水肥一體化技術在生姜生產中的應用

李守華 郭紅 王彩霞

摘要：為了解決生姜生產中存在的費水、過度施肥、營養失衡、人工投入大、生姜產量低和品質不高的突出問題，本研究把水肥一體化技術和生姜生產實踐結合起來，從生姜地塊的土壤理化性狀檢測、設備選擇與設計、水源選擇、肥料選擇以及生姜各生育期的水肥投入方案等方面，闡述了水肥一體化技術在生姜生產中的應用技術要點，形成了具有普遍指導性的水肥一體化技術規范。該技術要點體現了水肥一體化的技術優勢，可為各生姜產區的生姜生產、廣大農技推廣人員農技推廣服務和農業領域科研工作者提供技術指導和參考。

關鍵詞：生姜；水肥一體化；技術要點；生產；應用；生姜產區

中圖分類號：S632.5，S365文獻標志碼：A論文編號：cjas20190600072

Fertigation Technology： Application in Ginger Production

Li Shouhua， Guo Hong， Wang Caixia

（Fangzi District Agricultural and Rural Bureau， Weifang 261200， Shandong， China）

Abstract： To solve the problems in ginger production， such as high water consumption， excessive fertilization， nutrition disorders， labor-intensive， low yield and poor quality， we combined fertigation technology and ginger production practices， took into consideration the aspects of physical and chemical properties of soil， equipment selection and design， water selection， fertilizer selection， the scheme of water and fertilizer in each growth period， expounded the key points of fertigation technology application in ginger production， and worked out a general technical specification of fertigation， which embodies the advantages of fertigation and provides references for ginger production.

Keywords： Ginger； Fertigation； Technical Points； Production； Application； Ginger Producing Area

0引言

生姜是姜科姜屬的多年生草本植物的新鮮根莖，因其有獨特的食用、藥用價值而在中國中東部、東南部至西南部，尤其是山東范圍內廣泛栽培。生姜喜溫濕、不耐寒、怕強光直射的生物學特性，要求生姜栽培中喜多肥多水。然而，多肥多水的栽培方式耗費很大的人力、物力，降低了水肥利用率，限制了生姜品質的提高，影響了農民收益。

水肥一體化技術，是把對農作物實施的灌溉與施肥2個過程，有機結合起來融為一體的一項農業新技術，是借助地形自然形成的落差或者智能壓力設備，將水溶性肥料，按照測定的土壤養分含量指標、作物種類的需肥規律和生長發育特點，依據科學施肥比例配兌成的肥液與灌溉水一起，借助于管道系統以滴管、微灌、滲灌等形式把作物所需的水肥均勻準確地輸送至作物根部區域。

惠海濱等[1]、馬富裕等[2]和王凱[3]對水肥一體化技術發展等做了研究和簡述，很少有學者對該技術在生姜栽培生產應用推廣上有所研究和論述，沒有形成能夠指導生產的技術要點。為了解決生姜生產中存在的費水、過度施肥、營養失衡、人工投入大和生姜品質、產量不高的突出問題，結合筆者多年的一體化技術在生姜生產中的技術推廣實踐，從系統設備、水源和可溶性肥料的選擇以及各生育期水肥管理技術要點等方面，提出了生姜水肥一體化種植模式，此模式大大降低了水肥投入，提高了水肥利用率，節約了人工投入，提高了產量、品質和農戶種植收益，同時也為廣大生姜產區的種植戶、農技推廣人員和科研工作者提供了很好的技術指導和參考。

1土壤理化性狀檢測

土壤理化性狀包括土壤的有機質含量、含水率、pH、氮（全氮、速效氮）含量、磷（全磷、速效磷）含量、鉀（全鉀、速效鉀）含量6項主要指標。生姜地塊的土壤理化性狀很大程度上決定肥力，影響生姜產量。土壤有機質含量越高，土壤結構越疏松，通氣性越好，持水能力越強[4]，因此生姜生產上整地之前有必要分析土壤理化性狀，盡可能了解地塊土壤情況。取樣測定土壤有機質含量、含水量、pH、氮（全氮、速效氮）含量、磷（全磷、速效磷）含量、鉀（全鉀、速效鉀）含量6項主要土壤理化指標，掌握土壤性狀底值，根據土壤理化性狀基本值和目標產量，確定各時期單次水肥用量[5-6]。

