头种植增加 11.0%和 14.7%， 10.4%和 7.9%， 29.4%和 46.0%， 19.1%和 24.5%。经相关性分析得出，种蒜瓣数与蒜苗鲜质量、 假茎粗及假茎长均呈负相关关系， 相关系数分别为 0.92、 0.95 和 0.92。 表 3 不同种蒜分瓣方式水培蒜苗的生长指标 Table 3 The growth index of hydroponics garlic bolt of different planting patterns 分瓣方式 Planting pattern 单株鲜质量 /g Fresh weight of single plant 株高 /cm Plant height 假茎粗 /mm Pseudo stem diameter 假茎长 /cm False stem length 单瓣种植 Single implant 17.91 0.29 a 24.20 0.46 a 10.86 0.43 a 4.93 0.43 a 半头种植 Half head planting 16.13 0.50 b 21.92 0.36 b 8.39 0.45 b 4.14 0.21 b 整头种植 Whole head planting 15.61 0.41 b 22.43 0.32 b 7.44 0.32 c 3.96 0.42 b 注：每列数据后不同小写字母表示差异显著（ P 0.05） 。 Note： Different small letters in the column mean significant difference at the 5% level. 2.2.2 叶片色素含量 由表 4 可见，单瓣种植对青蒜苗叶片色素的合成有显著的促进作用。叶绿素 a（ Chl.a） 、叶绿素 b（ Chl.b） 、类胡萝卜素（ Car.） 、叶绿素 a + 叶绿素 bChl.（ a + b）含量均以单瓣种植蒜苗最高，分别比半头种植和整头种植增加 22.0%和 22.0%， 36.4%和 25.0%， 9.5%和 22.7%， 3.1%和 14.23%。 刘 静，秦 瑜，王立霞，刘中良，周丽君，张云飞，刘世琦 . 大蒜不同品种及不同分瓣方式水培青蒜苗生长和品质产量的比较 . 园艺学报， 2018， 45 (5)： 959 966. 963 表 4 不同种蒜分瓣方式水培蒜苗的叶片色素含量 Table 4 The leaf pigment content of hydroponic garlic sprout of different planting patterns mg g-1分瓣方式 Planting pattern Chl.a Chl.b Chl.（ a + b） Car. 单瓣种植 Single implant 0.50 0.039 a 0.15 0.0036 a 0.92 0.035 a 0.16 0.0031 a 半头种植 Half head planting 0.41 0.026 b 0.11 0.0038 c 0.84 0.035 b 0.13 0.0043 c 整头种植 Whole head planting 0.41 0.032 b 0.12 0.0040 b 0.75 0.037 c 0.14 0.0035 b 注：每列数据后不同小写字母表示差异显著（ P 0.05） 。 Note： Different small letters in the column mean significant difference at the 5% level. 2.2.3 光合特性 由表 5 可见，分瓣种植方式能影响蒜苗的光合速率。净光合速率（ Pn） 、蒸腾速率（ Tr）和气孔导度（ Gs）以单瓣种植的蒜苗最大，分别比半头种植及整头种植增加 9.7%和 16.0%， 3.3%和 9.4%，9.1%和 5.8%。胞间 CO2浓度（ Ci）以半头种植和单瓣种植的蒜苗显著高于整头种植的蒜苗。 表 5 不同种蒜分瓣方式水培蒜苗叶片的光合参数 Table 5 The photosynthetic parameter of hydroponic garlic sprout of different planting patterns mol m-2 s-1分瓣方式 Planting pattern PnTrGsCi单瓣种植 Single implant 16.04 0.46 a 4.67 0.05 a 418.07 2.92 a 321.19 4.25 a 半头种植 Half head planting 14.62 0.44 b 4.52 0.04 b 383.17 3.49 c 326.30 5.03 a 整头种植 Whole head planting 13.58 0.34 c 4.27 0.04 c 395.00 3.52 b 304.67 3.22 b 注：每列数据后不同小写字母表示差异显著（ P 0.05） 。 