吊噴與滴灌水肥一體化對早春嫩姜促成生長及產量的影響

任清盛 杜 巖 李貴篤 張 強 張福明 李承永 徐俊英

（濟南市第二農業科學研究院 山東濟南271100）

生姜既是人們日常生活中重要的調味品，又是傳統的中藥材，是集營養、調味、保健于一體的特色創匯蔬菜，在我國區域經濟中占有重要地位[1-3]，各地已經形成了各具特色的栽培技術。早春嫩姜促成栽培由于經濟效益較高，越來越受到種植戶和研究人員的重視，當前嫩姜栽培基本采取傳統的溝灌、溝施肥管理方式。水肥一體化技術可根據作物土壤及光溫條件、作物根系特征、作物對水肥需求規律，對水肥精準調控，改善作物所需環境條件、提高水肥利用效率[4-6]。科學的水肥管理可以有效地節水節肥、降低土壤污染、改善土壤結構、提高生姜產量。為追求生姜產量，往往大肥大水，水肥利用率較低，造成資源浪費、破壞土壤環境條件。嫩姜在北方通常2 月播種，7 月左右上市，嫩姜栽培需要早春保護地促成栽培。目前吊噴與滴灌相結合的水肥一體化技術對早春嫩姜促成栽培的效應未見研究報道。根據生姜生長所需環境條件，本文作者研究了吊噴與滴灌相結合的水肥一體化對生姜生長和產量的影響，為早春嫩姜促成栽培提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試生姜品種為萊蕪大姜。

1.2 試驗田基本情況

試驗田位于濟南市第二農科院試驗示范基地，土壤狀況：壤土，0～20 cm 土壤有機質13.5 g/kg、堿解氮（N）138.2 mg/kg、速效磷（P2O5）119.1 mg/kg、速效鉀（K2O）221.5 mg/kg，pH6.8。前茬作物為大蔥。

1.3 試驗設計

試驗分為4 個處理，分別是滴灌不施肥（CK0）、溝灌溝施肥（CK）、滴灌水肥一體（T1）、吊噴與滴灌相結合水肥一體（T2），每個處理重復3 次。施肥種類為尿素（N 46%）、磷酸二銨（N 18%、P2O546%）、硫酸鉀（K2O 50%）。4 個處理均是采用大拱棚和三層保溫膜相結合的方式進行早春嫩姜促成栽培，2019 年2 月1 日播種，7 月11 日收獲嫩姜。

根據本研究的目標產品（嫩姜）及目標產量、試驗地肥力條件及王馨笙、徐坤等[7]對生姜吸收氮磷鉀規律研究，設計本試驗溝灌溝施肥（CK）N、P2O5、K2O用量分別為300 kg/hm2、150 kg/hm2、450 kg/hm2，滴灌水肥一體（T1）和吊噴與滴灌相結合水肥一體（T2）施肥總量相同，均比溝灌溝施肥管理（CK）減量30%。CK、T1 和T2 施肥時期依據生姜生長期分為基肥、苗期肥 （2019 年4 月10 日至6 月10 日）、膨大期肥（2019 年6 月11 日至7 月11 日），3 個時期施肥量占總量的比例見表1。

表1 生姜施肥時期和氮磷鉀施肥量占總量比例

溝灌溝施肥（CK）、滴灌水肥一體（T1）、吊噴與滴灌相結合水肥一體（T2）在不同施肥時期具體施肥量見表2。CK 分別在苗期（2019 年4 月10 日）和膨大期（2019 年6 月11 日）一次性將氮、磷、鉀肥施入；T1和T2 2 個處理，分別在苗期和膨大期平均分3 次施入，每10 d 將氮、磷、鉀肥料采取滴灌的方式進行追肥。

1.4 試驗方法

由于是采取拱棚栽培方式，忽略降雨對試驗的影響，計量每個處理的灌溉用水量。于7 月11 日嫩姜收獲時，每個處理每個小區隨機調查5 株生姜測定其株高、莖粗、地上莖分枝數、主莖葉片數、葉面積系數、嫩姜的生物學產量和經濟產量。然后分別將取樣的材料放干燥箱105℃殺青1 h，75℃烘干至恒重，測其干重。對生姜植株樣品采用半微量凱氏定氮法測全氮、鉬藍比色法測全磷、火焰光度法測全鉀[8]。

