吊喷与滴灌水肥一体化对早春嫩姜促成生长及产量的影响

任清盛 杜 岩 李贵笃 张 强 张福明 李承永 徐俊英

（济南市第二农业科学研究院 山东济南271100）

生姜既是人们日常生活中重要的调味品，又是传统的中药材，是集营养、调味、保健于一体的特色创汇蔬菜，在我国区域经济中占有重要地位[1-3]，各地已经形成了各具特色的栽培技术。早春嫩姜促成栽培由于经济效益较高，越来越受到种植户和研究人员的重视，当前嫩姜栽培基本采取传统的沟灌、沟施肥管理方式。水肥一体化技术可根据作物土壤及光温条件、作物根系特征、作物对水肥需求规律，对水肥精准调控，改善作物所需环境条件、提高水肥利用效率[4-6]。科学的水肥管理可以有效地节水节肥、降低土壤污染、改善土壤结构、提高生姜产量。为追求生姜产量，往往大肥大水，水肥利用率较低，造成资源浪费、破坏土壤环境条件。嫩姜在北方通常2 月播种，7 月左右上市，嫩姜栽培需要早春保护地促成栽培。目前吊喷与滴灌相结合的水肥一体化技术对早春嫩姜促成栽培的效应未见研究报道。根据生姜生长所需环境条件，本文作者研究了吊喷与滴灌相结合的水肥一体化对生姜生长和产量的影响，为早春嫩姜促成栽培提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试生姜品种为莱芜大姜。

1.2 试验田基本情况

试验田位于济南市第二农科院试验示范基地，土壤状况：壤土，0～20 cm 土壤有机质13.5 g/kg、碱解氮（N）138.2 mg/kg、速效磷（P2O5）119.1 mg/kg、速效钾（K2O）221.5 mg/kg，pH6.8。前茬作物为大葱。

1.3 试验设计

试验分为4 个处理，分别是滴灌不施肥（CK0）、沟灌沟施肥（CK）、滴灌水肥一体（T1）、吊喷与滴灌相结合水肥一体（T2），每个处理重复3 次。施肥种类为尿素（N 46%）、磷酸二铵（N 18%、P2O546%）、硫酸钾（K2O 50%）。4 个处理均是采用大拱棚和三层保温膜相结合的方式进行早春嫩姜促成栽培，2019 年2 月1 日播种，7 月11 日收获嫩姜。

根据本研究的目标产品（嫩姜）及目标产量、试验地肥力条件及王馨笙、徐坤等[7]对生姜吸收氮磷钾规律研究，设计本试验沟灌沟施肥（CK）N、P2O5、K2O用量分别为300 kg/hm2、150 kg/hm2、450 kg/hm2，滴灌水肥一体（T1）和吊喷与滴灌相结合水肥一体（T2）施肥总量相同，均比沟灌沟施肥管理（CK）减量30%。CK、T1 和T2 施肥时期依据生姜生长期分为基肥、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 个时期施肥量占总量的比例见表1。

表1 生姜施肥时期和氮磷钾施肥量占总量比例

沟灌沟施肥（CK）、滴灌水肥一体（T1）、吊喷与滴灌相结合水肥一体（T2）在不同施肥时期具体施肥量见表2。CK 分别在苗期（2019 年4 月10 日）和膨大期（2019 年6 月11 日）一次性将氮、磷、钾肥施入；T1和T2 2 个处理，分别在苗期和膨大期平均分3 次施入，每10 d 将氮、磷、钾肥料采取滴灌的方式进行追肥。

1.4 试验方法

由于是采取拱棚栽培方式，忽略降雨对试验的影响，计量每个处理的灌溉用水量。于7 月11 日嫩姜收获时，每个处理每个小区随机调查5 株生姜测定其株高、茎粗、地上茎分枝数、主茎叶片数、叶面积系数、嫩姜的生物学产量和经济产量。然后分别将取样的材料放干燥箱105℃杀青1 h，75℃烘干至恒重，测其干重。对生姜植株样品采用半微量凯氏定氮法测全氮、钼蓝比色法测全磷、火焰光度法测全钾[8]。