2設備選擇與設計

一體化設備是灌水施肥的硬件載體，經過幾十年的技術發展和創新，中國灌溉設備不僅在種類上非常齊全，產品質量也達到了歐美、以色列等發達國家同類產品的水平[7]。因此，灌溉設備選擇時，常常會有很多種情況。農戶在進行水肥一體化設計安裝時需要選用的灌溉設備包括水泵、過濾設備、管道、灌水器及配件等。水泵主要根據系統流量和工作壓力進行選型；過濾設備選型主要考慮水中雜質類型及過濾流量大小；管道則主要根據過流流量和工作壓力來選型；灌水器則要考慮其抗堵塞、耐久性、耐壓能力。由于水肥一體化運行過程中涉及酸、堿性肥液和藥液，灌溉設備均要考慮耐腐蝕性能，因此，灌溉設備要盡量選用塑料產品，對于金屬產品則要采取防腐蝕措施，系統中已經有腐蝕的設備或配件，則要及時更換，以免影響系統整體運行效果[8]。

2.1滴灌系統

結合生姜種植地塊的地形高低特點、耕地土壤類型、栽培方式、水源位置等基本情況，選擇管道系統的布設方式、埋設深度、長度等。一般而言，結合水源的位置以及地形坡度，將溶肥壓力設施安裝在靠近水源或者地勢較高位置，借助于坡度實現自灌，節省費用。地塊長度超過50 m宜采用中間布設主管道方式。

2.2灌水方式

可采用噴灌、微噴灌、泵加壓滴灌、重力滴灌、滲灌等方式。噴灌是借助壓力管道并通過噴頭均勻地噴灑對作物進行灌溉。微噴一般采用吊掛微噴、地插微噴，散射噴霧對作物葉片損失較小，有利于作物生長。滴灌是通過毛細輸水管道將灌溉水通過毛管上的細孔口或滴頭送到作物根部進行根部灌溉。滲灌是利用地下滲水管道借助土壤毛細管作用濕潤土壤的灌水方法。生姜生產中可以結合當地土壤情況、水源條件以及資金情況選擇合理的灌溉方式。

2.3施肥系統

田間設計安裝為定量施肥系統，包括溶肥設施的位置、溶肥設施容量、出口管徑大小、施肥管道布局、管道分配器、水泵、肥泵等。田間施肥系統的設計安裝應當結合地塊大小、地形坡度特點、水源位置等，以方便施工和實現合理澆水為原則。

3水源選擇

不同水源的礦質元素含量、水溫和酸堿度有所差異，水源的水質、水溫和酸堿性會直接影響化學肥料的溶解性和生物肥料中微生物的生物活性，還會影響土壤的物理性質和化學特性，最終影響生姜生長[9]。生姜生產應當注意避免重金屬污染水源，確保生姜品質。

4肥料選擇

肥料可分為有機肥料、化學肥料和生物肥料等。肥料的選擇要考慮肥料的形態、溶解度、酸堿性、土壤養分基本值、生姜各生育期對各營養元素的需求等。生姜水肥一體化技術要求選用溶解度高、溶解速度快、對灌溉設備腐蝕性小、與灌溉用水相互作用小的肥料[10-11]。

4.1有機肥料的選擇

有機肥是經生物物質、動植物廢棄物、植物殘體加工而來，施于土壤以提供植物營養為其主要功能的含碳物料，有機肥經過了無毒無害化加工處理過程，去除了原材料中攜帶的大量病菌等有毒有害物質，富含大量有機物質。基肥選用充分腐熟的有機肥、農家肥，用于改善土壤結構，提高土壤通透性和肥力[12-14]。

4.2可溶性化學肥料的選擇

化學肥料（簡稱化肥，也稱無機肥料）是用化學和（或）物理方法制成的含有一種或幾種農作物生長需要的營養元素的肥料。它們具有成分單純、養分含量高、肥效快、肥勁猛、不含有機質等特點。選擇可溶性化學肥料，不僅要滿足生姜生長所需的各種營養元素，還要考慮化學肥料的酸堿性，以免對土壤造成破壞[15]。

