啤酒花水肥一体化高产栽培

High Yield Cultivation of Hops with Integration of Water and Fertilizer

doi: 10.3969/j.issn.2096-7047.2025.04.006

王敏卜 Minbo WANG

甘肃农业亚盛研究院甘肃兰州 730700 Gansu Agricultural Yasheng Research Institute, Lanzhou, Gansu 730700, China

摘要：

为了验证水肥一体化技术在甘肃省河西灌区啤酒花种植中的节水增产效果，开展了连续两年的田间小区试验。试验共设3个处理，分别为常规施用水肥(对照组)、滴灌施用水肥(试验组)、在试验组的基础上减施化肥20%(减肥组)，考察了不同处理对啤酒花产量、品质、经济效益的影响。结果表明：试验组和减肥组连续两年的啤酒花产量较对照组分别增产8.32%和3.60%、13.62%和6.61%；试验组的啤酒花中甲酸含量比对照组有所提升；试验组和减肥组连续两年的经济效益比对照组增加1.98~5.38万元/hm²；在滴灌模式下，土壤深度15、25 cm处的地温基本高于对照组的，有利于啤酒花的生长。水肥一体化技术在啤酒花种植中的应用，既提高了作物产量，又大幅节省了灌溉用水。

关键词：

啤酒花; 水肥一体化; 节水; 高产栽培;

Abstract：

In order to verify the effects of water and fertilizer integration technology on water saving and yield increasing in planting hops in Hexi irrigation area of Gansu province, a field plot experiment is carried out for two consecutive years. Three treatments are set up in the experiment, including conventional application of water and fertilizer (control group), drip irrigation application of water and fertilizer (experimental group), and 20% reduction of chemical fertilizer on the basis of the experimental group (fertilizer reduction group). The effects of different treatments on the yield, quality and economic benefits of hops are investigated. The results show that the hops yield of the experimental group and the fertilizer reduction group increases by 8.32% and 3.60%, 13.62% and 6.61% for two consecutive years, respectively, compared with the control group. The formic acid content of hops in the experimental group is higher than that in the control group. The economic benefits of the experimental group and the fertilizer reduction group for two consecutive years increase by 19 800~53 800 yuan/hm² compared with the control group. Under drip irrigation mode, the soil temperature at the depth of 15 and 25 cm in the main is higher than that of the control group, which is conducive to the growth of hops. The application of water and fertilizer integration technology in planting hops has not only increased the crop yield, but also has greatly saved irrigation water.

Keyword：

hops; integration of water and fertilizer; water saving; high yield cultivation;

河西灌区降水少、蒸发强，荒漠与绿洲共存，属典型的灌溉农业区，但是目前该区受人口增长、经济发展、农业用水规模大幅度增加等因素的影响，水资源供需矛盾十分突出。河西灌区的地表水开发利用率较高，石羊河流域的为154%，黑河流域的为96%，疏勒河流域的为76%，均超过国际上通用的40%警戒线水平；发达国家的灌溉水利用率平均为70%~80%，以色列的达到90%，河西地区仅为35%左右；美国和以色列等农业发达国家的水分生产效率为3.0 kg/m³左右，河西灌区的平均仅为1.0 kg/m³^[1]。灌溉水利用率低、单位水产出效益低，是河西灌区作物生产面临的最突出的问题^[2]。

中国是野生啤酒花的原产地之一，啤酒花集中分布于陕、甘、宁、新、滇等5个省区^[3]。近年来，关于啤酒花的研究与报道较少。经调研发现，啤酒花现有的水肥模式存在水肥一体化程度低、过度灌溉、盲目施肥的问题，不仅造成了水资源的浪费，也因过度灌溉造成了肥料流失，降低了肥料利用率，从而导致经济效益下降，并且对生态环境造成了一定的影响^[4]。为了验证水肥一体化技术在啤酒花种植中的节水增产效果，开展了“啤酒花精准水肥一体化示范”的田间试验，以期为精准水肥一体化技术在啤酒花生产中的推广应用提供参考^[5]。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试啤酒花：品种为青岛大花，甘肃亚盛绿鑫啤酒原料集团。

供试肥料：尿素，w(N)≥46%，四川天华股份有限公司；磷酸一铵，11-44-0，四川宏达股份有限公司；硫酸钾，w(K₂O)≥50%, 大柴旦大华化工有限公司；过磷酸钙，w(P₂O₅)≥16.0%，昆明市海口宏宝磷肥厂；复合肥，15-15-15，湖北宜化楚星生态科技有限公司。

1.2 试验区概况

试验在位于河西灌区的甘肃省酒泉市下河清镇进行，供试土壤类型为沙壤土，其理化性状：pH为7.70，w(碱解氮)为101 mg/kg，w(有效磷)为19 mg/kg，w(速效钾)为170 mg/kg，w(有机质)为18.25 g/kg。

