氮磷钾肥对脱毒生姜产量及农艺性状的影响

摘    要：探明脱毒生姜在贵州黔中生态区最佳氮、磷、钾肥施用量及其配比，为脱毒生姜高产栽培提供施肥参考。以脱毒生姜新品系黔姜181为材料，采用“3414”试验设计，研究氮、磷、钾肥不同施用量及其配比对脱毒生姜产量和农艺性状的影响。结果表明，影响脱毒生姜根状茎产量的营养元素顺序为氮＞钾＞磷，N1处理的产投比、偏生产力和农学利用率均最高，分别达33.05、157.90、76.13 kg·kg-1，氮肥施用过量，其根状茎产量反而下降；在适宜施氮量基础上，增施磷、钾肥有利于提高脱毒生姜黔姜181的茎叶质量和根状茎质量，以N2P2K3处理的根状茎产量和纯收入最高，总产值达14 062.05元·667 m-2，产投比值为2.40。脱毒生姜新品系黔姜181在黔中生态区的最佳施肥方案是纯N、P2O5、K2O分别为32.75、16.49、41.19 kg·667 m-2，即N、P2O5、K2O质量比为2.0∶1.0∶2.5时，根状茎产量在2 858.00 kg·667 m-2以上，纯收入达8000元·667 m-2。

关键词：脱毒生姜；“3414”试验；氮磷钾肥；产量；农艺性状

中图分类号：S632.5 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2022）04-063-07

Effects of nitrogen， phosphorus and potassium fertilizer on yield and agronomic characters of virus-free ginger

LI Dewen1，2， WANG Shaoming1，2， LUO Lisi1，2， LENG Jiagui1，2， HOU Yinghui1，2， LI Jinhua1，2

（1. Spice Crops Research Institute， Guizhou Academy of Agricultural Sciences， Guiyang 550006， Guizhou， China; 2. Oil Crops Research Institute， Guizhou Academy of Agricultural Sciences， Guiyang 550006， Guizhou， China）

Abstract：A “3414” experiment was conducted to discover the best application rate and ratio of nitrogen， phosphorus and potassium for ginger production using a virus-free cultivar Qianjiang 181 in central Guizhou area. The results showed that with proper nitrogen application rate， increasing phosphorus and potassium rate was beneficial to increase the stem and leaf weight and ginger rhizome weight. The order of nutrient elements affecting the yield is nitrogen > potassium > phosphorus， and the yield and net income of N2P2K3 treatment were the highest， the gross income was 14 062.05 yuan per 667 m-2 and the ratio of return was 2.40. The yield of ginger rhizomes decreased under excessive application of nitrogen fertilizer. The N1 treatment had the highest return ratio， partial productivity and agronomy utilization ratio， 33.05， 157.90 kg·kg-1 and 76.13 kg·kg-1， respectively. The best fertilization rate per 667 m2 in central Guizhou was pure N 32.75 kg、P2O5 16.49 kg and K2O 41.19 kg， at mass ratio N∶P2O5∶K2O = 2∶1∶2.5. The ginger yield per 667 m2 from virus-free stock of Qianjiang 181 was over 2 858.00 kg， and the net income per 667 m2 was 8 000.00 Yuan.

Key words：Virus-free ginger; “3414” experiment; Nitrogen， phosphorus and potassium fertilizers; Yield; Agronomic characters