采用Excel 2007、DPS 軟件對數據進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同處理對生姜生長和產量的影響

結合生產實際，重點對CK、T1 和T2 進行生長影響分析，由表3 可見，處理之間株高、莖粗、地上莖分枝數等植物學指標呈顯著差異，主莖葉片數在3 個處理之間差異不顯著。CK、T1 和T2 的株高、地上莖分枝數、葉面積系數3 個指標在處理間依次提高，而莖粗、主莖葉片數2 個指標T1 和T2 都高于CK，但是T2 比T1 低。

由表4 可見，CK、T1、T2 之間嫩姜產量呈極顯著差異，嫩姜產量依次提高，T1 和T2 嫩姜產量分別比CK 增產26.23%和55.49%；CK、T1、T2 之間經濟系數差異不顯著。

表2 施肥時期和施肥量（單位：kg/hm2）

表3 不同處理對生姜生長的影響

表4 不同處理對生姜產量的影響

2.2 不同水肥管理對生姜肥料利用效率的影響

由表5 可見，N 和K2O 2 種養分的吸收量和利用率在CK0、CK、T1、T2 4 個處理中逐漸遞增，存在顯著差異。P2O5在CK 處理中吸收量最高，而利用率卻較低；T1 和T2 兩個處理施肥量相同，而T2 養分吸收量和利用率高于T1。不同處理土壤養分平衡量不同，CK 土壤養分平衡量最高。

表5 不同水肥管理土壤養分的平衡狀況

2.3 不同水肥管理對水分利用效率的影響

結合生產實際，重點分析CK、T1 和T2 3 個處理對水分利用效率的影響。從表6 可見，T1、T2 的灌溉水用量比對照CK 大幅度降低，分別減少了51.63%和50.71%；相反，生物產量T1 和T2 比CK 分別提高了21.38%和53.35%；3 個處理間灌溉水利用效率均出現極顯著差異。

表6 不同水肥管理水分利用效率

3 結論與討論

（1）滴灌水肥一體（T1）、吊噴與滴灌相結合水肥一體（T2）2 個處理的生姜生長勢優于傳統的溝灌溝施肥（CK），株高、莖粗、地上莖分枝數等植物學指標顯著提高。適當改善生姜土壤肥水狀況[9]，其株高、分枝數和葉面積系數顯著提高，促進了生姜源器官的構成和群體空間分布更趨合理，提高了源的物質合成強度，增加了生姜群體產量[10]。研究中發現，生姜的產量指標與某些植物學指標具有正相關性，有的植物學指標相對穩定，通過采取措施增加生姜株高、地上莖分枝數、葉面積系數，有利于提高生姜產量。

（2）不同水肥管理方式顯著影響生姜對灌溉水和肥料的利用效率[11-14]，吊噴與滴灌相結合水肥一體管理，顯著提高了生姜對肥料的吸收量和利用效率，本研究中在節水50.71%、減肥30%的水平下，嫩姜產量比常規栽培管理方式增產55.49%。

（3）生姜喜熱而不耐強日照，肉質根較多，根系不發達，吸收水肥能力較弱，不耐干旱，生姜生長盛期需水、肥量較大，管理不當容易導致水分脅迫，影響生姜生長[15]，生姜整個生長期對水、肥、光、溫等要求較高。吊噴與滴灌相結合的水肥管理方式，通過吊噴增加了生姜小環境空氣濕度、避免了強日照，改善了光合作用條件； 通過滴灌的水肥耦合，改善了生姜根部土、肥、水、氣、溫等環境條件，促進了生姜生長[16-17]。

（4）生姜屬于單子葉植物，生姜的增粗生長和大多數單子葉植物莖的生長主要為初生分生組織的初生生長，不能進行次生生長[18]。有研究發現，生姜幼嫩根莖具有初生增厚分生組織，生姜的增粗生長除了初生生長外，還有初生增厚分生組織的生長[19]，是否通過試驗中水肥條件的改善，促進了生姜根莖增厚分生組織，從而提高了生姜產量，還需要進一步研究。