河北省地方标准

1、 河北省地方标准生姜连作土壤管理技术规程编制说明生姜连作土壤管理技术规程编制项目组 2021年11月 河北省地方标准生姜连作土壤管理技术规程编制说明一、任务来源根据河北省市场监督管理局冀市监函【2020】636号关于下达2020年河北省地方标准制修订项目计划（第四批）的通知，河北省地方标准生姜连作土壤管理技术规程（项目编号NY202046），由河北省农业农村厅提出，第一起草单位河北天善生物技术有限公司，其它参与起草单位：国家地质实验测试中心、山东省农业科学院农业资源与环境研究所、唐山市农业技术推广站，主要起草人：巩雪桦、付丽军、项爱丽、付婷婷、全亨吉、逯艳方、王永存、周禹、朱晓华、冯自军、赵凤

2、颖、许春雪、安子怡、黄园英、赵奕然、李彦、刘宝存、巩博悦、苏吉庆、占天晓、李亚鹏、吕大飞、董雪松、严子深、曹昌兴、李秋香。二、标准制定的背景和必要性生姜别名老姜、鲜姜,属多年生宿根性单子叶草本植物。生姜是世界各地广泛应用的主要香辛保健蔬菜之一，也是食品、医药及化工产品的重要原料。中国是世界上生姜栽培面积最大且生产总量最多的国家，生姜种植面积稳定在300万亩以上，产量目前已超过千万吨。生姜是我国极具国际市场竞争力的主要出口蔬菜，目前在我国出口蔬菜中占有重要地位，生姜产业是农业产业化前景好、附加价值大、富民效果明显的优势农业产业。河北省生姜种植面积常年在4500hm2（6.75万亩）左右，冀东地区

3、是最大的生姜产区。其中，秦皇岛的抚宁区、唐山的丰润区为中国调味品（生姜）原辅料供应基地，且近两年逐渐向周边地区辐射，种植面积不断扩大。由于生姜在生产上长期采用无性繁殖和连年重茬，导致生姜的产量和品质受多种病害的影响，给生产带来一定的损失，制约生姜产业化生产向更深层发展。随着生姜种植面积的不断扩大和种植规模化，生姜病害也日益严重。而在生姜连作生产中，各种病害也日趋严重，越来越制约着生姜产业的发展。长期以来，为了避免植物病害造成的经济损失，常采用合理轮作、选用抗病品种、施用化学农药等措施防治植物病害的发生。由于生姜主产地优质土壤有限，抗病品种的选育周期长，农药特别是化学农药因见效快、成本低、杀菌谱

4、广等特点在作物土传病害的防治上发挥了巨大作用。但是长期、反复和大量使用化学农药引起一系列的弊病，如土壤和水等环境的污染、农副产品中农药的残留增加造成食品安全问题日益加重。因此生产上急需一套安全有效的生姜连作土壤管理技术指导农业生产，改善土壤理化性质，控制和减轻病害的发生蔓延，提高生姜的产量和品质，降低农民生产风险。河北天善生物技术有限公司与国家地质实验测试中心、唐山市农业科学研究院等科研院所合作，致力于土壤修复和管理技术研发，完成“生姜连作土壤管理技术规程”，同时牵头联合13家公司和合作社成立了“河北天善炭基生姜产业化联合体”。该技术在联合体内合作社进行大面积示范、推广和应用，效果明显，取得了

5、较好的经济、社会、生态效益。三、工作概况2020年6月7月，成立标准起草小组。标准起草小组广泛查阅各类资料，有针对性地收集国内外相关标准和技术文献；最后参照我国现行的GB/T1.12020标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则讨论确定了标准起草的思路和框架。2020年8月2021年5月，对唐山市生姜种植区连作障碍开展了专题调研，针对生姜连作栽培时土壤理化因子、生长状况、产量和土传病害的发生等相关因子开展调查，并对近几年的试验示范数据进行了分析总结；在此基础上确定了生姜连作土壤的管理方法。2021年6月7月，在广泛征求专家意见和建议的基础上，经过多次讨论修改，完成生姜连作土壤管理技术