生姜（Zingiber officinale Rosc.）为姜科姜属多年生草本植物，食用器官为地下肉质根状茎，是一种调味蔬菜，也是医药、化工及食品工业的重要原料。生姜具有芳香的辛辣风味，可加工制成姜干、姜粉、姜汁、姜油、糖姜片等，有除腥、去臊、去臭作用和解毒、散寒、温胃、发汗、止呕等药效[1-3]。中国是世界上生姜栽培面积最大且生产总量最多的国家，2018年全国种植面积29.9万hm2，生姜产量约846万t，平均产量1886 kg·667 m-2；国内销售比例占71%，用于调味鲜食，北方市场以销售大姜为主，南方市场倾向小黄姜[4]。贵州省生姜种植面积约2.67万hm2，被列为贵州省蔬菜产业八大单品之一，主要分布在安顺、六盘水、黔南和黔西南等地区，主栽品种类型为密苗型小黄姜[5]。由于生姜以根状茎为繁殖材料，长期无性繁殖会造成种性退化，种姜多带病毒，导致生姜的产量和品质逐渐下降，制约了生姜产业的发展。培育脱毒种可有效减少种姜的病毒，达到提高生姜产量和品质的双重目的[6]。贵州省农业科学院香料研究所从地方品种贞丰小黄姜中选择优良单株根状茎，采用茎尖脱毒法培育出脱毒生姜新品系黔姜181，适宜在贵州喀斯特地区推广种植。氮、磷、钾是植物生长发育所必需的大量元素，在其生长发育过程中发挥着不可替代的作用，氮、磷、钾用量及其比例对生姜生长及产量有显著的影响[7-8]。李录久[9]认为施用适量氮、磷、钾能有效促进不同品种生姜的生长发育，显著提高生姜根状茎产量，氮肥和钾肥均远高于磷肥的增产效应，并且不同品种生姜根状茎产量需肥量和比例存在较大差异。邵海南等[10]认为施肥能显著提升生姜的株高、分枝数与产量，当每667 m2施入氮、磷、钾肥的量分别为44.68、38.91、52.34 kg时，生姜产量最高。张薇[11]认为不同施肥处理对生姜植株生长量存在显著差异，每667 m2施腐殖酸200 kg，生姜产量达6 303.48 kg·667 m-2，比不施腐殖酸的产量增加了24.21%；每667 m2施控释肥200 kg的生姜产量达5 994.21 kg·667 m-2，较普通复合肥增产5.23%。

“3414”肥效试验是农业部测土配方施肥技术规范推荐使用的研究方案，利用该试验方案既可进行作物产量与氮、磷、钾用量的三元二次肥料效应回归方程拟合，也可分别进行氮、磷、钾中任意二元或一元肥料效应回归方程的拟合，具有回归最优设计处理少、效率高的优点[12]，广泛用于西瓜[13]、白菜[14]、水稻[15]、油菜[16]、桔梗[17]等作物的施肥推荐研究。在生姜生产上存在盲目施肥现象，施肥过量与比例不合理现象突出，偏施氮肥而不施或少施磷钾肥，致使土壤中氮、磷、钾的有效含量失衡，多数土壤中呈现水碱氮含量偏高而有效磷、有效钾含量偏低的情况。既造成了大量氮营养流失，又增加了肥料投入成本，严重影响了生姜产量和经济效益[18]。不同生姜品种对养分的需求并不一致，且受土壤、施肥方式和气候条件等因素影响。贵州属于典型的喀斯特地区，山地立体气候明显，需要对密苗型小黄姜开展氮磷钾施肥试验。为了充分发挥氮、磷、钾肥对脱毒生姜的增产效应，有必要制定最佳施肥方案。笔者以脱毒生姜新品系黔姜181为试验材料，于2019年在贵州省安顺市普定县开展了脱毒生姜氮磷钾“3414”肥料试验，探讨不同氮、磷、钾施用量及配比对脱毒生姜产量及主要农艺性状的影响，以期为脱毒生姜在贵州黔中生态区高产栽培提供施肥参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验设在贵州省安顺市普定县太平农场旱地中，海拔1260 m，属于亚热带季风湿润气候，年平均气温15.1 ℃，年平均日照时数1 164.9 h，无霜期301 d，年平均降水1 378.2 mm。试验地前作为薏仁米，黄壤土，土壤肥力中等。据贵州省农业科学院农业资源与环境检测中心分析，土壤pH值5.91，有机质含量（w，后同）28.5 g·kg-1，碱解氮含量141.67 mg·kg-1，有效磷含量39.10 mg·kg-1，速效钾含量146.81 mg·kg-1，土壤弱酸性，有机质和速效钾含量中等，碱解氮和有效磷含量丰富[19]。

