郭文龙, 吴拥强, 刘建海, 党菊香, 阮班录
(1.咸阳职业技术学院, 陕西 咸阳 712046; 2.陕西耕源生态农业有限公司, 陕西 泾阳 713700)
花椒是我国栽培历史悠久、分布广泛的兼具香料、油料、药材及生态效益等多用途的经济树种。近年来,随着农业产业结构的调整,各地花椒种植面积逐年增加,但栽培技术落后,花椒种植产投比有所下降。据测定[1],花椒果皮含挥发性芳香油4%~9%,每100 g含蛋白质25.7 g,脂肪7.1 g,碳水化合物35.1 g,钙536 mg,磷292 mg,铁4.3 mg。调查显示,陕西省渭北旱塬花椒主产区土壤培肥存在一定盲目性和随意性,忽视有机肥,偏施化肥,土壤肥力下降,氮磷钾养分比例失调,树体抗性减弱,易感染病虫害,产量低,品质差,产出率低,直接影响椒农的经济收益。目前,对花椒的研究多集中于用途、功效及加工方面,对花椒需肥规律和测土施肥技术研究相对较少,而群众对椒园土壤“家底”不清,测土配方施肥技术应用较少。鉴于此,以陕西渭北旱塬淳化、三原、富平和韩城4县(市)花椒主产区花椒园土壤为研究对象,采用土壤农化常规测定方法对其主要养分状况进行测定和评价,并在此基础上提出合理化的施肥建议,旨在为当地及类似地区花椒种植科学配方施肥提供理论依据。
陕西渭北旱塬淳化、三原、富平和韩城4县(市)花椒主产区有代表性的18个花椒园的土壤。
1.2.1样点设置与采样从渭北旱塬4县(市)选择有代表性的花椒园18个,每个面积不小于0.2 hm2,采用“蛇形”线路布设取样点7个,采集0~30 cm园区土壤样品,混合后得到土样18个,备用。
1.2.2指标测定对花椒园土壤有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷、速效钾、有效锌铁锰、全钼含量及土壤pH等肥力指标进行测定。其中,全氮采用凯氏法消解,连续流动分析仪测定;全磷采用H2SO4-HClO4消解,硫酸钼锑抗比色法测定;全钾采用HF-HClO4消解,火焰光度法测定;速效氮(硝态氮+铵态氮)采用1.0 mol/L KCl浸提,AA3连续流动分析仪测定;速效磷采用0.5 mol/L NaHCO3浸提,硫酸钼锑抗比色法测定;速效钾采用1.0 mol/L NH4OAc浸提,火焰光度法测定;有机质采用重铬酸钾容量法-油浴加热法测定,pH采用1∶2.5土水比,电位法测定;有效锌、锰采用DTPA浸提,原子吸收光度法测定;土壤有效硼采用沸水浸提-姜黄素比色法测定[2]。
1.2.3土壤肥力分级评价参考全国第二次土壤普查土壤养分分级标准和陕西省土壤养分分级标准[3](表1),科学评价渭北旱塬花椒园土壤养分丰缺状况。
表1 花椒园土壤肥力分级指标
采用Ecxel 2010进行数据的统计分析。
从表2、表3和表4看出,18个花椒园土壤的有机质、全氮及全磷等养分含量存在一定差异。
2.1.1有机质花椒园土壤有机质含量为8.66~31.63 g/kg,平均为17.63 g/kg,变异系数为35%,最高与最低相差3.9倍。其中,4县(市)花椒园土壤的有机质平均含量依次为富平23.84 g/kg、三原18.71 g/kg、韩城15.47 g/kg及淳化14.53 g/kg,总体水平较低。18个样本中富平县陵前村2的有机质含量最高,为31.63 g/kg,属较高水平,仅占总样本的5.6%;富平县陵前村1、三原县里寨村2和淳化县三王村的有机质含量依次为20.89 g/kg、22.73 g/kg和21.15 g/kg,属中等水平;淳化县石桥村1土壤有机质含量分别为8.66 g/kg,属极低水平;其余花椒园皆为较低或低水平,且处于较低(低)水平的占比较大,为77.8%。表明,渭北旱塬花椒主产区椒园土壤有机质含量普遍较低。
