不同水平钙肥对设施生姜生长、产量和根茎品质的影响

摘    要：以莱芜大姜为试材，通过温室盆栽试验，采用根际增施的方法研究2.5、5.0、7.5、10.0、12.5 g·株-1 5个不同水平Ca（NO3）2对生姜生长、产量及品质的影响。结果表明，增施外源Ca（NO3）2促进了生姜的生长，提高了叶片色素含量、净光合速率及根茎的产量和品质。其中Ca（NO3）2施用量≥7.5 g·株-1时与不施钙（CK）相比对生姜有显著的促长增产和提质作用，在10.0 g·株-1时效果最显著，采收期生姜叶片叶绿素含量和光合速率较CK显著提高21.44%和34.37%，单株产量显著增加44.22%；可溶性糖、可溶性蛋白、游离氨基酸及维生素C含量分别显著提高28.13%、36.52%、19.15%和17.49%。Ca（NO3）2施入量在12.5 g·株-1时促进作用减弱。综上所述，试验范围内外源Ca（NO3）2均促进了生姜生长和产量增加，改善了生姜根茎品质，以外源钙施用量为10.0 g·株-1时，更利于提高生姜产量和品质。

关键词：生姜；Ca（NO3）2；生长；产量；品质

中图分类号：S632.5 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2024）02-112-06

Effects of different levels of calcium fertilizer on the growth， yield， and rhizome quality of ginger in facilities cultivation

WANG Xingcui1， ZHANG Jing1， FAN Yanshan2， PENG Dianliang1， YANG Wenxia1， ZHANG Jingmin1

（1. Facility Horticulture Laboratory of Universities in Shandong/Jia Sixie Agricultural College， Weifang University of Science and Technology， Shouguang 262700， Shandong， China; 2. Shouguang Garden Agricultural Technology Co.， Ltd.， Shouguang 262700， Shandong， China）

Abstract： In the present work，ginger cultivar Laiwu ginger was used as the test material， a greenhouse1 pot experiment was conducted to investigate the effects of 5 different levels （2.5， 5.0， 7.5， 10.0 and 12.5 g·plant-1） of Ca（NO3）2 on growth， yield and the quality of ginger by adding it to the rhizosphere. The results showed that exogenous Ca（NO3）2 application promoted the growth of ginger， increased leaf pigment content， net photosynthetic rate， and rhizomes’ yield and quality. When the Ca（NO3）2 applied dosage was≥7.5 g·plant-1， it had a significant effect on ginger growth， yield， and quality improvement. And the promoting effect was most significant at 10.0 g·plant-1. At the harvest period， compared with no applying Ca（NO3）2 （CK）， the chlorophyll content and photosynthetic rate of ginger leaves increased by 21.44% and 34.37% ， respectively， and the yield increased by 44.22%; the content of soluble sugar， soluble protein， amino acids， and vitamin C increased by 28.13%， 36.52%， 19.15%， and 17.49% ， respectively. In summary， exogenous Ca（NO3）2 within the experimental range promoted the growth and yield of ginger， improved the quality of ginger rhizomes. The treatment with exogenous Ca（NO3）2 application rate of 10.0 g·plant-1 was more conducive to improving yield and quality.

Key words： Ginger; Ca（NO3）2; Growth; Yield; Quality

Ca2+是植物所必需的矿质元素之一，可以稳定细胞膜和细胞壁并促进细胞伸长和分裂，在细胞的结构及调控植物生长发育、生理代谢过程中发挥重要作用[1]。此外，Ca2+作为细胞的功能物质，对生物与非生物胁迫响应和第二信使传递也有重要意义。研究表明，施钙能提高烟草[2]、菊花[3]、花生[4]、茄子[5]、番茄[6]、叶用莴苣[7]和生姜[8]等植物的抗氧化酶或活性物质的活性，缓解逆境伤害，从而提高他们的抗逆性并促进生长。适宜浓度的钙肥能提高菊花[3]、茄子[5]的叶绿素含量，增强番茄[6]的光合性能，提升甜椒[9]和黄金梨[10]在高温胁迫下的光合速率和光系统II最大光化学效率，有效缓解盐胁迫对西瓜叶片的伤害，同时增加果实的可溶性糖含量[11]，促进大蒜根系发育，增强其抗病能力，减少二次生长并提高抽薹率[12-13]，调控马铃薯主茎生长[14]，促进山药地下产品器官的膨大及含钙量[15]。

此外，Ca2+与作物的品质有着密切的关系。前人研究表明，新梢喷钙可提高苹果净光合速率，增加单果质量、维生素C含量和果皮亮度值[16]，提高桃的果实硬度和可溶性固形物含量[17]，使花生结果数和百果数增加[18]，籽仁中蛋白质含量增大[19]。施Ca能增加茄子的干物质含量[20]，提高甜瓜[21]和番茄[22]的果实硬度、维生素C和可溶性糖含量，降低可滴定酸含量。袁伟玲等[23]研究表明，叶面喷施钙可促进小白菜的生长，并增加叶片中维生素C、可溶性糖和游离氨基酸含量。此外，施钙能改善大蒜[13]、马铃薯[14]和山药[15]的产品质量。

