不同管理模式對生姜產量和養(yǎng)分效率的影響

鄭福麗+張柏松+高燕+等

摘要：為了建立適合山東省魯中地區(qū)生姜高產高效栽培的技術體系，通過大田試驗，研究了不同管理模式、生姜產量、養(yǎng)分效率及土壤硝酸鹽含量的影響。4個管理模式分別為農民習慣模式、高產高效模式、再高產模式、再高產高效模式，其中農民習慣模式按當地農民常規(guī)種植進行，高產高效、再高產、再高產高效模式分別為設置一定增產增效目標下各種管理措施的優(yōu)化組合，結果為：與農民習慣模式相比，高產高效、再高產、再高產高效3種模式均顯著提高了生姜的產量和氮肥的養(yǎng)分效率，其中產量分別提高11.85%、25.75%、23.33%，氮肥養(yǎng)分效率分別提高47.94%、1033%、32.87%；再高產模式下產量最高，高產高效模式下氮肥養(yǎng)分效率最高。

關鍵詞：管理模式；生姜；產量；養(yǎng)分效率

中圖分類號：S632.504文獻標志碼：A文章編號：1002-1302（2014）06-0192-03

收稿日期：2013-09-17

基金項目：公益性行業(yè)（農業(yè)）科研專項（編號：200903018）。

作者簡介：鄭福麗（1979—），女，山東安丘人，碩士，助理研究員，主要從事施肥與土壤環(huán)境等研究。E-mail：miss_xin@126.com。

通信作者：江麗華，研究員，主要從事植物營養(yǎng)與施肥等研究。Tel：（0531）83179096；E-mail：jiangli8227@sina.com。生姜為姜科宿根植物，地下根莖含有辛香濃郁的揮發(fā)油和姜辣素，具有健胃、祛寒、解毒等功能，是人們日常生活中所需的重要調味品之一[1-2]，廣泛種植于熱帶和亞熱帶地區(qū)[3]。我國是世界生姜的主產區(qū)，常年栽培面積達63萬hm2，是世界上栽培面積最大、產量最多的國家之一[4]。生姜也是我國名特蔬菜品種之一[5]。到2010年，山東省生姜面積達到667萬hm2，主要布局在萊蕪市的萊城區(qū)，泰安市的岱岳區(qū)、肥城區(qū)、寧陽區(qū)，棗莊市的滕州市，淄博市的淄川區(qū)、博山區(qū)、沂源區(qū)，濰坊市的安丘市、諸城市等地[6]。然而，生姜施肥方面還存在不少問題。據調查，盲目、過量施肥等不合理施肥現象較為普遍，生姜病蟲害嚴重，產量低而不穩(wěn)，根莖品質差，種姜經濟效益低下，嚴重制約了我國生姜產業(yè)的發(fā)展[1，7]。生姜是需氮量較大的作物[1]，僅靠土壤提供的氮素遠不能滿足生姜生長發(fā)育對氮的需要。合理施用氮肥直接影響到生姜的產量、品質、經濟效益以及環(huán)境等。氮肥對生姜產量和品質影響的研究已有報道[8-12]，有的涉及生姜營養(yǎng)特性和養(yǎng)分吸收規(guī)律等方面[13]。研究表明，施用適量氮肥能有效提高生姜產量，改善根莖品質，這些研究結果對推動生姜科學施肥發(fā)揮了重要作用。前人的研究多集中于單因素管理對生姜產量和氮肥肥效的影響，而有關不同管理模式對生姜產量、養(yǎng)分效率及土壤硝酸鹽的研究卻很少。因此，筆者在當地農民習慣種植模式的基礎上，通過大田試驗設置了4種管理模式來研究不同管理模式對生姜產量、養(yǎng)分效率及土壤硝酸鹽含量的影響，以期為當地生姜高產及資源高效利用提供理論依據。

1材料與方法

1.1試驗地概況

試驗于2010年4—10月在山東省安丘市夏坡村進行。供試品種為當地品種安丘大姜。土壤為棕壤性潮土，播前 0～30 cm 土層內土壤含全氮0.937 g/kg、速效磷52.83 mg/kg、速效鉀130.81 mg/kg、有機質14.1 g/kg。

