花椒枝條直接還田不同處理對土壤及花椒產(chǎn)量的影響

孫 山 孫啟堯

陜西大力發(fā)展以花椒為主的木本油料產(chǎn)業(yè)，2020 年底花椒面積259.33 萬畝（全國第二）， 產(chǎn)量11.45 萬t（全國第一）。傳統(tǒng)生產(chǎn)中，花椒果皮是椒農(nóng)的主要收益來源， 其次是花椒芽菜、 花椒油等副產(chǎn)品。 近年來，國家倡導(dǎo)發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，農(nóng)業(yè)科研領(lǐng)域?qū)ń犯碑a(chǎn)物（如花椒枝條）的研究利用在逐步系統(tǒng)化、深入化。 2022 年，我們依托咸陽市科技局中醫(yī)農(nóng)業(yè)科技特派員項目， 在淳化云嶺山農(nóng)業(yè)專業(yè)合作社千畝花椒產(chǎn)業(yè)園進行了花椒枝條（落葉）直接還田肥料化應(yīng)用試驗， 旨在探索不同還田模式對椒園土壤及花椒產(chǎn)量的影響。

1 試驗背景

秸稈、枝條（落葉）亂堆亂放或焚燒處理，不但造成病蟲滋生、環(huán)境污染，而且浪費了資源。近年來，農(nóng)作物秸稈、枝條基料化、燃料化、肥料化技術(shù)研究與應(yīng)用日益深入。

2022 年，我們與李祥教授合作，在淳化云嶺山農(nóng)業(yè)專業(yè)合作社千畝花椒園區(qū)進行了花椒枝條直接還田應(yīng)用實踐， 研究了不同還田模式對花椒枝條腐解率、 土壤性狀（溫度、 含水量、 有機質(zhì)含量、 容重、 微生物數(shù)量、木質(zhì)素降解酶活性）及花椒產(chǎn)量的影響。

2 材料與方法

2.1試驗地概況 淳化云嶺山農(nóng)業(yè)專業(yè)合作社地處渭北黃土高原溝壑區(qū)南緣， 海拔630～1809 m，屬暖溫帶大陸性氣候，雨熱同季，光照充足，晝夜溫差大，適合種植花椒。 我們的花椒產(chǎn)業(yè)園總面積1 000畝，園地土壤為黃綿土，土層深厚，中性偏堿。

2.2試驗材料 自帶營養(yǎng)農(nóng)用微生物菌劑、土壤調(diào)理劑；重鉻酸鉀、硫酸、硝酸、LB 細菌培養(yǎng)基、PDA 真菌培養(yǎng)基；枝條粉碎機、土壤旋耕機。

2.3試驗設(shè)計 將冬季修剪下來的花椒枝條用粉碎機粉碎成長度不超過4 cm 的小段兒，均勻鋪在試驗區(qū)（花椒樹行間）。 將農(nóng)用微生物菌劑、土壤調(diào)理劑、雞糞、尿素（調(diào)節(jié)碳氮比）按不同組合設(shè)置5 個處理（表1），均勻撒施在粉碎的花椒枝條上，旋耕15 cm左右。3 天后噴灌1 次。以未采用枝條還田處理的常規(guī)花椒園作為對照。

表1 花椒枝條肥料化不同處理設(shè)計

2.4數(shù)據(jù)測定 測定土壤溫度、土壤含水量、土壤有機質(zhì)含量、土壤容重、土壤微生物數(shù)量、土壤木質(zhì)素降解酶（漆酶、過氧化物酶）活性；株產(chǎn)量。

測定方法： 按照S 型取點法確定測溫點， 測定20 cm 土層土壤溫度， 每2 個月一組數(shù)據(jù)， 取平均值。 采用酒精燃燒法測定土壤含水量； 采用油浴加熱重鉻酸鉀法氧化容量法測定土壤有機質(zhì)含量； 采用環(huán)刀法測定土壤容重； 每個取樣點取0～20 cm 土層的土樣混合均勻， 測定土樣中的微生物數(shù)量、 木質(zhì)素降解酶（漆酶、 過氧化物酶）活性； 稱量統(tǒng)計株產(chǎn)量， 折算畝產(chǎn)量； 每個取樣點劃20 cm×20 cm 方塊，取0～5 cm 土層的土樣，用分樣篩篩分收集枝條，水處理之后在烘箱中烘至恒重， 稱量， 計算枝條腐解率。

