渭北旱塬花椒園地施肥與土壤養分變化特征研究

郭文龍，劉建海 ，黨菊香 ，支九田 ，崔 瑜，強澤坤

(1.咸陽職業技術學院，陜西 咸陽 712046；2.富平縣農廣校，陜西 富平 711700；3.三原縣種子管理站，陜西 三原 713800； 4.淳化縣林業站,陜西 淳化 711200)

花椒系蕓香科、花椒屬植物，兼有食用調料、香料、油料、藥材及生態效益等多用途的經濟樹種,具有耐貧瘠、易栽培管理、經濟價值高等特點;陜西是我國五大花椒主產區之一，主要分布在秦巴山區、秦嶺北麓臺塬和渭北旱塬溝壑淺山地帶，種植面積達17 hm2，年產量6.26萬t，年產值達60億元。陜西渭北旱塬是花椒適生區，但粗放式管理，尤其生產中偏施化肥，有機肥投入不足，單產較低、品質較差。土壤有機質含量低、養分比例失調問題突出，土壤保水保肥能力弱。因此結合測土施肥，用部分有機肥替代化肥，發展“有機肥+配方肥”模式，推廣商品有機肥，減少化肥用量、用養結合，平衡營養，是花椒養分管理的的中心任務。課題組于2019-2020年在渭北淳化、三原、富平等縣(市)花椒產區，開展了基于優化土壤養分管理的花椒配方施肥技術研究，通過園地調查和測土配方，摸清花椒施肥現狀土壤肥力變化特點，根據養分平衡法確定合理施肥量及氮磷鉀的合理配比，為進一步優化花椒養分管理提供科學依據。

1 材料與方法

研究區屬渭北黃土臺塬及山坡地帶，椒園土壤類型多黃綿土，質地較輕，通透性良好，土壤有機質、全氮、速效氮及有效鋅、硼、錳、鐵含量較低，磷鉀水平中等偏上，pH平均8.1，呈堿性。主栽品種大紅袍，株行距多3 m×4 m(55株·667m-2)，樹齡4～8 a。在四個試驗點選擇管理水平中等食物椒園調查施肥現狀，采集園地0-30cm混合土樣18個，對土壤有機質、全氮、全磷、速效氮、速效磷、速效鉀、有效鋅鐵錳、全鉬含量及土壤pH等肥力指標分析測定。

2 結果與分析

2.1 施肥現狀與存在問題

受立地條件限制,渭北旱塬椒園土壤干旱瘠薄,重栽輕養，群眾缺乏栽培技術，施肥多憑經驗，養分比例失調，土壤肥力衰減，樹體正常生長發育受到限制，年生長量小,發棵慢，樹體衰弱，抗性降低，病蟲害嚴重，產量和品質下降。樹齡4～8 a的初果期到盛果期的椒園種植密度多屬株行距3 m×4 m(55株·667m-2)，每株產量1～2 kg，平均1.6 kg。價格54～110元·kg-1，平均37元·kg-1。在施肥管理上存在許多誤區。一是肥料結構不合理。重化肥輕有機肥，70%以上的園地常年不施用有機肥或施用量較低，有機質含量不到 20 g·kg-1，土壤有機質含量處于低水平。重大量元素輕微量元素，90%的農戶沒有施微量元素肥料的習慣，土壤有效鋅、鐵、錳等含量低水平。二是施肥時期的盲目性和隨意性，施肥方式方法不當。農戶施肥不是以果樹的需要為前提，往往是以資金、勞力、時間等主觀因素確定施肥的次數和時間，因而達不到施肥的預期目的，有時還會適得其反，造成損害；施肥方式重基肥輕追肥，忽視生育期關鍵時期的養分補充。70%的農戶采用秋季“一炮轟”式基肥施入，生長期間不注意合理追肥；施肥距主干較近，施肥深度過淺，容易導致肥害或肥效低下。三是肥料品種選擇混亂。三元復混肥為農戶首先，農戶常用的養分比例(15-15-15、17-17-17、18-18-18、18-16-20等)，部分農戶會選用尿素、碳銨、磷酸一銨、硫酸鉀、氯化鉀等生育期追肥。因選肥的盲目性而誤用假劣肥料造成減產甚至絕收的現象較為普遍。四是不注意氮磷鉀合理配比，農戶對土壤缺什么和花椒需肥量缺乏科學認識，養分富集、肥料浪費現象嚴重。施肥調查統計結果顯示：平均每株用量分別為425 g、523 g、476 g，屬“低氮、高磷、中鉀”的養分配比，與實際土壤 “三低、三中、一高”的(有機質、氮、有效微量元素含量低水平；速效鉀、全磷、全鉬含量中等水平；速效磷含量高水平)養分變化基本吻合。五是對新型肥料及施肥新技術應用較少。習慣選用高濃度復混肥、尿素、碳銨等常規肥料，對商品有機肥、專用配方肥、水溶性肥、微生物肥、葉面肥等應用較少，尤其是忽視微量元素的有效補充。配方施肥技術、水肥一體化技術推廣應用較少。六是缺少對干旱、凍害、病蟲害有效應對措施。花椒生長關鍵時期需水需肥量較大，土壤水分又直接影響肥效發揮。多數果園實行清耕制，生草、覆蓋、魚鱗坑等蓄水保墑措施應用較少，水肥失調導致樹體抗逆性下降。2018年早春低溫危害減產30%以上，2018-2019年因蚜蟲、煤污病等病蟲害減產30%以上，優果率降低了50%左右。