1.2試驗設計

試驗共設4個模式，分別為農民習慣模式、高產高效模式、再高產模式、再高產高效模式，其中農民習慣模式按當地農民常規(guī)種植進行，高產高效、再高產、再高產高效模式分別為設置一定增產增效目標下各種管理措施的優(yōu)化組合，要求高產高效模式比農民習慣模式增產10%～15%，再高產模式和再高產高效模式比農民習慣模式增產30%～40%，高產高效模式比農民習慣模式氮肥增效10%～15%，再高產高效模式比再高產模式氮肥增效15%～20%。每個模式重復3次，小區(qū)面積28 m2。4個模式的具體方案見表1。

有機肥為發(fā)酵雞糞（含有機質33.19%、N 1.84%、P2O5 5.87%、K2O 1.98%），再高產高效模式底施4 500 kg/hm2，結合第1次培土追施1 500 kg/hm2，其他3個模式全部底施。磷肥為過磷酸鈣全部底施，硫酸鎂 150 kg/hm2、硼砂 15 kg/hm2、硫酸鋅30 kg/hm2全部底施，鉀肥為硫酸鉀，基追比 4 ∶2 ∶3 ∶1，同高產高效模式氮肥一起追施。

1.3測定項目及方法

1.3.1土壤樣品分析全氮含量采用凱氏定氮法測定；速效磷含量采用0.5 mol/L NaHCO3浸提鉬銻抗比色法；速效鉀含量采用NH4Ac浸提火焰光度計法測定，有機質采用重鉻酸鉀硫酸氧化法測定[14]。FIA5000流動注射分析儀測定。

1.3.2植株樣品分析收獲后按小區(qū)測產，每小區(qū)取10株植株樣品考察其分枝數，植株樣品用濃硫酸-H2O2消煮后測定[14]。

2結果與分析

2.1不同管理模式對生姜產量及構成因素的影響

從表2可以看出，再高產模式產量最高，為 69 977 kg/hm2；其次是再高產高效模式，產量為 68 634 kg/hm2，與農民習慣相比，高產高效、再高產、再高產表1試驗設計方案

模式增產目標

（%）增效目標

（%）肥料投入量N-P2O5-K2O

（kg/hm2）有機肥

（kg/hm2）氮肥基追比農民習慣750-750-7504 5004 ∶2 ∶4高產高效10～1510～15600-90-7504 5002 ∶2 ∶4 ∶2再高產20～40900-135-1 1254 5002 ∶2 ∶4 ∶2再高產高效20～4015～20750-112.5-937.56 0002 ∶2 ∶3 ∶2 ∶1模式施肥時期中微量元素灌溉endprint

[h/（次·hm2）]培土次數和時期種植密度

（萬株/hm2）農民習慣4月中旬，6月初，8月初不施用45.001次，8月初7.5高產高效

4月中旬，6月初，8月初，9月初不施用

36.75

2次，8月初、9月初

7.5

再高產

4月中旬，6月初，8月初，9月初增施硫酸鎂、硼砂、硫酸鋅45.00

2次，8月初、9月初

7.5

再高產高效

4月中旬，6月初，8月初，9月初，9月底增施硫酸鎂、硼砂、硫酸鋅36.75

3次，8月初、9月初、

9月底6.75

高效3種高產模式分別增產11.85%、25.75%、23.33%，3個處理與農民習慣之間差異均達極顯著水平；高產高效模式實現了產量提高 10%～15% 的目標，再高產模式和再高產高效模式也實現了產量提高20%～40%的目標。從產量構成因素看，單株姜分枝數最多的為高產高效處理，單墩姜最重的為再高產模式，為933.13 g，再高產高效模式單墩姜重量僅次于再高產模式，為915.13 g，兩處理間差異并不顯著。可見，優(yōu)化管理措施可以顯著提高單株分枝數和單墩姜重量，實現增產的目的。

