氮磷鉀配方施肥對(duì)渭北旱塬花椒產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

郭文龍，黨菊香，劉建海，崔 瑜

（1.咸陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 咸陽(yáng) 712046；2.三原縣種子管理站，陜西 三原 713800）

花椒系蕓香科、花椒屬植物，兼有食用調(diào)料、香料、油料、藥材及生態(tài)效益等多用途、適應(yīng)能力強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)樹(shù)種，具有耐貧瘠、易栽培管理、經(jīng)濟(jì)價(jià)值高等特點(diǎn)。渭北旱塬是陜西花椒主要栽產(chǎn)區(qū)，一般椒園多建植于貧瘠的山坡地，管理粗放，偏施化肥，忽視基肥和氮磷鉀的配合，花椒生長(zhǎng)緩慢，產(chǎn)量低，效益差。導(dǎo)致花椒產(chǎn)量低和品質(zhì)差的主要原因是多方面的，施肥的不合理是最主要的因素之一。配方施肥技術(shù)在大宗糧油作物和果蔬上的研究較為系統(tǒng)深入，而花椒配方施肥技術(shù)研究處于探索階段。配方施肥,不僅能夠有效提升花椒的產(chǎn)量,同時(shí)還能提升花椒品質(zhì)以及土壤的肥沃程度,有利于土壤生態(tài)環(huán)境的改善?，F(xiàn)有研究表明，施肥對(duì)花椒產(chǎn)量的形成和品質(zhì)的改善有重要的影響。氮、磷、鉀是花椒生長(zhǎng)發(fā)育必需的營(yíng)養(yǎng)元素，其供應(yīng)狀況直接影響花椒的長(zhǎng)勢(shì)、產(chǎn)量和品質(zhì)，孟慶翠等[1]在陜西鳳縣的研究認(rèn)為，N、P、K配合施用能明顯提高花椒產(chǎn)量；沈杰等[2]在四川攀枝花的試驗(yàn)結(jié)果表明，不同氮、磷、鉀配比追肥可顯著提高初果期樹(shù)的產(chǎn)量與品質(zhì)；孫丙寅等[3]在陜西鳳縣的研究認(rèn)為，花椒施肥以氮、磷、鉀比例為4∶3∶3時(shí)營(yíng)養(yǎng)最均衡、最合理，其產(chǎn)量、出皮率及千粒質(zhì)量最高；郭立新等[4]在甘肅武都的研究認(rèn)為，配方施肥對(duì)花椒的產(chǎn)量和制干率均有大幅度提高，氮磷鉀比例為1∶1.04∶1，能獲得較高的產(chǎn)量和制干率；周軍[5]在韓城的研究認(rèn)為，花椒配方設(shè)計(jì)應(yīng)堅(jiān)持高氮高鉀低磷型，添加腐殖酸和微量元素的原則，花椒施用45%BB肥，N、P2O5、K2O、微量元素比例為16∶8∶21∶5，可增加新梢生長(zhǎng)量，改善結(jié)實(shí)性狀，坐果率多，果實(shí)膨大迅速、果個(gè)大，椒果著色好，干椒產(chǎn)量顯著增加，較不施肥處理增產(chǎn)83.3%，較習(xí)慣施肥增產(chǎn)32.5%。

為進(jìn)一步探尋適合陜西渭北旱腰帶花椒適宜的氮磷鉀配比，協(xié)調(diào)花椒營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)，以確定區(qū)域花椒最佳氮磷鉀配方和適宜用量。本試驗(yàn)于2019年6月至2021年10月在陜西省淳化、三原、富平等地花椒產(chǎn)區(qū)開(kāi)展了不同氮磷鉀配方施肥對(duì)花椒產(chǎn)量和品質(zhì)的影響研究，通過(guò)測(cè)土施肥技術(shù)在花椒生產(chǎn)中應(yīng)用實(shí)踐,對(duì)該技術(shù)運(yùn)用過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié),為花椒持續(xù)增產(chǎn)增效化提供借鑒。