6、规程送审稿。四、编制原则和主要技术指标的确定依据1. 编制原则本文件的编制遵循以下原则：按照GB/T1.12020的规则起草，力求结构安排和表述规范化；技术指标的确定以农业生产实用为目标，以大量的科学调查、试验和生产数据为依据，做到科学性、先进性和实用性；对于规范化文件已有明确表述的，直接引用，减少重复。 主要技术指标及其依据2.1 生姜连作土壤环境因子的变化2.1.1 生姜连作土壤可培养微生物多样性及数量的变化为了确定生姜土壤环境因子与生姜连作的关系，在唐山市丰润区新军屯镇选取不同种植年限的地块，同时检测了收获期土壤可培养微生物、容重、全盐含量、养分含量等。结果表明，不同连作年限生姜种植土壤

7、的可培养微生物测定结果显示（表1），细菌是土壤微生物群落中的优势类群，与种植1 年土壤相比细菌数量随种植年限延长而减少，尤其是种植3年细菌数量呈跳跃式下降，种植5年细菌数量降低41.5%；真菌数量随种植年限延长而增加，与种植1 年土壤真菌数相比，种植5年真菌数量提高117.14%；土壤放线菌数量随连作年限呈降低趋势，但各连作年限间不存在显著差异。由可培养微生物群落结果发现，连作年限延长土壤微生物群落结构发生变化，土壤真菌化状态明显。表1 不同种植年限对土壤可培养微生物数量的影响种植年限(年）细菌(105CFU/g)真菌(104CFU/g)放线菌(104CFU/g)总菌落数(104CFU/g)1

8、2533.5422575.522214.2402254.231855.3391894.341686.9381724.951487.6381525.62.1.2 生姜连作土壤肥力因素的变化不同连作年限生姜种植土壤的养分含量变化显示（表2）：随着种植年限的延长，土壤有机质含量呈下降趋势，相比种植1年的有机质含量，种植5年的有机质降低15.1%；土壤全氮随着种植年限的延长而增加；土壤碱解氮和速效磷含量随种植年限的增加呈现先升高后下降的趋势，升高点均出现在种植3年；土壤速效钾含量随种植年限的增加而减少。 结果表明：在生姜种植过程中应加大有机肥和钾肥的使用量，合理施用氮肥。表2 不同种植年限生姜种植土壤

9、的养分含量变化种植年限有机质g/kg全氮（g/kg）碱解氮（mg/kg）速效磷（mg/kg）速效钾（mg/kg）124.671.79130.9717.31163.45223.182.07137.5319.16150.53322.132.23151.2625.28142.72421.372.76123.4524.43131.68520.942.98120.5324.09124.472.1.3 生姜连作土壤容重和全盐含量的变化由图1可见，随着连续种植生姜年限持续不断增加，土壤容重和全盐含量整体上在持续上升，种植3年明显上升，说明连作土壤土壤表面和内部结构已经受到严重破坏，土壤板结，土壤通透性差，导

10、致土壤理化性质恶化。图1 不同种植年限生姜种植土壤的容重和全盐含量变化2.2 生姜种植年限对生姜田间病害发生的影响为了确定种植年限对生姜田间病害的影响，在唐山市丰润区新军屯镇选取不同种植年限的地块待生姜病害出现后，每周统计1次病害的发生情况。对生姜田间各病害的发生情况进行调查，结果(表 3) 显示，随着种植年限的增加，姜瘟病、茎基腐病和根腐病病田率呈上升趋势，相比种植1年，种植5年总病田率增加108.1% ，其中种植3年总病田率增长显著，总病田率增加高达64.6%。表3 不同连作年限对姜瘟病发生情况种植年限(年）病田率（%）总病田率（%）姜瘟病茎基腐病根腐病14.210.616.219.825