2.2 土壤養分變化特征

園地肥料調查及土壤分析結果表明(見表1、表2)：18個花椒園施肥量和土壤養分含量變異很大。土壤有機質、堿解氮、有效磷和速效鉀平均含量分別為17.6 g·kg-1、38..4 mg·kg-1、26.2 mg·kg-1和152.2 mg·kg-1,土壤有機質、堿解氮、全氮處于缺乏水平,缺乏比例分別為77.8%、77.8%、72.2%。土壤速效磷處于較高水平，44.4%處于含磷中低水平。土壤全磷、速效鉀處于中等水平，缺乏比例分別為5.6.%、16.7%。土壤平均pH值為8.1,堿性，77.8%土壤不適宜花椒生長(pH6.5～8)。土壤有效鋅、有效鐵、有效錳平均含量為0.6 mg·kg-1、4.11 mg·kg-1、5.01 mg·kg-1，均處于低水平，缺乏比例分別為100%、94.4%、100%。全鉬平均含量為0.31 mg·kg-1,處于中低水平。缺乏比例44.4%。總體上看，土壤有機質、全氮、速效氮含量低，速效磷、全磷、全鉬含量為中等偏高水平，微量元素鋅、鐵、錳含量低，全鉬含量中等，土壤養分失調，土壤肥力較低。由于各地花椒栽培時間、施肥和水平不同，導致土壤養分的差異性。渭南兩試驗點土壤速效氮水平高于咸陽等新建園地，而土壤供磷水平則淳化、三原相對較高。各地土壤養分管理差異系土壤速效磷最大，變異系數達45%，有機質含量、速效鉀次之。其他養分變異較小(見表3)。

表1 供試土壤(0～30 cm)肥力指標分析結果

表2 花椒園地土壤肥力分級指標

2.3 推薦施肥量確定

施肥量是構成施肥技術的核心要素，確定經濟合理施肥量是合理施肥的中心，施肥量的確定需綜合考慮土壤、樹齡、產量、品種果等因素。根據養分平衡原理，即植物需肥量和土壤供肥量之差計算實現目標產量施肥量。計算獲得相關參數：在使用有機肥550·667m-2的基礎上目標產量(干椒)為158 kg·667m-2；花椒需肥料(kg·667m-2)氮素8.8、磷素4.4、鉀素14.3；土壤供肥量氮素4.03、磷素1.96鉀素11.42；化肥用量分別為尿素32.4 kg，普鈣71.6 kg，硫酸鉀13.2 kg。根據花椒需肥規律和營養特點，將一季養分合理分配，以推薦施肥建議卡形式發放給種植戶，供農戶施肥參考。

表3 供試椒園土壤養分狀況

表4 花椒不同肥力水平推薦施肥量 [1]

也可根據測土結果配置簡易摻混復合肥。 農戶按照技術人員提供的推薦施肥建議卡自行購買基礎肥料，后進行簡單混配，要求隨混隨施。每667 m2所需基礎肥料的配方(kg)如下：尿素32.4 kg、普鈣71.6 kg、硫酸鉀13.2 kg、精制有機肥550 kg、 氨基酸驁合鋅、硼、鐵、鉬、稀土2 kg(微量元素含量標明量硼、銅、鐵、錳、鉬、鋅均不得低于0.2%)質量分數。將以上基礎肥料充分摻混均勻后配成總量669.2 kg的有機無機復混肥，平均株施約669.2/55=12.2 kg，隨混隨時。

大批量BB肥由工業化生產。根據測土配方施肥計算結果，求得實現目標產量需要提供的氮磷鉀養分總量(kg)=4.47+2.29+2.64=9,4

花椒氮磷鉀適宜比例為N∶P2O5∶K2O=4.47∶2.29∶2.64=14.9∶7.6:8.8≈15∶8∶9

按測土結果，配置1 t總養分含量為32%(N∶P2O5∶K2O=15∶8∶9)BB肥所需的原料與養分含量(kg)如下：

(1)1 t配方肥中N、P2O5、K2O的含量(kg)

