保水剂对生姜不同播种方式下生物学性状及产量的影响

于田利宋银行郎文培牛超然厉桂香王丽杰高晓东李付军

(1.山东省潍坊市农业科学院，山东 潍坊 261071，2.潍坊市园林环卫服务中心，山东 潍坊 261011)

生姜素有“菜中之祖”的称号，可作调味品，也是良好的中药材[1]，作为药食兼用的作物，已成为潍坊当地农民增收的重要产业之一[2]，近几年，大姜产业持续稳定发展，农民种姜的积极性也不断提高，当地农民总结了大姜种植高产优质栽培技术[3]。催芽已成为其中必不可少的一步。但催芽过程较长，一般需要25～30d，并且需要特定装备，保持一定温湿度，要求较高，为实现生姜高效栽培，加快生姜产业化进程，本试验想进一步验证生姜直播，其生长性状及产量与催芽播种有无显著性差异。

保水剂是一种含有大量羧基、羟基等亲水基团的高分子聚合物[4]，能吸收自身质量几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，不仅对水分有较强的吸附和保蓄能力，还具有反复吸水和释水的特点[5]。保水剂在农业中应用广泛，杜梅香在马铃薯上应用保水剂后，结果表明，保水剂处理马铃薯产量最高，较对照地膜覆盖增产率达到11.9%，试验还表明，施用保水剂能增加后期土壤含水量，改善土壤结构[6]。李方舟等研究保水剂对大豆农艺性状及产量的影响，研究结果表明，在不同梯度保水剂处理下大豆产量均比对照高[7]。陈晓俊等在玉米上应用保水剂后表明，施用保水剂在一定范围内对土壤水分、作物产量均有显著提高，但超过一定量后会产生负面影响[8]。梁欢等研究保水剂添加量对基质理化性状和葫芦幼苗生长发育的影响，结果表明，保水剂可提高基质的pH值和EC值，降低基质通气孔隙和容重，随着保水剂的增加，总孔隙、持水孔隙以及葫芦幼苗株高、全株干质量、叶面积、主根长、根体积和壮苗指数全部呈先升后降趋势[9]。王政等研究保水剂对烤烟生长的影响，结果表明，保水剂配施有机肥、微生物菌剂可以提高土壤含水量、抑制部分酶活性，同时促进烤烟生长，提高烟叶产量[10]。纪冰祎等研究不同水分条件下保水剂对黄瓜根系和叶片生理特征的影响，结果表明，保水剂对作物受旱程度的影响与土壤水分状态密切相关，土壤处于轻度干旱时，对黄瓜根系和叶片生理的促进效果最优[11]。农业中适量施用保水剂可保持土壤水分含量，减少水分无效蒸发，改善土壤结构，同时可提高土壤保水率、水肥利用率，进而提高作物抗旱、抗盐碱能力，调节作物生理节水效应，促进作物生长、提高作物产量[12,13]，在节水农业生产和生态环境修复等领域得到了广泛应用。

潍坊地区近30a来夏季与秋季降水量均呈现出不同程度的下降趋势，导致秋旱的发生频率大大增加，对秋播非常不利，农业生产过程中的不稳定性明显增加。同时，降水的不均匀分布导致干旱、洪涝等灾害频发[14]。生姜属于喜水作物，土壤必须保持适当的湿度，不能干燥也不能有过多水分蓄积。鉴于保水剂具有保水保肥、改善土壤团粒结构、增加土壤通透性及土壤持水性能的作用[15-17]，对缓解作物因季节性干旱影响及提高水资源高效利用方面具有较广阔的应用前景，本试验将保水剂应用在生姜生产中，研究生姜不同播种方式下保水剂对于生姜生长性状以及产量方面的影响。

1 材料和方法

1.1 试验材料

试验于潍坊市农业科学院潍坊现代农业科技示范园(N36°41′，E119°26′)小拱棚内进行。试验田土质为沙壤土。生姜播种期在3月，密度约5000株·667m-2，品种为“山农1号”，催芽以及直播的姜种均经过分级分类，标准统一。

