氮磷鉀配方施肥對渭北旱塬花椒產量和品質的影響

郭文龍，黨菊香，劉建海，崔 瑜

（1.咸陽職業技術學院，陜西 咸陽 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，兼有食用調料、香料、油料、藥材及生態效益等多用途、適應能力強的經濟樹種，具有耐貧瘠、易栽培管理、經濟價值高等特點。渭北旱塬是陜西花椒主要栽產區，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，花椒生長緩慢，產量低，效益差。導致花椒產量低和品質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。配方施肥技術在大宗糧油作物和果蔬上的研究較為系統深入，而花椒配方施肥技術研究處于探索階段。配方施肥,不僅能夠有效提升花椒的產量,同時還能提升花椒品質以及土壤的肥沃程度,有利于土壤生態環境的改善。現有研究表明，施肥對花椒產量的形成和品質的改善有重要的影響。氮、磷、鉀是花椒生長發育必需的營養元素，其供應狀況直接影響花椒的長勢、產量和品質，孟慶翠等[1]在陜西鳳縣的研究認為，N、P、K配合施用能明顯提高花椒產量；沈杰等[2]在四川攀枝花的試驗結果表明，不同氮、磷、鉀配比追肥可顯著提高初果期樹的產量與品質；孫丙寅等[3]在陜西鳳縣的研究認為，花椒施肥以氮、磷、鉀比例為4∶3∶3時營養最均衡、最合理，其產量、出皮率及千粒質量最高；郭立新等[4]在甘肅武都的研究認為，配方施肥對花椒的產量和制干率均有大幅度提高，氮磷鉀比例為1∶1.04∶1，能獲得較高的產量和制干率；周軍[5]在韓城的研究認為，花椒配方設計應堅持高氮高鉀低磷型，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，可增加新梢生長量，改善結實性狀，坐果率多，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%。

為進一步探尋適合陜西渭北旱腰帶花椒適宜的氮磷鉀配比，協調花椒營養供應，以確定區域花椒最佳氮磷鉀配方和適宜用量。本試驗于2019年6月至2021年10月在陜西省淳化、三原、富平等地花椒產區開展了不同氮磷鉀配方施肥對花椒產量和品質的影響研究，通過測土施肥技術在花椒生產中應用實踐,對該技術運用過程中的經驗進行總結,為花椒持續增產增效化提供借鑒。

1 材料和方法

1.1 研究區概況

試驗區分設在淳化、三原、富平等地，屬暖溫帶半干旱半濕潤大陸性季風氣候，氣溫年較差和日較差較大，平均氣溫9～13.3℃，海拔560～860 m，無霜期平均210 d，年總日照時數1 900～2 533 h，年降水量533～631 mm，并且時空分布不均，年平均蒸發量高達1 500 mm，供試土壤黃蓋黑壚土和黃綿土交替分布地帶，質地為輕壤—中壤質，土層深厚，耕性良好。園地0～30 cm土層的土壤有機質平均含量為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。研究區土壤的有機質、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 試驗地各花椒園土壤的理化性質Tab.1 Soil physical and chemical properties of Zanthoxylum bungeanum gardens in the tested places

1.2 試驗材料

試驗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。調查顯示，初果期豐產椒園產量在896～1 194 kg/hm2，據測土配方施肥養分平衡法原理初步確定了研究區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.養分含量54%（NP-K為18-18-18）；配方肥2.養分含量35%（N-PK為11-9-15）；配方肥3.養分含量40%（N-P-K為15-5-20）；配方肥4.養分含量29%（N-P-K為13-7-9）。各處理供試有機肥的有機質含量均為45%。

1.3 試驗設計

試驗采用隨機區組設計，設置了5個施肥處理，分別為：處理1.54%配方復混肥2 kg；處理2.有機肥5 kg+35%配方復混肥2 kg；處理3.有機肥5 kg+40%配方復混肥2 kg；處理4.有機肥2 kg+29%配方復混肥2 kg；對照.不施肥。每個處理3次重復，小區面積36 m2，每小區栽植3株，小區間設保護行，每試驗點15株,共計60株。2019年9月上旬施基肥，2020年5—6月（果實膨大期）隨水追施水溶性高鉀復合肥（N-P-K為12-6-42）0.25 kg/株，施肥時采用樹冠外圍穴施。

