氮磷钾配方施肥对渭北旱塬花椒产量和品质的影响

郭文龙，党菊香，刘建海，崔 瑜

（1.咸阳职业技术学院，陕西 咸阳 712046；2.三原县种子管理站，陕西 三原 713800）

花椒系芸香科、花椒属植物，兼有食用调料、香料、油料、药材及生态效益等多用途、适应能力强的经济树种，具有耐贫瘠、易栽培管理、经济价值高等特点。渭北旱塬是陕西花椒主要栽产区，一般椒园多建植于贫瘠的山坡地，管理粗放，偏施化肥，忽视基肥和氮磷钾的配合，花椒生长缓慢，产量低，效益差。导致花椒产量低和品质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。配方施肥技术在大宗粮油作物和果蔬上的研究较为系统深入，而花椒配方施肥技术研究处于探索阶段。配方施肥,不仅能够有效提升花椒的产量,同时还能提升花椒品质以及土壤的肥沃程度,有利于土壤生态环境的改善。现有研究表明，施肥对花椒产量的形成和品质的改善有重要的影响。氮、磷、钾是花椒生长发育必需的营养元素，其供应状况直接影响花椒的长势、产量和品质，孟庆翠等[1]在陕西凤县的研究认为，N、P、K配合施用能明显提高花椒产量；沈杰等[2]在四川攀枝花的试验结果表明，不同氮、磷、钾配比追肥可显著提高初果期树的产量与品质；孙丙寅等[3]在陕西凤县的研究认为，花椒施肥以氮、磷、钾比例为4∶3∶3时营养最均衡、最合理，其产量、出皮率及千粒质量最高；郭立新等[4]在甘肃武都的研究认为，配方施肥对花椒的产量和制干率均有大幅度提高，氮磷钾比例为1∶1.04∶1，能获得较高的产量和制干率；周军[5]在韩城的研究认为，花椒配方设计应坚持高氮高钾低磷型，添加腐殖酸和微量元素的原则，花椒施用45%BB肥，N、P2O5、K2O、微量元素比例为16∶8∶21∶5，可增加新梢生长量，改善结实性状，坐果率多，果实膨大迅速、果个大，椒果着色好，干椒产量显著增加，较不施肥处理增产83.3%，较习惯施肥增产32.5%。

为进一步探寻适合陕西渭北旱腰带花椒适宜的氮磷钾配比，协调花椒营养供应，以确定区域花椒最佳氮磷钾配方和适宜用量。本试验于2019年6月至2021年10月在陕西省淳化、三原、富平等地花椒产区开展了不同氮磷钾配方施肥对花椒产量和品质的影响研究，通过测土施肥技术在花椒生产中应用实践,对该技术运用过程中的经验进行总结,为花椒持续增产增效化提供借鉴。

1 材料和方法

1.1 研究区概况

试验区分设在淳化、三原、富平等地，属暖温带半干旱半湿润大陆性季风气候，气温年较差和日较差较大，平均气温9～13.3℃，海拔560～860 m，无霜期平均210 d，年总日照时数1 900～2 533 h，年降水量533～631 mm，并且时空分布不均，年平均蒸发量高达1 500 mm，供试土壤黄盖黑垆土和黄绵土交替分布地带，质地为轻壤—中壤质，土层深厚，耕性良好。园地0～30 cm土层的土壤有机质平均含量为19.03 g/kg，碱解氮、有效磷和速效钾平均含量分别为37.58、27.07、154.84 mg/kg，有效锌、有效铁、有效锰、全钼平均含量分别为0.63、4.26、5.19、0.32 mg/kg，pH值为8.06。研究区土壤的有机质、全氮、速效氮含量偏低，速效磷、全磷、全钼含量中等，微量元素锌、铁、锰含量偏低，全钼含量中等（表1）[6]。

表1 试验地各花椒园土壤的理化性质Tab.1 Soil physical and chemical properties of Zanthoxylum bungeanum gardens in the tested places

1.2 试验材料

试验地分别在渭北旱腰带淳化县三王村（SW）、富德村（FD）、三原县三社村（SS）及富平县陵前村（LQ）的缓坡山地，坡向向南，试材为5年生大红袍，株行距为3 m×4 m（825株/hm2），管理水平中等。调查显示，初果期丰产椒园产量在896～1 194 kg/hm2，据测土配方施肥养分平衡法原理初步确定了研究区花椒推荐氮磷钾的适宜配比为32%（15∶8∶9）[6]，属中氮低磷低钾型配方。供试肥料有4种配方肥，分别为：配方肥1.养分含量54%（NP-K为18-18-18）；配方肥2.养分含量35%（N-PK为11-9-15）；配方肥3.养分含量40%（N-P-K为15-5-20）；配方肥4.养分含量29%（N-P-K为13-7-9）。各处理供试有机肥的有机质含量均为45%。