1.3 试验设计

试验共设7个小区，其中对照组、试验组各3个小区，剩余1个小区设置为减肥20%试验组，每个小区种植2行。对照组总面积为0.97 hm²，试验组总面积为0.184 hm²，减肥组面积为0.041 hm²。在完成割芽及撒施底肥等工作后，对示范试验的滴灌系统进行改造，保证试验组水肥可单独供应。此外，上蔓、除草、打杈、病虫害防治等田间管理均由农户统一管理^[6-10]，以保证对照组和试验组的管理条件除水肥外尽可能一致，改变产量的条件尽可能单一。收获测产时，为了保证能够真实记录试验组与对照组的产量差异，从人员到收获安排均确保两组的产量被分开记录。每次称量结果都由三方工作人员共同确认，以确保试验结果的透明性和可靠性。

1.4 主要技术

1.4.1 研究思路

通过改变灌水方式，遵循少量多次的原则进行试验，以确定灌水量及施肥量，实现水肥高效利用，达到节本增效的目的，具体研究思路见图 1。

图 1

研究思路示意

1.4.2 主要研究内容

作为一项现代农业中的节水灌溉技术，水肥一体化滴灌技术能够提高水肥利用率，但受现行农业生产体制、农民文化素养、作物种植结构、灌溉技术的成熟度等因素的影响，应用效果及节水潜力未完全显现出来。试验主要在现有啤酒花滴灌水肥一体化种植的基础上，结合啤酒花各生育期需肥特性，采用“底肥+滴灌追施”的方式，调整滴灌追肥次数和肥料用量，确保作物根系区域在全生育期都保持适宜的湿度及营养状态，以期达到最终的节本增效的目的 ^[11-12]。为探究少量多次灌溉对植株根部区域的地温是否会产生负面影响，在啤酒花根部区域埋设了地温监测仪，记录了5月和6月试验组、对照组地温的变化情况。

2 结果与分析

2.1 用水量

根据啤酒花全生育期需水规律及土壤墒情确定每次滴灌水量。头水安排在4月中旬(4月15日前)进行，若气温过低，可推迟6~10 d；滴灌周期6~15 d，在河西灌区年降雨量50~80 mm的情况下，需保证灌溉定额达5 210~5 580 m³/hm²；灌溉关键期为花期和球果膨大期。根据连续两年的试验结果，各时期推荐滴灌水量如下：苗期，4月11日—6月9日，1 148~1 240 m³/hm²；花期，6月10日—7月10日，765~816 m³/hm²；球果膨大期，7月11日—8月15日，3 090~3 296 m³/hm²；成熟期，8月16日—收获，210~224 m³/hm²。休眠期灌水在收获完成后进行，一般在10月初开始，灌水量为1 650~1 800 m³/hm²。

2.2 施肥量

以现有啤酒花产量为依据，将啤酒花干花目标产量定为3 000~3 750 kg/hm²。每生产100 kg干花需要N 7.0~8.0 kg、P₂O₅ 3.2~4.0 kg、K₂O 8.0~8.8 kg，考虑滴灌利用率(N、P₂O₅、K₂O分别为80%、30%、85%)，故建议施肥量为：有机肥22 500~30 000 kg/hm²，N 218.5~316.5 kg/hm²，P₂O₅ 215~311.5 kg/hm²，K₂O 145.5~237 kg/hm²。结合测土结果，试验中扣除1 500 m³/hm²有机肥提供的养分后，不同处理的大量元素施用情况对比见表 1，啤酒花全生育期化肥基施与追施比例见表 2。

表 1

啤酒花大量元素施用情况对比

处理	施用量/(kg·hm^-2)
处理	N	P₂O₅	K₂O
对照组	272.70	182.40	109.05
试验组	298.92	259.44	158.64
减肥组	239.14	207.55	126.91

表 2

啤酒花水肥一体化调控表

时间	物候期¹⁾	施肥方式	农艺措施		肥料投入比例/%
时间	物候期¹⁾	施肥方式	作业内容	用水量/(m³·次^-1·hm^-2)	N	P₂O₅	K₂O
3月上旬—4月上旬	根芽萌动期	基施	割芽		18.87~19.52	100
4月中旬—5月上旬	出苗期	追施	滴灌第1~第2次水	233~248
5月中旬—6月上旬	枝蔓快速生长期	追施	滴灌第3~第5次水	233~248	9.57~12.01		32.97~35.88
6月上旬—7月上旬	现蕾期	追施	滴灌第6~第8次水	255~272	19.41~22.84		42.14~43.70
7月上旬—8月中旬	花体膨大期	追施	滴灌第9~第16次水²⁾	375~400²⁾	45.63~52.15		21.98~23.33
8月下旬—9月下旬	成熟采摘期	追施	滴灌第17次水²⁾	210~224
10月上旬—10月下旬	休眠期		滴灌冬水	1 650~1 800
注：1)各地区由于气温及光照的不同, 物候期的时间段会有所不同； 2)第16次滴灌水量为465~496 m³/hm²，且滴灌第16、第17次水时不加肥