1.4 測定項目及方法

觀察記錄試驗樹的長勢、著色、產量和品質等的變化，分別選擇樹冠南向中部15～20 cm果枝中部復葉中間小葉，用SPAD-502plus測定葉片葉綠素、含氮量，用PG-250型光電式葉面積儀測定葉面積，用YH1型葉片厚度測定儀測定葉片厚度；8月中下旬（成熟期）采收期現場單株實測鮮質量、單穗質量、單穗粒數、千粒質量、干質量（產量）、果皮質量、根徑等，并計算均值。采收時每株采集100～150 g新鮮花椒，帶回實驗室自然晾干，測定折干率、出皮率、肥料農學效率及品質指標等。揮發油測定參照GB/T 17527—2009進行測定；麻味物質采用高效液相色譜（HPLC）法測定。

式中，YNPK為某一特定的肥料施用下花椒的經濟產量（kg/hm2）；Y0為對照花椒的經濟產量（kg/hm2）；FNPK為肥料純養分(N、P2O5和K2O)投入量（kg/hm2）。

1.5 數據分析

采用Ecxel 2010處理數據，采用Origin 2016作圖；采用SPSS 21.0進行差異顯著性檢驗（P＜0.05）。

2 結果與分析

2.1 不同氮磷鉀配方施肥對花椒生長的影響

不同氮磷鉀配方施肥對花椒生長的影響如圖1、表2所示。

圖1 不同肥料處理對花椒生長指標的影響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、葉面積等生長指標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、根徑呈一定的負相關關系。4個處理的平均單穗粒數為65.23～74.03粒，單穗質量8.29～8.51 g，均高于對照，其中，處理2的單穗粒數、單穗質量較高，分別為69.93粒、8.42 g。

2.2 不同氮磷鉀配方施肥對花椒產量和肥料農學效率的影響

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

表3 不同配方施肥處理的平均施肥量與產量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花椒出皮率的影響由圖2、表4可知，5個處理的出皮率為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%，比對照高出3.9%，表明花椒結果期宜氮磷鉀配合，并適當增加鉀素比例，有利于增強光合作用，開花、結果增多，果皮增厚，提高產量和品質。

表4 不同配方處理的花椒產量、出皮率、折干率與肥料農學效率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花椒折干率的影響由圖2、表4可知，5個處理的花椒平均折干率為44.51%～46.78%，其中，對照折干率最高，為46.78%，最低為處理1，為44.51%，表明在2020年雨量增多條件下，更有利于營養元素與水分的吸收，水肥協同作用，從而提高椒樹光合作用，使果實含水量相對升高，新鮮花椒含水量相對提高。而對照無養分補施，根系吸收功能下降，植株體內及果皮含水量相對較低，4個處理折干率均低于對照。

圖2 不同肥料處理的花椒產量、出皮率、折干率與肥料農學效率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肥料農學效率的影響 從表4可以看出，各處理肥料農學效率為0.61～1.46 kg/kg，平均為0.90 kg/kg，處理2最大，為1.46 kg/kg，其余各處理肥料農學效率差異較小，表明當施肥配方趨于合理時，有利于營養元素的吸收，果實的生長營養的積累加快，果實增大，出皮率提高，其穗粒數、單穗質量、產量、肥料農學效率相應提高。

2.3 不同氮磷鉀配方施肥對花椒品質和經濟效益的影響

實驗室分析數據顯示（表5），各處理的揮發油含量和麻味物質含量變幅分別為2.21～6.06 mL/100 g、17.90～26.20 mg/g，處理2的揮發油和麻味物質平均含量均最高，分別為6.06 mL/100 g、26.20 mg/g。從2020年試驗花椒樹的產量、收益看，各施肥處理間的產量、收益存在一定的差異性（表6）。2020年6—8月我國北方平均降水量152 mm，較常年同期偏多63%，這對地處渭北旱塬的花椒生長來說，適逢水肥最大效率期，試驗樹的產量增幅顯著，各處理平均增產率為30.64%。各處理品質優于不施肥對照，其中，處理2增產、肥料農學效率、品質、收益最高，外觀品質表現為果皮色度深紅，睜眼，顆大均勻，油腺密而突出，麻味足，香味濃，無霉壞。一般認為，花椒內在品質即麻香味是由揮發油、麻味物質含量高低決定。凡精細化栽培管理的園地，優果率高達95%以上，1～2級品比2019年提高30%～40%。