1.3 试验设计

试验采用随机区组设计，设置了5个施肥处理，分别为：处理1.54%配方复混肥2 kg；处理2.有机肥5 kg+35%配方复混肥2 kg；处理3.有机肥5 kg+40%配方复混肥2 kg；处理4.有机肥2 kg+29%配方复混肥2 kg；对照.不施肥。每个处理3次重复，小区面积36 m2，每小区栽植3株，小区间设保护行，每试验点15株,共计60株。2019年9月上旬施基肥，2020年5—6月（果实膨大期）随水追施水溶性高钾复合肥（N-P-K为12-6-42）0.25 kg/株，施肥时采用树冠外围穴施。

1.4 测定项目及方法

观察记录试验树的长势、着色、产量和品质等的变化，分别选择树冠南向中部15～20 cm果枝中部复叶中间小叶，用SPAD-502plus测定叶片叶绿素、含氮量，用PG-250型光电式叶面积仪测定叶面积，用YH1型叶片厚度测定仪测定叶片厚度；8月中下旬（成熟期）采收期现场单株实测鲜质量、单穗质量、单穗粒数、千粒质量、干质量（产量）、果皮质量、根径等，并计算均值。采收时每株采集100～150 g新鲜花椒，带回实验室自然晾干，测定折干率、出皮率、肥料农学效率及品质指标等。挥发油测定参照GB/T 17527—2009进行测定；麻味物质采用高效液相色谱（HPLC）法测定。

式中，YNPK为某一特定的肥料施用下花椒的经济产量（kg/hm2）；Y0为对照花椒的经济产量（kg/hm2）；FNPK为肥料纯养分(N、P2O5和K2O)投入量（kg/hm2）。

1.5 数据分析

采用Ecxel 2010处理数据，采用Origin 2016作图；采用SPSS 21.0进行差异显著性检验（P＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 不同氮磷钾配方施肥对花椒生长的影响

不同氮磷钾配方施肥对花椒生长的影响如图1、表2所示。

图1 不同肥料处理对花椒生长指标的影响Fig.1 Effect of different fertilizer treatments of on the growth index of Zanthoxylum bungeanum

表2 各处理的花椒叶绿素、含氮量、叶面积等生长指标Tab.2 Growth of chlorophyll，nitrogen content and leaf area of Zanthoxylum bungeanum under different treatments

由图1、表2可知，4种肥料处理叶片叶绿素、含氮量与对照相比，分别高10.1%～12.5%、7.2%～11.6%，差异显著，而4种肥料处理间差异较小。各处理的叶面积、叶片厚度、根径与对照相比，差异不明显，且叶面积大小与叶片厚度、根径呈一定的负相关关系。4个处理的平均单穗粒数为65.23～74.03粒，单穗质量8.29～8.51 g，均高于对照，其中，处理2的单穗粒数、单穗质量较高，分别为69.93粒、8.42 g。

2.2 不同氮磷钾配方施肥对花椒产量和肥料农学效率的影响

2.2.1 氮磷钾配方施肥对花椒产量的影响 由表3、4可知，与对照相比，4个处理的花椒产量均不同程度增加，5年生平均产量变幅为3.42～4.18 kg/株，增产率为23.07%～39.88%，平均增产30.64%，其中，处理2产量、增产率均最大，分别为4.18 kg/株、39.88%，各肥料处理产量间无显著差异。

表3 不同配方施肥处理的平均施肥量与产量Tab.3 Average fertilization amount and yield of different formula fertilization treatments

2.2.2 不同氮磷钾配方施肥对花椒出皮率的影响由图2、表4可知，5个处理的出皮率为24.14%～25.07%，其中，处理3属高钾型配方（15-5-20），出皮率最高，为25.07%，比对照高出3.9%，表明花椒结果期宜氮磷钾配合，并适当增加钾素比例，有利于增强光合作用，开花、结果增多，果皮增厚，提高产量和品质。