Note： Different small letters in the column mean significant difference at the 5% level. 2.2.4 根系活力 不同分瓣种植方式能影响根系对水肥资源和生长空间的竞争，进而影响植株的根系活力。培养20、 40 和 60 d 后，根系活力均以单瓣种植最高，分别比半头种植及整头种植增加 18.3%和 24.2%，12.3%和 6.7%， 18.9%和 9.6%； 从培养 40 d 开始， 整头种植的蒜苗根系活性又高于半头种植的 （表 6） 。 2.2.5 蒜苗品质 由表 6 可见，蒜苗可溶性糖和大蒜素含量均以单瓣种植最高，半头种植和整头种植次之。大蒜素含量随水培时间延长均呈先升再降的趋势。可溶性糖含量随水培时间的延长均呈上升趋势。同一培养天数，单瓣种植的蒜苗平均隶属函数值最大为 1。 表 6 不同种蒜分瓣方式蒜苗品质的分析结果与评价 Table 6 The analysis results and valuations of garlic seedlings quality of different planting patterns 天数 Days 分瓣方式 Planting patterns 根系活力 /（ g g-1 h-1）Root activity 可溶性糖 /% Soluble sugar 大蒜素 /（ mg g-1） Allicin 平均隶属函数值 Mean subordinate function value20 单瓣种植 Single implant 28.46 a 2.55 a 1.32 a 1.00 半头种植 Half head planting 24.06 b 2.35 b 1.19 b 0.51 整头种植 Whole head planting 22.92 c 2.21 c 1.05 b 0.00 40 单瓣种植 Single implant 43.24 a 2.81 a 1.41 a 1.00 半头种植 Half head planting 38.51 c 2.52 b 1.32 b 0.43 整头种植 Whole head planting 40.52 b 2.39 c 1.21 c 0.00 60 单瓣种植 Single implant 34.46 a 3.65 a 1.22 a 1.00 半头种植 Half head planting 28.98 c 3.02 c 1.20 b 0.45 整头种植 Whole head planting 31.44 b 3.38 b 1.02 c 0.29 注：每列同一天数数据后不同小写字母表示差异显著（ P 0.05） 。 Note： Different small letters in the column of date for the same number of day mean significant difference at the 5% level. Liu Jing， Qin Yu， Wang Lixia， Liu Zhongliang， Zhou Lijun， Zhang Yunfei， Liu Shiqi. Effects of different varieties and different planting patterns on the growth and quality and yield of aquicultural garlic seedlings. 964 Acta Horticulturae Sinica， 2018， 45 (5)： 959 966. 2.2.6 蒜苗产量 水培蒜苗产量（表 7）以单瓣种植最高，最高单位面积产量达 2.25 kg m-2，分别比半头种植及整头种植增加 10.9%和 14.9%；单位质量种蒜的蒜苗最高产量达 3.62 kg kg-1，分别比半头种植、整头种植增加 32.5%和 57.5%。经相关性分析结果表明，单位质量种蒜的蒜苗产量及单位面积产量与种植蒜瓣数呈负相关关系，相关系数分别为 0.9617 和 0.9349。 