中国农学通报 第20卷 第1期 2004年2月
http://zntb.chinajournal.net.cn–155–生姜的营养特性和优质高产平衡施肥技术
李录久,郭熙盛,高杰军,丁 楠,张祥明。张琳
12
(安徽省农业科学院土壤肥料研究所,合肥 230031;临泉县农业局)
摘 要 :1999~2001年连续三年多点研究生姜的营养特性和平衡施肥技术。结果表明,生姜茎叶、姜块和全株养分含量的高低顺序为K>N>P>Mg>Ca>Zn,全株N、P、K、Ca、Mg、Zn等6种养分含量的比例为100:12.6:147.2:1.4:5.2:0.2,含K量接近含N量的1.5倍。全生育期对该6种养分的吸收比例,全株为1:0.126: 1.468:0.014:0.05:0.003,对K的吸收量最多,N次之;每500kg生姜吸收的养分平均为4.107kg、0.516kg、6.031kg、0.057kg、0.207kg和0.009kg,N∶P∶K约为2∶1∶3。氮磷钾配施的各处理能显著增加生姜产量,同时可有效提高姜块中维生素C与可溶性糖含量,降低硝酸盐等有害物质的含量,改善姜块的内在和外观品质,提高农民种植生姜的经济收益。生姜平衡施肥方案为纯N 375kg/hm,P2O5 90kg/hm,K2O
22
375kg/hm,硫酸锌15kg/hm,较农民习惯施肥具有极为显著的增产节本增收效果。
关键词 : 生姜 ; 营养特性 ; 产量 ; 品质 ;经济效益 ; 平衡施肥
The Characteristics of Ginger Nutrition and Technology of Balanced Fertilization for Excellent Quality
and High Yield
Li Lujiu1, Guo Xishen1, Gao Jiejun2, Ding Nan2, Zhang Xiangmin1, Zhang Lin1
(1Soil and Fertilizer Institute, Anhui Academy of Agricultural Science, Hefei 230031)
2
2
1
1
2
2
1
1
Abstract: Study on nutrition characteristics and balanced fertilization technology for ginger excellent quality and high yield was conducted at five sites for successive three years from 1999 to 2001. The results shown that the high-low sequence of average nutrient content in shoot, tuber and total plant of ginger was K>N>P>Mg>Ca>Zn, the ratio of nutrient content for N, P, K, Ca, Mg, Zn in total plant being 100:12.6:147.2:1.4:5.2:0.2, and the content of K approached 1.5 times of the one of N. The nutrient uptake proportion for N, P, K, Ca, Mg, Zn in total plant was 1:0.126:1.468:0.014:0.05:0.003 in the whole growth period, the quality of uptake for potassium maximum, and the second being nitrogen. The average nutrient uptake rate per 500kg ginger tuber for N, P, K, Ca, Mg, Zn was 4.107kg、0.516kg 、6.031kg 、0.057kg 、0.207kg 和0.009kg, N ∶P ∶K being about 2∶1∶3. Those treatments that applied nitrogen and phosphorus combined with potassium could all increase ginger tuber yield, improve the inherent and exterior quality at the same time, which efficiently improved the content of vitamin C and soluble sugar, decreased the one of harmful material as nitrate, and raise the economic benefit of planting ginger. The program of balanced fertilization for ginger was the application of N 375kg/hm2, P2O 5 90kg/hm2, K2O 375kg/hm2 and ZnSO4 15kg/hm2, which resulted in very significant effect of increasing output, saving cost and improving income compared with the one of farmer conventional fertilization. Key words: Ginger; Nutrient characteristics; Yield; Quality; Economic benefit; Balanced fertilization. 生姜为姜科宿根植物,块茎含有辛香浓郁的挥发油和姜辣素,具有健胃、祛寒和解毒等功能,是人们日常生活中所需的重要调味品之一,为我国名特蔬菜品种。生姜产量高,吸收的养分多。研究表明,生姜对氮钾需求量较大,对钾素营养十分敏感[2,3]
