水肥一体化技术在生姜生产中的应用

李守华 郭红 王彩霞

摘要：为了解决生姜生产中存在的费水、过度施肥、营养失衡、人工投入大、生姜产量低和品质不高的突出问题，本研究把水肥一体化技术和生姜生产实践结合起来，从生姜地块的土壤理化性状检测、设备选择与设计、水源选择、肥料选择以及生姜各生育期的水肥投入方案等方面，阐述了水肥一体化技术在生姜生产中的应用技术要点，形成了具有普遍指导性的水肥一体化技术规范。该技术要点体现了水肥一体化的技术优势，可为各生姜产区的生姜生产、广大农技推广人员农技推广服务和农业领域科研工作者提供技术指导和参考。

关键词：生姜；水肥一体化；技术要点；生产；应用；生姜产区

中图分类号：S632.5，S365文献标志码：A论文编号：cjas20190600072

Fertigation Technology： Application in Ginger Production

Li Shouhua， Guo Hong， Wang Caixia

（Fangzi District Agricultural and Rural Bureau， Weifang 261200， Shandong， China）

Abstract： To solve the problems in ginger production， such as high water consumption， excessive fertilization， nutrition disorders， labor-intensive， low yield and poor quality， we combined fertigation technology and ginger production practices， took into consideration the aspects of physical and chemical properties of soil， equipment selection and design， water selection， fertilizer selection， the scheme of water and fertilizer in each growth period， expounded the key points of fertigation technology application in ginger production， and worked out a general technical specification of fertigation， which embodies the advantages of fertigation and provides references for ginger production.

Keywords： Ginger； Fertigation； Technical Points； Production； Application； Ginger Producing Area

0引言

生姜是姜科姜属的多年生草本植物的新鲜根茎，因其有独特的食用、药用价值而在中国中东部、东南部至西南部，尤其是山东范围内广泛栽培。生姜喜温湿、不耐寒、怕强光直射的生物学特性，要求生姜栽培中喜多肥多水。然而，多肥多水的栽培方式耗费很大的人力、物力，降低了水肥利用率，限制了生姜品质的提高，影响了农民收益。

水肥一体化技术，是把对农作物实施的灌溉与施肥2个过程，有机结合起来融为一体的一项农业新技术，是借助地形自然形成的落差或者智能压力设备，将水溶性肥料，按照测定的土壤养分含量指标、作物种类的需肥规律和生长发育特点，依据科学施肥比例配兑成的肥液与灌溉水一起，借助于管道系统以滴管、微灌、渗灌等形式把作物所需的水肥均匀准确地输送至作物根部区域。

惠海滨等[1]、马富裕等[2]和王凯[3]对水肥一體化技术发展等做了研究和简述，很少有学者对该技术在生姜栽培生产应用推广上有所研究和论述，没有形成能够指导生产的技术要点。为了解决生姜生产中存在的费水、过度施肥、营养失衡、人工投入大和生姜品质、产量不高的突出问题，结合笔者多年的一体化技术在生姜生产中的技术推广实践，从系统设备、水源和可溶性肥料的选择以及各生育期水肥管理技术要点等方面，提出了生姜水肥一体化种植模式，此模式大大降低了水肥投入，提高了水肥利用率，节约了人工投入，提高了产量、品质和农户种植收益，同时也为广大生姜产区的种植户、农技推广人员和科研工作者提供了很好的技术指导和参考。

1土壤理化性状检测

土壤理化性状包括土壤的有机质含量、含水率、pH、氮（全氮、速效氮）含量、磷（全磷、速效磷）含量、钾（全钾、速效钾）含量6项主要指标。生姜地块的土壤理化性状很大程度上决定肥力，影响生姜产量。土壤有机质含量越高，土壤结构越疏松，通气性越好，持水能力越强[4]，因此生姜生产上整地之前有必要分析土壤理化性状，尽可能了解地块土壤情况。取样测定土壤有机质含量、含水量、pH、氮（全氮、速效氮）含量、磷（全磷、速效磷）含量、钾（全钾、速效钾）含量6项主要土壤理化指标，掌握土壤性状底值，根据土壤理化性状基本值和目标产量，确定各时期单次水肥用量[5-6]。

