保水劑對生姜不同播種方式下生物學性狀及產(chǎn)量的影響

于田利宋銀行郎文培牛超然厲桂香王麗杰高曉東李付軍

(1.山東省濰坊市農(nóng)業(yè)科學院，山東 濰坊 261071，2.濰坊市園林環(huán)衛(wèi)服務(wù)中心，山東 濰坊 261011)

生姜素有“菜中之祖”的稱號，可作調(diào)味品，也是良好的中藥材[1]，作為藥食兼用的作物，已成為濰坊當?shù)剞r(nóng)民增收的重要產(chǎn)業(yè)之一[2]，近幾年，大姜產(chǎn)業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，農(nóng)民種姜的積極性也不斷提高，當?shù)剞r(nóng)民總結(jié)了大姜種植高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培技術(shù)[3]。催芽已成為其中必不可少的一步。但催芽過程較長，一般需要25～30d，并且需要特定裝備，保持一定溫濕度，要求較高，為實現(xiàn)生姜高效栽培，加快生姜產(chǎn)業(yè)化進程，本試驗想進一步驗證生姜直播，其生長性狀及產(chǎn)量與催芽播種有無顯著性差異。

保水劑是一種含有大量羧基、羥基等親水基團的高分子聚合物[4]，能吸收自身質(zhì)量幾百倍甚至上千倍的水分，吸收的85%的水分都可直接供作物吸收利用，不僅對水分有較強的吸附和保蓄能力，還具有反復吸水和釋水的特點[5]。保水劑在農(nóng)業(yè)中應(yīng)用廣泛，杜梅香在馬鈴薯上應(yīng)用保水劑后，結(jié)果表明，保水劑處理馬鈴薯產(chǎn)量最高，較對照地膜覆蓋增產(chǎn)率達到11.9%，試驗還表明，施用保水劑能增加后期土壤含水量，改善土壤結(jié)構(gòu)[6]。李方舟等研究保水劑對大豆農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響，研究結(jié)果表明，在不同梯度保水劑處理下大豆產(chǎn)量均比對照高[7]。陳曉俊等在玉米上應(yīng)用保水劑后表明，施用保水劑在一定范圍內(nèi)對土壤水分、作物產(chǎn)量均有顯著提高，但超過一定量后會產(chǎn)生負面影響[8]。梁歡等研究保水劑添加量對基質(zhì)理化性狀和葫蘆幼苗生長發(fā)育的影響，結(jié)果表明，保水劑可提高基質(zhì)的pH值和EC值，降低基質(zhì)通氣孔隙和容重，隨著保水劑的增加，總孔隙、持水孔隙以及葫蘆幼苗株高、全株干質(zhì)量、葉面積、主根長、根體積和壯苗指數(shù)全部呈先升后降趨勢[9]。王政等研究保水劑對烤煙生長的影響，結(jié)果表明，保水劑配施有機肥、微生物菌劑可以提高土壤含水量、抑制部分酶活性，同時促進烤煙生長，提高煙葉產(chǎn)量[10]。紀冰祎等研究不同水分條件下保水劑對黃瓜根系和葉片生理特征的影響，結(jié)果表明，保水劑對作物受旱程度的影響與土壤水分狀態(tài)密切相關(guān)，土壤處于輕度干旱時，對黃瓜根系和葉片生理的促進效果最優(yōu)[11]。農(nóng)業(yè)中適量施用保水劑可保持土壤水分含量，減少水分無效蒸發(fā)，改善土壤結(jié)構(gòu)，同時可提高土壤保水率、水肥利用率，進而提高作物抗旱、抗鹽堿能力，調(diào)節(jié)作物生理節(jié)水效應(yīng)，促進作物生長、提高作物產(chǎn)量[12,13]，在節(jié)水農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境修復等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

濰坊地區(qū)近30a來夏季與秋季降水量均呈現(xiàn)出不同程度的下降趨勢，導致秋旱的發(fā)生頻率大大增加，對秋播非常不利，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的不穩(wěn)定性明顯增加。同時，降水的不均勻分布導致干旱、洪澇等災(zāi)害頻發(fā)[14]。生姜屬于喜水作物，土壤必須保持適當?shù)臐穸?，不能干燥也不能有過多水分蓄積。鑒于保水劑具有保水保肥、改善土壤團粒結(jié)構(gòu)、增加土壤通透性及土壤持水性能的作用[15-17]，對緩解作物因季節(jié)性干旱影響及提高水資源高效利用方面具有較廣闊的應(yīng)用前景，本試驗將保水劑應(yīng)用在生姜生產(chǎn)中，研究生姜不同播種方式下保水劑對于生姜生長性狀以及產(chǎn)量方面的影響。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

試驗于濰坊市農(nóng)業(yè)科學院濰坊現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技示范園(N36°41′，E119°26′)小拱棚內(nèi)進行。試驗田土質(zhì)為沙壤土。生姜播種期在3月，密度約5000株·667m-2，品種為“山農(nóng)1號”，催芽以及直播的姜種均經(jīng)過分級分類，標準統(tǒng)一。