。淮北平原生姜产区的土壤类型为砂姜黑土,肥
[1]
力较低,缺素状况较为严重。调查发现,生姜氮素
2
(N)平均投入量高达590kg/hm,磷素(P2O5)460kg/hm2,而钾素(K2O)不足260kg/hm2,施用的养分比例严重失调,施肥时没有考虑生姜的营养特性和需肥规律。不合理的肥料施用不仅因氮磷肥投入过量而导致钾及微量元素的匮乏,对生姜产量和品
基金项目:安徽省平衡施肥项目(AH-01),加拿大钾磷肥研究所(PPI/PPIC)和安徽省学术技术带头人人才基金项目资助。第一作者简介:李录久,男,1962年出生,硕士,研究员,主要从事植物营养与施肥研究。E-mail: [email protected]。收稿日期:2003-09-15,修回日期:2003-10-27。
―156―
Chinese Agricultural Science Bulletin Vol.20 No.1 2004 February
http://zntb.chinajournal.net.cn
质产生不利的影响,而且造成肥料的浪费,甚至污染水源和环境。现有资料对生姜吸收钙、镁、锌等
[4]
中量和微量元素的规律也没有深入的研究。1999~2001年,在加拿大钾磷肥研究所PPP/PPIC的资助下,以淮北平原狮头姜为研究对象,探讨了生姜的营养特性及养分吸收规律,以期为生姜平衡施肥提供依据。
1 材料与方法
试验在安徽省临泉县农业局农场进行,供试土壤为普通砂姜黑土,播前0~20cm 耕层土壤肥力状况:pH为6.63和6.47,有机质含量13.7和15.1g/kg,全氮(N)1.78和1.83g/kg,全磷(P)0.46和0.66g/kg,碱解氮(N)含量72.5和80.1mg/kg,有效磷(P)32.5和58.5mg/kg,速效钾(K)157.0和159.6mg/kg,缓效钾(K)714.0和678.9mg/kg。
试验设置2个氮肥水平(N):375、450kg/hm2 ,2个磷肥水平(P2O 5) :90、120kg/hm2,和4个钾肥水平(K2O) :0、375、450和525kg/hm2,共计8个处理:① N 1P 1K 0; ② N 1P 1K 1; ③ N 1P 1K 2; ④ N 1P 1K 3;
生姜种植行距40~50cm ,株距20~25cm ,5月上旬移栽,10月下旬~11月上旬收获。
分析方法:土壤基本性状的测定采用常规法。植株分析采用H 2SO 4-H 2O 2消煮,开氏定氮法测全N 、钼蓝比色法测全P 、火焰光度计法测全K ,原子吸收光谱法测全量Ca 、Mg 、Zn 。维生素C 用2,6-二氯靛酚滴定法,水溶性糖采用HCl 转化—铜还原—直接滴定法,硝酸盐用酚二磺酸比色法测定。
2 结果和讨论
2.1 生姜的营养特性和养分吸收规律 2.1.1 不同肥料配施对生姜植株养分含量与比例的影响 从表1可看出,生姜不同部位N、P、K、Ca、Mg、Zn等大量、中量和微量元素含量尽管差异较大,但茎叶、姜块和全株养分含量的高低顺序均是K>N>P>Mg>Ca>Zn,含K量最高,N次之,三要素中P最低。茎叶、姜块与全株N、P、K、Ca、Mg、Zn等6种养分含量的比例分别为100:11.7:149.4:2.2:5.5:0.2、 100:15.2:140.7: 1.3:5.1:0.3和100:12.6:147.2:1.4:5.2:0.2(n=
[5]
⑤N 2P 1K 1; ⑥ N 2P 1K 2;⑦ N 2P 1K 3; ⑧ N 2P 2K 3 16),含K量接近含N量的1.5倍,只是姜块中P、供试肥料为尿素、磷酸二铵和氯化钾。全部磷、钾Zn含量较茎叶明显提高,而K、Ca、Mg等元素含量肥和60%的氮肥做基肥,40%的氮肥作追肥。小区面则有所降低(表1)。积20.0和21.0m 2,四次重复,完全随机区组排列。
表1 生姜各部位的养分含量(单位:g/kg)
生姜部位
氮(N)
茎 叶 姜 块 全 株
24.15 16.80 21.82
大 量 元 素
磷(P) 2.829 2.551 2.740
钾(K) 36.08 23.63 32.11
中 量 元 素
钙(Ca) 0.526 0.215 0.305
镁(Mg) 1.328 0.850 1.135
微量元素 锌(Zn) 0.058 0.050 0.043
表2 生姜的养分吸收量及比例
项 目
部位 茎叶
吸收量/kg/hm
2
大量元素
氮(N) 246.65 80.54 327.19 1 1 1
2
2
中量元素
钾(K) 367.33 113.13 480.46 1.489 1.405 1.468
钙(Ca) 3.393 1.208 4.561 0.014 0.015 0.014
镁(Mg) 12.33 4.190 16.52 0.050 0.052 0.050
微量元素 锌(Zn) 0.493 0.230 0.723 0.002 0.003 0.002
磷(P) 28.87 12.21 41.08 0.117 0.152 0.126
姜块 全株 茎叶 姜块 全株
养分吸 收比例
施N量由300kg/hm增加到375kg/hm时,茎叶和姜块含N量无明显差异;同理,在施用P2O5 90kg/hm
2