生姜（Zingiber officinale Rosce.）为姜科多年生草本植物，具有喜温、怕热怕湿的特性，是我国重要的出口创汇蔬菜。其营养极其丰富，既是日常生活重要的调味蔬菜，也是一味重要的中药材。生姜生长期要经过7－8月光照最为强烈、高温且多雨的夏季，此段时间正值生姜幼苗生长期，强光照加上35 ℃以上的高温，叶片容易烧伤致使生姜出现生长障碍而降低产量和品质[24]。Ca2+能提高植物对逆境的抵抗能力，进而改善商品器官的品质[25]，但关于外源钙对生姜生长发育及品质改善的研究鲜有报道。因此，笔者以莱芜大姜为试验材料，研究根源施用硝酸钙对生姜生长发育及品质指标的影响，旨在探究外源钙对生姜的作用效应，为进一步确定钙肥的合理施用和深入研究钙对生姜高产优质的作用机制提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验生姜品种为莱芜大姜，购自山东省万兴食品有限公司生产基地。

1.2 试验设计

试验于2020年在潍坊科技学院试验基地温室大棚中进行。定植盆规格为直径40 cm、深30 cm。于4月1日芽长1.0～1.5 cm时播种，盆栽土壤氮、磷、钾含量（w，后同）分别为62.5、17.9、43.6 mg·kg-1。以不施Ca（NO3）2的处理为对照（CK），Ca（NO3）2设置2.5、5.0、7.5、10.0、12.5 g·株-1 5个处理水平，分别为T1、T2、T3、T4、T5，生姜整个生育期分3次施入，其中40%作为基肥，剩余2次施用时期为苗期20%和根茎膨大期40%，从尿素中扣除Ca（NO3）2中所含的氮量。采用完全随机区组设计，每个处理设3次重复，共18个小区，每盆定植1株，每小区15株，共计270株。除硝酸钙施用量不同外，各处理水肥管理方法均一致。

1.3 指标测定

生长指标：分别于发棵期（7月26日）、根茎膨大期（8月26日）、收获期（10月28日）每处理随机抽取3株，用清水冲洗后分别测定生姜样本的株高、茎粗、分枝数，根、茎、叶及根茎的鲜质量，然后放入烘箱中105 ℃杀青25 min，75 ℃烘干至恒质量，称其干质量。株高为第一主茎从地面上伸直的距离；茎粗为离地面1 cm粗度。

光合生理特性指标：分别于发棵期、根茎膨大期、收获期选5株生姜的展开功能叶（上数第3～4片），采用95%无水乙醇浸提叶片色素，岛津UV-2450型分光光度计比色法测定[26]。于3个时期的晴天用美国产Li-6400型便携式光合测定系统测定净光合速率（Pn）。同时在根茎膨大期，选择晴天07：00－17：00时间段，每隔2 h测定1次净光合速率。

产量及品质指标：收获期将每个处理所有单株收获，清洗后测定根茎质量，取平均值为各个处理的单株产量实测值。每处理选取3株长势一致的生姜植株，将根茎切碎混匀，采用蒽酮比色法测定可溶性糖含量[26]，采用考马斯亮蓝法测定可溶性蛋白含量[26]，采用茚三酮显色法测定游离氨基酸含量[26]；采用2，6-二氯酚靛酚比色法测定抗坏血酸含量[26]；采用酸洗涤法测定粗纤维含量[27]。

1.4 数据分析

采用Microsoft Excel 2007软件进行试验数据初步处理及绘图，采用DPS 7.05数据处理软件进行LSD法差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 外源Ca（NO3）2对生姜不同发育期生长指标的影响

由表1可以看出，除2.5 g·株-1处理外，增施外源Ca（NO3）2在生姜各生长时期均可提高其株高、茎粗以及根、茎、叶、根茎的鲜质量，且株高以及根、茎、根茎的鲜质量随Ca（NO3）2施用量的增加呈先增加后减小的变化趋势，但发棵期和根茎膨大期外源Ca（NO3）2处理对生姜分枝数的增长无显著影响。在发棵期，Ca（NO3）2施用量为2.5 g·株-1时，生姜各生长指标与CK无显著差异；施用量≥5.0 g·株-1时，除茎粗和分枝数外，其他各指标与对照相比均显著增长；当Ca（NO3）2施用量达到10.0 g·株-1时，生姜的株高以及茎粗、根、茎、叶、根茎鲜质量生长指标都达到最大值，较CK分别显著提高了3.84%、30.34%、79.95%、69.87%、77.85%和97.91%；而当Ca（NO3）2施用量达到12.5 g·株-1时，除分枝数外，其他各生长指标均有所下降，且生姜茎和根茎鲜质量与10.0 g·株-1处理呈显著差异。在根茎膨大期和采收期，不同施用量Ca（NO3）2处理的生姜各生长指标的变化趋势与发棵期基本相似，在根茎膨大期，Ca（NO3）2施用量10.0 g·株-1和12.5 g·株-1各测定指标均差异不显著；采收期Ca（NO3）2施用量为12.5 g·株-1时根茎鲜质量与10.0 g·株-1处理呈显著差异，前者较后者降低6.05%。

2.2 外源Ca（NO3）2对生姜不同发育时期叶片光合作用特性的影响

2.2.1 外源Ca（NO3）2对生姜不同发育时期叶片色素含量的影响 如图1所示，在生姜在生长发育过程中，随着Ca（NO3）2施用量的增加，在整个生长期叶片的叶绿素和类胡萝卜素含量均呈现先升高后降低的变化趋势。2种色素含量均在根茎膨大期Ca（NO3）2施用量为10.0 g·株-1时达到最大值，且叶绿素含量均与其他处理呈显著差异；类胡萝卜素含量与Ca（NO3）2施用量为7.5 g·株-1处理差异不显著，与其他处理呈显著差异；与不施Ca（NO3）2的CK相比，生姜叶片2种色素含量分别显著提高了25.99%、33.52%。采收期各处理的生姜叶片2种色素含量较前期均有下降，生姜叶片叶绿素和类胡萝卜素含量在Ca（NO3）2施用量为12.5 g·株-1与10.0 g·株-1时无显著差异。