供试保水剂是“旱地宝”林业保水剂，由山东华潍膨润土有限公司生产，其高吸水和保水性能可有效延长抗旱时间，反复吸胀、收缩可增加土壤的通透性。

1.2 试验设计

试验分2组进行，每组2个处理，分别考察在催芽及直播2种播种方式下，保水剂对其影响。第1组为大姜催芽处理，CK1为催芽对照，不施保水剂，T1为催芽方式下添加保水剂处理，用量为2kg·667m-2；第2组为大姜直接播种，CK2为直播对照，不施保水剂，T2为直播添加保水剂处理，用量为2kg·667m-2。保水剂在生姜播前进行沟内撒施。直接播种的大姜比催芽播种提前15d栽种。小区面积为20m2，每个处理重复3次，随机排列。试验小区周边及试验地四周设保护行。生姜生长期间其他管理与正常农事操作相符。

1.3 测定指标及方法

调查定于11月23日生姜收获时进行。每小区挖取中间5m长(约7m2)的生姜，剪去茎叶、去除姜块上的泥土待测。

株高：每小区随机选取10株测量其株高。分枝数：每小区随机选取10株测量其分枝数。姜块单位面积净重：每小区挖出的姜块准确称量,换算成单位面积平均值净重。

随后采用Excel进行数据整理与分析，数据以均值加减方差形式呈现，采用SPSS数据处理软件对相应指标进行独立样本T检验。

2 结果与分析

2.1 催芽播种方式下保水剂对生姜株高、分枝数、产量的影响

催芽播种方式下保水剂对生姜株高、分枝数以及产量的影响见表1。施用保水剂后，生姜分枝数相同，没有差异性，株高以及产量差异性显著(p<0.05)，施用保水剂后，生姜株高增加幅度为8.5%，每667m2产量增加幅度为7.3%。因此，保水剂能促进生姜生长，影响其产量。

表1 催芽播种方式下保水剂对生姜株高、分枝数、产量的影响

2.2 直播方式下保水剂对生姜株高、分枝数、产量的影响

直播方式下保水剂对生姜株高、分枝数以及产量的影响见表2。施用保水剂后，分枝数差异性不显著(p>0.05)，株高和产量差异性显著(p<0.05)，施用保水剂后，生姜株高增加幅度为10.3%，每667m2产量增加幅度为8.3%，保水剂对于生姜生长有促进作用。

表2 直播方式下保水剂对生姜株高、分枝数、产量的影响

2.3 催芽和直播方式对生姜株高、分枝数、产量的影响

催芽和直播方式对生姜株高、分枝数以及产量的影响见表3。催芽跟直播相比，株高差异性不显著(p>0.05)，分枝数和产量差异性显著(p<0.05)，催芽播种方式下，分枝数增加幅度为28%，每667m2产量增加幅度为30%。催芽下，大姜经过醒发，较大的刺激其生长，因此，催芽更利于生姜生长。

表3 催芽和直播方式对生姜株高、分枝数、产量的影响

3 讨论与结论

随着农业供给侧结构调整，潍坊生姜栽种面积发展迅速，在当地已形成一定的规模，成为当地农民增收致富的主要途径之一。为保证出苗率以及产量，姜农通常选用催芽后的姜种来播种，通过研究，在催芽和直播不同播种方式下，生姜株高差异性不显著，产量和分枝数差异性显著，催芽方式下产量能增加30%，这说明催芽能促进生姜分枝，极大地增加产量，有利于生姜生产。

生姜是喜水植物，如何高效利用有限的水资源来缓解干旱对生姜生长的影响一直是研究的热点。保水剂通过与土壤颗粒间的相互影响，对土壤蓄水能力、土壤结构的稳定性，以及土壤矿物胶体动态变化等的综合作用，进而制约土壤—根系—作物系统之间的水分吸收和传输功能的发挥[11]。保水剂的高吸水和高保水能力，能够有效吸收灌溉或者降雨时土壤里的有效态水[18,19]，使用保水剂能减少水分的无效蒸发和流失，增加作物可利用的水分，有利于生姜生长。同时，保水剂只能改善外来水分，自身不能造水，要充分发挥其保水、改良土壤以及促进作物生长的作用，试验必须综合考虑不同气候、土壤、作物类型及保水剂的施用量和施用方法等。

经研究表明，催芽及直播方式下，使用保水剂后生姜产量及株高跟空白对照相比均有显著性差异。这充分说明播种方式不同，保水剂均能发挥功效，都可以促进生姜生长、提高生姜产量。