1 材料和方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)區(qū)分設(shè)在淳化、三原、富平等地，屬暖溫帶半干旱半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候，氣溫年較差和日較差較大，平均氣溫9～13.3℃，海拔560～860 m，無(wú)霜期平均210 d，年總?cè)照諘r(shí)數(shù)1 900～2 533 h，年降水量533～631 mm，并且時(shí)空分布不均，年平均蒸發(fā)量高達(dá)1 500 mm，供試土壤黃蓋黑壚土和黃綿土交替分布地帶，質(zhì)地為輕壤—中壤質(zhì)，土層深厚，耕性良好。園地0～30 cm土層的土壤有機(jī)質(zhì)平均含量為19.03 g/kg，堿解氮、有效磷和速效鉀平均含量分別為37.58、27.07、154.84 mg/kg，有效鋅、有效鐵、有效錳、全鉬平均含量分別為0.63、4.26、5.19、0.32 mg/kg，pH值為8.06。研究區(qū)土壤的有機(jī)質(zhì)、全氮、速效氮含量偏低，速效磷、全磷、全鉬含量中等，微量元素鋅、鐵、錳含量偏低，全鉬含量中等（表1）[6]。

表1 試驗(yàn)地各花椒園土壤的理化性質(zhì)Tab.1 Soil physical and chemical properties of Zanthoxylum bungeanum gardens in the tested places

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)地分別在渭北旱腰帶淳化縣三王村（SW）、富德村（FD）、三原縣三社村（SS）及富平縣陵前村（LQ）的緩坡山地，坡向向南，試材為5年生大紅袍，株行距為3 m×4 m（825株/hm2），管理水平中等。調(diào)查顯示，初果期豐產(chǎn)椒園產(chǎn)量在896～1 194 kg/hm2，據(jù)測(cè)土配方施肥養(yǎng)分平衡法原理初步確定了研究區(qū)花椒推薦氮磷鉀的適宜配比為32%（15∶8∶9）[6]，屬中氮低磷低鉀型配方。供試肥料有4種配方肥，分別為：配方肥1.養(yǎng)分含量54%（NP-K為18-18-18）；配方肥2.養(yǎng)分含量35%（N-PK為11-9-15）；配方肥3.養(yǎng)分含量40%（N-P-K為15-5-20）；配方肥4.養(yǎng)分含量29%（N-P-K為13-7-9）。各處理供試有機(jī)肥的有機(jī)質(zhì)含量均為45%。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)置了5個(gè)施肥處理，分別為：處理1.54%配方復(fù)混肥2 kg；處理2.有機(jī)肥5 kg+35%配方復(fù)混肥2 kg；處理3.有機(jī)肥5 kg+40%配方復(fù)混肥2 kg；處理4.有機(jī)肥2 kg+29%配方復(fù)混肥2 kg；對(duì)照.不施肥。每個(gè)處理3次重復(fù)，小區(qū)面積36 m2，每小區(qū)栽植3株，小區(qū)間設(shè)保護(hù)行，每試驗(yàn)點(diǎn)15株,共計(jì)60株。2019年9月上旬施基肥，2020年5—6月（果實(shí)膨大期）隨水追施水溶性高鉀復(fù)合肥（N-P-K為12-6-42）0.25 kg/株，施肥時(shí)采用樹(shù)冠外圍穴施。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