2设备选择与设计

一体化设备是灌水施肥的硬件载体，经过几十年的技术发展和创新，中国灌溉设备不仅在种类上非常齐全，产品质量也达到了欧美、以色列等发达国家同类产品的水平[7]。因此，灌溉设备选择时，常常会有很多种情况。农户在进行水肥一体化设计安装时需要选用的灌溉设备包括水泵、过滤设备、管道、灌水器及配件等。水泵主要根据系统流量和工作压力进行选型；过滤设备选型主要考虑水中杂质类型及过滤流量大小；管道则主要根据过流流量和工作压力来选型；灌水器则要考虑其抗堵塞、耐久性、耐压能力。由于水肥一体化运行过程中涉及酸、碱性肥液和药液，灌溉设备均要考虑耐腐蚀性能，因此，灌溉设备要尽量选用塑料产品，对于金属产品则要采取防腐蚀措施，系统中已经有腐蚀的设备或配件，则要及时更换，以免影响系统整体运行效果[8]。

2.1滴灌系统

结合生姜种植地块的地形高低特点、耕地土壤类型、栽培方式、水源位置等基本情况，选择管道系统的布设方式、埋设深度、长度等。一般而言，结合水源的位置以及地形坡度，将溶肥压力设施安装在靠近水源或者地势较高位置，借助于坡度实现自灌，节省费用。地块长度超过50 m宜采用中间布设主管道方式。

2.2灌水方式

可采用喷灌、微喷灌、泵加压滴灌、重力滴灌、渗灌等方式。喷灌是借助压力管道并通过喷头均匀地喷洒对作物进行灌溉。微喷一般采用吊挂微喷、地插微喷，散射喷雾对作物叶片损失较小，有利于作物生长。滴灌是通过毛细输水管道将灌溉水通过毛管上的细孔口或滴头送到作物根部进行根部灌溉。渗灌是利用地下渗水管道借助土壤毛细管作用湿润土壤的灌水方法。生姜生产中可以结合当地土壤情况、水源条件以及资金情况选择合理的灌溉方式。

2.3施肥系统

田间设计安装为定量施肥系统，包括溶肥设施的位置、溶肥设施容量、出口管径大小、施肥管道布局、管道分配器、水泵、肥泵等。田间施肥系统的设计安装应当结合地块大小、地形坡度特点、水源位置等，以方便施工和实现合理浇水为原则。

3水源选择

不同水源的矿质元素含量、水温和酸碱度有所差异，水源的水质、水温和酸碱性会直接影响化学肥料的溶解性和生物肥料中微生物的生物活性，还会影响土壤的物理性质和化学特性，最终影响生姜生长[9]。生姜生产应当注意避免重金属污染水源，确保生姜品质。

4肥料选择

肥料可分为有机肥料、化学肥料和生物肥料等。肥料的选择要考虑肥料的形态、溶解度、酸碱性、土壤养分基本值、生姜各生育期对各营养元素的需求等。生姜水肥一体化技术要求选用溶解度高、溶解速度快、对灌溉设备腐蚀性小、与灌溉用水相互作用小的肥料[10-11]。

4.1有机肥料的选择

有机肥是经生物物质、动植物废弃物、植物残体加工而来，施于土壤以提供植物营养为其主要功能的含碳物料，有机肥经过了无毒无害化加工处理过程，去除了原材料中携带的大量病菌等有毒有害物质，富含大量有机物质。基肥选用充分腐熟的有机肥、农家肥，用于改善土壤结构，提高土壤通透性和肥力[12-14]。

4.2可溶性化学肥料的选择

化学肥料（简称化肥，也称无机肥料）是用化学和（或）物理方法制成的含有一种或几种农作物生长需要的营养元素的肥料。它们具有成分单纯、养分含量高、肥效快、肥劲猛、不含有机质等特点。选择可溶性化学肥料，不仅要满足生姜生长所需的各种营养元素，还要考虑化学肥料的酸碱性，以免对土壤造成破坏[15]。

4.3生物肥料的选择

生物有机肥可以显著促进生姜植株的生长，使茎秆粗壮，分枝数增多，茎叶生长量提高，产量增加[16]。生物肥以有机质为基础，然后配以菌剂和无机肥混合而成，生物肥料的选择要结合土壤特性和生姜对生物肥料需求的特性，还要考虑微生物本身的环境适应要求，比如温度、酸碱性、水活度[17-18]。