3 結(jié)果與討論

3.1不同還田模式對土壤溫度、含水量的影響

各類在線黏度計的測量原理不同，適用的流體和工藝條件也各不相同，需要根據(jù)測量流體的流變學(xué)特性和現(xiàn)場工藝條件進行選擇，不能隨意確定，以免造成不必要的損失[1-2]。

花椒為淺根性樹種，對土壤溫度、水分含量較為敏感。 不同處理影響土壤溫度、含水量等指標，從而對花椒抗寒、抗旱性產(chǎn)生不同影響。

1）花椒枝條直接還田有助于緩沖地溫。 從表2可知， 與對照相比，5 個處理9—10 月份、11—12 月份、1—2 月份這三個時段，20 cm 土層平均溫度分別高2 ℃、1.3 ℃、1.5 ℃， 說明花椒枝條還田在9 月至來年2 月，能更好地保持0～20 cm 土層溫度，有利于冬季花椒植株安全越冬。與對照相比，5 個處理3—4月份、5—6 月份、7—8 月份這三個時段，20 cm 土層平均溫度分別低0.6 ℃、0.5 ℃、1.2 ℃，說明花椒枝條還田后，在3—8 月溫度逐漸升高的時段，能夠讓地溫緩慢穩(wěn)定上升。 其中，3—4 月花椒花期前后地溫偏低，有利于推遲開花時間，減輕或避免倒春寒對花椒的影響；而7—8 月盛夏低溫偏低，有利于根系更好地生長。

表2 不同還田模式對花椒園土壤溫度、含水量的影響

2）與處理5（單獨還田）比較，處理1 到處理4采用微生物菌劑、土壤調(diào)理劑，配合調(diào)節(jié)碳氮比的雞糞和尿素等外用物質(zhì)處理枝條，11—12 月份、1—2月份20 cm 土層平均地溫分別高1.4 ℃和1 ℃，更有利于冬季花椒植株安全越冬， 其中施用雞糞的處理1、處理2、處理4 比施用了尿素的處理3 對地溫的緩沖效果更好。

3—4 月對地溫的影響， 也表現(xiàn)出同樣的規(guī)律，即施用雞糞的處理比施用尿素的處理地溫更低，有利于抑制根系過早活動，推遲花期，減輕倒春寒對花椒植株的影響。

3）處理1 至處理5，20 cm 土層土壤平均含水量比對照高1.8%，說明花椒枝條還田具有一定的蓄水保墑作用，有利于植株對干旱的耐受性。

4）綜合對比，處理2 和處理4 更利于保持土壤水分、穩(wěn)定地溫，說明添加雞糞、尿素調(diào)節(jié)碳氮比，同時添加微生物菌劑，可以更好地腐解枝條，也更有利于植株抗逆。

3.2不同還田模式對花椒枝條腐解率、土壤相關(guān)性狀指標的影響

由表3 可以看出，與對照相比，各處理枝條腐解率、土壤有機質(zhì)含量、土壤微生物含量、木質(zhì)素降解酶活性均有所提升， 不同處理方式對枝條的腐解程度影響很大。

表3 不同還田模式對枝條腐解率、土壤有機質(zhì)含量、土壤容重的影響

1）處理2 各項指標的表現(xiàn)均優(yōu)于其他處理和對照，說明添加農(nóng)用微生物菌劑、雞糞、尿素、土壤調(diào)理劑，能夠增加土壤微生物數(shù)量，同時創(chuàng)造更適宜微生物生存繁殖的環(huán)境條件（合適的碳氮比以及水分、溫度等），產(chǎn)生更高活性的酶解反應(yīng)，從而使粉碎的花椒枝條充分腐解，與土壤形成更多團粒體，從而降低土壤容重，改良土壤，優(yōu)化花椒根系生長環(huán)境。

