不同水肥處理對生姜生理生長指標的影響

霸惠惠 王瑩 張劉東 王龍

摘要： 為研究不同生育期水肥因素對生姜生長指標、光合作用和水分生產效率的影響，以云南小黃姜為試材，對生姜不同生育期（發棵期和根莖膨大期）進行灌水處理和施肥處理設計試驗，通過測定生姜的株高、分枝數和莖粗、光合等數據，分析其響應規律。結果表明，施肥量相同時，適當的水分虧缺有利于生姜的生長;含水量相同時，高肥會使得生姜的植株較高、分枝數較多、莖粗較粗，低肥處理呈相反結果;灌溉水量對光合作用的影響大于施肥定額的影響。在發棵期，灌水上下限為田間持水量的60%～80%，施肥（N、P2O5、K2O含量均為15%的復合肥）300 kg/hm2的生姜分枝數和莖粗略高于其他處理，葉片的光合速率最高，在此條件下的產量和水分生產效率分別為2 737.37 kg/hm2和3.76 kg/m3，有利于生姜生長。

關鍵詞： 生姜;灌溉;施肥;生長指標;光合速率;水分生產效率

中圖分類號： S632.506;S632.507? 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2020）05-0132-05

中國是世界上生姜種植面積最大、產量最多的國家之一。生姜作為云南省主要經濟作物之一，種植范圍廣。近年來，國內外生姜市場競爭日益激烈，水肥不足及其利用率低等問題嚴重制約生姜生產的可持續性。生姜對土壤的水肥條件要求較高，其產量的高低受水肥管理影響較大，為提高產量，前人對生姜水肥進行了大量的研究。徐坤等研究表明在適宜水分條件下最有利于生姜的生長及光合作用的進行[1-2];滴灌減量施肥較常規灌溉施肥更利于提高生姜產量和水分利用率[3-4]，滴灌增肥可使烤煙的產量有所增加，提高肥料利用率和煙葉品質[5];生物有機肥可緩解肥料對土壤造成的危害，改善土壤結構，提高肥料利用率，既增產又提高作物的品質[6-7];李建明等研究表明水肥通過影響作物的光合作用進而對其產量與水分利用率產生影響，它們之間具有相互影響、相互制約的關系[8];周振江等研究表明不施氮肥的條件下，提高灌水量有利于增加番茄葉片光合速率，但在施肥量較高的條件下，灌水量對番茄葉片光合速率影響較小;合理的水肥管理才能提高葉片的光合速率[9]。水肥管理對作物產量和水分利用效率的影響研究較多集中在小麥、水稻等糧食作物[10-12]，而對生姜等蔬菜作物的研究較少。目前，對云南生姜的研究也是大多集中于其發展現狀及其生產模式的探索[13-14]，很少涉及水肥管理方向，因此本研究通過探討水肥條件對生姜生理生長的影響，以期為云南生姜高效水肥管理提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

試驗于2018年在云南農業大學灌溉實驗站進行，位于102.752°E，25.131°N，海拔1 935 m。試驗所選姜種為本地小黃姜，生姜在3月底催芽，4月下旬種植，11月中旬收獲。本次試驗土壤為紅壤土，pH值介于5.0～7.5之間，采用環刀法測定土壤田間持水量為31.8%，容重1.21 g/cm3。試驗前 0～10 cm土層中全氮含量為1 800 mg/kg，硝態氮含量為253.8 mg/kg，銨態氮含量為53.1 mg/kg。生姜種植株行距為20 cm×30 cm，種植方式為矩形鋼槽種植，鋼槽尺寸為50 cm×100 cm×35 cm，底座有4個輪子，方便來回推拉。試驗環境采用避雨處理。

試驗設6組水肥處理。以土壤水分為控制指標，當土壤含水量達到灌水下限則灌水至上限，不同處理生育期結束時測產。試驗肥料為尿素和復合肥，尿素作為幼苗期基肥使用，復合肥（N、P2O5、K2O含量均為15%）作為發棵期追肥（8月初）和旺盛生長期追肥（9月中旬）使用。試驗具體水肥控制指標見表1。管理方法按照常規措施進行。