11、.612.818.623.238.418.423.432.6410.221.026.635.7512.824.629.041.22.3 生物炭基肥料、炭基土壤修复剂和叶面菌剂筛选为达到改善生姜根部土壤性质，减少连作障碍造成严重影响，选用市面常见的生物药剂和化学药剂对比，筛选最佳方法。三元复合肥（商品名施壮禾，16N：8P2O5：18K2O）、枯草芽孢杆菌(商品名为绿陇，有效活菌数21010cfu/g)、生物炭基肥料（7N：4P2O5：9K2O）、炭基土壤修复剂（有效活菌数109cfu/ml）、叶面菌剂（有效活菌数109cfu/ml。试验地点位于唐山市丰润区新军屯镇，选取连作障碍的地块，以绵姜为

12、试材，试验共设3个处理，分别是（表4）:表4 土壤改良方案施用时期T1（种植户常规施肥）T2T3（总养分为7080%T1）基肥有机肥5000 kg/亩，三元复合肥100 kg/亩有机肥5000 kg/亩，三元复合肥100kg/亩有机肥5000 kg/亩，生物炭基肥料200 kg/亩播种期施入三元复合肥50 kg三元复合肥50 kg施入生物炭基肥料70 kg定植后清水随水冲施稀释300-500倍枯草芽孢杆菌500 g/亩随水冲施5L/亩炭基土壤修复剂生长期苗高30 cm三元复合肥50 kg/亩三元复合肥50 kg/亩生物炭基肥料70 kg/亩三杈期三元复合肥100 kg/亩三元复合肥100 kg

13、/亩生物炭基肥料150kg/亩5 个分枝时三元复合肥100kg/亩三元复合肥100 kg/亩生物炭基肥料150 kg/亩姜块迅速膨大期三元复合肥100kg/亩三元复合肥100 kg/亩生物炭基肥料150 kg/亩发病期清水枯草芽孢杆菌兑水300倍喷施，每周1次叶面菌剂稀释200倍喷施，每隔15 d2.3.1 不同处理对土壤理化性质的影响2.3.1.1 不同处理对土壤可培养微生物数量的影响检测结果表明（表5），T3可显著增加生姜根部土壤环境中细菌数量，比T1增加了41.3%54.1%。细菌与真菌比值在一定程度上反映土壤的健康程度，比值越大，土壤越健康，土传病害发生的可能性越低，各处理下的细菌数量

14、和细菌/真菌比值随生育时期呈逐渐降低的趋势，各处理均可减缓土壤向“真菌型”转变，总体以 T3 的施用效果最好，可有效增加土壤中的有益菌数量。表5不同处理对土壤可培养微生物数量的影响时期细菌(105CFU/g)真菌(104CFU/g)放线菌(104CFU/g)细菌/真菌（102）苗期1704.1434.1T1大培土期1384.8412.9收获期1096.1411.9苗期2133.8455.6T2大培土期1684.3443.9收获期1394.9372.8苗期2413.5466.9T3大培土期1953.9445.0收获期1684.6393.7 2.3.1.2不同处理对土壤肥料因素的影响各处理有机质含

15、量差异不显著；T2、T3处理的其余养分含量均显著高于T1处理，全氮含量T2、T3处理T1处理；碱解氮、速效磷和速效钾含量均是T3处理T2处理T1处理。结果表明（表6），微生物菌肥可以改善土壤肥力。表6 不同处理对土壤肥料因素的影响处理有机质全氮碱解氮速效磷速效钾T120.952.56110.3822.49125.67T221.482.85145.6229.23150.85T321.832.93161.3432.55162.752.3.1.3不同处理对土壤容重和全盐含量的影响各处理土壤容重T1处理T2处理T3处理，相比T1，T3土壤容重含量降低了6.0%；相比T2，T3土壤容重降低了3.3%。各