1.2 材料

供试材料为脱毒生姜新品系黔姜181，属于密苗型小黄姜类型，由贵州省农业科学院香料研究所提供，选择不干裂、不腐烂、未受冻、质地硬、无病虫危害和无机械损伤的根茎用于试验。试验肥料为尿素（含N 46.4%，贵州赤天化股份有限公司生产），过磷酸钙（含P2O5 16%，贵州开磷有限责任公司生产），农用硫酸钾（含K2O 51%，国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司生产）。

1.3 试验设计

采用“3414”肥料效应试验方案，“3414”是指N、P、K 3个因素，每个因素设4个水平（即设0水平为不施肥，2水平为当地最佳施肥量的近似值，1水平=2水平×0.5，3水平=2水平×1.5），共14个处理（表1），2次重复，随机区组排列，小区面积20 m2（4.80 m×4.17 m），开沟直播，行距60 cm，株距20 cm，每667 m2种植密度5500株，四周种植保护行。

设667 m2纯N施用水平分别为0、15、30、45 kg，P2O5施用水平分别为0、7.5、15、22.5 kg，K2O施用水平分别为0、15、30、45 kg。

1.4 方法

2019年3月28日按试验设计播种，每667 m2施腐熟农家肥1000 kg。先开好第一条沟，沟深15 cm，将准备好的姜块放入沟内，每行放20块种姜，然后将腐熟农家肥、全部磷肥和30%钾肥放在姜块之间，再按行距开第2条沟，用沟土覆盖第1条沟，覆土厚度5 cm。脱毒生姜于5月16日出苗，6月10日追施30%氮肥作提苗肥；7月15日追施40%氮肥和40%钾肥，结合中耕除草，起垄培土1次；8月20日根状茎膨大初期追施30%氮肥和30%钾肥，起垄培土1次。病虫害防治与常规生姜栽培相同。11月20日在小区中间行连续取样10株，参照《姜种质资源描述规范和数据标准》[20]调查主要农艺性状，并对小区内根状茎称重测产。

1.5 数据处理

数据统计分析采用Excel 2010软件、测土配方施肥“3414”试验分析器SG2.2和DPS v18.10数据处理系统。有关参数的计算方法：氮肥偏生产力=施氮区产量/施氮量，氮肥农学利用率=（施氮区产量-缺氮区产量）/施氮量，磷、钾肥的参数计算方法与氮肥一致[21]，偏生产力和农学利用率的单位均为kg·kg-1。

2 结果与分析

2.1 各处理对脱毒生姜主要农艺性状的影响

从表2可知，脱毒生姜黔姜181的主要农艺性状均以不施肥处理为最低，差异显著性分析表明，与不施肥处理（N0P0K0）相比，增施氮磷钾肥对脱毒生姜黔姜181的分枝数、主茎茎粗、主茎叶片数、茎叶质量和根状茎质量均有显著影响。当磷、钾肥均处于最佳水平（P2K2）时，脱毒生姜黔姜181的株高、分枝数、主茎叶片数、叶长、叶宽和茎叶质量均随氮肥用量的增加而增加；而主茎茎粗、根状茎长、根状茎宽和根状茎质量均是先增加后减少，且均在处理N2P2K2时达到最大。当氮、钾肥均处于最佳水平（N2K2）时，其茎叶质量和根状茎质量随磷肥用量的增加而增加，其余农艺性状呈不规律变化。当氮、磷肥均处于最佳水平（N2P2）时，其叶长和根状茎质量随钾肥用量的增加而增加，叶宽和根状茎宽是先增加后减少，其余农艺性状呈不规律变化。表明在适宜施氮量基础上，增施磷、钾肥有利于提高脱毒生姜黔姜181的茎叶质量和根状茎质量。

2.2 各处理对脱毒生姜产量和经济效益的影响

由表3可知，不同氮磷钾处理间根状茎产量差异达显著水平。其中，N2P2K3处理脱毒生姜黔姜181根状茎产量最高，达2 812.41 kg·667 m-2；第2位是N2P2K2处理，根状茎产量为2 778.39 kg·667 m-2；第3位是N2P3K2处理，根状茎产量为2 711.02 kg·667 m-2。