水肥一體化對(duì)生姜根系活力及產(chǎn)量品質(zhì)的影響

摘 要：以萊蕪大姜為試材，研究了常規(guī)灌溉施肥（CK）、水肥一體化等量施肥（T1）及減量施肥20%（T2）對(duì)生姜生長(zhǎng)、根系活力和產(chǎn)量品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，T1、T2的生姜株高、莖粗及根鮮重與CK無(wú)顯著差異，但分枝數(shù)、根莖鮮重分別比CK高1429%、1270%和928%、812%，而莖、葉鮮重則比CK有所降低。根莖膨大期，T1、T2的根系活力較CK分別提高2031%和1814%，全生育期T1、T2的氮磷鉀吸收量分別增加1265%、536%、1344%和634%、262%、676%，水分生產(chǎn)效率和肥料偏生產(chǎn)力分別提高8237%、7923%和1756%、4493%。T1、T2的生姜產(chǎn)量分別比CK增加1756%和1595%，但生姜品質(zhì)無(wú)顯著差異。

關(guān)鍵詞：生姜；水肥一體化；根系活力；水肥生產(chǎn)效率；產(chǎn)量；品質(zhì)

中圖分類號(hào)：S632.501 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A 文章編號(hào)：1001-4942（2012）12-0041-04

Effects of Integration of Water and Fertilizer on Root Activity，

Yield and Quality of Ginger

Liu HuCheng1， Sun ChengJu2， Xu Kun1*

（1.Key Laboratory of Biology and Genetic Improvement of Horticultural Crops， HuangHuai Region， Ministry of Agriculture/

College of Horticulture Science and Engineering， Shandong Agricultural University， Taian 271018， China；

2.Agricultural Bureau of Daiyue District， Taian 271000， China）

Abstract The growth， root activity， yield and quality of ginger under different irrigation and fertilization treatments were studied with the cultivar Laiwu Large Ginger. The treatments were designed as conventional irrigation and fertilization （CK）， the integration of water and equaled fertilizer （T1） and 20% reduction of fertilizer （T2）. Compared with CK， the branch number and rhizome fresh weight of T1 and T2 increased by 14.29% and 12.70%， 9.28% and 8.12%， respectively， but the plant height， stem diameter and root fresh weight were not significantly different， and the fresh weight of stem and leaves were lower； the root activity increased by 20.31% and 18.14% respectively； the absorption of N， P2O5， K2O increased by 12.65%， 5.36%， 13.44% and 6.34%， 2.62%， 6.76%， respectively； the water productivity and fertilizer partial productivity increased by 82.37%， 79.23% and 17.56%， 44.93% respectively； the ginger yield increased by 17.56% and 15.95% respectively. There were no significant differences in ginger quality between different treatments.

Key words Ginger； Integration of water and fertilizer； Root activity； Water and fertilizer productivity； Yield； Quality

生姜（Zingiber officinale Rosc）起源于熱帶雨林地區(qū)，根系不發(fā)達(dá)，對(duì)土壤水肥條件要求較為嚴(yán)格[1，2]，因此，合理的水肥管理是保證生姜高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的關(guān)鍵[3]。水肥一體化技術(shù)因具有定量供肥、供水，可根據(jù)土壤特性、作物根系特征及需水需肥規(guī)律精確調(diào)控土壤水分和養(yǎng)分等優(yōu)點(diǎn)[4，5]，而在很多作物上得到了應(yīng)用，表現(xiàn)出了較好的效果。大量研究表明，水肥一體化技術(shù)可顯著提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)[6，7]，使黃瓜節(jié)水、節(jié)肥率分別達(dá)267%和260%，水分生產(chǎn)效率提高210%，氮磷鉀利用率分別提高1384%、10%和1272%[8]，產(chǎn)量和根系活力分別提高3295%和6202%[9]。但目前生姜生產(chǎn)中，水肥管理多以傳統(tǒng)溝灌施肥為主，雖然前人對(duì)生姜合理施肥量的研究報(bào)道較多，但關(guān)于水肥一體化技術(shù)在生姜上的應(yīng)用尚未見報(bào)道。為此，本試驗(yàn)以萊蕪大姜為試材，研究了水肥一體化對(duì)生姜生長(zhǎng)和產(chǎn)量品質(zhì)的影響，以期為生姜高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培提供參考。1 材料與方法