的基础上继续加大磷肥的用量(至120kg/hm),姜块与植株含P量也没有明显的增加或降低。但是,增施钾肥则可以大幅度提高茎叶、姜块及全株含K量,增加幅度高达10.5%~72.7%、16.2%~211.7%和21.1%~66.8%,表明配施钾肥能有效改善生姜的营养状况。
2.1.2 生姜的养分吸收量及比例 从狮头姜对N、P、K、Ca、Mg、Zn等六种养分的吸收量来看
2
(表2),虽然不同部位吸收养分的数量和比例之间存在着一定的差异,但是对K的吸收量最多,N次之,氮磷钾中P最少。生姜对N、P、K、Ca、Mg、Zn等6种养分的吸收比例,全株为1:0.126:1.468:0.014:0.05:0.003(n=16),N:K达1:1.4以上,尤其茎叶中钾素占的份额较高。这一结果说明,生姜对钾、氮需求量较大,对钾素营养十分敏感,施肥时应考虑生姜的营养特性和需肥规律,采取针对性的施肥方案,包括合理的氮磷钾施用比例,实施平衡施肥;高产平衡施肥不仅要加大养分
中国农学通报 第20卷 第1期 2004年2月
http://zntb.chinajournal.net.cn–157–投入的数量,更应增加K和N的施用比例,尤其应
增施钾肥,以满足生姜对K的高需求。
根据表2中狮头姜全株养分吸收量及其相应的姜块产量,计算了单位产量生姜吸收的养分数量。二年试验,狮头姜平均产量为39835kg/hm2,折算为每500kg生姜吸收的N、P、K、Ca、Mg、Zn等6种养分数量,平均为4.107kg、0.516kg、6.031kg、0.057kg、0.207kg和0.009kg。由此可见,单位产量生姜所需养分数量,N约4kg,P接近0.5kg,K为6kg左右,N∶P∶K约为2∶1∶3。
2.2 不同肥料配施对生姜产量、品质和经济效益的影响 从表3、4、5可以看出,氮磷钾配施的各处理均能显著提高生姜块茎产量,同时可有效增加姜块中维生素C和可溶性糖含量,降低硝酸盐等有害物质的含量,改善姜块的内在和外观品质,提高农民种植生姜的经济收益。二年试验平均,姜块
处理 N1P1K0 N1P1K1 N1P1K2 N1P1K3 N2P1K1 N2P1K2 N2P1K3 N2P2K3
2000年度
平均产量/t/hm 31.6 b B 40.8 a A 38.7 a AB 37.8 a A 40.1 a A 38.0 a AB 38.1 a AB 41.0 a A
2
产量较不施钾肥的对照提高19.6%~33.6%,平均增产30.8%,达显著或极显著水平,每千克K2O增产姜块11.9~31.3kg;维生素C与可溶性糖含量分别提高7.69%~32.1%和11.1%~21.1%,硝酸盐含量降低4.76%~27.0%;每公顷增收7305~9665元,施用钾肥的产投比高达6.80~11.71。
综合表3、4、5的结果,7个氮磷钾配施处理中,处理2的施K量虽最低,但2000年度其块茎产量却最高,2001年度虽是处理3的产量最高,但与处理2之间差异甚微;两年平均仍是处理2的产量最高。维生素C含量,2年及其平均值均是处理3的最高;可溶性糖含量以处理6、7的最高;硝酸盐含量则以处理2的最低,降幅最大,其他的降幅均很小。施钾的经济收益,处理2的最高,产投比最大。因此,从生姜产量、内在品质和经济效益三方面综合考虑,以处理2的氮磷钾配施为最好。
2001年度
2000~2001年平均
增产效率
-- 31.3 3.7 - 3.2 33.3 4.3 -27.7 --
平均产量/t/hm2增产/% 31.3 b B 41.9 a A 41.0 a A 40.4 a A 41.9 a A 41.0 a A 40.0 a A 41.1 a A
-- 33.6 30.6 28.7 33.6 30.6 27.6 31.3
增 产效 率
-- 28.0 -11.9 - 7.8 28.1 -12.2 -12.8 --
表3 平衡施肥对生姜产量的影响
增产/% -- 29.1 22.5 19.6 26.9 20.3 20.6 29.7
增产效率*
-- 24.6 -27.4 -12.5 22.9 -28.6 2.0 --
平均产量/t/hm 31.2 b B 42.9 a A 43.2 a A 43.0 a A 43.7 a A 44.0 a A 41.9 a A 41.3 a A
2
增产/% -- 37.5 38.5 37.8 40.1 41.0 34.3 32.4
注:钾肥的增产效率=Kn-Kn-1/(Kn-Kn-1);小写字母表示0.05水平下差异显著,大写字母表示0.01水平下差异显著。
表4 平衡施肥对生姜维生素C和可溶性糖分含量的影响
处理 N1P1K0 N1P1K1 N1P1K2 N1P1K3 N2P1K1 N2P1K2 N2P1K3 N2P2K3
2000年度
维生素C /mg/kg
33.2 36.9 40.6 40.6 35.0 29.5 38.7 36.9 平均产量/kg/hm 31362.8 41852.5 40962.3 40374.7 41909.9 40997.2 40032.9 41179.4
2
2001年度
维生素C /mg/kg
26.6 28.2 38.3 28.5 31.7 34.8 32.7 28.2 肥料成本 /元/hm2 1365 2190 2355 2520 2400 2565 2730 2835
可溶性糖/% 6.46 7.16 6.67 6.40 7.35 7.07 7.69 6.39 经济收入 /元/hm 20998 30663 29607 28855 30510 29432 28303 29334
2
2000~2001年平均
NO盐/mg/kg 117.6 85.9 97.9 112.0 111.1 103.8 89.1 110.0
增 收 /元/hm -- 9665 8609 7857 9512 8434 7305 8346
2
—3