4.3生物肥料的選擇

生物有機肥可以顯著促進生姜植株的生長，使莖稈粗壯，分枝數增多，莖葉生長量提高，產量增加[16]。生物肥以有機質為基礎，然后配以菌劑和無機肥混合而成，生物肥料的選擇要結合土壤特性和生姜對生物肥料需求的特性，還要考慮微生物本身的環境適應要求，比如溫度、酸堿性、水活度[17-18]。

5水肥一體化技術方案

王馨笙、張西平等研究表明，生姜全生育期對N、P2O5、K2O的吸收比例約為2.5：1.0：3.8。生姜需肥特點：生姜全生育期吸收養分的數量以鉀最多[19]，氮、鎂次之，鈣、磷依次減少[20-21]。幼苗對氮、磷、鉀的吸收量約占總生育期吸收量的7%，旺盛生長期約占總吸收量的93%[22]。

5.1定植前（基肥）

冬前整地時施入生物有機肥3000 kg/hm2，可以有效提高土壤有機質和微生物量，有助于改善生姜生長發育所需要的土壤環境，促進生姜新根萌發和根系對營養物質的吸收，提高生姜抗寒、抗旱等抗逆能力[23]。

春季播種前基施生姜專用肥（N-P-K=15-15-15） 600 kg/hm2，有效提供生姜生長發育所需的大量營養。基施硅鈣鉀鎂微肥900 kg/hm2，改良土壤環境，調節土壤pH，提供生姜生長所需硅、鈣、鎂、硼、鋅、鐵等微量元素，提高生姜的抗病性，為生姜的健康生長提供營養[24-25]。

5.2播種

播種時溝施充分腐熟大豆餅肥750 kg/hm2，有機肥1200 kg/hm2，高氮高鉀肥料450 kg/hm2，微量元素肥料300 kg/hm2。結合當時土壤墑情，播種前滴灌1次，用水120～150 m3/hm2。播種后安裝水肥一體化溶肥設施及鋪設管道設備，播種后出苗達70%左右時，視土壤墑情滴灌1次，水肥一體化追施可溶性氮磷鉀復合型肥料75 kg/hm2，用水120～150 m3/hm2。

5.3苗期

苗期水肥一體化管理可以分2個階段實施：第一階段滴灌2次，每次用水150～180 m3/hm2，每次高鉀水溶肥（N-P-K=12-10-36）75 kg/hm2，配合963生根劑75 kg/hm2以及高氮高鉀肥60 kg/hm2；第二階段水肥滴灌3次，每次用水150～180 m3/hm2，每次水溶肥（N-P-K=28-10-12） 75 kg/hm2，微生物菌肥75～150 L/hm2，腐殖酸液體肥75 L/hm2，963生根劑45 kg/hm2。苗期配合生物能葉面肥750 mL/hm2，600～1000倍噴施2次。

5.4發棵期

6月底，生姜分叉3～4個左右時，第1次培土；半月后，第2次培土。本階段水肥滴灌3次，每次用水180～ 225 m3/hm2，每次中量元素液態肥75～225 L/hm2，高鉀水溶肥（N-P-K=12-10-36）75 kg/hm2，腐殖酸液體肥75～ 150L/hm2。同時，本階段用磷酸二氫鉀葉面肥1.5kg/hm2，600～1000倍葉面噴施2次。

5.5膨果期

8月初，生姜分叉6～7個左右時，第3次培土。本階段水肥滴灌6次，每次用水150～180 m3/hm2，每次施用中量元素水溶肥75～150 L/hm2，高鉀水溶肥（N-P-K= 12-10-36）75 kg/hm2。同時，本階段施用磷酸二氫鉀葉面肥2.25 kg/hm2，600～1000倍葉面噴施2次。

5.6收獲期

10月初生姜收獲前10～15天，用高鉀水溶肥（N-PK=12-10-36）60 kg/hm2，滴灌1次，用水約150 m3/hm2。10月中旬開始收獲。

6結論與討論

生姜水肥一體化技術模式創新性地將水肥同步技術應用到生姜生產中，該技術模式與傳統的水肥管理模式相比，以其節肥、節水、省工、營養均衡等優點，解決了生姜生產中普遍存在的費水、費工、費時、低效等問題。該技術模式已被中國各生姜產區的廣大姜農認可和接受，推廣面積也越來越大，并取得了明顯的經濟、社會和生態效益，實現了生姜生產的綠色可持續發展。