11 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2011年在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝實(shí)驗(yàn)站進(jìn)行。供試土壤為壤土，pH 680，有機(jī)質(zhì)含量為158 g/kg，全氮069 g/kg，堿解氮（N）1253 mg/kg，速效磷（P2O5）964 mg/kg，速效鉀（K2O）1521 mg/kg。供試品種為萊蕪大姜，于4月20日播種，10月18日收獲，栽培行距65 cm，株距20 cm。

試驗(yàn)根據(jù)灌溉施肥方式不同設(shè)3個(gè)處理，分別為：常規(guī)溝灌施肥（CK）、水肥一體化等量施肥（T1）、水肥一體化減量施肥20%（T2）。6667m2常規(guī)施肥氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）用量分別為50、25、75 kg，供試肥料分別為尿素（N 46%）、磷酸二銨（N 18%， P2O5 46%）及硫酸鉀（K2O 50%）。試驗(yàn)各處理N、P2O5、K2O均分4個(gè)時(shí)期施用，其中基肥分別占總施肥量的25%、40%、15%，提苗肥分別占20%、20%、15%，發(fā)棵肥分別占40%、40%、40%，膨大肥分別占15%、0、30%。CK的肥料分別于4月20日、6月15日、8月2日、9月16日在田間開溝施用，T1、T2基肥于4月20日開溝施入，其余肥料分別在幼苗期（5月20日～7月10日）、發(fā)棵期（7月11日～8月31日）、根莖膨大期（9月1日～10月15日）分次溶于施肥罐后，通過(guò)滴灌設(shè)備分期隨水施于植株根部，每株配置1個(gè)滴頭，滴頭出水量為2 L/h。試驗(yàn)小區(qū)面積24 m2，隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次。

12 試驗(yàn)方法

生姜出苗后，每隔30 d左右取樣一次，每次每小區(qū)取5株，測(cè)定植株根系活力。生姜收獲時(shí)，測(cè)定株高、莖粗、分枝數(shù)、葉片數(shù)，分別稱量植株根、莖、葉、根莖鮮重，按小區(qū)計(jì)產(chǎn)，折算為6667m2產(chǎn)量。

生姜全生育期灌溉水均以水表計(jì)量，并在田間設(shè)置雨量器測(cè)量降雨量。依據(jù)生姜產(chǎn)量、灌水量、施肥量計(jì)算水分生產(chǎn)效率（water productivity，WP）和肥料偏生產(chǎn)力（Fertilizer partial productivity，F(xiàn)PP）：WP=Y/Wi，F(xiàn)PP=Y/Fv

式中：Y—產(chǎn)量（kg/hm2）；Wi—水分供應(yīng)總量（m3/hm2）；Fv—肥料有效養(yǎng)分施用量（kg/hm2）。

生姜收獲后，采用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法測(cè)定新鮮根莖中的可溶性蛋白，蒸餾法測(cè)定揮發(fā)油，水合茚三酮法測(cè)定游離氨基酸，蒽酮比色法測(cè)定可溶性糖和淀粉[10]，鐵氰化鉀-三氯化鐵比色法測(cè)定姜辣素[11]，酸-洗滌法測(cè)定粗纖維[12]。

13 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)均以Excel軟件處理，以DPS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，處理間差異顯著性檢驗(yàn)采用Duncan’s新復(fù)極差法。