16、处理全盐含量T1、T2处理T3处理，相比T1，T3全盐含量降低了9.5%。结果表明（图2），T2和T3处理均能改善土壤结构，尤其是T3处理有效减少土壤全盐含量，减缓土壤盐渍化进程。图2 不同处理对土壤容重和全盐含量的影响2.3.2 不同处理对生姜生长和品质的影响2.3.2.1 不同处理后生姜农艺性状从图3可以看出，收获期T2和T3处理各项指标均显著高于处理T1，T3处理相比T1处理，T3处理茎粗、株高、分枝数、叶面积和叶绿素含量分别提高10.4%、5.6%、22.4%、6.2%和28.4%；处理T3效果最好，茎粗和叶绿素含量相比T2处理显著提高，比T2处理分别提高了6.3%、8.1%。表明生物

17、炭基肥、炭基土壤修复剂和微生物菌剂联合应用促进生姜地上部物质的积累。图3 不同处理对生姜农艺性状的影响2.3.2.2不同施肥处理方式对生姜产量的影响生姜的单株产量和折合公顷产量顺序均为 T3 处理T2 处理T1 处理。其中，T2 和T3处理较 T1 处理增产1.75% 和14.56%。调查表明（表7），利用微生物菌剂能够明显提高生姜的单株产量和折合公顷产量，其中生物炭基肥料、炭基土壤修复剂和微生物菌剂联合效果最佳，不仅可以减少2030%的氮磷钾肥，而且可以提高生姜产量10%以上，有效提高肥料利用率。表7 不同处理对生姜产量的影响处理姜块宽（cm）姜块长(cm)单株产量（g）折合公顷产量（kg/

18、 hm2较T1增产%T120.7328.701045.6764059.89T222.1030.831070.3365180.751.75T321.6731.401280.3373383.7614.562.3.2.3不同处理对生姜田间病害的影响结果表明（表8）：采用生物炭基肥和微生物菌剂联合改良土壤，姜瘟病、茎基腐病、根腐病的发病率和总发病率下降明显，总发病率防治效果达到68.3%。表8 不同处理对生姜田间病害的影响处理发病率（%）总发病率（%）较T1 防效（%）姜瘟病茎基腐病根腐病T117.817.621.038.8T26.310.211.616.557.5T34.73.78.612.368.

19、32.3.2.4不同处理对生姜品质的影响结果表明（表9）：可溶性糖各处理变化 T3 处理T2 处理T1 处理，各处理差异显著；维生素C含量、粗纤维含量、挥发油各处理变化T2、T3处理T1 处理，说明微生物菌剂可以显著影响前几项营养物质；硝酸盐含量各处理变化T1 处理T2 处理T3 处理，表明单一化肥处理增加生姜硝酸盐含量。结果表明，采用生物炭基肥和微生物菌剂联合，不仅可以增加生姜的营养，而且降低硝酸盐含量，增加其食用的安全性。表9 不同处理对生姜品质的影响处理蛋白质含量（g/kg）维生素C含量（mg/kg）可溶性糖（g/kg）粗纤维含量（%）挥发油（%）硝酸盐含量（mg/kg）T110.67

20、53.5019.271.202.03286.96T29.5056.2021.531.072.17248.80T38.6357.9023.771.032.23220.69五、贯彻国内有关法律、法规及国家标准情况本文件与国家相关法律、法规及强制性标准协调一致。六、预期效果和效益本文件针对生姜连作障碍，以无污染、无残留、减少化肥和农药使用量、增产提质为目标，参照相关国家和行业标准，结合我市的生产实际，采用生物炭基肥、微生物功能菌、炭基土壤修复剂等产品，采用土壤改良、精准施肥、土壤修复等综合配套技术实现生姜连作土壤的科学管理，协调土壤微生物环境，改善土壤理化性质，提高土壤生产力。本文件的发布与应用使生姜连作土壤管理更加规范化，有效改良连作土壤，减少病害发生，提高了产品内外观品质及商品竞争力，为促进我市生姜产业的可持续发展提供了保障，具有重大的经济、社会和生态效益。七、贯彻标准的措