王 輝，杜 慧，何正興，江宇航，孫玉蘭，鄒 悅，楊 壯，肖小君*

（1．內(nèi)江師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，四川 內(nèi)江 641100；2．四川省高等學(xué)校特色農(nóng)業(yè)資源研究與利用重點實驗室，四川 內(nèi)江 641100；3．四川省龍日種畜場，四川 紅原 624400）

生姜（Zingiber off i cinale Rosc.）屬姜科多年生草本作物，具有栽培管理簡單、藥食兩用、經(jīng)濟(jì)效益好等特點，近年來已成為我國重要的出口創(chuàng)匯蔬菜，在山東、四川和貴州等省形成規(guī)?；N植，出口貿(mào)易量占世界總量的70%以上［1］。但是，由于生姜為無性繁殖作物，生產(chǎn)上多以上茬收獲的地下根莖切塊反復(fù)重茬，致使生姜青枯?。ㄋ追Q姜瘟?。⑶o腐病等病原菌不斷在根莖中積累；種植病姜后表現(xiàn)出葉片黃化、萎焉、品質(zhì)退化、產(chǎn)量降低等問題，一般減產(chǎn)30%～50%，重病田塊則可高達(dá)70%，甚至絕收［2-3］，已成為制約我國生姜產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的瓶頸。

為預(yù)防上述病害的發(fā)生，生產(chǎn)上主要采用化學(xué)防治、高抗病新品種選育和現(xiàn)有品種脫毒改良3種方式?；瘜W(xué)防治上，目前有研究報道用姜瘟凈、中生菌素、硫酸多粘菌素B、大蒜油［4-5］以及代森錳鋅·精甲霜靈［6］浸種或灌根，對生姜青枯病和姜莖腐病具有一定的預(yù)防作用，但均不能達(dá)到有效治療的效果，且施用后對環(huán)境污染較大［7-8］。在高抗新品種選育上，目前國內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)有高抗病的生姜品種資源，加之生姜開花結(jié)實率低，傳統(tǒng)育種方法很難進(jìn)行［9-10］，因此，靠現(xiàn)有資源和方法選育生姜高抗病新品種任重道遠(yuǎn)。良種脫毒改良方面，多年來在馬鈴薯［11-12］、草莓［13］、大蒜［14］等作物上廣泛應(yīng)用，脫毒增產(chǎn)效果顯著。生姜脫毒也早在1999年就已經(jīng)獲得成功，在生產(chǎn)上比未脫毒姜種增產(chǎn)50%以上，表現(xiàn)出較明顯的增產(chǎn)效應(yīng)［2］，但國內(nèi)外研究多集中在品種脫毒技術(shù)［15］和商品種栽培中的營養(yǎng)需求方面［16］，對制種過程及制種中的營養(yǎng)需求尚未見報道。因此，本試驗在獲得大量生姜脫毒苗的基礎(chǔ)上，采用L9（34）正交試驗設(shè)計方法，于2016～2017年間研究了不同N、P、K配比施肥處理對生姜脫毒苗生長及鮮重的影響，旨在揭示生姜制種過程中的需肥情況，為優(yōu)選原原種繁殖的施肥配方，降低制種成本提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗采用國家地理標(biāo)志農(nóng)產(chǎn)品—內(nèi)江永福生姜脫毒馴化苗為材料，試驗過程中使用的肥料主要有CO（NH2）2、K2SO4、（NH4）2HPO4、Ca（H2PO4）2（選用）和KNO3（選用），純度≥90%。2年試驗生姜馴化苗移栽期均為4月20日，收獲期均為11月30日。

1.2 試驗方法

試驗采取無土盆栽，栽培基質(zhì)為經(jīng)過消毒的珍珠巖和進(jìn)口泥炭土（體積比V珍珠巖∶V泥炭土=3∶7）［17］，栽培時選擇生長情況相近、馴化成活的生姜脫毒單苗，將其分別栽入塑料盆中，每盆2株，栽入深度依照“淺不露根，深不埋心”的栽培原則。