2 結(jié)果與分析

21 不同處理對(duì)生姜植株根系活力的影響

由圖1可以看出，各處理生姜的根系活力均呈先升高后下降的趨勢(shì)，至根莖膨大期達(dá)最大，但全生育期內(nèi)均以T1、T2顯著高于CK，且T1、T2之間差異不顯著。如幼苗期（6月19日），T1、T2的根系活力分別為1562、1583 μg/（gFW·h），分別比CK高1744%、1902%，根莖膨大期（9月18日）根系活力達(dá)峰值時(shí)，T1、T2的根系活力分別為2281、2240 μg/（gFW·h），分別比CK

高2031%、1814%，但10月17日時(shí)各處理的根系活力已無(wú)顯著差異。

22 不同處理對(duì)生姜植株各器官生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響

由表1可以看出，CK、T1、T2的株高、莖粗、根鮮重?zé)o顯著差異，但T1、T2的分枝數(shù)和根莖鮮重極顯著高于CK，較CK分別高1429%、1270%和928%、812%，但T1、T2處理間差異不顯著。地上莖和葉片鮮重則以CK較高。收獲時(shí)T1、T2處理6667m2產(chǎn)量分別達(dá)5 76383 kg和5 68453 kg，分別比CK高1756%、1595%，表明水肥一體化技術(shù)可顯著增加生姜植株的分枝，并促進(jìn)地下根莖的生長(zhǎng)。

23 不同處理對(duì)生姜水肥生產(chǎn)效率的影響

表2顯示，生姜全生育期內(nèi)，T1、T2的灌溉水量極顯著低于CK，灌溉節(jié)水率達(dá)50%以上。生姜對(duì)氮磷鉀的吸收量以T1較高，T2次之，CK較低，T1、T2處理分別比CK高1265%、536%、1344%和634%、262%、676%。

T1、T2的水分生產(chǎn)效率分別達(dá)755 kg/m3和742 kg/m3，分別比CK高8237%和7923%。不同處理的肥料偏生產(chǎn)力以T2較高，T1次之，CK較低，T1、T2分別比CK高1759%和4495%，T2亦比T1高2326%。

24 不同處理對(duì)生姜品質(zhì)的影響

表3顯示，不同處理的生姜根莖品質(zhì)指標(biāo)多無(wú)顯著差異，但粗纖維含量以CK較高，分別比T1、T2高1604%、1495%，差異達(dá)顯著水平。

3 結(jié)論與討論

前人研究表明，水肥一體化較常規(guī)灌溉施肥的番茄產(chǎn)量提高1994%～2960%[13]，即使減量施肥30%，增產(chǎn)率仍達(dá)864%[14]；水肥一體化處理的馬鈴薯產(chǎn)量較常規(guī)灌溉施肥增加3731%～4739%[15]。胡笑濤等[16]研究結(jié)果表明，滴灌施肥技術(shù)使耗水過(guò)程趨于平緩，可控制植株長(zhǎng)勢(shì)、增加莖稈直徑和根冠比。本試驗(yàn)結(jié)果表明，等量施肥條件下，水肥一體化較常規(guī)灌溉施肥雖然對(duì)生姜株高、莖粗、根鮮重?zé)o顯著影響，但分枝數(shù)和根莖鮮重分別增加了1429%和928%，水肥一體化即使減量施肥20%，亦分別增加1270%和812%；等量施肥與減量施肥20%水肥一體化技術(shù)的生姜產(chǎn)量分別比常規(guī)灌溉施肥提高1756%和1595%。水肥一體化較常規(guī)灌溉施肥的生姜根系活力提高了20%左右，因此，顯著增加了生姜對(duì)氮磷鉀的吸收量，提高了肥料的生產(chǎn)效率，等量施肥與減量施肥20%水肥一體化處理較常規(guī)灌溉施肥的肥料偏生產(chǎn)力分別提高1759%和4495%，而水分生產(chǎn)效率則分別提高了8237%和7923%，表明水肥一體化技術(shù)具有顯著的節(jié)水、節(jié)肥效果，同時(shí)還有利于植株各器官的平衡生長(zhǎng)。