可溶性糖/% 13.93 15.62 16.25 16.51 16.75 17.46 17.00 16.28 总产值 /元/hm 31363 41853 40962 40375 41910 40997 40033 41179
2
维生素C /mg/kg
29.9 32.6 39.5 34.5 33.3 32.2 35.7 32.5
可溶性糖/% 10.20 11.39 11.46 11.45 12.05 12.26 12.35 11.33
表5 生姜施肥的经济效益分析*(2001年)
处 理 N1P1K0 N1P1K1 N1P1K2 N1P1K3 N2P1K1 N2P1K2 N2P1K3 N2P2K3
施K投入元/hm2
-- 825 990 1155 825 990 1155 1155
施K的VCR
-- 11.71 8.69 6.80 11.53 8.52 6.32 7.23
*生姜按当时当地收购价1.00元/kg,肥料按当地零售价N=2.80,P2O5=3.50,K2O=2.20元/kg计算。
―158―
Chinese Agricultural Science Bulletin Vol.20 No.1 2004 February
http://zntb.chinajournal.net.cn
2
2
2.3. 生姜优质高产的平衡施肥技术 2.3.1 氮肥 在施用适量磷钾肥的基础上,施N
22
量由375kg/hm提高到450kg/hm时,2000年度生姜块茎产量有降低的趋势,2001年度有的处理略有增长有的则下降,两年平均产量基本持平;维生素C含量N2较N1水平下大幅度下降,硝酸盐含量则有所增高,经济收益也有一定程度的降低。因此当前生产水平下,生姜适宜施氮量为纯N 375kg/hm左右。
2.3.2 磷肥 在施用适量氮钾肥的基础上,P2O5
22
施用量由90kg/hm增加至120kg/hm时,2000年度姜块增产7.55%,2001年度却减产1.39%,两年平均仅增产2.86%,增产和减产作用均不显著;高磷的P2条件下姜块维生素C和可溶性糖分含量均大幅度下降,硝酸盐含量则急剧升高。从生姜产量和姜块品质等方面综合考虑,磷肥适宜施用量约为P2O5
2
90kg/hm。
2.3.3 钾肥 在施用适量氮磷肥的基础上,增施钾肥具有极为显著的增产效果。K2O施用量由
22
375kg/hm增加到525kg/hm时,2000年度姜块产量呈下降趋势,2001年度虽有所升高,但施钾量超过
2
450kg/hm时,也会导致生姜减产;两年平均,两种氮肥水平条件下,生姜产量均随钾肥施用量的增加而降低。因此当前生产条件下,生姜适宜K2O施用量
2
为375kg/hm左右。
2.3.4 其他营养元素 土壤分析表明,砂姜黑土Ca、Mg、S、Fe、Cu等营养元素含量丰富,Zn等微量元素则较为缺乏。因此生姜平衡施肥应增施锌肥,
2
施用量为商品硫酸锌15kg/hm。
2.3.5 生姜平衡施肥的效果 在试验研究的基础上,2001—2002年度开展了生姜平衡施肥大面积
22
示范。平衡施肥处理施纯N 375kg/hm,P2O5 90kg/hm,K2O 375kg/hm,硫酸锌15kg/hm,肥料成本约2200
22
元/hm;农民习惯施肥平均施N 540kg/hm,P2O5
222
365kg/hm,K2O 300kg/hm,肥料成本约3380元/hm。示范结果,2001年度平衡施肥姜块产量
22
73800kg/hm,较农民习惯施肥增产31500kg/hm,增
2
产率为74.5%,增收25200元/hm(姜块按0.80元
2
2
2
/kg计算);2002年度姜块产量由习惯施肥的46200kg/hm提高到75000kg/hm,增产62.3%,增收
2
23040元/hm;两年平均增产68.1%,增产节本增收效果非常显著。
3 小结
3.1 生姜茎叶、姜块和全株养分含量的高低顺序为K>N>P>Mg>Ca>Zn,全株N、P、K、Ca、Mg、Zn等6种养分含量的比例为100:12.6:147.2:1.4:5.2:0.2,含K量接近含N量的1.5倍。全生育期对6种养分的吸收比例,全株为1:0.126: 1.468:0.014:0.05:0.003,对K的吸收量最多,N次之;每500kg生姜吸收的养分平均为4.107kg、0.516kg、6.031kg、0.057kg、0.207kg和0.009kg,N∶P∶K约为2∶1∶3。
3.2 氮磷钾配施的各处理均能显著增加生姜产量,同时可有效提高姜块中维生素C与可溶性糖含量,降低硝酸盐等有害物质的含量,改善姜块的内在和外观品质,提高农民种植生姜的经济收益。二年试验增产19.6%~33.6%,平均增产30.8%,达极显著水准;维生素C与可溶性糖含量分别提高7.69%~32.1%和11.1%~21.1%,硝酸盐含量降低4.76%~27.0%;每公顷增收7305~9665元,施用钾肥的产投比高达6.80~11.71。
2
3.3 生姜平衡施肥方案为纯N 375kg/hm,P2O5
222
90kg/hm,K2O375kg/hm,硫酸锌15kg/hm,较农民习惯施肥具有极为显著的增产、节本和增收效果。
参考文献
1 葛晓光. 蔬菜学概论(北方本).北京:中国农业出版社,1984 2 徐坤,赵德婉. 应用15N研究生姜吸氮规律. 园艺学报,1993,20(2):150~154
3 徐坤,康立美,赵德婉. 生姜对氮磷钾吸收分配规律的研究. 山东农业科学,1992,(3):14~16
4 徐坤,康立美. 氮素对生姜生长及产量的影响. 中国蔬菜,1999,(6):12~13
5 南京农业大学主编. 土壤农化分析. 北京:中国农业出版社,1994 6 赵文治,吴文强,刘学鉴等. 葡萄的氮钾配比试验研究. 中国农学通报,19卷,2003(4):42~43.