表4 不同配方处理的花椒产量、出皮率、折干率与肥料农学效率Tab.4 Yield，peeling rate，drying rate and fertilizer agronomic efficiency of Zanthoxylum bungeanum under different formula fertilization treatments

2.2.3 不同氮磷钾配方施肥对花椒折干率的影响由图2、表4可知，5个处理的花椒平均折干率为44.51%～46.78%，其中，对照折干率最高，为46.78%，最低为处理1，为44.51%，表明在2020年雨量增多条件下，更有利于营养元素与水分的吸收，水肥协同作用，从而提高椒树光合作用，使果实含水量相对升高，新鲜花椒含水量相对提高。而对照无养分补施，根系吸收功能下降，植株体内及果皮含水量相对较低，4个处理折干率均低于对照。

图2 不同肥料处理的花椒产量、出皮率、折干率与肥料农学效率Fig.2 Yield，peeling rate，drying rate and fertilizer agronomic efficiency of Zanthoxylum bungeanum under different fertilizer treatments

2.2.4 不同氮磷钾配方施肥对肥料农学效率的影响 从表4可以看出，各处理肥料农学效率为0.61～1.46 kg/kg，平均为0.90 kg/kg，处理2最大，为1.46 kg/kg，其余各处理肥料农学效率差异较小，表明当施肥配方趋于合理时，有利于营养元素的吸收，果实的生长营养的积累加快，果实增大，出皮率提高，其穗粒数、单穗质量、产量、肥料农学效率相应提高。

2.3 不同氮磷钾配方施肥对花椒品质和经济效益的影响

实验室分析数据显示（表5），各处理的挥发油含量和麻味物质含量变幅分别为2.21～6.06 mL/100 g、17.90～26.20 mg/g，处理2的挥发油和麻味物质平均含量均最高，分别为6.06 mL/100 g、26.20 mg/g。从2020年试验花椒树的产量、收益看，各施肥处理间的产量、收益存在一定的差异性（表6）。2020年6—8月我国北方平均降水量152 mm，较常年同期偏多63%，这对地处渭北旱塬的花椒生长来说，适逢水肥最大效率期，试验树的产量增幅显著，各处理平均增产率为30.64%。各处理品质优于不施肥对照，其中，处理2增产、肥料农学效率、品质、收益最高，外观品质表现为果皮色度深红，睁眼，颗大均匀，油腺密而突出，麻味足，香味浓，无霉坏。一般认为，花椒内在品质即麻香味是由挥发油、麻味物质含量高低决定。凡精细化栽培管理的园地，优果率高达95%以上，1～2级品比2019年提高30%～40%。

表5 不同配方处理下花椒挥发油、麻味物质的含量Tab.5 Effects of formula fertilization treatments on content of volatile oil and hemp-flavor substances in Zanthoxylum bungeanum

表6 各试验地配方施肥处理的经济效益比较（2020年）Tab.6 Comparison of economic benefits of formula fertilization treatments in the tested places（2020）

从表6可以看出，2020年大红袍价格为46～64元/kg，较2019年下降了28.9%～42.5%（2019年1～2级产品价格为80～90元/kg）。除对照外，4个试验点干椒的产量为610.3～1 063.88 kg/hm2，平均为828.36 kg/hm2；总收入为38 641.19～68 088.36元/hm2，平 均 为50 855.37元/hm2；每 株肥料投入5.0～11.4元/株，平均8.08元/株；5年生树肥料投入产出比4.2∶1～11.1∶1。以SW村投入产出最高，效益最佳。因地域、管理水平差异，4个试验点各处理肥效差异较为显著，表明花椒施肥肥效与品种、土壤、气候、地形及农艺措施等因素的密切相关。综合各试验点的研究数据，以三原县三社村（SS）产量、肥料农学效率、商品品质和收益为最佳，主要归因于精耕管理、规范化栽培，尤其是科学的水肥调控、合理整形修剪和适期病虫防治。因此，发展高产优质高效花椒栽培，精准施肥、平衡养分、合理灌排、病虫防除、整形修剪需统筹考虑。