供試保水劑是“旱地寶”林業(yè)保水劑，由山東華濰膨潤土有限公司生產(chǎn)，其高吸水和保水性能可有效延長抗旱時間，反復吸脹、收縮可增加土壤的通透性。

1.2 試驗設(shè)計

試驗分2組進行，每組2個處理，分別考察在催芽及直播2種播種方式下，保水劑對其影響。第1組為大姜催芽處理，CK1為催芽對照，不施保水劑，T1為催芽方式下添加保水劑處理，用量為2kg·667m-2；第2組為大姜直接播種，CK2為直播對照，不施保水劑，T2為直播添加保水劑處理，用量為2kg·667m-2。保水劑在生姜播前進行溝內(nèi)撒施。直接播種的大姜比催芽播種提前15d栽種。小區(qū)面積為20m2，每個處理重復3次，隨機排列。試驗小區(qū)周邊及試驗地四周設(shè)保護行。生姜生長期間其他管理與正常農(nóng)事操作相符。

1.3 測定指標及方法

調(diào)查定于11月23日生姜收獲時進行。每小區(qū)挖取中間5m長(約7m2)的生姜，剪去莖葉、去除姜塊上的泥土待測。

株高：每小區(qū)隨機選取10株測量其株高。分枝數(shù)：每小區(qū)隨機選取10株測量其分枝數(shù)。姜塊單位面積凈重：每小區(qū)挖出的姜塊準確稱量,換算成單位面積平均值凈重。

隨后采用Excel進行數(shù)據(jù)整理與分析，數(shù)據(jù)以均值加減方差形式呈現(xiàn)，采用SPSS數(shù)據(jù)處理軟件對相應(yīng)指標進行獨立樣本T檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 催芽播種方式下保水劑對生姜株高、分枝數(shù)、產(chǎn)量的影響

催芽播種方式下保水劑對生姜株高、分枝數(shù)以及產(chǎn)量的影響見表1。施用保水劑后，生姜分枝數(shù)相同，沒有差異性，株高以及產(chǎn)量差異性顯著(p<0.05)，施用保水劑后，生姜株高增加幅度為8.5%，每667m2產(chǎn)量增加幅度為7.3%。因此，保水劑能促進生姜生長，影響其產(chǎn)量。

表1 催芽播種方式下保水劑對生姜株高、分枝數(shù)、產(chǎn)量的影響

2.2 直播方式下保水劑對生姜株高、分枝數(shù)、產(chǎn)量的影響

直播方式下保水劑對生姜株高、分枝數(shù)以及產(chǎn)量的影響見表2。施用保水劑后，分枝數(shù)差異性不顯著(p>0.05)，株高和產(chǎn)量差異性顯著(p<0.05)，施用保水劑后，生姜株高增加幅度為10.3%，每667m2產(chǎn)量增加幅度為8.3%，保水劑對于生姜生長有促進作用。

表2 直播方式下保水劑對生姜株高、分枝數(shù)、產(chǎn)量的影響

2.3 催芽和直播方式對生姜株高、分枝數(shù)、產(chǎn)量的影響

催芽和直播方式對生姜株高、分枝數(shù)以及產(chǎn)量的影響見表3。催芽跟直播相比，株高差異性不顯著(p>0.05)，分枝數(shù)和產(chǎn)量差異性顯著(p<0.05)，催芽播種方式下，分枝數(shù)增加幅度為28%，每667m2產(chǎn)量增加幅度為30%。催芽下，大姜經(jīng)過醒發(fā)，較大的刺激其生長，因此，催芽更利于生姜生長。

表3 催芽和直播方式對生姜株高、分枝數(shù)、產(chǎn)量的影響

3 討論與結(jié)論

隨著農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，濰坊生姜栽種面積發(fā)展迅速，在當?shù)匾研纬梢欢ǖ囊?guī)模，成為當?shù)剞r(nóng)民增收致富的主要途徑之一。為保證出苗率以及產(chǎn)量，姜農(nóng)通常選用催芽后的姜種來播種，通過研究，在催芽和直播不同播種方式下，生姜株高差異性不顯著，產(chǎn)量和分枝數(shù)差異性顯著，催芽方式下產(chǎn)量能增加30%，這說明催芽能促進生姜分枝，極大地增加產(chǎn)量，有利于生姜生產(chǎn)。

生姜是喜水植物，如何高效利用有限的水資源來緩解干旱對生姜生長的影響一直是研究的熱點。保水劑通過與土壤顆粒間的相互影響，對土壤蓄水能力、土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，以及土壤礦物膠體動態(tài)變化等的綜合作用，進而制約土壤—根系—作物系統(tǒng)之間的水分吸收和傳輸功能的發(fā)揮[11]。保水劑的高吸水和高保水能力，能夠有效吸收灌溉或者降雨時土壤里的有效態(tài)水[18,19]，使用保水劑能減少水分的無效蒸發(fā)和流失，增加作物可利用的水分，有利于生姜生長。同時，保水劑只能改善外來水分，自身不能造水，要充分發(fā)揮其保水、改良土壤以及促進作物生長的作用，試驗必須綜合考慮不同氣候、土壤、作物類型及保水劑的施用量和施用方法等。

經(jīng)研究表明，催芽及直播方式下，使用保水劑后生姜產(chǎn)量及株高跟空白對照相比均有顯著性差異。這充分說明播種方式不同，保水劑均能發(fā)揮功效，都可以促進生姜生長、提高生姜產(chǎn)量。