中国农学通报 第20卷 第1期 2004年2月
http://zntb.chinajournal.net.cn–155–生姜的营养特性和优质高产平衡施肥技术
李录久,郭熙盛,高杰军,丁 楠,张祥明。张琳
12
(安徽省农业科学院土壤肥料研究所,合肥 230031;临泉县农业局)
摘 要 :1999~2001年连续三年多点研究生姜的营养特性和平衡施肥技术。结果表明,生姜茎叶、姜块和全株养分含量的高低顺序为K>N>P>Mg>Ca>Zn,全株N、P、K、Ca、Mg、Zn等6种养分含量的比例为100:12.6:147.2:1.4:5.2:0.2,含K量接近含N量的1.5倍。全生育期对该6种养分的吸收比例,全株为1:0.126: 1.468:0.014:0.05:0.003,对K的吸收量最多,N次之;每500kg生姜吸收的养分平均为4.107kg、0.516kg、6.031kg、0.057kg、0.207kg和0.009kg,N∶P∶K约为2∶1∶3。氮磷钾配施的各处理能显著增加生姜产量,同时可有效提高姜块中维生素C与可溶性糖含量,降低硝酸盐等有害物质的含量,改善姜块的内在和外观品质,提高农民种植生姜的经济收益。生姜平衡施肥方案为纯N 375kg/hm,P2O5 90kg/hm,K2O
22
375kg/hm,硫酸锌15kg/hm,较农民习惯施肥具有极为显著的增产节本增收效果。
关键词 : 生姜 ; 营养特性 ; 产量 ; 品质 ;经济效益 ; 平衡施肥
The Characteristics of Ginger Nutrition and Technology of Balanced Fertilization for Excellent Quality
and High Yield
Li Lujiu1, Guo Xishen1, Gao Jiejun2, Ding Nan2, Zhang Xiangmin1, Zhang Lin1
(1Soil and Fertilizer Institute, Anhui Academy of Agricultural Science, Hefei 230031)
2
2
1
1
2
2
1
1
Abstract: Study on nutrition characteristics and balanced fertilization technology for ginger excellent quality and high yield was conducted at five sites for successive three years from 1999 to 2001. The results shown that the high-low sequence of average nutrient content in shoot, tuber and total plant of ginger was K>N>P>Mg>Ca>Zn, the ratio of nutrient content for N, P, K, Ca, Mg, Zn in total plant being 100:12.6:147.2:1.4:5.2:0.2, and the content of K approached 1.5 times of the one of N. The nutrient uptake proportion for N, P, K, Ca, Mg, Zn in total plant was 1:0.126:1.468:0.014:0.05:0.003 in the whole growth period, the quality of uptake for potassium maximum, and the second being nitrogen. The average nutrient uptake rate per 500kg ginger tuber for N, P, K, Ca, Mg, Zn was 4.107kg、0.516kg 、6.031kg 、0.057kg 、0.207kg 和0.009kg, N ∶P ∶K being about 2∶1∶3. Those treatments that applied nitrogen and phosphorus combined with potassium could all increase ginger tuber yield, improve the inherent and exterior quality at the same time, which efficiently improved the content of vitamin C and soluble sugar, decreased the one of harmful material as nitrate, and raise the economic benefit of planting ginger. The program of balanced fertilization for ginger was the application of N 375kg/hm2, P2O 5 90kg/hm2, K2O 375kg/hm2 and ZnSO4 15kg/hm2, which resulted in very significant effect of increasing output, saving cost and improving income compared with the one of farmer conventional fertilization. Key words: Ginger; Nutrient characteristics; Yield; Quality; Economic benefit; Balanced fertilization. 生姜为姜科宿根植物,块茎含有辛香浓郁的挥发油和姜辣素,具有健胃、祛寒和解毒等功能,是人们日常生活中所需的重要调味品之一,为我国名特蔬菜品种。生姜产量高,吸收的养分多。研究表明,生姜对氮钾需求量较大,对钾素营养十分敏感[2,3]