觀察記錄試驗(yàn)樹(shù)的長(zhǎng)勢(shì)、著色、產(chǎn)量和品質(zhì)等的變化，分別選擇樹(shù)冠南向中部15～20 cm果枝中部復(fù)葉中間小葉，用SPAD-502plus測(cè)定葉片葉綠素、含氮量，用PG-250型光電式葉面積儀測(cè)定葉面積，用YH1型葉片厚度測(cè)定儀測(cè)定葉片厚度；8月中下旬（成熟期）采收期現(xiàn)場(chǎng)單株實(shí)測(cè)鮮質(zhì)量、單穗質(zhì)量、單穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量、干質(zhì)量（產(chǎn)量）、果皮質(zhì)量、根徑等，并計(jì)算均值。采收時(shí)每株采集100～150 g新鮮花椒，帶回實(shí)驗(yàn)室自然晾干，測(cè)定折干率、出皮率、肥料農(nóng)學(xué)效率及品質(zhì)指標(biāo)等。揮發(fā)油測(cè)定參照GB/T 17527—2009進(jìn)行測(cè)定；麻味物質(zhì)采用高效液相色譜（HPLC）法測(cè)定。

式中，YNPK為某一特定的肥料施用下花椒的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量（kg/hm2）；Y0為對(duì)照花椒的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量（kg/hm2）；FNPK為肥料純養(yǎng)分(N、P2O5和K2O)投入量（kg/hm2）。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Ecxel 2010處理數(shù)據(jù)，采用Origin 2016作圖；采用SPSS 21.0進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)（P＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同氮磷鉀配方施肥對(duì)花椒生長(zhǎng)的影響

不同氮磷鉀配方施肥對(duì)花椒生長(zhǎng)的影響如圖1、表2所示。

圖1 不同肥料處理對(duì)花椒生長(zhǎng)指標(biāo)的影響Fig.1 Effect of different fertilizer treatments of on the growth index of Zanthoxylum bungeanum

表2 各處理的花椒葉綠素、含氮量、葉面積等生長(zhǎng)指標(biāo)Tab.2 Growth of chlorophyll，nitrogen content and leaf area of Zanthoxylum bungeanum under different treatments

由圖1、表2可知，4種肥料處理葉片葉綠素、含氮量與對(duì)照相比，分別高10.1%～12.5%、7.2%～11.6%，差異顯著，而4種肥料處理間差異較小。各處理的葉面積、葉片厚度、根徑與對(duì)照相比，差異不明顯，且葉面積大小與葉片厚度、根徑呈一定的負(fù)相關(guān)關(guān)系。4個(gè)處理的平均單穗粒數(shù)為65.23～74.03粒，單穗質(zhì)量8.29～8.51 g，均高于對(duì)照，其中，處理2的單穗粒數(shù)、單穗質(zhì)量較高，分別為69.93粒、8.42 g。

2.2 不同氮磷鉀配方施肥對(duì)花椒產(chǎn)量和肥料農(nóng)學(xué)效率的影響

2.2.1 氮磷鉀配方施肥對(duì)花椒產(chǎn)量的影響 由表3、4可知，與對(duì)照相比，4個(gè)處理的花椒產(chǎn)量均不同程度增加，5年生平均產(chǎn)量變幅為3.42～4.18 kg/株，增產(chǎn)率為23.07%～39.88%，平均增產(chǎn)30.64%，其中，處理2產(chǎn)量、增產(chǎn)率均最大，分別為4.18 kg/株、39.88%，各肥料處理產(chǎn)量間無(wú)顯著差異。

表3 不同配方施肥處理的平均施肥量與產(chǎn)量Tab.3 Average fertilization amount and yield of different formula fertilization treatments

2.2.2 不同氮磷鉀配方施肥對(duì)花椒出皮率的影響由圖2、表4可知，5個(gè)處理的出皮率為24.14%～25.07%，其中，處理3屬高鉀型配方（15-5-20），出皮率最高，為25.07%，比對(duì)照高出3.9%，表明花椒結(jié)果期宜氮磷鉀配合，并適當(dāng)增加鉀素比例，有利于增強(qiáng)光合作用，開(kāi)花、結(jié)果增多，果皮增厚，提高產(chǎn)量和品質(zhì)。

表4 不同配方處理的花椒產(chǎn)量、出皮率、折干率與肥料農(nóng)學(xué)效率Tab.4 Yield，peeling rate，drying rate and fertilizer agronomic efficiency of Zanthoxylum bungeanum under different formula fertilization treatments

