化肥减量配施生物有机肥对生姜产量和品质的影响

摘要：为探索生姜化肥减量施肥技术，在田间试验条件下，设置不施肥（CK）、100%化肥（T1）、90%化肥+4500 kg·hm-2生物有机肥（T2）、80%化肥+5400 kg·hm-2 生物有机肥（T3）、70%化肥+6300 kg·hm-2 生物有机肥（T4）处理，研究不同施肥方式对生姜产量和品质的影响。结果表明，化肥减量10%～30%配施一定量的生物有机肥能够显著提高生姜产量。其中，T3 生姜产量最高，较T1 显著增产37.55%。与单施化肥相比（T1），化肥减量配施生物有机肥处理提高了生姜可溶性糖、维生素C 和挥发油含量，显著降低了生姜粗纤维和硝酸盐含量。其中，T3 处理的可溶性糖和维生素C 含量最高;T4 处理的挥发油含量最高，粗纤维和硝酸盐含量最低。各处理生姜蛋白质含量高低依次为T1>T2>T3>T4>CK。经隶属函数法综合评价，化肥减量20%配施5400 kg·hm-2 生物有机肥（T3）处理效果最好，是实现生姜优质高产栽培的良好施肥模式。

关键词：生姜;化肥减施;生物有机肥;产量;品质

中图分类号：S632.5 文献标识码：A 文章编号：1673-2871（2022）03-086-06

Abstract： Field experiment was conducted to seek effective measures to reduce chemical fertilizer in ginger production.The treatments included zero fertilizer（CK）， 100% chemical fertilizer（T1）， 90% chemical fertilizer plus 4500 kg ·hm- 2 microbe-organic fertilizer（T2）， 80% chemical fertilizer plus 5400 kg · hm- 2 microbe-organic fertilizer（T3）， 70%chemical fertilizer plus 6300 kg · hm- 2 microbe- organic fertilizer（T4）. The results showed that the reduction ofchemical fertilizer by 10% to 30% combined with microbe-organic fertilizer significantly increased the yield of ginger.The yield of T3 treatment was the highest， 37.55% higher than that of T1 treatment. The treatments with reducedchemical fertilizer combined with microbe- organic fertilizer increased the contents of soluble sugar， vitamin C andvolatile oil， and significantly reduced crude fiber and nitrate in ginger. Ginger soluble sugar and vitamin C content werethe highest for T3 treatment. T4 produced ginger had highest volatile oil and lowest crude fiber and nitrate. Ginger proteincontent for different treatment was T1>T2>T3>T4>CK. Based on the results of this experiment we recommend a reductionof 20% chemical fertilizer combined with 5400 kg·hm-2 microbe-organic fertilizer for high-quality and high-yieldginger production.

Key words： Ginger; Chemical fertilizer reduction; Bio-organic fertilizer; Yield; Quality

生姜（Zingiber officinale Rosc.）又称姜、黄姜，是人们日常生活中重要的调味蔬菜之一，其性温、味辛，富含姜辣素、挥发油等芳香辛辣成分[1]，具有抗氧化、消炎、排寒、止痛等功效，素有“菜中之祖”“药用黄金”的美誉[2]。我国是生姜生产大国，近年来全国生姜栽培面积保持在20 万hm2 左右，年产量800 万t 以上，生产面积和总产量均居世界首位[3]。然而在生产过程中，由于农民对产量的过度追求以及对化肥作用的盲目夸大，生姜偏施化肥和过量施肥现象十分严重。据山东[4]、安徽[5]等地调查，生姜产区农民普遍重施化肥，忽视有机肥料、微生物菌肥的使用，土壤养分不足，N、P、K 投入比例失调。长期不合理的施肥方式一方面导致肥料吸收利用率下降，生产成本增加;另一方面化肥大量施入造成了生姜土壤酸化、次生盐渍化，土壤板结、质量恶化问题加重，制约了生姜产量和效益的进一步提高。因此，研究生姜化肥减量施肥技术、优化生姜产区施肥结构，是改善生姜土壤质量，提高生姜产量和品质的根本途径。

已有研究表明，利用生物有机肥替代部分化肥，可以在减少化肥用量的同时，改善土壤生态环境，提高肥料利用率，促进作物生长发育，提高作物产量和品质[6-7]。合理的化肥和生物有机肥配施能够促进油菜[8]、莴笋[9]、西瓜[10]等作物的生长，使其产量显著提高，可溶性蛋白、维生素C 含量等品质指标显著提升。目前，关于生物有机肥在生姜上的应用效果研究相对较少，针对化肥减量配施不同用量生物有机肥对生姜产量和品质影响的研究尚未见报道。因此，笔者以河北省主栽品种冀姜5 号为材料，通过设置不同用量生物有机肥与化肥配比试验，探讨不同施肥方式对生姜生长、产量以及品质的影响，旨在筛选适宜的化肥减量施肥技术方法，为实现生姜优质、高产栽培和科学合理施肥提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试生姜品种为冀姜5 号，由唐山市农业科学研究院生姜课题组选育并提供。供试生物有机肥为纯牛粪经充分腐熟发酵配制而成，内含有机质≥45%，有效活菌数≥2 亿·g-1，N+P2O5+K2O≥5%，中微量元素≥0.5%;化肥为长效三元复合肥（mN∶mP∶mK=15∶5∶18），含N 15%、P2O5 5%、K2O 18%，均由河北沣田宝农业科技有限公司提供。供试土壤为砂壤土，pH 7.0，有机质含量（w，后同）1.24%，碱解氮含量24.57 mg· kg-1，速效磷含量45.39 mg· kg-1，速效钾含量130.40 mg·kg-1。