。淮北平原生姜产区的土壤类型为砂姜黑土,肥
[1]
力较低,缺素状况较为严重。调查发现,生姜氮素
2
(N)平均投入量高达590kg/hm,磷素(P2O5)460kg/hm2,而钾素(K2O)不足260kg/hm2,施用的养分比例严重失调,施肥时没有考虑生姜的营养特性和需肥规律。不合理的肥料施用不仅因氮磷肥投入过量而导致钾及微量元素的匮乏,对生姜产量和品
基金项目:安徽省平衡施肥项目(AH-01),加拿大钾磷肥研究所(PPI/PPIC)和安徽省学术技术带头人人才基金项目资助。第一作者简介:李录久,男,1962年出生,硕士,研究员,主要从事植物营养与施肥研究。E-mail: [email protected]。收稿日期:2003-09-15,修回日期:2003-10-27。
―156―
Chinese Agricultural Science Bulletin Vol.20 No.1 2004 February
http://zntb.chinajournal.net.cn
质产生不利的影响,而且造成肥料的浪费,甚至污染水源和环境。现有资料对生姜吸收钙、镁、锌等
[4]
中量和微量元素的规律也没有深入的研究。1999~2001年,在加拿大钾磷肥研究所PPP/PPIC的资助下,以淮北平原狮头姜为研究对象,探讨了生姜的营养特性及养分吸收规律,以期为生姜平衡施肥提供依据。
1 材料与方法
试验在安徽省临泉县农业局农场进行,供试土壤为普通砂姜黑土,播前0~20cm 耕层土壤肥力状况:pH为6.63和6.47,有机质含量13.7和15.1g/kg,全氮(N)1.78和1.83g/kg,全磷(P)0.46和0.66g/kg,碱解氮(N)含量72.5和80.1mg/kg,有效磷(P)32.5和58.5mg/kg,速效钾(K)157.0和159.6mg/kg,缓效钾(K)714.0和678.9mg/kg。
试验设置2个氮肥水平(N):375、450kg/hm2 ,2个磷肥水平(P2O 5) :90、120kg/hm2,和4个钾肥水平(K2O) :0、375、450和525kg/hm2,共计8个处理:① N 1P 1K 0; ② N 1P 1K 1; ③ N 1P 1K 2; ④ N 1P 1K 3;
生姜种植行距40~50cm ,株距20~25cm ,5月上旬移栽,10月下旬~11月上旬收获。
分析方法:土壤基本性状的测定采用常规法。植株分析采用H 2SO 4-H 2O 2消煮,开氏定氮法测全N 、钼蓝比色法测全P 、火焰光度计法测全K ,原子吸收光谱法测全量Ca 、Mg 、Zn 。维生素C 用2,6-二氯靛酚滴定法,水溶性糖采用HCl 转化—铜还原—直接滴定法,硝酸盐用酚二磺酸比色法测定。
2 结果和讨论
2.1 生姜的营养特性和养分吸收规律 2.1.1 不同肥料配施对生姜植株养分含量与比例的影响 从表1可看出,生姜不同部位N、P、K、Ca、Mg、Zn等大量、中量和微量元素含量尽管差异较大,但茎叶、姜块和全株养分含量的高低顺序均是K>N>P>Mg>Ca>Zn,含K量最高,N次之,三要素中P最低。茎叶、姜块与全株N、P、K、Ca、Mg、Zn等6种养分含量的比例分别为100:11.7:149.4:2.2:5.5:0.2、 100:15.2:140.7: 1.3:5.1:0.3和100:12.6:147.2:1.4:5.2:0.2(n=
[5]
⑤N 2P 1K 1; ⑥ N 2P 1K 2;⑦ N 2P 1K 3; ⑧ N 2P 2K 3 16),含K量接近含N量的1.5倍,只是姜块中P、供试肥料为尿素、磷酸二铵和氯化钾。全部磷、钾Zn含量较茎叶明显提高,而K、Ca、Mg等元素含量肥和60%的氮肥做基肥,40%的氮肥作追肥。小区面则有所降低(表1)。积20.0和21.0m 2,四次重复,完全随机区组排列。
表1 生姜各部位的养分含量(单位:g/kg)
生姜部位
氮(N)
茎 叶 姜 块 全 株
24.15 16.80 21.82
大 量 元 素
磷(P) 2.829 2.551 2.740
钾(K) 36.08 23.63 32.11
中 量 元 素
钙(Ca) 0.526 0.215 0.305
镁(Mg) 1.328 0.850 1.135
微量元素 锌(Zn) 0.058 0.050 0.043
表2 生姜的养分吸收量及比例
项 目
部位 茎叶
吸收量/kg/hm
2
大量元素
氮(N) 246.65 80.54 327.19 1 1 1
2
2
中量元素
钾(K) 367.33 113.13 480.46 1.489 1.405 1.468
钙(Ca) 3.393 1.208 4.561 0.014 0.015 0.014
镁(Mg) 12.33 4.190 16.52 0.050 0.052 0.050
微量元素 锌(Zn) 0.493 0.230 0.723 0.002 0.003 0.002
磷(P) 28.87 12.21 41.08 0.117 0.152 0.126
姜块 全株 茎叶 姜块 全株
养分吸 收比例
施N量由300kg/hm增加到375kg/hm时,茎叶和姜块含N量无明显差异;同理,在施用P2O5 90kg/hm
2