表2不同管理模式對生姜產量及構成因素的影響

模式單株分枝數

（個）單墩姜質量

（g）產量

（kg/hm2）增產率

（%）農民習慣10.13c741.88c55 649cC高產高效15.75a829.88b62 241bB11.85再高產15.13a933.13a69 977aA25.75再高產高效13.63b915.13a68 634aA23.33注：同列數據后不同小寫字母表示差異顯著（P<0.05），不同大寫字母表示差異極顯著（P<0.01）。

2.2不同管理模式氮肥效率和經濟效益評價

從表3可以看出，不同管理模式下氮肥偏生產力和養(yǎng)分表觀回收率差別很大，高產高效模式下氮肥偏生產力、養(yǎng)分回收率最高，分別為103.74 kg/kg、54.28%，其次是再高產高效模式，然后是高產高效模式，農民習慣模式的氮肥偏生產力、養(yǎng)分回收率均最低，僅為74.20 kg/kg、36.69%。與農民習慣模式相比，高產高效模式養(yǎng)分效率提高了47.94%，實現了氮肥增效10%～15%的目標；與再高產模式相比，再高產高效模式養(yǎng)分效率提高了20.43%，也實現了氮肥增效15%～20%的目標，3個高產模式都實現了增產增收的目的。以當年的市場價計算，高產高效、再高產、再高產高效3個模式分別比農民習慣模式增收52 736、114 624、103 883元/hm2。由此可見，通過優(yōu)化管理措施可以實現增產增收增效的目標。

2.3不同管理模式下的氮素表觀平衡

由表4可以看出，氮素損失量、損失率均是再高產模式最多，分別為629.59 kg/hm2、50.91%；其次是農民習慣模式，然后是再高產高效模式，氮素損失量、損失率最低的為高產高效模式，分別為 389.94 kg/hm2、43.10%，這與其化學氮肥投入量基本成正比；再高產模式的氮肥投入量最高，高產高效模式的氮肥投入量最低，這說明增加氮肥投入量也增加了氮素損失的風險，通過優(yōu)化管理措施可以在一定程度上降低氮素損失，提高氮素效率。表3不同管理模式氮肥效率和經濟效益評價

模式產量

（kg/hm2）增產

（kg/hm2）增收

（元/hm2）氮肥偏生產力

（kg/kg）總養(yǎng)分表觀回收率

（%）養(yǎng)分提高效率

（%）農民習慣55 64974.2036.69高產高效62 2416 59252 736103.7454.2847.94再高產69 97714 328114 62477.7540.4810.33再高產高效68 63412 985103 88091.5148.7532.87注：生姜價格按2010年價格8元/kg計算；總養(yǎng)分表觀回收率=作物吸收總養(yǎng)分量/肥料投入養(yǎng)分量×100%，根據總養(yǎng)分表觀回收率計算養(yǎng)分效率的提高。

2.4不同管理模式對土壤硝態(tài)氮含量的影響

圖1為不同生長期和收獲后0～90 cm土層土壤硝態(tài)氮含量的分布。不同管理模式下土壤硝態(tài)氮含量呈現同樣的趨勢，收獲時土壤硝態(tài)氮累積最多，隨土層深度增加硝態(tài)氮含量降低；隨生長期的推進，土壤硝態(tài)氮含量逐步增多，但是在旺長前期由于當季雨水較多，可能導致土壤硝態(tài)氮含量降低。從圖1可以看出，土壤硝態(tài)氮含量的趨勢雖然一致，但是不同的管理模式硝態(tài)氮含量差別很大。農民習慣模式的土壤硝態(tài)表4不同管理模式下的氮素表觀平衡

模式化肥氮量

（kg/hm2）種植前

土壤氮量

（kg/hm2）灌水帶

入氮量

（kg/hm2）有機肥

礦化量

（kg/hm2）姜帶走氮量

（kg/hm2）莖葉帶

走氮量

（kg/hm2）0～90 cm

土壤殘留

（kg/hm2）氮損失量

（kg/hm2）氮損失率

（%）農民習慣750146.98168.1121.6477.58197.57288.93522.6548.09高產高效600146.98136.1721.6488.98236.69189.18389.9443.10再高產900146.98168.1121.6499.96264.36242.82629.5950.91再高產高效750146.98136.1728.85101.00264.61209.17487.2245.88endprint