1.2 測定方法

生姜齊苗后，在不同生育期，選擇晴朗天氣 09：00 左右用 CIRAS-Ⅰ 型便攜式光合測定系統測定植株枝葉的光合參數。

盆栽通過TZS-I型TDR土壤水分測定儀每天監測土壤含水量，測定土層為 0～10、10～20、20～30 cm，并定期用烘干法校核TDR土壤水分測定儀的數據。

作物水分生產效率是指農業生產水平基本一致的條件下，作物所消耗的水資源量與作物產量之間的關系，是衡量節水灌溉與農業高效發展的重要指標之一。

K=Ya/M。（1）

式中：K為水分生產效率（kg/m3）;Ya為作物實際產量（kg/hm2）;M為灌溉用水量（m3/hm2）。

2 結果與分析

2.1 水分對生姜生長指標的影響

為研究施肥定額一定的條件下不同水分處理對生姜生長指標的影響，選用控Ⅰ、控Ⅲ和控Ⅴ這3種高肥處理進行闡明。由圖1-a可見，不同水分處理下各處理的株高差異較小，控Ⅰ的株高最高，控Ⅲ和控Ⅴ的株高都較控Ⅰ有所減小，分別減小7.7%和4.4%。圖1-b顯示，控Ⅰ的分枝數最少，控Ⅲ和控Ⅴ的分枝數較控Ⅰ分別增長20%和10%。圖1-c表明，控Ⅰ的莖粗最細，控Ⅲ和控Ⅴ的莖粗較控Ⅰ分別增長20.5%和10.2%。不同水分處理對生姜株高、分枝數和莖粗具有有一定的影響，但在生姜生長前期，不同水分處理對生姜的株高、莖粗、分枝數的影響表現不明顯，而隨著生長的進行，至10月底收獲時，差異逐漸增大。

為研究施肥定額一定的條件下不同水分處理對生姜生長指標的影響，選用控Ⅱ、控Ⅳ和控Ⅵ這3種低肥處理進行闡明。圖2-a顯示，各處理的株高差異較小，控Ⅱ的株高最高，控Ⅳ和控Ⅵ的株高都較控Ⅱ有所減小，分別減小9.1%和6.8%。圖2-b顯示，控Ⅱ的分枝數最少，控Ⅳ和控Ⅵ的分枝數較控Ⅱ均增長11.1%。圖2-c表明，控Ⅱ的莖粗最細，控Ⅳ和控Ⅵ的莖粗較控Ⅱ分別增長17.1%和9.2%。生姜根莖由分枝基部膨大而成的姜球組成，莖粗和分枝數的多少與生姜的產量呈顯著正相關。生姜生長前期，各處理差異不明顯，進入旺盛生長期，各處理差異顯著。

在含水量一定的條件下，高肥與低肥都將影響生姜的分枝數和莖粗，最終影響生姜的產量和水分生產效率，低肥使得生姜植株矮小、分枝數較少、莖粗較細，高肥處理呈相反結果。因此高肥較低肥更有利于生姜生長。

不同水肥處理灌水量對光合作用的影響大于施肥定額的影響，在發棵期，灌水上下限為田間持水量的60%～80%，施肥300 kg/hm2的生姜葉片的光合速率最高，在此條件下的產量和水分生產效率分別為2 737.37 kg/hm2和3.76 kg/m3，有利于生姜生長。

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收 稿日期：2019-12-23

基金項目：國家自然科學基金（編號：51669035）。

作者簡介：霸惠惠（1995—），女，河北衡水人，碩士研究生，主要從事節水灌溉理論及技術研究。E-mail：1291879158@qq.com。

通信作者：王 瑩，副教授，主要從事節水灌溉理論及灌區水管理研究。E-mail：ying_wang_ynau@sina.com。