的基础上继续加大磷肥的用量(至120kg/hm),姜块与植株含P量也没有明显的增加或降低。但是,增施钾肥则可以大幅度提高茎叶、姜块及全株含K量,增加幅度高达10.5%~72.7%、16.2%~211.7%和21.1%~66.8%,表明配施钾肥能有效改善生姜的营养状况。
2.1.2 生姜的养分吸收量及比例 从狮头姜对N、P、K、Ca、Mg、Zn等六种养分的吸收量来看
2
(表2),虽然不同部位吸收养分的数量和比例之间存在着一定的差异,但是对K的吸收量最多,N次之,氮磷钾中P最少。生姜对N、P、K、Ca、Mg、Zn等6种养分的吸收比例,全株为1:0.126:1.468:0.014:0.05:0.003(n=16),N:K达1:1.4以上,尤其茎叶中钾素占的份额较高。这一结果说明,生姜对钾、氮需求量较大,对钾素营养十分敏感,施肥时应考虑生姜的营养特性和需肥规律,采取针对性的施肥方案,包括合理的氮磷钾施用比例,实施平衡施肥;高产平衡施肥不仅要加大养分
中国农学通报 第20卷 第1期 2004年2月
http://zntb.chinajournal.net.cn–157–投入的数量,更应增加K和N的施用比例,尤其应
增施钾肥,以满足生姜对K的高需求。
根据表2中狮头姜全株养分吸收量及其相应的姜块产量,计算了单位产量生姜吸收的养分数量。二年试验,狮头姜平均产量为39835kg/hm2,折算为每500kg生姜吸收的N、P、K、Ca、Mg、Zn等6种养分数量,平均为4.107kg、0.516kg、6.031kg、0.057kg、0.207kg和0.009kg。由此可见,单位产量生姜所需养分数量,N约4kg,P接近0.5kg,K为6kg左右,N∶P∶K约为2∶1∶3。
2.2 不同肥料配施对生姜产量、品质和经济效益的影响 从表3、4、5可以看出,氮磷钾配施的各处理均能显著提高生姜块茎产量,同时可有效增加姜块中维生素C和可溶性糖含量,降低硝酸盐等有害物质的含量,改善姜块的内在和外观品质,提高农民种植生姜的经济收益。二年试验平均,姜块
处理 N1P1K0 N1P1K1 N1P1K2 N1P1K3 N2P1K1 N2P1K2 N2P1K3 N2P2K3
2000年度
平均产量/t/hm 31.6 b B 40.8 a A 38.7 a AB 37.8 a A 40.1 a A 38.0 a AB 38.1 a AB 41.0 a A
2
产量较不施钾肥的对照提高19.6%~33.6%,平均增产30.8%,达显著或极显著水平,每千克K2O增产姜块11.9~31.3kg;维生素C与可溶性糖含量分别提高7.69%~32.1%和11.1%~21.1%,硝酸盐含量降低4.76%~27.0%;每公顷增收7305~9665元,施用钾肥的产投比高达6.80~11.71。
综合表3、4、5的结果,7个氮磷钾配施处理中,处理2的施K量虽最低,但2000年度其块茎产量却最高,2001年度虽是处理3的产量最高,但与处理2之间差异甚微;两年平均仍是处理2的产量最高。维生素C含量,2年及其平均值均是处理3的最高;可溶性糖含量以处理6、7的最高;硝酸盐含量则以处理2的最低,降幅最大,其他的降幅均很小。施钾的经济收益,处理2的最高,产投比最大。因此,从生姜产量、内在品质和经济效益三方面综合考虑,以处理2的氮磷钾配施为最好。
2001年度
2000~2001年平均
增产效率
-- 31.3 3.7 - 3.2 33.3 4.3 -27.7 --
平均产量/t/hm2增产/% 31.3 b B 41.9 a A 41.0 a A 40.4 a A 41.9 a A 41.0 a A 40.0 a A 41.1 a A
-- 33.6 30.6 28.7 33.6 30.6 27.6 31.3
增 产效 率
-- 28.0 -11.9 - 7.8 28.1 -12.2 -12.8 --
表3 平衡施肥对生姜产量的影响
增产/% -- 29.1 22.5 19.6 26.9 20.3 20.6 29.7
增产效率*
-- 24.6 -27.4 -12.5 22.9 -28.6 2.0 --
平均产量/t/hm 31.2 b B 42.9 a A 43.2 a A 43.0 a A 43.7 a A 44.0 a A 41.9 a A 41.3 a A
2
增产/% -- 37.5 38.5 37.8 40.1 41.0 34.3 32.4
注:钾肥的增产效率=Kn-Kn-1/(Kn-Kn-1);小写字母表示0.05水平下差异显著,大写字母表示0.01水平下差异显著。
表4 平衡施肥对生姜维生素C和可溶性糖分含量的影响
处理 N1P1K0 N1P1K1 N1P1K2 N1P1K3 N2P1K1 N2P1K2 N2P1K3 N2P2K3
2000年度
维生素C /mg/kg
33.2 36.9 40.6 40.6 35.0 29.5 38.7 36.9 平均产量/kg/hm 31362.8 41852.5 40962.3 40374.7 41909.9 40997.2 40032.9 41179.4
2
2001年度
维生素C /mg/kg
26.6 28.2 38.3 28.5 31.7 34.8 32.7 28.2 肥料成本 /元/hm2 1365 2190 2355 2520 2400 2565 2730 2835
可溶性糖/% 6.46 7.16 6.67 6.40 7.35 7.07 7.69 6.39 经济收入 /元/hm 20998 30663 29607 28855 30510 29432 28303 29334
2
2000~2001年平均
NO盐/mg/kg 117.6 85.9 97.9 112.0 111.1 103.8 89.1 110.0
增 收 /元/hm -- 9665 8609 7857 9512 8434 7305 8346
2
—3