2.3 测产结果

不同处理的啤酒花产量统计见表 3。由于啤酒花售价与品质指标甲酸含量有关，在测产结束后对试验组及对照组进行取样检测，结果见表 4。

表 3

不同处理的啤酒花产量统计

项目	对照组		试验组		减肥组
项目	2022	2023	2022	2023	2022	2023
成品/kg	11 933	8 233	2 362	1 926	523	401
萼片/kg	3 012	2 827	713	461	127	94
总产量/(kg·hm^-2)	15 428.40	11 417.70	16 711.95	12 972.90	15 983.55	12 172.20

表 4

啤酒花鲜花取样检测结果¹⁾

标号	w(水分)/%	w(甲酸)²⁾/%	w(乙酸)²⁾/%	贮藏指数
对照组1	5.89	6.52	5.12	0.233
对照组2	5.77	7.70	5.45	0.219
对照组3	5.92	6.59	4.89	0.236
试验组1	5.70	8.16	5.55	0.225
试验组2	5.38	8.29	5.82	0.224
试验组3	5.88	7.88	5.39	0.238
注：1)检测结果由绿鑫啤酒原料集团有限责任公司提供； 2)干基

从表 3可以看出：2022年试验组的总产量较对照组的增加1 283.55 kg/hm²(增幅为8.32%)，减肥组的总产量较对照组和试验组的分别增加555.15 kg/hm²(增幅为3.60%)和减少728.40 kg/hm²(降幅为4.36%)；2023年试验组的总产量较对照组的增加1 555.20 kg/hm²(增幅为13.62%)，减肥组的总产量较对照组和试验组的分别增加754.50 kg/hm²(增幅为6.61%)和减少800.70 kg/hm²(降幅为6.17%)。

从表 4可知，试验组鲜花的甲酸含量较对照组的有所增加，即试验组啤酒花品质较对照组有所提升。

2.4 根部区域地温变化情况

通过地埋式地温监测仪分别记录了不同滴灌模式下土壤深度15~25 cm处地温的变化情况。考虑到生长后期气温高，且啤酒花上架并相互牵引后，灌溉对地温影响较小，故只对5月和6月的地温进行监测并分析，结果见图 2和图 3。

图 2

15 cm深度地温变化情况

图 3

25 cm深度地温变化情况

从图 2可知，在深度15 cm的土层，频繁灌溉对地温的作用是正向的。从图 3可知，在深度25 cm的土层，除15：00—18：00试验组的地温略低于对照组的外，其余时间段频繁灌溉对地温均为正向影响。综上，试验中虽灌溉频繁，但实现了节水的目的，且在地温方面更有利于作物生长。

2.5 效益分析

采用水肥一体化技术可有效提高资源的利用率并实现增产, 同时可有效带动周边地区农户的生产积极性。精准灌溉、按需施肥，不仅缓解了因肥料流失造成的水体富营养化问题，保护了生态环境，提高了土壤肥力，还减轻了肥料挥发造成的空气污染以及水资源浪费等。试验组选用尿素、磷酸一铵、硫酸钾为作物提供大量元素养分，尽管其售价比对照组的复合肥低，但效果无明显差异。不同处理的经济效益对比见表 5。

表 5

不同处理的经济效益对比

处理	年份	较对照组肥料投入变化/(元·hm^-2)	较对照组灌水投入变化/(元·hm^-2)	较对照组产值变化/(万元·hm^-2)	较对照组综合效益变化/(万元·hm^-2)
试验组	2022	1 478.25	-838.00	4.49	4.43
	2023	1 478.25	-838.00	5.44	5.38
减肥组	2022	483.60	-838.00	1.94	1.98
	2023	483.60	-838.00	2.64	2.68
注：1)水肥一体化技术的应用减少了种植过程中因撒施肥料产生的人工费用，约为1 500元/hm²

3 结语

在啤酒花的种植过程中采用水肥一体化技术，不仅显著提高了产量，还大幅节省了灌溉用水，为种植农户创造了更多的经济收益。通过精确控制水分和养分的供给，极大地提升了水肥的利用效率，缓解了肥料流失所引发的环境问题，对生态环境的保护起到了积极作用。此外，水肥一体化技术还有助于增强土壤肥力，提高土壤的保水和保肥能力，这对于河西走廊干旱地区的农业生产尤为重要。通过减少肥料的挥发，还有助于减轻空气污染。因此，水肥一体化技术不仅是提高农业生产效率的有效途径，也是实现农业与环境和谐共生的重要措施。

ckwx 参考文献

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