表 7 不同种蒜分瓣方式蒜苗产量 Table 7 The garlic seedling yield of different planting patterns 分瓣方式 Planting pattern 单位质量种蒜的蒜苗产量 /（ kg kg-1） Garlic seedling yield per unit mass of garlic 单位面积蒜苗产量 /（ kg m-2） Garlic seedling yield per unit area 单瓣种植 Single implant 3.62 a 2.25 a 半头种植 Half head planting 2.76 b 2.02 b 整头种植 Whole head planting 2.37 b 1.95 b 注：每列数据后不同小写字母表示差异显著（ P 0.05） 。 Note： Different small letters in the column mean significant difference at the 5% level. 3 讨论 大蒜的品种对其综合品质及产量有重要的影响 （徐彦军 等， 2011； 苟艳丽， 2013） 。 于新会 （ 2015）研究指出，不同的蒜种在同一播期下， 兰州紫皮蒜的生长量（株高、假茎长等）最大，随播期延后， 沈阳品种收获的独头蒜中大蒜素、维生素 C 及可溶性蛋白含量均高于其他品种。本研究中，在同一播期下蒜苗的单株鲜质量、株高、假茎粗、假茎长及产量均以金乡 3 号高于其他 2 个品种。 但培养 20 d 后蒜苗的可溶性糖及可溶性蛋白含量和培养 60 d 后的蒜苗可溶性蛋白含量均以苍山糙蒜高于其他品种，除此之外，在同一播期下可溶性糖、维生素 C、大蒜素及可溶性蛋白含量均以金乡 3 号高于其他品种，其隶属函数值也最大，即金乡大蒜水培的蒜苗综合营养品质最好。说明不同品种大蒜间的生长、营养指标及产量存在差异，综上比较， 金乡 3 号在 3 个大蒜品种中表现出最好的培养优势（程智慧 等， 1996；杨凤娟 等， 2004；刘同金 等， 2014） 。 光合作用为植物提供了物质及能量来源，是植物正常生长及促进其高产的基础，而叶绿素含量常被用来衡量植株叶片的光能吸收（ Lin et al.， 2009） 。在蒜苗的水培生产上，种蒜的分瓣种植方式很大程度上影响了光合速率及叶绿素合成。李涛和姜闯道（ 2017）研究指出，密植会显著降低薄荷单株的总叶面积、叶绿素含量及光合速率；也有研究表明，不考虑其他因素的前提下，植株种植密度的增加会导致叶绿素含量降低（张永丽 等， 2005；吕 丽 华 等， 2008；陈 传 永 等， 2010；刘 伟 等，2011） 。本研究表明，单瓣种植能显著提高青蒜苗叶片叶绿素 a、叶绿素 b、叶绿素（ a + b）及类胡萝卜素的含量，同时能提高净光合速率、蒸腾速率、气孔导度；半头种植及整头种植会提高单株蒜苗间的种植密度，会增加蒜苗间的遮光面积，限制单株对光能的吸收与利用，进而导致蒜苗叶片色素含量及光合速率下降（张永丽 等， 2005； Marchiori et al.， 2014； Li et al.， 2015） 。 地上部及根系生长状况直接影响了蒜苗对水分及营养物质的吸收，进而影响蒜苗的产量及品质。胡建超等（ 2015）研究指出，随辣椒种植密度的增加，其根系生长势及单株鲜质量等均呈下降趋势。不同种蒜类型会显著影响水培蒜苗的生长及产量（ Hodadadi & Nosrati， 2012） ，本研究表明，种蒜瓣数与单株鲜质量、株高、假茎粗、假茎长及青蒜苗产量呈负相关关系，单瓣种植的单位质量蒜头的蒜苗产量比半头种植及整头种植增加 32.5%和 57.5%。本研究还表明，半头种植及整头种植刘 静，秦 瑜，王立霞，刘中良，周丽君，张云飞，刘世琦 . 大蒜不同品种及不同分瓣方式水培青蒜苗生长和品质产量的比较 . 园艺学报， 2018， 45 (5)： 959 966. 965 的蒜苗地上部生长势及根系活性均比单瓣种植蒜苗弱，这可能是由于半头及整头种植蒜苗的种植密度升高，加剧蒜苗地下部根系对水肥营养及生长空间的竞争（ Hashemi et al.， 2005； Jensen et al.，2011） ，影响地上部各器官（叶片、假茎等）的生长势，也不可避免地降低了植株的生物量和产量。因此，单瓣种植作为水培蒜苗合理的种植方式，对蒜苗植株的生长及产量均有促进作用。 综上所述， 金乡 3 号大蒜的综合品质及产量较好，为水培青蒜苗较好的品种。半头及整头种植方式的蒜苗种植密度较密，对水培蒜苗综合品质的负面影响大，蒜苗间的相互遮荫面积影响了单株蒜苗对光能的截获与利用，导致其蒜苗光合速率下降，从而阻碍水培蒜苗的生长发育。单瓣种植作为水培蒜苗综合品质及产量最优的种蒜类型，为水培蒜苗的工厂化生产模式及高效高产提供参考。 References Chen Chuanyong， Hou Haipeng， Li Qiang， Zhu Ping， Zhang Zhenyong， Dong Zhiqiang， Zhao Ming. 2010. 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