前人研究還表明，水肥耦合對(duì)作物的品質(zhì)有顯著地促進(jìn)效應(yīng)[17，18]，并且在改善果實(shí)形狀、硬度和大小等方面也起到了一定的積極作用[19]。但本試驗(yàn)結(jié)果表明，水肥一體化與常規(guī)灌溉施肥相比，并未顯著影響生姜的品質(zhì)。參 考 文 獻(xiàn)：

[1] 王馨笙，徐 坤，楊天慧 生姜對(duì)氮磷鉀吸收分配規(guī)律研究[J] 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2010，16（6）：1515-1520

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

[3] 趙德婉，徐 坤，艾希珍，等 生姜高產(chǎn)栽培（第二次修訂版）[M] 北京：金盾出版社，2005

[4] 康躍虎，王鳳新，劉士平，等 滴灌調(diào)控土壤水分對(duì)馬鈴薯生長(zhǎng)的影響[J] 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2004，20（2）：66-72

[5] 李 錚，王晉民，王海景，等 蔬菜日光溫室問(wèn)題調(diào)查與水肥一體化技術(shù)探討[J] 土壤，2006，38（2）：223-227

[6] Zotarelli L， Scholberg J M， Dukes M D Tomato yield， biomass accumulation， root distribution and irrigation water use efficiency on a sandy soil， as affected by nitrogen rate and irrigation scheduling [J] Agricultural Water Management， 2009， 96： 23-34

[7] 隋 巖，馮志文，王翠玲，等 水肥耦合對(duì)設(shè)施草莓生長(zhǎng)、產(chǎn)量品質(zhì)及水分利用效率的影響[J] 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011，42 （3）： 369-375

[8] 方 劍，王春青，徐建東，等 水肥一體化技術(shù)對(duì)冬暖大棚黃瓜生產(chǎn)的影響[J] 河北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，14 （5）：43-45

[9] 杜社妮，白崗栓，梁銀麗 灌溉方式對(duì)黃瓜生長(zhǎng)、產(chǎn)量及水分利用效率的影響[J] 浙江大學(xué)學(xué)報(bào)（農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版），2010，36（4）：433-439

[10] 趙世杰，劉華山，董新純 植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M] 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社，1998

[11] 張維勤 姜辣素的測(cè)定方法[J] 山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，1991，6：50

[12] 劉春生，楊守祥 農(nóng)業(yè)化學(xué)分析[M] 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，1996

[13] 張學(xué)軍，趙 營(yíng)，陳曉群，等 滴灌施肥中施氮量對(duì)兩年蔬菜產(chǎn)量、氮素平衡及土壤硝態(tài)氮累積的影響[J] 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，40（11）：2535-2545

[14] 杜文波 日光溫室番茄應(yīng)用滴灌水肥一體化技術(shù)初探[J]山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37（1）：58-60

[15] 許恩軍，閆 鵬，孔曉民，等 大棚蔬菜滴灌施肥技術(shù)的效應(yīng)分析[J] 土壤肥料，2004，2：37-40

[16] 胡笑濤，康紹忠，張建華，等 番茄垂向分根區(qū)交替控制滴灌室內(nèi)試驗(yàn)及節(jié)水機(jī)理[J] 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2005，21（7）：1-5

[17] 楊 紅，姜 虹，賴 衛(wèi)，等 水肥耦合對(duì)辣椒產(chǎn)量和品質(zhì)協(xié)同提高的研究[J] 長(zhǎng)江蔬菜（學(xué)術(shù)版），2009，6：53-56

[18] 賈彩建，周海燕，劉新渠，等 滴灌施肥對(duì)溫室番茄產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J] 山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，8：70-72

[19] 孫 霞，柴仲平，蔣平安，等 水氮耦合對(duì)蘋果光合特性和果實(shí)品質(zhì)的影響[J] 水土保持研究，2010，17（6）：271-274