5水肥一体化技术方案

王馨笙、张西平等研究表明，生姜全生育期对N、P2O5、K2O的吸收比例约为2.5：1.0：3.8。生姜需肥特点：生姜全生育期吸收养分的数量以钾最多[19]，氮、镁次之，钙、磷依次减少[20-21]。幼苗对氮、磷、钾的吸收量约占总生育期吸收量的7%，旺盛生长期约占总吸收量的93%[22]。

5.1定植前（基肥）

冬前整地时施入生物有机肥3000 kg/hm2，可以有效提高土壤有机质和微生物量，有助于改善生姜生长发育所需要的土壤环境，促进生姜新根萌发和根系对营养物质的吸收，提高生姜抗寒、抗旱等抗逆能力[23]。

春季播种前基施生姜专用肥（N-P-K=15-15-15） 600 kg/hm2，有效提供生姜生长发育所需的大量营养。基施硅钙钾镁微肥900 kg/hm2，改良土壤环境，调节土壤pH，提供生姜生長所需硅、钙、镁、硼、锌、铁等微量元素，提高生姜的抗病性，为生姜的健康生长提供营养[24-25]。

5.2播种

播种时沟施充分腐熟大豆饼肥750 kg/hm2，有机肥1200 kg/hm2，高氮高钾肥料450 kg/hm2，微量元素肥料300 kg/hm2。结合当时土壤墒情，播种前滴灌1次，用水120～150 m3/hm2。播种后安装水肥一体化溶肥设施及铺设管道设备，播种后出苗达70%左右时，视土壤墒情滴灌1次，水肥一体化追施可溶性氮磷钾复合型肥料75 kg/hm2，用水120～150 m3/hm2。

5.3苗期

苗期水肥一体化管理可以分2个阶段实施：第一阶段滴灌2次，每次用水150～180 m3/hm2，每次高钾水溶肥（N-P-K=12-10-36）75 kg/hm2，配合963生根剂75 kg/hm2以及高氮高钾肥60 kg/hm2；第二阶段水肥滴灌3次，每次用水150～180 m3/hm2，每次水溶肥（N-P-K=28-10-12） 75 kg/hm2，微生物菌肥75～150 L/hm2，腐殖酸液体肥75 L/hm2，963生根剂45 kg/hm2。苗期配合生物能叶面肥750 mL/hm2，600～1000倍喷施2次。

5.4发棵期

6月底，生姜分叉3～4个左右时，第1次培土；半月后，第2次培土。本阶段水肥滴灌3次，每次用水180～ 225 m3/hm2，每次中量元素液态肥75～225 L/hm2，高钾水溶肥（N-P-K=12-10-36）75 kg/hm2，腐殖酸液体肥75～ 150L/hm2。同时，本阶段用磷酸二氢钾叶面肥1.5kg/hm2，600～1000倍叶面喷施2次。

5.5膨果期

8月初，生姜分叉6～7个左右时，第3次培土。本阶段水肥滴灌6次，每次用水150～180 m3/hm2，每次施用中量元素水溶肥75～150 L/hm2，高钾水溶肥（N-P-K= 12-10-36）75 kg/hm2。同时，本阶段施用磷酸二氢钾叶面肥2.25 kg/hm2，600～1000倍叶面喷施2次。

5.6收获期

10月初生姜收獲前10～15天，用高钾水溶肥（N-PK=12-10-36）60 kg/hm2，滴灌1次，用水约150 m3/hm2。10月中旬开始收获。

6结论与讨论

生姜水肥一体化技术模式创新性地将水肥同步技术应用到生姜生产中，该技术模式与传统的水肥管理模式相比，以其节肥、节水、省工、营养均衡等优点，解决了生姜生产中普遍存在的费水、费工、费时、低效等问题。该技术模式已被中国各生姜产区的广大姜农认可和接受，推广面积也越来越大，并取得了明显的经济、社会和生态效益，实现了生姜生产的绿色可持续发展。

该技术模式中的水肥用量标准为普遍条件下的用量标准，对各生姜产区有普遍指导性，受限于地块养分含量差异、种植习惯、目标产量等因素。因此，该模式的水肥用量标准在具体实施中应当结合生产实践，把当地土壤条件、水源条件、实时土壤墒情、实时降雨量、目标产量以及设备性能等因素综合考虑进去，才能发挥其技术优势，实现其经济、社会和生态效益。

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