施肥時依據(jù)生姜不同生長階段對N、P、K的需求量不同，本次試驗人為地將生姜脫毒苗生長階段分為緩苗期（栽后第1～2周）、生長前期（栽后第3～14周）和生長后期（栽后第15～30周）3個階段（表1）［18］。緩苗期只澆水不作施肥處理，第1組主要優(yōu)化生長前期的施肥配方，采用L9（34）正交設(shè)計［19］，將N、P、K的用量控制在2∶1∶3左右，3個N素水平N1、N2和N3分別是60、120和180 mg·L-1；3個P素 水 平P1、P2和P3分 別是20、60和100 mg·L-1；3個K素 水 平K1、K2和 K3分別是 100、200、300 mg·L-1，具體處理組合詳見表2。第1組后期施肥處理見表1。鑒于P的肥效遲緩，前期已施，脫毒苗生長后期對N、K需求量較大，尤其是追施K肥能顯著提高生姜根莖產(chǎn)量［18，20］，因此，本著節(jié)約成本和減少磷污染考慮，第2組主要針對生姜生長后期N、K的需求量進(jìn)行設(shè)計，3個N素水平N1、N2和N3分別是200、250和 300 mg·L-1；3 個 K 素水平 K1、K2 和K3分別是200、400和600 mg·L-1；具體處理組合詳見表2，前期施肥方案見表1，同時以噴施等量清水作前、后期的對照。施肥時采取根部澆灌，每盆150 mL，每周施肥1次；微量元素采用葉面噴施1/10通用濃度［21］，每月1次，在此期間根據(jù)盆栽基質(zhì)干濕適當(dāng)澆水，并每月防治病蟲害1次。

表1 生姜脫毒苗無土盆栽的施肥方案

表2 不同N、P、K配比對生姜脫毒苗生長前期地上部分生長的影響

1.3 農(nóng)藝性狀測定

生長指標(biāo)測定：在前期處理結(jié)束時（第15周）統(tǒng)計第1組各處理平均分枝數(shù)、株高、新增葉片數(shù)和葉片增長速率（施肥處理前隨機(jī)測定了50株脫毒馴化苗，其平均分枝數(shù)為2，株高為19.58 cm，葉片數(shù)為4.33片·株-1）。

生姜鮮重的統(tǒng)計：后期處理結(jié)束后，分組分處理分別挖取所有植株，去除葉片和根部，保留根莖，稍微陰干根莖至表面發(fā)白，稱量各處理的鮮重，并統(tǒng)計各處理姜球數(shù)，姜球數(shù)為采挖時的分枝數(shù)和干枯掉的分枝數(shù)的總和。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2003進(jìn)行統(tǒng)計和作圖，采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同N、P、K配比對生姜脫毒苗生長前期地上部分生長的影響

表2結(jié)果表明，處理2（N1P2K2）的分枝數(shù)、株高、新增葉片數(shù)和葉片增長速率均為最高，平均分枝數(shù)達(dá)3.7個·株-1，株高為35.6 cm，單株葉片增加16.3片·株-1，測定期間葉片增長速率為1.4片·株-1·周-1；其次為處理1，二者差異不顯著，但均顯著高于對照。處理8（N3P2K3）較差，其余處理介于二者之間。處理7、8、9植株葉片均出現(xiàn)不同程度的黃化和枯尖，可能是由于施N濃度過高所致。

2.2 不同N、P、K配比對生姜脫毒苗生長前期地下新生根莖鮮重的影響

從表3可知，隨著N、P、K施用濃度的增加，生姜脫毒苗生長前期新生根莖鮮重均呈下降趨勢，處理1收獲鮮重值最大（41.2 g），分別是對照處理的4.0倍和處理8的5.5倍，其余處理介于處理1和8之間（圖1a）。極差分析結(jié)果表明，影響根莖鮮重的因素主次關(guān)系為N＞P＞K，理論最優(yōu)組合為N1P1K1。

表3 前期L9（34）正交試驗結(jié)果與極差分析

圖1 生姜脫毒苗地下根莖生長情況

表4方差分析結(jié)果表明，各養(yǎng)分因素對生長前期根莖鮮重影響的主次關(guān)系為N＞P＞K，N因素各水平間對姜苗根莖生長的影響差異顯著（P＜0.05）；P、K兩因素各水平間對試驗結(jié)果的影響差異不顯著（P＞0.05）。因此，綜合表3、4結(jié)果認(rèn)為，影響根莖鮮重的最優(yōu)組合為N1P1K1。

表4 正交試驗的方差分析

2.3 不同N、P、K配比對生姜脫毒苗前期地上部分生長與地下新生根莖鮮重的相關(guān)性分析

相關(guān)性分析表明，生姜脫毒苗生長前期地上部分生長（分枝數(shù)、株高、新增葉片數(shù)）與地下根莖鮮重的生長均存在極顯著的正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.94 ～ 0.97（表 5）。

表5 前期地上部分生長與地下新生根莖鮮重的相關(guān)性分析

2.4 不同N、P、K配比對生姜脫毒苗生長后期地下根莖鮮重的影響

從表6可知，隨著N、K施用濃度的增加，生姜脫毒苗生長后期根莖鮮重呈不規(guī)則變化趨勢。其中處理1鮮重值最大，收獲鮮姜38.7 g ；CK最小，僅21.6 g，其余處理介于二者之間（圖1b）。極差分析結(jié)果表明，影響根莖鮮重的因素主次關(guān)系為K＞N，理論最優(yōu)組合為N2K1。