1.2 方法

试验于2019 年4—10 月在唐山市农业科学研究院试验地进行，小拱棚栽培，行距70 cm，株距18 cm，4 月16 日播种，10 月23 日收获。共设置5 个处理。CK：不施肥，T1：100%化肥，T2：90%化肥+4500 kg·hm-2生物有机肥，T3：80%化肥+5400 kg·hm-2生物有机肥，T4：70%化肥+6300 kg ·hm-2 生物有机肥，各处理肥料配比及用量见表1。化肥作基肥施入20%，小培土期、大培土期、根茎膨大期作追肥各施用1 次，用量分别占总量的25%、40%和15%，生物有机肥按化肥施入时期同比例施入。小区面积36.4 m2，每小区定植260 株，随机区组设计，3 次重复。其他田间管理措施一致。

1.3 项目测定

收获前7 d，每小区随机选取植株5 株，测量株高、茎粗，用叶面积仪（YMJ-B）测量上数第3、4 片功能叶的叶面积，用SPAD 仪（SPAD-502 PLUS）测量叶片叶绿素含量。生姜收获后按小区测产，每个小区随机抽取3 个点，每点取10 株，测量单株根茎鲜质量、根茎长和根茎宽。每处理根茎混合取样3 kg，用于测定蛋白质、维生素C、可溶性糖、粗纤维、硝酸盐含量等品质指标。蛋白质含量按照GB/T5009.5—2016 第一法测定，维生素C 含量按照GB5009.86—2016 第二法测定，可溶性糖含量按照NY/T 1278—2007 测定，挥发油含量按照ISO6571—2008 测定，粗纤维含量按照GB/T 5009.10—2003 测定，硝酸盐含量用硝基水杨酸法测定[11]。

1.4 数据分析

采用Microsoft Excel 2007 进行数据处理;采用SPSS 19.0 软件进行方差分析和相关性分析，采用Duncan-test 进行显著性检验;利用隶属函数法进行综合评价[12]。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对生姜生长指标的影响

由表2 可知，与单施化肥（T1）相比，化肥减量配施生物有机肥处理的株高、茎粗、分枝数、叶面积均有不同程度的增加。其中，T3 处理的株高、茎粗、分枝数和叶面积最高，分别较T1 处理显著提高5.61%、10.43%、22.89%和6.14%;T2 处理的株高、分枝数和叶面积较T1 处理显著提高4.99%、18.07%和3.93%;T4 处理的茎粗、分枝数和叶面积较T1 处理显著提高6.61%、14.46%和5.01%。T2 处理的茎粗和T4 处理的株高与T1 处理差异不显著。

2.2 不同施肥处理对生姜叶片叶绿素含量的影响

由图1 可以看出，与单施化肥（T1）相比，化肥减量配施生物有机肥处理的生姜叶片叶绿素含量显著提升。其中，以T3 处理最高，较T1 处理提高28.40%;其次为T4 处理，较T1 处理提高23.13%;T2 处理的叶片叶绿素含量较T1 处理提高18.81%。T3 处理的叶片叶绿素含量与T2 处理差异显著，与T4 处理差异不显著。

2.3 不同施肥处理对生姜产量的影响

由表3 可知，与单施化肥（T1）相比，化肥减量配施生物有机肥处理的生姜根茎长和根茎鲜质量显著增加，T2、T3、T4 处理的根茎长较T1 处理分别提高12.64%、14.72%和8.62%;根茎鲜质量分别较T1 处理提高28.34%、35.22%和15.47%。T2、T3、T4处理的根茎宽虽较T1 处理略有增加，但差异不显著。

与不施肥（CK）和单施化肥（T1）相比，化肥减量配施生物有机肥处理的生姜产量显著提高。其中，T3 处理的生姜产量最高，显著高于T1 和T4 处理，较CK 增产154.51%，较T1 增产37.55%;其次为T2 处理，与T3 处理差异不显著，较CK 增产142.17%，较T1 增产30.89%;T4 处理的生姜产量显著低于T2 和T3 处理，较CK 增产116.16%，较T1增产16.83%。单施化肥处理（T1）较CK 增产85.02%。

2.4 不同施肥处理对生姜品质的影响

由图2 可以看出，各处理中以T1 处理蛋白质含量最高，随化肥用量的降低，生姜蛋白质含量呈下降趋势，T2、T3、T4 处理分别较T1 处理降低7.87%、13.78%和26.24%。其中，T3、T4 与T1 处理差异显著，T2 和T1 处理差异不显著。各处理的可溶性糖和维生素C 含量为T3>T2>T4>T1>CK。其中，T3 处理的可溶性糖和维生素C 含量分别较T1处理显著提高23.35%和8.22%，T2 处理的可溶性糖含量以及T4 处理的可溶性糖、维生素C 含量与T1 处理差异不显著。与CK 和T1 相比，化肥减量配施生物有机肥处理使生姜粗纤维含量显著降低，3 个处理中以T4 处理粗纤维含量最低，但与T2 和T3 处理差异不显著。各处理的挥发油含量结果为T4>T3>T2>T1>CK。其中，T4 处理的挥发油含量较T1 处理显著提高19.70%，T3 和T2 处理较T1 处理分别提高9.85%和6.90%，但差异不显著。