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

表6 各試驗地配方施肥處理的經濟效益比較（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年大紅袍價格為46～64元/kg，較2019年下降了28.9%～42.5%（2019年1～2級產品價格為80～90元/kg）。除對照外，4個試驗點干椒的產量為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年生樹肥料投入產出比4.2∶1～11.1∶1。以SW村投入產出最高，效益最佳。因地域、管理水平差異，4個試驗點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、地形及農藝措施等因素的密切相關。綜合各試驗點的研究數據，以三原縣三社村（SS）產量、肥料農學效率、商品品質和收益為最佳，主要歸因于精耕管理、規范化栽培，尤其是科學的水肥調控、合理整形修剪和適期病蟲防治。因此，發展高產優質高效花椒栽培，精準施肥、平衡養分、合理灌排、病蟲防除、整形修剪需統籌考慮。

3 結論與討論

不同氮磷鉀配方肥對花椒生長、產量、肥料農學效率、品質及經濟效益的影響不同。花椒產量和品質的形成受氣候、土壤、栽培管理措施等諸多因素影響。花椒生長發育中以合理密植、施肥、修剪、防凍、采摘等管理措施為關鍵[7]。合理的氮磷鉀配比和施用量能顯著增強植株對養分的吸收，提高產量和品質。本研究表明，各處理葉片葉綠素、含氮量高于不施肥對照，葉面積、葉片厚度、根徑與對照相比差異不明顯，且葉面積大小與葉片厚度、根徑呈一定的負相關關系。各處理較對照產量都有一定程度的提高，各處理的單穗粒數、單穗質量、產量、增產率、肥料農學效率、揮發油及麻味物質含量均依次為處理2＞處理3＞處理4＞處理1＞CK。綜合增產率、出皮率、折干率因素，從平衡花椒養分角度考慮，處理2為最佳配比，其肥料農學效率高達1.46 kg/kg。許仙菊等[8]研究表明，花椒高產優質的最佳推薦配方為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設計理論值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；張國楨等[10]研究結果表明，花椒最佳經濟產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，各處理優果率（1～2級品）高達95%以上，比不施肥對照提高了30%～40%。4個試驗點干椒的產量為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年生樹肥料投入產出比4.2∶1～11.1∶1，平均7.5∶1。適當增施磷鉀用量有助于提高花椒千粒質量、出皮率和品質，除對照外，4個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，此時期追肥水肥連因效應顯著。花椒雖屬于較為耐旱樹種，據樊惠芳等[11]研究表明，在花椒生長期進行灌溉，產量可以提高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律為：4月份最小，以后逐漸增大，到6月日耗水量達到最大，該期適逢營養最大效率期，因此，旱園區在灌溉水源有限的條件下，應在6月結合膨大期追肥補充灌溉1次，以獲得較好的收益。

唐海龍[12]研究表明，與對照相比，氮、磷和鉀配方施肥能顯著促進花椒生長，增加生物量，促進植株干物質的積累。李建國等[13]研究表明，不同配方施肥對花椒樹生長的影響不同。張國楨等[10]研究表明，氮磷鉀配合施用對花椒的株高影響顯著，以氮磷鉀均衡供應肥效最好。崔云玲等[14]研究認為，適宜的NPK配比對花椒的結實量性狀也有一定的影響，適當提高鉀素比例可顯著提高花椒的結實率。本研究表明，從平衡營養考慮，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%；折干率對照最高，為46.78%。依據平衡施肥原理，最佳推薦配方為34%（N 12-P2O57-K2O 15）。基于對渭北旱塬椒園土壤低有機質、低氮、高磷、中鉀、低微[6]的養分現狀，花椒優質高產栽培必須在增施有機肥前提下，適當減少化肥用量。盛果初期株施精制或商品有機肥（有機質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,折合有機肥中氮磷鉀需要量為250 g/株,無機態養分N 373 g/株、P2O5222 g/株、K2O 468 g/株，有機養分與無機養分比例至少維持在2∶8以上，并適當增加有機肥、用有機肥替代部分化學肥料。9—11月將全部有機肥和化肥的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，膨大期適當追施60%（12-6-42）的中氮低磷高鉀型復合肥0.25 kg/株，以獲得較好的收益。花椒配方施肥技術是一項系統工程，減肥、增肥、調肥是平衡花椒營養、促進提質增收的重要途徑，本研究花椒測土推薦配方尚需在生產中綜合考慮土壤、地形、氣候、品種、樹齡等因素修正完善。