2.1.2速效氮花椒园土壤速效氮含量为12.9~161.5 mg/kg,平均为38.37 mg/kg,变异系数为16%,最高与最低相差12.5倍。其中,4县(市)花椒园土壤的速效氮平均含量依次为韩城70.60 mg/kg、富平65.83 mg/kg、淳化25.40 mg/kg及三原21.50 mg/kg,总体水平为低。18个样本中富平县陵前村1的速效氮含量最高,为161.5 mg/kg,属高水平,仅占总样本的5.6%;韩城市西英村、戈家园和梯拉川的土壤速效氮含量分别为72.3 mg/kg、68.9 mg/kg和70.6 mg/kg,均属较低水平;三原县里寨村3、淳化县富德村1和淳化县富德村3速效氮含量为30~40 mg/kg,属低水平;其余样本皆为极低水平,占总样本的61%。表明,渭北旱塬花椒主产区椒园土壤速效氮含量整体偏低,不同椒园间有一定差异。
2.1.3速效磷花椒园土壤速效磷含量为15.44~50.00 mg/kg,平均为26.18 mg/kg,变异系数为45%,最高与最低相差3.2倍。其中,4县(市)花椒园土壤的速效磷平均含量依次为三原34.59 mg/kg、淳化24.61 mg/kg、富平22.01 mg/kg及韩城16.67 mg/kg,总体水平为较高。18个样本中极高、较高和中等水平分别占16.7%、33.3%和50.0%,中等水平占比较大。其中,三原县里寨村2、天井岸村及淳化县富德村3的速效磷含量为47~50 mg/kg,属极高水平;富平县陵前村3、三原县三社村1和淳化县富德村2等6个点速效磷含量为20~40 mg/kg,属较高水平;其余样本土壤的速效磷含量为10~20 mg/kg,均属中等水平。表明,韩城椒园土壤的磷素供应均衡,无超量施磷现象。从速效磷含量分布看,渭北旱塬花椒主产区椒园土壤速效磷含量中等偏高,无低磷椒园,不同园地间差别较大。
表2 花椒园土壤的养分状况
表3 花椒园土壤主要养分含量及供应水平
表4 花椒园土壤理化分析指标平均值
2.1.4速效钾花椒园土壤速效钾含量为89.2~280.8 mg/kg,平均为152.2 mg/kg,最高与最低相差2.4倍,变异系数为25%。其中,4县(市)花椒园土壤的速效钾平均含量依次为三原166.17 mg/kg、富平164.97 mg/kg、韩城149.27 mg/kg及淳化133.38 mg/kg,总体水平为较高。18个样本中以三原县里寨村2最高,为280.8 mg/kg,属高水平,仅占总样本的5.6%;富平县陵前村1和陵前村2及三原县里寨村3和天井岸村的速效钾含量为160~200 mg/kg,属较高水平;三原县里寨村1最低,为89.2 mg/kg,属于较低水平,仅占总样本的5.6%;其余样本的速效钾含量为100~150 mg/kg,属中等水平,占总样本的66.7%。表明,渭北旱塬花椒主产区椒园土壤速效钾含量中等偏高,不同园地间差别较小。
2.1.5其他花椒园土壤全氮含量为0.53~1.19 g/kg,平均为0.89 g/kg,变异系数为19%,其依次为富平>三原>韩城>淳化;全磷含量为0.48~1.19 g/kg,平均为0.78 g/kg,变异系数为21%,其依次为三原>韩城>富平>淳化;有效锌含量为0.44~0.86 mg/kg,平均为0.60 mg/kg,变异系数为15%,其依次为富平>三原>韩城>淳化;有效铁含量为3.16~5.29 mg/kg,平均为4.11 mg/kg,变异系数为13%,其依次为富平>三原>淳化>韩城;有效锰含量为4.03~5.75 mg/kg,平均为5.01 mg/kg,变异系数为11%,其依次为富平>三原>淳化>韩城;全钼含量为0.215~0.395 mg/kg,平均为0.31 mg/kg,变异系数为16%,其依次为富平>三原>淳化=韩城。
总体看,不同花椒园土壤养分存在一定差异,其中,速效磷和有机质的变异系数分别为45%和35%,说明各地磷肥和有机肥的施用具有较大的随意性及盲目性,而土壤微量元素有效性趋于低水平,变异较小,与长期有机肥投入不足和忽视微肥施用有关。