可溶性糖/% 13.93 15.62 16.25 16.51 16.75 17.46 17.00 16.28 总产值 /元/hm 31363 41853 40962 40375 41910 40997 40033 41179
2
维生素C /mg/kg
29.9 32.6 39.5 34.5 33.3 32.2 35.7 32.5
可溶性糖/% 10.20 11.39 11.46 11.45 12.05 12.26 12.35 11.33
表5 生姜施肥的经济效益分析*(2001年)
处 理 N1P1K0 N1P1K1 N1P1K2 N1P1K3 N2P1K1 N2P1K2 N2P1K3 N2P2K3
施K投入元/hm2
-- 825 990 1155 825 990 1155 1155
施K的VCR
-- 11.71 8.69 6.80 11.53 8.52 6.32 7.23
*生姜按当时当地收购价1.00元/kg,肥料按当地零售价N=2.80,P2O5=3.50,K2O=2.20元/kg计算。
―158―
Chinese Agricultural Science Bulletin Vol.20 No.1 2004 February
http://zntb.chinajournal.net.cn
2
2
2.3. 生姜优质高产的平衡施肥技术 2.3.1 氮肥 在施用适量磷钾肥的基础上,施N
22
量由375kg/hm提高到450kg/hm时,2000年度生姜块茎产量有降低的趋势,2001年度有的处理略有增长有的则下降,两年平均产量基本持平;维生素C含量N2较N1水平下大幅度下降,硝酸盐含量则有所增高,经济收益也有一定程度的降低。因此当前生产水平下,生姜适宜施氮量为纯N 375kg/hm左右。
2.3.2 磷肥 在施用适量氮钾肥的基础上,P2O5
22
施用量由90kg/hm增加至120kg/hm时,2000年度姜块增产7.55%,2001年度却减产1.39%,两年平均仅增产2.86%,增产和减产作用均不显著;高磷的P2条件下姜块维生素C和可溶性糖分含量均大幅度下降,硝酸盐含量则急剧升高。从生姜产量和姜块品质等方面综合考虑,磷肥适宜施用量约为P2O5
2
90kg/hm。
2.3.3 钾肥 在施用适量氮磷肥的基础上,增施钾肥具有极为显著的增产效果。K2O施用量由
22
375kg/hm增加到525kg/hm时,2000年度姜块产量呈下降趋势,2001年度虽有所升高,但施钾量超过
2
450kg/hm时,也会导致生姜减产;两年平均,两种氮肥水平条件下,生姜产量均随钾肥施用量的增加而降低。因此当前生产条件下,生姜适宜K2O施用量
2
为375kg/hm左右。
2.3.4 其他营养元素 土壤分析表明,砂姜黑土Ca、Mg、S、Fe、Cu等营养元素含量丰富,Zn等微量元素则较为缺乏。因此生姜平衡施肥应增施锌肥,
2
施用量为商品硫酸锌15kg/hm。
2.3.5 生姜平衡施肥的效果 在试验研究的基础上,2001—2002年度开展了生姜平衡施肥大面积
22
示范。平衡施肥处理施纯N 375kg/hm,P2O5 90kg/hm,K2O 375kg/hm,硫酸锌15kg/hm,肥料成本约2200
22
元/hm;农民习惯施肥平均施N 540kg/hm,P2O5
222
365kg/hm,K2O 300kg/hm,肥料成本约3380元/hm。示范结果,2001年度平衡施肥姜块产量
22
73800kg/hm,较农民习惯施肥增产31500kg/hm,增
2
产率为74.5%,增收25200元/hm(姜块按0.80元
2
2
2
/kg计算);2002年度姜块产量由习惯施肥的46200kg/hm提高到75000kg/hm,增产62.3%,增收
2
23040元/hm;两年平均增产68.1%,增产节本增收效果非常显著。
3 小结
3.1 生姜茎叶、姜块和全株养分含量的高低顺序为K>N>P>Mg>Ca>Zn,全株N、P、K、Ca、Mg、Zn等6种养分含量的比例为100:12.6:147.2:1.4:5.2:0.2,含K量接近含N量的1.5倍。全生育期对6种养分的吸收比例,全株为1:0.126: 1.468:0.014:0.05:0.003,对K的吸收量最多,N次之;每500kg生姜吸收的养分平均为4.107kg、0.516kg、6.031kg、0.057kg、0.207kg和0.009kg,N∶P∶K约为2∶1∶3。
3.2 氮磷钾配施的各处理均能显著增加生姜产量,同时可有效提高姜块中维生素C与可溶性糖含量,降低硝酸盐等有害物质的含量,改善姜块的内在和外观品质,提高农民种植生姜的经济收益。二年试验增产19.6%~33.6%,平均增产30.8%,达极显著水准;维生素C与可溶性糖含量分别提高7.69%~32.1%和11.1%~21.1%,硝酸盐含量降低4.76%~27.0%;每公顷增收7305~9665元,施用钾肥的产投比高达6.80~11.71。
2
3.3 生姜平衡施肥方案为纯N 375kg/hm,P2O5
222
90kg/hm,K2O375kg/hm,硫酸锌15kg/hm,较农民习惯施肥具有极为显著的增产、节本和增收效果。
参考文献
1 葛晓光. 蔬菜学概论(北方本).北京:中国农业出版社,1984 2 徐坤,赵德婉. 应用15N研究生姜吸氮规律. 园艺学报,1993,20(2):150~154
3 徐坤,康立美,赵德婉. 生姜对氮磷钾吸收分配规律的研究. 山东农业科学,1992,(3):14~16
4 徐坤,康立美. 氮素对生姜生长及产量的影响. 中国蔬菜,1999,(6):12~13
5 南京农业大学主编. 土壤农化分析. 北京:中国农业出版社,1994 6 赵文治,吴文强,刘学鉴等. 葡萄的氮钾配比试验研究. 中国农学通报,19卷,2003(4):42~43.