氮含量最高；由于再高產模式施氮量最大，所以其硝態(tài)氮含量也比較高；高產高效模式和再高產高效模式土壤硝態(tài)氮含量都比較低。說明通過優(yōu)化管理措施可以降低土壤中硝態(tài)氮的含量，減少地下水硝酸鹽污染的風險。

3結論與討論

本試驗結果表明，在不同管理模式下生姜產量差異顯著，其中優(yōu)化管理措施的高產高效、再高產、再高產高效3種高產模式分別增產11.85%、25.75%、23.33%，而且高產高效模式在降低氮肥用量的基礎上還提高了生姜產量，達到了預期的增產目標；再高產高效模式在不降低氮肥用量的條件下，通過優(yōu)化管理措施也達到了增產20%～40%的目標，而且高產高效模式和再高產高效模式土壤的硝態(tài)氮含量明顯低于農民習慣模式，這說明通過調整基追肥比例、優(yōu)化水肥技術、增施中微量元素和適當降低種植密度提高單產等措施，不僅可以提高生姜的產量，還可以降低土壤硝態(tài)氮的積累，降低土壤硝酸鹽淋失的風險。

在氮肥養(yǎng)分效率方面，高產高效模式和再高產高效模式也都達到了預期的目標。與農民習慣模式相比較，高產高效模式的氮素損失率降低了，養(yǎng)分效率提高了47.94%；與再高產模式相比，再高產高效模式的氮素損失率也降低了，養(yǎng)分效率提高了20.43%，都達到了預期的增效目標，說明通過優(yōu)化管理措施，如調整基追比例、調整灌水方式、精化耕作方式等，可以實現高產與高效的統(tǒng)一。

參考文獻：

[1]胡繁榮.蔬菜栽培學[M]. 上海：上海交通大學出版社，2003：157-175.

[2]吳曉慧，顧龔平，張衛(wèi)明，等. 姜綜合利用及深加工技術研究進展[J]. 中國野生植物資源，2003，22（3）：5-9.

[3]張宏志，管正學，王建立，等. 貴州生姜資源的應用研究[J]. 資源科學，2001，23（5）：90-94.

[4]農業(yè)部. 2006 年全國各地蔬菜播種面積和產量[J]. 中國蔬菜，2008（1）：65-66.

[5]葛曉光. 蔬菜學概論：北方本[M]. 北京：中國農業(yè)出版社，1994：78-99.

[6]趙德婉. 生姜優(yōu)質豐產栽培原理與技術[M]. 北京：中國農業(yè)出版社，2002：10-30.

[7]艾希珍，趙德婉，曲靜然，等. 施肥水平對生姜生長及產量的影響[J]. 中國蔬菜，1997（1）：20-23.

[8]徐坤，徐峰. 氮肥對生姜生長及產量的影響[J]. 中國蔬菜，1999（6）：12-13.

[9]Lee M T，Asher C J. Nitrogen nutrition of ginger（Zingiber officinale）：effects of sources，rates and times of nitrogen application[J]. Plant and Soil，1981，62（1）：23-34.

[10]Mathai C K. The pattern of rhizome yield and their accumulation of commercially important chemical constituents in turmeric （Curcuma species），during growth and development[J]. Qualitas Plantarum，1978，28（3）：219-225.

[11]Behura S. Effect of nitrogen and potassium on growth parameters and rhizomatic characters of mango-ginger （Curcuma amada）[J]. Indian Journal of Agronomy，2001，46（4）：747-751.

[12]徐坤，鄭國生，王秀峰. 施氮量對生姜群體光合特性及產量和品質的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學報，2001，7（2）：189-193.

[13]艾希珍，曲靜然，崔志峰，等. 施肥水平對生姜光合特性及NPK吸收的影響[J]. 中國蔬菜，1997（5）：9-11.

[14]魯如坤. 土壤農業(yè)化學分析方法[M]. 北京：中國農業(yè)科技出版社，2000：302-315.張朝陽，趙建峰，羅德旭，等. 南瓜種間雜交及其雜交種枯萎病抗性研究[J]. 江蘇農業(yè)科學，2014，42（6）：195-196.endprint