2.2.3 不同氮磷鉀配方施肥對(duì)花椒折干率的影響由圖2、表4可知，5個(gè)處理的花椒平均折干率為44.51%～46.78%，其中，對(duì)照折干率最高，為46.78%，最低為處理1，為44.51%，表明在2020年雨量增多條件下，更有利于營(yíng)養(yǎng)元素與水分的吸收，水肥協(xié)同作用，從而提高椒樹(shù)光合作用，使果實(shí)含水量相對(duì)升高，新鮮花椒含水量相對(duì)提高。而對(duì)照無(wú)養(yǎng)分補(bǔ)施，根系吸收功能下降，植株體內(nèi)及果皮含水量相對(duì)較低，4個(gè)處理折干率均低于對(duì)照。

圖2 不同肥料處理的花椒產(chǎn)量、出皮率、折干率與肥料農(nóng)學(xué)效率Fig.2 Yield，peeling rate，drying rate and fertilizer agronomic efficiency of Zanthoxylum bungeanum under different fertilizer treatments

2.2.4 不同氮磷鉀配方施肥對(duì)肥料農(nóng)學(xué)效率的影響 從表4可以看出，各處理肥料農(nóng)學(xué)效率為0.61～1.46 kg/kg，平均為0.90 kg/kg，處理2最大，為1.46 kg/kg，其余各處理肥料農(nóng)學(xué)效率差異較小，表明當(dāng)施肥配方趨于合理時(shí)，有利于營(yíng)養(yǎng)元素的吸收，果實(shí)的生長(zhǎng)營(yíng)養(yǎng)的積累加快，果實(shí)增大，出皮率提高，其穗粒數(shù)、單穗質(zhì)量、產(chǎn)量、肥料農(nóng)學(xué)效率相應(yīng)提高。

2.3 不同氮磷鉀配方施肥對(duì)花椒品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效益的影響

實(shí)驗(yàn)室分析數(shù)據(jù)顯示（表5），各處理的揮發(fā)油含量和麻味物質(zhì)含量變幅分別為2.21～6.06 mL/100 g、17.90～26.20 mg/g，處理2的揮發(fā)油和麻味物質(zhì)平均含量均最高，分別為6.06 mL/100 g、26.20 mg/g。從2020年試驗(yàn)花椒樹(shù)的產(chǎn)量、收益看，各施肥處理間的產(chǎn)量、收益存在一定的差異性（表6）。2020年6—8月我國(guó)北方平均降水量152 mm，較常年同期偏多63%，這對(duì)地處渭北旱塬的花椒生長(zhǎng)來(lái)說(shuō)，適逢水肥最大效率期，試驗(yàn)樹(shù)的產(chǎn)量增幅顯著，各處理平均增產(chǎn)率為30.64%。各處理品質(zhì)優(yōu)于不施肥對(duì)照，其中，處理2增產(chǎn)、肥料農(nóng)學(xué)效率、品質(zhì)、收益最高，外觀品質(zhì)表現(xiàn)為果皮色度深紅，睜眼，顆大均勻，油腺密而突出，麻味足，香味濃，無(wú)霉壞。一般認(rèn)為，花椒內(nèi)在品質(zhì)即麻香味是由揮發(fā)油、麻味物質(zhì)含量高低決定。凡精細(xì)化栽培管理的園地，優(yōu)果率高達(dá)95%以上，1～2級(jí)品比2019年提高30%～40%。

表5 不同配方處理下花椒揮發(fā)油、麻味物質(zhì)的含量Tab.5 Effects of formula fertilization treatments on content of volatile oil and hemp-flavor substances in Zanthoxylum bungeanum

表6 各試驗(yàn)地配方施肥處理的經(jīng)濟(jì)效益比較（2020年）Tab.6 Comparison of economic benefits of formula fertilization treatments in the tested places（2020）