2）與對照相比，各處理花椒枝條腐解率均達到50%以上。尤其是處理1、處理2、處理3，因為添加了微生物菌劑，腐解率顯著提高；而處理4 雖然沒有微生物菌劑，但因添加了糞肥，亦有利于土壤微生物活動。說明保持更多的土壤微生物數(shù)量，提供更好的微生物生存環(huán)境對枝條充分腐解非常重要。

3.3不同還田模式對花椒產(chǎn)量的影響 花椒枝條還田腐解最直接的作用是增加土壤有機質(zhì)含量，為花椒生長結(jié)果提供更好有機養(yǎng)分，從而起到增產(chǎn)、提質(zhì)的作用。我們以株為單位，對不同處理花椒樹進行了株產(chǎn)量對比，處理1 到處理5，株產(chǎn)量為3.6～4.2 kg，與對照相比，增產(chǎn)率為12.5%～31.2%，增產(chǎn)效果最明顯的是處理2。

3.4效益分析

3.4.1經(jīng)濟效益

1）枝條堆肥后產(chǎn)生的有機肥替代化肥的效益。 按55 株/畝，枝條修剪量2.5 kg/株，枝條中平均含碳47%、氮2.4%、 磷0.3%、 鉀0.28%計算， 每畝可產(chǎn)生枝條137.5 kg， 這些枝條每年從土壤中獲取64.63 kg 碳、3.3 kg 氮、0.41kg 磷和0.39 kg 鉀，相當(dāng)于每畝花椒園每年浪費7.17 kg 尿素、2.05 kg 過磷酸鈣、0.78 kg 硫酸鉀（合計10 kg）。 按照尿素2 000 元/t、過磷酸鈣1 300 元/t、硫酸鉀3 000 元/t 計算，僅此一項，每年每畝可以減少肥料投資19.35 元。 如此，陜西260 萬畝花椒每年可節(jié)省肥料投資5 000 多萬元，減少化肥施用量2.6 萬t。

2）花椒增產(chǎn)產(chǎn)生的效益。 2020 年陜西花椒產(chǎn)量11.45 萬t，以枝條還田后花椒增產(chǎn)率10%計，每年可多產(chǎn)花椒1 1450 t， 售價7 萬元/t， 則可增加收益8億元以上。

3.4.2生態(tài)和社會效益 修剪、清園是花椒穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的重要措施。 近年來， 由于農(nóng)村燃料來源發(fā)生變化， 昔日用來燒火做飯的枝條今天已變成無人問津的垃圾，長期堆放不但影響環(huán)境整潔，而且易滋生病蟲，還有火災(zāi)隱患。 采用焚燒處理的方法，會污染環(huán)境，引發(fā)霧霾。

進行枝條粉碎直接還田肥料化處理， 可清潔林園，增加土壤有機質(zhì)和微量元素含量，改善土壤理化性狀，提高當(dāng)季化肥利用率（研究表明，當(dāng)土壤中有機肥使用量占肥料使用總量50%時， 化肥的當(dāng)季利用率可提高7 個百分點），對踐行農(nóng)藥、化肥“雙減”政策，提質(zhì)增效具有重要意義和顯著成效。

4 小結(jié)與討論

花椒枝條粉碎還田能夠有效提高土壤有機質(zhì)含量，促進土壤團粒結(jié)構(gòu)形成，具有緩沖土壤溫度、蓄水保墑作用，有利于花椒冬季安全越冬，春季避免倒春寒危害，增產(chǎn)增效。

枝條直接還田腐解率可達50%以上， 生產(chǎn)中建議采用交替隔行還田方式，每2～3 年輪換一次，讓枝條充分腐解。 同時，為達到更好的腐解效果，有條件的可參照處理2， 在粉碎的枝條中添加農(nóng)用微生物菌劑、土壤調(diào)理劑、雞糞（豬糞）、尿素等外源物質(zhì)，為土壤微生物提供良好的生存環(huán)境。

花椒枝條直接還田腐解作為有機肥， 是農(nóng)村現(xiàn)有生產(chǎn)條件下最為簡便、直接、低成本的資源化利用途徑，可就地取材、變廢為寶，充分切合了中醫(yī)農(nóng)業(yè)“取之于自然，用之于自然，保護和修復(fù)自然，與自然和諧共生”的循環(huán)、生態(tài)理念。