3 结论与讨论

不同氮磷钾配方肥对花椒生长、产量、肥料农学效率、品质及经济效益的影响不同。花椒产量和品质的形成受气候、土壤、栽培管理措施等诸多因素影响。花椒生长发育中以合理密植、施肥、修剪、防冻、采摘等管理措施为关键[7]。合理的氮磷钾配比和施用量能显著增强植株对养分的吸收，提高产量和品质。本研究表明，各处理叶片叶绿素、含氮量高于不施肥对照，叶面积、叶片厚度、根径与对照相比差异不明显，且叶面积大小与叶片厚度、根径呈一定的负相关关系。各处理较对照产量都有一定程度的提高，各处理的单穗粒数、单穗质量、产量、增产率、肥料农学效率、挥发油及麻味物质含量均依次为处理2＞处理3＞处理4＞处理1＞CK。综合增产率、出皮率、折干率因素，从平衡花椒养分角度考虑，处理2为最佳配比，其肥料农学效率高达1.46 kg/kg。许仙菊等[8]研究表明，花椒高产优质的最佳推荐配方为35%的配方肥，氮磷钾平均施肥量为N 373 g/株、P2O5222 g/株、K2O 468 g/株，氮磷钾比例N 12-P2O57-K2O 15，其氮磷钾配比与试验设计理论值35%的氮磷配比基本吻合，与周军[5]、唐海龙等[9]的研究比较接近；张国桢等[10]研究结果表明，花椒最佳经济产量宜高氮中磷低钾型配方，施肥量为N 614 g/株、P2O5273 g/株、K2O 146 g/株，本研究施氮量与之接近。本研究表明，各处理优果率（1～2级品）高达95%以上，比不施肥对照提高了30%～40%。4个试验点干椒的产量为610.3～1 063.88 kg/hm2，平均为828.36 kg/hm2；总 收 入 为38 641.19～68 088.36元/hm2，平 均 为50 855.37元/hm2；株肥料投入5.0～11.4元/株，平均为8.08元/株；5年生树肥料投入产出比4.2∶1～11.1∶1，平均7.5∶1。适当增施磷钾用量有助于提高花椒千粒质量、出皮率和品质，除对照外，4个处理的出皮率以处理3为最高。因渭北旱塬降雨多集中于6—8月，正处于花椒的二次膨大期，此时期追肥水肥连因效应显著。花椒虽属于较为耐旱树种，据樊惠芳等[11]研究表明，在花椒生长期进行灌溉，产量可以提高47%以上，每公顷可增收7 005元以上（灌溉效益8.5元/株）花椒生育期耗水量的变化规律为：4月份最小，以后逐渐增大，到6月日耗水量达到最大，该期适逢营养最大效率期，因此，旱园区在灌溉水源有限的条件下，应在6月结合膨大期追肥补充灌溉1次，以获得较好的收益。

唐海龙[12]研究表明，与对照相比，氮、磷和钾配方施肥能显著促进花椒生长，增加生物量，促进植株干物质的积累。李建国等[13]研究表明，不同配方施肥对花椒树生长的影响不同。张国桢等[10]研究表明，氮磷钾配合施用对花椒的株高影响显著，以氮磷钾均衡供应肥效最好。崔云玲等[14]研究认为，适宜的NPK配比对花椒的结实量性状也有一定的影响，适当提高钾素比例可显著提高花椒的结实率。本研究表明，从平衡营养考虑，选用处理1（35%（11-9-15））的配方为最佳，各处理出皮率最高为处理3（40%高钾型配方），为25.07%；折干率对照最高，为46.78%。依据平衡施肥原理，最佳推荐配方为34%（N 12-P2O57-K2O 15）。基于对渭北旱塬椒园土壤低有机质、低氮、高磷、中钾、低微[6]的养分现状，花椒优质高产栽培必须在增施有机肥前提下，适当减少化肥用量。盛果初期株施精制或商品有机肥（有机质45%、氮磷钾总量5%）5 kg+氮磷钾总量35%（11-9-15）或40%（15-5-20）的配方肥2 kg,折合有机肥中氮磷钾需要量为250 g/株,无机态养分N 373 g/株、P2O5222 g/株、K2O 468 g/株，有机养分与无机养分比例至少维持在2∶8以上，并适当增加有机肥、用有机肥替代部分化学肥料。9—11月将全部有机肥和化肥的80%～100%基肥以放射沟施入为宜、有灌溉条件和墒情适宜的条件下，膨大期适当追施60%（12-6-42）的中氮低磷高钾型复合肥0.25 kg/株，以获得较好的收益。花椒配方施肥技术是一项系统工程，减肥、增肥、调肥是平衡花椒营养、促进提质增收的重要途径，本研究花椒测土推荐配方尚需在生产中综合考虑土壤、地形、气候、品种、树龄等因素修正完善。