該技術模式中的水肥用量標準為普遍條件下的用量標準，對各生姜產區有普遍指導性，受限于地塊養分含量差異、種植習慣、目標產量等因素。因此，該模式的水肥用量標準在具體實施中應當結合生產實踐，把當地土壤條件、水源條件、實時土壤墑情、實時降雨量、目標產量以及設備性能等因素綜合考慮進去，才能發揮其技術優勢，實現其經濟、社會和生態效益。

參考文獻

[1]惠海濱，盛萍萍.水肥一體化技術的應用現狀與發展前景[J].農業開發與裝備，2019（3）：136-137.

[2]馬富裕，劉揚，崔靜，等.水肥一體化研究進展[J]疆農業科學，2019（1）：183-192.

[3]王凱.我國水肥一體化技術研究進展[J].作物研究，2018（6）：260-264.

[4]馬成澤.有機質含量對土壤幾項物理性質的影響[J].土壤通報， 1994，25（2）：65-67.

[5]吳爭光，張麗，胡婷婷，等.水肥一體化技術應用要求分析[J].灌溉排水學報，2001（2）：1-4.

[6]陳超，鈕力亞，陳健，等.農業水肥一體化技術研究進展[J].現代園藝，2018（17）：88-90.

[7]肖振華，萬洪富.灌溉水質對土壤水力性質和物理性質的影響[J].土壤學報，1998，35（3）：359-366.

[8]吳松，李國輝.水肥一體化灌溉系統中的施肥設備[J].農業技術與裝備，2018（10）：78-80，83.

[9]王婷慧.灌溉水質對土壤物理性質的影響[J].化工設計通訊，2016，（11）：103，114.

[10]王丹.水肥一體化對肥料的要求解析[J].農業與技術，2019（3）：40-41.

[11]宛彩云.肥料的種類特點及合理施肥[J].應用技術，2009（3）：69-71.

[12]寧川川，王建武，蔡昆爭.有機肥對土壤肥力和土壤環境質量的影響研究進展[J].生態環境學報，2016（1）：175-181.

[13]侯會靜，韓正砥，楊雅琴，等.生物有機肥的應用及其農田環境效應研究進展[J].農學通報，2019（14）：82-88.

[14]宇萬太，姜子紹，馬強，等.施用有機肥對土壤肥力的影響[J].植物營養與肥料學報，2009，15（5）：1057-1064.

[15]王丹.水肥一體化對肥料的要求解析[J].農業與技術，2019（5）：40-41.

[16]孔祥波，徐坤，尚慶文，等.生物有機肥對生姜生長及產量、品質的影響[J].中國土壤與肥料，2007（4）：64-67.

[17]范丙全.我國生物肥料研究與應用進展[J].植物營養與肥料學報， 2017（6）：1602-1613.

[18]高寶巖，隋華，呂偉，等.生物肥料的作用特性及應用前景淺析生物肥料的作用特性及應用前景淺析[J]，天津農林科技，2000（1）：27-28.

[19]鄭福麗，江麗華，譚德水，等.生姜的營養特性及鉀對生姜產量和土壤肥力的影響[J].中國蔬菜，2011（6）：68-72.

[20]王馨笙，徐坤，楊天慧.生姜對氮、磷、鉀吸收分配規律研究[J].植物營養與肥料學報，2010（6）：1515-1520.

[21]張西平，閆學梅，王勝亭，等.生姜高產氮磷鉀配施選擇與分析[J].磷肥與復肥，2015（10）：51-52.

[22]蔣澤.生姜施肥的要點[J].農家之友，2017（1）：62.

[23]孔祥波，徐坤，尚慶文，等.生物有機肥對生姜生長及產量品質的影響[J].中國土壤與肥料，2007（4）：64-67.

[24]程虎虎，馬桂秀.鋅、硼、鐵微量元素肥料在安丘市生姜上的應用效果探析[J].中國農業信息，2017（21）：68-71.

[25]劉慧，張忠華，張金生，等.硅鈣鎂硫肥料在生姜上的應用效果研究[J].現代農業科技，2012（3）：126.