從表6可以看出，2020年大紅袍價(jià)格為46～64元/kg，較2019年下降了28.9%～42.5%（2019年1～2級(jí)產(chǎn)品價(jià)格為80～90元/kg）。除對(duì)照外，4個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)干椒的產(chǎn)量為610.3～1 063.88 kg/hm2，平均為828.36 kg/hm2；總收入為38 641.19～68 088.36元/hm2，平 均 為50 855.37元/hm2；每 株肥料投入5.0～11.4元/株，平均8.08元/株；5年生樹(shù)肥料投入產(chǎn)出比4.2∶1～11.1∶1。以SW村投入產(chǎn)出最高，效益最佳。因地域、管理水平差異，4個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)各處理肥效差異較為顯著，表明花椒施肥肥效與品種、土壤、氣候、地形及農(nóng)藝措施等因素的密切相關(guān)。綜合各試驗(yàn)點(diǎn)的研究數(shù)據(jù)，以三原縣三社村（SS）產(chǎn)量、肥料農(nóng)學(xué)效率、商品品質(zhì)和收益為最佳，主要?dú)w因于精耕管理、規(guī)范化栽培，尤其是科學(xué)的水肥調(diào)控、合理整形修剪和適期病蟲(chóng)防治。因此，發(fā)展高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效花椒栽培，精準(zhǔn)施肥、平衡養(yǎng)分、合理灌排、病蟲(chóng)防除、整形修剪需統(tǒng)籌考慮。

3 結(jié)論與討論

不同氮磷鉀配方肥對(duì)花椒生長(zhǎng)、產(chǎn)量、肥料農(nóng)學(xué)效率、品質(zhì)及經(jīng)濟(jì)效益的影響不同?；ń樊a(chǎn)量和品質(zhì)的形成受氣候、土壤、栽培管理措施等諸多因素影響。花椒生長(zhǎng)發(fā)育中以合理密植、施肥、修剪、防凍、采摘等管理措施為關(guān)鍵[7]。合理的氮磷鉀配比和施用量能顯著增強(qiáng)植株對(duì)養(yǎng)分的吸收，提高產(chǎn)量和品質(zhì)。本研究表明，各處理葉片葉綠素、含氮量高于不施肥對(duì)照，葉面積、葉片厚度、根徑與對(duì)照相比差異不明顯，且葉面積大小與葉片厚度、根徑呈一定的負(fù)相關(guān)關(guān)系。各處理較對(duì)照產(chǎn)量都有一定程度的提高，各處理的單穗粒數(shù)、單穗質(zhì)量、產(chǎn)量、增產(chǎn)率、肥料農(nóng)學(xué)效率、揮發(fā)油及麻味物質(zhì)含量均依次為處理2＞處理3＞處理4＞處理1＞CK。綜合增產(chǎn)率、出皮率、折干率因素，從平衡花椒養(yǎng)分角度考慮，處理2為最佳配比，其肥料農(nóng)學(xué)效率高達(dá)1.46 kg/kg。許仙菊等[8]研究表明，花椒高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的最佳推薦配方為35%的配方肥，氮磷鉀平均施肥量為N 373 g/株、P2O5222 g/株、K2O 468 g/株，氮磷鉀比例N 12-P2O57-K2O 15，其氮磷鉀配比與試驗(yàn)設(shè)計(jì)理論值35%的氮磷配比基本吻合，與周軍[5]、唐海龍等[9]的研究比較接近；張國(guó)楨等[10]研究結(jié)果表明，花椒最佳經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量宜高氮中磷低鉀型配方，施肥量為N 614 g/株、P2O5273 g/株、K2O 146 g/株，本研究施氮量與之接近。本研究表明，各處理優(yōu)果率（1～2級(jí)品）高達(dá)95%以上，比不施肥對(duì)照提高了30%～40%。4個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)干椒的產(chǎn)量為610.3～1 063.88 kg/hm2，平均為828.36 kg/hm2；總 收 入 為38 641.19～68 088.36元/hm2，平 均 為50 855.37元/hm2；株肥料投入5.0～11.4元/株，平均為8.08元/株；5年生樹(shù)肥料投入產(chǎn)出比4.2∶1～11.1∶1，平均7.5∶1。適當(dāng)增施磷鉀用量有助于提高花椒千粒質(zhì)量、出皮率和品質(zhì)，除對(duì)照外，4個(gè)處理的出皮率以處理3為最高。因渭北旱塬降雨多集中于6—8月，正處于花椒的二次膨大期，此時(shí)期追肥水肥連因效應(yīng)顯著。花椒雖屬于較為耐旱樹(shù)種，據(jù)樊惠芳等[11]研究表明，在花椒生長(zhǎng)期進(jìn)行灌溉，產(chǎn)量可以提高47%以上，每公頃可增收7 005元以上（灌溉效益8.5元/株）花椒生育期耗水量的變化規(guī)律為：4月份最小，以后逐漸增大，到6月日耗水量達(dá)到最大，該期適逢?duì)I養(yǎng)最大效率期，因此，旱園區(qū)在灌溉水源有限的條件下，應(yīng)在6月結(jié)合膨大期追肥補(bǔ)充灌溉1次，以獲得較好的收益。