采用Excel 2007、DPS 软件对数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对生姜生长和产量的影响

结合生产实际，重点对CK、T1 和T2 进行生长影响分析，由表3 可见，处理之间株高、茎粗、地上茎分枝数等植物学指标呈显著差异，主茎叶片数在3 个处理之间差异不显著。CK、T1 和T2 的株高、地上茎分枝数、叶面积系数3 个指标在处理间依次提高，而茎粗、主茎叶片数2 个指标T1 和T2 都高于CK，但是T2 比T1 低。

由表4 可见，CK、T1、T2 之间嫩姜产量呈极显著差异，嫩姜产量依次提高，T1 和T2 嫩姜产量分别比CK 增产26.23%和55.49%；CK、T1、T2 之间经济系数差异不显著。

表2 施肥时期和施肥量（单位：kg/hm2）

表3 不同处理对生姜生长的影响

表4 不同处理对生姜产量的影响

2.2 不同水肥管理对生姜肥料利用效率的影响

由表5 可见，N 和K2O 2 种养分的吸收量和利用率在CK0、CK、T1、T2 4 个处理中逐渐递增，存在显著差异。P2O5在CK 处理中吸收量最高，而利用率却较低；T1 和T2 两个处理施肥量相同，而T2 养分吸收量和利用率高于T1。不同处理土壤养分平衡量不同，CK 土壤养分平衡量最高。

表5 不同水肥管理土壤养分的平衡状况

2.3 不同水肥管理对水分利用效率的影响

结合生产实际，重点分析CK、T1 和T2 3 个处理对水分利用效率的影响。从表6 可见，T1、T2 的灌溉水用量比对照CK 大幅度降低，分别减少了51.63%和50.71%；相反，生物产量T1 和T2 比CK 分别提高了21.38%和53.35%；3 个处理间灌溉水利用效率均出现极显著差异。

表6 不同水肥管理水分利用效率

3 结论与讨论

（1）滴灌水肥一体（T1）、吊喷与滴灌相结合水肥一体（T2）2 个处理的生姜生长势优于传统的沟灌沟施肥（CK），株高、茎粗、地上茎分枝数等植物学指标显著提高。适当改善生姜土壤肥水状况[9]，其株高、分枝数和叶面积系数显著提高，促进了生姜源器官的构成和群体空间分布更趋合理，提高了源的物质合成强度，增加了生姜群体产量[10]。研究中发现，生姜的产量指标与某些植物学指标具有正相关性，有的植物学指标相对稳定，通过采取措施增加生姜株高、地上茎分枝数、叶面积系数，有利于提高生姜产量。

（2）不同水肥管理方式显著影响生姜对灌溉水和肥料的利用效率[11-14]，吊喷与滴灌相结合水肥一体管理，显著提高了生姜对肥料的吸收量和利用效率，本研究中在节水50.71%、减肥30%的水平下，嫩姜产量比常规栽培管理方式增产55.49%。

（3）生姜喜热而不耐强日照，肉质根较多，根系不发达，吸收水肥能力较弱，不耐干旱，生姜生长盛期需水、肥量较大，管理不当容易导致水分胁迫，影响生姜生长[15]，生姜整个生长期对水、肥、光、温等要求较高。吊喷与滴灌相结合的水肥管理方式，通过吊喷增加了生姜小环境空气湿度、避免了强日照，改善了光合作用条件； 通过滴灌的水肥耦合，改善了生姜根部土、肥、水、气、温等环境条件，促进了生姜生长[16-17]。

（4）生姜属于单子叶植物，生姜的增粗生长和大多数单子叶植物茎的生长主要为初生分生组织的初生生长，不能进行次生生长[18]。有研究发现，生姜幼嫩根茎具有初生增厚分生组织，生姜的增粗生长除了初生生长外，还有初生增厚分生组织的生长[19]，是否通过试验中水肥条件的改善，促进了生姜根茎增厚分生组织，从而提高了生姜产量，还需要进一步研究。