吊噴與滴灌水肥一體化對(duì)早春嫩姜促成生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響

任清盛 杜 巖 李貴篤 張 強(qiáng) 張福明 李承永 徐俊英

（濟(jì)南市第二農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院 山東濟(jì)南271100）

生姜既是人們?nèi)粘Ｉ钪兄匾恼{(diào)味品，又是傳統(tǒng)的中藥材，是集營(yíng)養(yǎng)、調(diào)味、保健于一體的特色創(chuàng)匯蔬菜，在我國(guó)區(qū)域經(jīng)濟(jì)中占有重要地位[1-3]，各地已經(jīng)形成了各具特色的栽培技術(shù)。早春嫩姜促成栽培由于經(jīng)濟(jì)效益較高，越來越受到種植戶和研究人員的重視，當(dāng)前嫩姜栽培基本采取傳統(tǒng)的溝灌、溝施肥管理方式。水肥一體化技術(shù)可根據(jù)作物土壤及光溫條件、作物根系特征、作物對(duì)水肥需求規(guī)律，對(duì)水肥精準(zhǔn)調(diào)控，改善作物所需環(huán)境條件、提高水肥利用效率[4-6]。科學(xué)的水肥管理可以有效地節(jié)水節(jié)肥、降低土壤污染、改善土壤結(jié)構(gòu)、提高生姜產(chǎn)量。為追求生姜產(chǎn)量，往往大肥大水，水肥利用率較低，造成資源浪費(fèi)、破壞土壤環(huán)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(hù)地促成栽培。目前吊噴與滴灌相結(jié)合的水肥一體化技術(shù)對(duì)早春嫩姜促成栽培的效應(yīng)未見研究報(bào)道。根據(jù)生姜生長(zhǎng)所需環(huán)境條件，本文作者研究了吊噴與滴灌相結(jié)合的水肥一體化對(duì)生姜生長(zhǎng)和產(chǎn)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(yàn)材料

供試生姜品種為萊蕪大姜。

1.2 試驗(yàn)田基本情況

試驗(yàn)田位于濟(jì)南市第二農(nóng)科院試驗(yàn)示范基地，土壤狀況：壤土，0～20 cm 土壤有機(jī)質(zhì)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(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)分為4 個(gè)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(jié)合水肥一體（T2），每個(gè)處理重復(fù)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(gè)處理均是采用大拱棚和三層保溫膜相結(jié)合的方式進(jìn)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(jù)本研究的目標(biāo)產(chǎn)品（嫩姜）及目標(biāo)產(chǎn)量、試驗(yàn)地肥力條件及王馨笙、徐坤等[7]對(duì)生姜吸收氮磷鉀規(guī)律研究，設(shè)計(jì)本試驗(yàn)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(jié)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(shí)期依據(jù)生姜生長(zhǎng)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(gè)時(shí)期施肥量占總量的比例見表1。

表1 生姜施肥時(shí)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(jié)合水肥一體（T2）在不同施肥時(shí)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(gè)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(jìn)行追肥。

1.4 試驗(yàn)方法

由于是采取拱棚栽培方式，忽略降雨對(duì)試驗(yàn)的影響，計(jì)量每個(gè)處理的灌溉用水量。于7 月11 日嫩姜收獲時(shí)，每個(gè)處理每個(gè)小區(qū)隨機(jī)調(diào)查5 株生姜測(cè)定其株高、莖粗、地上莖分枝數(shù)、主莖葉片數(shù)、葉面積系數(shù)、嫩姜的生物學(xué)產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)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(cè)其干重。對(duì)生姜植株樣品采用半微量凱氏定氮法測(cè)全氮、鉬藍(lán)比色法測(cè)全磷、火焰光度法測(cè)全鉀[8]。

采用Excel 2007、DPS 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)生姜生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響

結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，重點(diǎn)對(duì)CK、T1 和T2 進(jìn)行生長(zhǎng)影響分析，由表3 可見，處理之間株高、莖粗、地上莖分枝數(shù)等植物學(xué)指標(biāo)呈顯著差異，主莖葉片數(shù)在3 個(gè)處理之間差異不顯著。CK、T1 和T2 的株高、地上莖分枝數(shù)、葉面積系數(shù)3 個(gè)指標(biāo)在處理間依次提高，而莖粗、主莖葉片數(shù)2 個(gè)指標(biāo)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(chǎn)量呈極顯著差異，嫩姜產(chǎn)量依次提高，T1 和T2 嫩姜產(chǎn)量分別比CK 增產(chǎn)26.23%和55.49%；CK、T1、T2 之間經(jīng)濟(jì)系數(shù)差異不顯著。

表2 施肥時(shí)期和施肥量（單位：kg/hm2）

表3 不同處理對(duì)生姜生長(zhǎng)的影響

表4 不同處理對(duì)生姜產(chǎn)量的影響

2.2 不同水肥管理對(duì)生姜肥料利用效率的影響

由表5 可見，N 和K2O 2 種養(yǎng)分的吸收量和利用率在CK0、CK、T1、T2 4 個(gè)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(gè)處理施肥量相同，而T2 養(yǎng)分吸收量和利用率高于T1。不同處理土壤養(yǎng)分平衡量不同，CK 土壤養(yǎng)分平衡量最高。

表5 不同水肥管理土壤養(yǎng)分的平衡狀況

2.3 不同水肥管理對(duì)水分利用效率的影響

結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，重點(diǎn)分析CK、T1 和T2 3 個(gè)處理對(duì)水分利用效率的影響。從表6 可見，T1、T2 的灌溉水用量比對(duì)照CK 大幅度降低，分別減少了51.63%和50.71%；相反，生物產(chǎn)量T1 和T2 比CK 分別提高了21.38%和53.35%；3 個(gè)處理間灌溉水利用效率均出現(xiàn)極顯著差異。

表6 不同水肥管理水分利用效率

3 結(jié)論與討論

（1）滴灌水肥一體（T1）、吊噴與滴灌相結(jié)合水肥一體（T2）2 個(gè)處理的生姜生長(zhǎng)勢(shì)優(yōu)于傳統(tǒng)的溝灌溝施肥（CK），株高、莖粗、地上莖分枝數(shù)等植物學(xué)指標(biāo)顯著提高。適當(dāng)改善生姜土壤肥水狀況[9]，其株高、分枝數(shù)和葉面積系數(shù)顯著提高，促進(jìn)了生姜源器官的構(gòu)成和群體空間分布更趨合理，提高了源的物質(zhì)合成強(qiáng)度，增加了生姜群體產(chǎn)量[10]。研究中發(fā)現(xiàn)，生姜的產(chǎn)量指標(biāo)與某些植物學(xué)指標(biāo)具有正相關(guān)性，有的植物學(xué)指標(biāo)相對(duì)穩(wěn)定，通過采取措施增加生姜株高、地上莖分枝數(shù)、葉面積系數(shù)，有利于提高生姜產(chǎn)量。

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

（3）生姜喜熱而不耐強(qiáng)日照，肉質(zhì)根較多，根系不發(fā)達(dá)，吸收水肥能力較弱，不耐干旱，生姜生長(zhǎng)盛期需水、肥量較大，管理不當(dāng)容易導(dǎo)致水分脅迫，影響生姜生長(zhǎng)[15]，生姜整個(gè)生長(zhǎng)期對(duì)水、肥、光、溫等要求較高。吊噴與滴灌相結(jié)合的水肥管理方式，通過吊噴增加了生姜小環(huán)境空氣濕度、避免了強(qiáng)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(huán)境條件，促進(jìn)了生姜生長(zhǎng)[16-17]。

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