N(kg)=1 000×15%=150

P2O5(kg)=1 000×8%=80

K2O(kg)=1 000×9%=90

(2)根據三要素的含量計算單質肥料的用量(kg)

尿素(kg·667m-2)=150÷46%=326.09

過磷酸鈣(kg·667m-2)=80÷16%=500

硫酸鉀(kg·667m-2)=90÷60%=150

(3)填充物用量

以上三種單質肥料共計976 kg，其余24 kg用輔料填充：

七水硫酸鎂20 kg、氨基酸驁合鋅、硼、鐵、鉬、稀土2 kg、硝基腐殖酸2 kg以上基礎肥量經機械摻混成養分配比為15-8-9-TE的BB肥。

工廠化生產的BB肥時，往往要根據工藝需要選擇不同的輔料作為填充物。張桂玉[3]認為膨潤土、高嶺土、氧化鎂粉、滑石粉、石膏粉、鈣鎂磷肥、風化煤等為BB肥生產備選輔料，其主要作用在于改善肥料商品性狀，方便貯存施用，應根據實際情況選擇。

3 討論

孟慶翠等[4]對10 a生樹的配方施肥研究結論：氮、磷、鉀配合施用對花椒株高的影響顯著，氮肥對花椒株高影響最大，磷、鉀配合施用能夠提高花椒產量,并且效果明顯。花椒最佳經濟產量施肥量為氮(N)614 g·株-1、磷(P2O5)273 g·株-1、鉀(K2O)146 g·株-1。沈杰等[5]對初結果花椒樹不同氮、磷、鉀配比追肥可顯著提高初結果花椒樹的產量與品質，最佳的追肥模式為采摘后每株施用1 kg尿素，花前追施尿素 163 g·株, 磷肥 750 g，鉀肥 250 g。孫丙寅等[6]花椒不同配方施肥試驗證明氮、磷、鉀比例為4∶3∶3的配方營養最均衡、最合理,其產量、出皮率及千粒重最高,分別為1.36 kg、43.5%和16.37 g。孫立新等[76]花椒配方施肥研究結論是氮磷鉀比例為 1∶1.04∶1，能獲得較高的產量和制干率。周軍等[8]研究認為花椒配方設計應采用高氮高鉀低磷型，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；30%含量BB肥N、P2O5、 K2O、微量元素12∶8∶10∶5，可增加新梢生長量，改善結實性狀，座果率多，果實膨大迅速、果個大，椒果著色好，干椒產量顯著增加，較不施肥處理增產83.3%，較習慣施肥增產32.5%，且能提高樹體抗旱性。與上述相關研究比較，本課題提出渭北旱塬區花椒初果期至盛果初期推行“有機肥+配方肥”的施肥模式：每株精制有機肥10 kg、純氮276 g，磷 (P2O5) 208 g、鉀(K2O)120 g，折合尿素每株0.6 kg，磷肥1.3 kg，硫酸鉀0.4 kg。一般隨樹齡增加供肥水平相應的提高，試驗區初果至盛果期(5～9 a)樹氮、磷、鉀供應水平是孟慶翠10 a生樹施肥量研究的45%、76%、82%，關于養分需要量結論趨于一致。就氮磷鉀的配比來看，研究區 適宜的配方為“高氮低磷中鉀補微”的15∶8∶9(即5∶2.7∶3)與孫丙寅的研究接近，僅氮素水平略高，磷素水平略低，說明花椒測土配方施肥，施肥量及“配方”還要考慮地域性特點。

不合理施肥是限制渭北旱塬花椒產業持續發展的主要因素之一，合理施肥,測土配方不僅能夠節本增效，肥土壯樹,提質增產,改善品質，也有利于改善生態環境。土壤分析結果顯示：各試驗點土壤養分變異系數速效磷>速效鉀>有機質。大量元素養分各地差異性明顯。其中渭南兩試驗點速效氮含量是咸陽試驗點的2,9倍。各試驗點土壤磷素富集現象明顯，咸陽試驗點速效磷含量是渭南試驗點的1.6倍。椒園土壤“低有機質、低氮、高磷、中鉀、低微”的養分現狀加劇養分失衡和肥力下降，難以滿足花椒生長需要。基于土壤有機質、速效氮、微量元素低水平及高磷中鉀的肥力現狀，首先要加大有機肥投入，提高土壤保肥性；其次，糾正施肥誤區，平衡營養。堅持“增氮補微、控磷穩鉀”養分平衡原則，根據土壤養分豐缺狀況和花椒生育期需肥特點，有針對性地施肥。有條件的地方積極推廣節水灌溉和水肥一體化技術，綜合調控以養分管理為中心的其他環境因子，加強中耕松土、生草覆蓋、整形修剪、病蟲害防治、凍害預防等田間管理，為花椒優質高效奠定基礎。