研究资料表明:氮、磷和钾配合施用对花椒株高的影响显著,氮肥对花椒株高影响最大,磷和钾配合施用能够提高花椒产量,并且效果明显[5]。花椒最佳经济产量施肥量为氮(N)614 g/株、磷(P2O5)273 g/株、钾(K2O)146 g/株[5]。初果期花椒树不同氮、磷和钾配比追肥可显著提高产量与品质,最佳的追肥模式为基肥施尿素1 kg/株,花前追施尿素163 g/株,磷肥750 g/株,钾肥250 g/株[6]。花椒氮∶磷∶钾以4∶3∶3的营养配方最均衡且最合理,其产量、出皮率及千粒重最高[7]。氮磷钾比例为1∶1.04∶1时能获得较高的产量和制干率[8]。高氮高钾低磷型,添加腐殖酸和微量元素,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,座果率多,果实膨大迅速且个大,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%,且能提高树体抗旱性[9]。
研究结果表明,渭北旱塬区花椒园土壤缺氮最为严重,微素次之,土壤磷钾不同程度富集,部分(16.7%)土壤磷素极高,土壤养分失调,土壤肥力质量整体较低的状况,低氮、低微、高磷的花椒园树体瘦弱、分枝较少,叶片薄而小,呈黄绿色或花果易脱落;部分磷素过多的园地则表现为叶片浓绿、茎叶生长受抑,地上部分和根系生长比例失调,植株早衰,椒果品质下降。基于养分平衡原理,花椒初果期至盛果初期采用有机肥+配方肥的施肥模式,选择高氮低磷中钾补微的养分配比。根据测土配方施肥养分平衡原理,初步获得研究区适宜养分配方N∶P∶K为15∶8∶9,每667 m2花椒实现目标产量158 kg,一季需要施精制有机肥(猪粪)550 kg,尿素32.4 kg,普钙71.6 kg,硫酸钾13.2 kg,即每株施用精制有机肥10~20 kg、纯氮276 g、磷 (P2O5) 208 g和钾(K2O)120 g,折合尿素0.6 kg/株、磷肥1.3 kg/株和硫酸钾0.4 kg/株,以叶面喷施补充锌、铁和锰元素。花椒施肥还应注意:有机肥与化肥配合,大量元素与微量元素配合,氮磷钾配合,基肥与追肥配合,尤其是加大有机肥投入,提高土壤保水保肥性;坚持增有增氮补微,控磷稳钾的养分平衡原则,尤其是适当增加氮素供应和有针对性地施用微肥,少施或不施磷素,稳定钾素供应,以平衡地力;推广水肥一体化技术,综合调其他环境因子,加强中耕松土、生草覆盖、整形修剪、病虫害防治及冻害预防等田间管理,为花椒生长创造良好生长环境,提高肥料利用率。
研究表明,陕西渭北旱塬淳化、三原、富平和韩城4县(市)花椒主产区18个花椒园土壤肥力指标变异较大。土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾平均含量分别为17.63 g/kg、38.37 mg/kg、26.18 mg/kg和152.2 mg/kg,均为较低水平,缺乏有机质、速效氮和全氮的花椒园占比分别为77.8%、77.8%和72.2%。速效磷、钾为较高水平。全磷为中等水平,有效锌、有效铁和有效锰平均含量分别为0.60 mg/kg、4.11 mg/kg和5.01 mg/kg,均为低水平,缺乏有效锌、有效铁和有效锰的花椒园占比分别为100%、94.4%和100%。全钼平均含量为0.31 mg/kg,处于中等水平,缺钼的花椒园占比为44.4%。土壤平均pH为8.1,呈碱性,77.8%土壤不适宜花椒生长(pH 6.5~8)。总体看,土壤有机质、全氮和速效氮含量低,速效磷和全磷为中等偏高水平,微量元素锌、铁和锰含量低,全钼含量中等。土壤养分总体表现为低有机质、低氮、高磷、高钾及低微(微量元素)。其中,低氮程度最为严重,低微次之,土壤磷钾有不同程度富集,16.7%的土壤磷素极高。土壤养分失调,土壤肥力质量整体较低。韩城和富平花椒园土壤速效氮水平高于三原和淳化;淳化和三原土壤磷水平相对较高。各地花椒施肥习惯和水平不同是导致土壤养分差异的主要原因,其土壤养分变异以土壤速效磷最大,变异系数达45%,有机质和速效钾次之。其他养分变异较小。