唐海龍[12]研究表明，與對(duì)照相比，氮、磷和鉀配方施肥能顯著促進(jìn)花椒生長(zhǎng)，增加生物量，促進(jìn)植株干物質(zhì)的積累。李建國(guó)等[13]研究表明，不同配方施肥對(duì)花椒樹(shù)生長(zhǎng)的影響不同。張國(guó)楨等[10]研究表明，氮磷鉀配合施用對(duì)花椒的株高影響顯著，以氮磷鉀均衡供應(yīng)肥效最好。崔云玲等[14]研究認(rèn)為，適宜的NPK配比對(duì)花椒的結(jié)實(shí)量性狀也有一定的影響，適當(dāng)提高鉀素比例可顯著提高花椒的結(jié)實(shí)率。本研究表明，從平衡營(yíng)養(yǎng)考慮，選用處理1（35%（11-9-15））的配方為最佳，各處理出皮率最高為處理3（40%高鉀型配方），為25.07%；折干率對(duì)照最高，為46.78%。依據(jù)平衡施肥原理，最佳推薦配方為34%（N 12-P2O57-K2O 15）。基于對(duì)渭北旱塬椒園土壤低有機(jī)質(zhì)、低氮、高磷、中鉀、低微[6]的養(yǎng)分現(xiàn)狀，花椒優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培必須在增施有機(jī)肥前提下，適當(dāng)減少化肥用量。盛果初期株施精制或商品有機(jī)肥（有機(jī)質(zhì)45%、氮磷鉀總量5%）5 kg+氮磷鉀總量35%（11-9-15）或40%（15-5-20）的配方肥2 kg,折合有機(jī)肥中氮磷鉀需要量為250 g/株,無(wú)機(jī)態(tài)養(yǎng)分N 373 g/株、P2O5222 g/株、K2O 468 g/株，有機(jī)養(yǎng)分與無(wú)機(jī)養(yǎng)分比例至少維持在2∶8以上，并適當(dāng)增加有機(jī)肥、用有機(jī)肥替代部分化學(xué)肥料。9—11月將全部有機(jī)肥和化肥的80%～100%基肥以放射溝施入為宜、有灌溉條件和墑情適宜的條件下，膨大期適當(dāng)追施60%（12-6-42）的中氮低磷高鉀型復(fù)合肥0.25 kg/株，以獲得較好的收益?；ń放浞绞┓始夹g(shù)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，減肥、增肥、調(diào)肥是平衡花椒營(yíng)養(yǎng)、促進(jìn)提質(zhì)增收的重要途徑，本研究花椒測(cè)土推薦配方尚需在生產(chǎn)中綜合考慮土壤、地形、氣候、品種、樹(shù)齡等因素修正完善。