表4生長后期方差分析表明，N、K兩因素各水平間對根莖鮮重的影響差異均不顯著（P＞0.05），由F值確定的主次關(guān)系是K＞N，即在生姜脫毒苗生長后期，K肥對其新生根莖鮮重和姜球數(shù)的影響略大于N肥。該結(jié)果與極差分析結(jié)果一致，但與試驗最優(yōu)組合（N1K1）不符，有待進(jìn)一步試驗。

2.5 2組處理的綜合比較

由表3、6可知，除對照外，前期各處理間相對于后期差異顯著，前期最優(yōu)組合的根莖鮮重值（41.2 g）大于后期最優(yōu)組合鮮重值（38.7 g ），最差組合（處理8）鮮重值僅為7.5 g，小于后期最差組合處理 2（23.8 g）。

表6 后期試驗結(jié)果與極差分析

3 討論與結(jié)論

生姜栽培期包括幼苗期、發(fā)棵期和根莖膨大期3個時期，相關(guān)研究表明，3個時期對N、P、K的需求整體上呈現(xiàn)上升趨勢［22-25］。本試驗所選材料為生姜脫毒馴化苗，生長時期主要分為生長前期（發(fā)棵期）和生長后期（根莖膨大期）兩個階段。從試驗結(jié)果來看，脫毒苗生長前期以噴施較低濃度的N、P、K配比效果較好，生長后期N、K施用濃度相對前期呈上升趨勢，這與前人［16，18］研究結(jié)果一致。從具體施用濃度及配比來看，脫毒苗生長前期適宜地上部分生長的最優(yōu)處理是N1P1K1和N1P2K2（表2），植株分枝數(shù)、株高、葉片增長速率均表現(xiàn)較高值，且二者差異不顯著；影響地下根莖鮮重的最優(yōu)處理是N1P1K1（表3）。因此，綜合地上植株生長情況和地下根莖鮮重認(rèn)為，脫毒苗生長前期的最優(yōu)組合為 N1P1K1，即 N 60 mg·L-1、P 20 mg·L-1、K 100 mg·L-1［ρ（N）∶ρ（P）∶ρ（K）=3∶1∶5］，隨著施用濃度升高，脫毒苗表現(xiàn)黃化和枯尖現(xiàn)象，這與劉奕清等［17］的研究結(jié)果一致。分析認(rèn)為，施肥前每株脫毒苗有4片以上葉片，已具備一定的光合能力，且生長前期氣溫相對較低，植株生長較慢，對營養(yǎng)元素的需求相對較少，因此，脫毒苗生長前期應(yīng)適量少施。生長后期的試驗最優(yōu)組合為 N1K1，即 N 200 mg·L-1、K 200 mg·L-1［ρ（N）∶ρ（K）=1∶1］，脫毒苗根莖鮮重值最高，該結(jié)果與理論最優(yōu)組合N2K1不符，有待進(jìn)一步驗證。

相關(guān)性分析表明，生姜脫毒苗前期地上部分生長與地下新生根莖鮮重均呈顯著正相關(guān)（表5），這與李秀等［1］報道的生姜分枝數(shù)與根莖鮮重呈負(fù)相關(guān)不符，分析原因可能與本試驗所選材料為脫毒苗有關(guān)。

另外，從表3和表6試驗結(jié)果可以看出，第1組各處理間根莖鮮重值差異較第2組大，分析原因可能與組培苗出瓶后的N、P、K濃度變化較出瓶前（1/2MS）大所致，而第2組則經(jīng)過前期相對較長時間的過渡，且1/8MS的營養(yǎng)條件略低于出瓶前，使生姜馴化苗有較長時間適應(yīng)自然環(huán)境；也可能與生長前、后期溫度差異有關(guān)，對上述結(jié)果的解釋有待進(jìn)一步深入探究。

綜上，生姜脫毒苗整個生育期內(nèi)對N、P、K的需求呈上升趨勢，生長前期以噴施較低濃度效果較好，N、P、K 最佳施用濃度為 N 60 mg·L-1、P 20 mg·L-1、K 100 mg·L-1［ρ（N）∶ρ（P）∶ρ（K）=3∶1∶5］；生長后期的試驗最佳施用濃度是 N 200 mg·L-1、K 200 mg·L-1［ρ（N）∶ρ（K）=1∶1］，理論最佳N、K施用濃度為 N 250 mg·L-1、K 200 mg·L-1［ρ（N）∶ρ（K）=5∶4］。