付满意王震徐猛杨博
(1.信阳农林学院林学院,河南 信阳 464000;2.信阳市林业工作站,河南 信阳 464000;3.河南鸡公山国家级自然保护区管理局,河南 信阳 464000)
花椒属(Zanthoxylum L.)为芸香科植物,在全球范围内约有250种,其中,我国有39种14个变种,属于落叶小乔木,种子可以用来榨取油料,果皮可以生产香料和香精,是一种兼具药用、油料和香料的木本经济树种,广泛分布在我国的干旱和半干旱地区[1,2],花椒属植物在我国分布的范围较广,从东北到华北、华中,再到西北、西南地区均有自然分布,分布面积到达1200km2[3]。
花椒属下又分花椒亚属(Subgen.Zanthoxylum)和崖椒亚属(Subgen.Fagara),其中花椒亚属的花椒(Zanthoxylum bungeanum Maxim.)、竹叶花椒(Zanthoxylum armatum DC.),以及崖椒亚属的青花椒(Zanthoxylum schinifolium Siebold & Zucc.)和椿叶花椒(Zanthoxylum ailanthoides Siebold & Zucc.)经济价值较高,在我国种植范围较广。由于其生长习性和分布特点,花椒属经济林是我国经济欠发达偏远山区的重要经济收入来源之一,近些年,伴随着产业结构的升级调整,加之脱贫攻坚的持续推进,花椒属植物主产区对花椒产业的重视愈发提升,高产、优质、可持续性是花椒产业发展的追求目标,但是,由于种植户自身技术水平的缺失,以及劳动力不足,常常在对花椒属经济林的日常管理上,存在不施肥,施肥不合理,滥用、过度使用化肥等现象,既影响了花椒属经济林的产量和品质,造成经济损失,同时也会导致一系列的生态环境问题。本文针对目前有关花椒属经济林施肥的相关研究进行综述,以便能为今后指导花椒属经济林科学施肥提供参考。
现阶段对于花椒属经济林土壤施肥的研究更加全面,包括施用有机肥、无机肥、微肥等,对于研究对象也从过去单一考虑果实产量,增加到对其果实品质、生理特性、生态微环境的综合研究。
1.1.1 对花椒属经济林产量品质的影响
无机肥由于具有养分含量高、易控制、见效快等特点,是当前农林业首选的施肥方式。唐海龙等[4]通过采用“3414”不完全正交回归设计试验发现,相对于不施肥,施肥处理能够显著增加竹叶花椒的产量,增产率在24.4%~74.7%;其中,N肥的肥料贡献率最高,约为22.7%,P肥次之,为16%,K肥最小,为13.5%;对于竹叶花椒品质提升方面,与不施肥相比,施肥后竹叶花椒的果皮千粒质量提高了7.5%~21.6%、挥发油含量提高了10.1%~40.2%、麻味物质含量提高了19.8%~60.7%、醇抽提物含量提高了6.3%~32.3%,不挥发性乙醚抽提物含量提升了15.7%~48.1%,品质综合值提升了218.3%~754.6%。另外,通过建立三元二次方程函数,拟合出了竹叶花椒在当地的最佳推荐施肥量。
彭先荣[5]对九叶青花椒施用配方化肥发现,施用N∶P∶K=24∶6∶10配方化肥和N∶P∶K=18∶7∶15配方化肥的花椒产量要高于N∶P∶K=18∶12∶10配方化肥和当地常规化肥(N∶P∶K=15∶15∶15)的花椒产量,其中花椒产量高的配方施肥中N含量都高于K和P,结合前期土壤监测分析结果,当地土壤中N肥比较缺乏,而P、K肥含量充分这一前提,可见要实现配方施肥效益最高化一定要充分考虑当地土壤中营养元素构成比例。
沈杰等[6]通过对初结果花椒树的不同N、P、K配比追肥发现,提高花椒产量的施肥配比由高到低分别是含N、P、K肥料>无P肥料>无K肥料>不施任何肥料>无N肥料,因此可以推断对于初结果花椒树来说,N肥起着更重要的作用。
张国桢等[7]通过采用{3,3}单形重心设计研究发现,提高花椒产量的混配肥料肥效顺序由高到低分别为N、P、K均衡>高N低P低K>高P低N低K>高K低P低N。此外,张国桢等[8]通过构建花椒N、P、K混料施肥回归方程,并降维分析得出,花椒的最佳肥料配比为N∶P∶K=(0.398~0.413)∶(0.298~0.313)∶(0.286~0.289)。综合来看,配比施肥的具体N、P、K配比大小应结合当地土壤肥力实际综合统筹考虑。
1.1.2 对花椒属经济林生理特性和生长环境的影响
唐海龙等[9]针对竹叶花椒通过设置田间持水量、N肥、P肥和K肥4因素4水平试验研究发现,当田间持水量达到60%时,竹叶花椒的地径、苗高生长量最大,土壤中细菌、放线菌、真菌、总微生物的数量和碱解N含量也是最高的;随着施肥量增加,竹叶花椒的地径、苗高、碱解N、有效P和速效K质量分数呈现增加趋势,但土壤细菌、放线菌、真菌和总微生物数量呈现先增加后降低的趋势;通过多元回归预测,在61.5%的最佳土壤含水量时,当地最适宜竹叶花椒生长的N、P、K施肥量为244.3kg·hm-2、112.4kg·hm-2、240.1kg·hm-2。可见,研究N、P、K配方施肥时,还要考虑到土壤含水量的影响作用。
何立新等[10]采用正交设计L9(34)试验发现,尿素(含N 46%)6g,过磷酸钙(含P2O518%)3g,氯化钾(含KCl 60%)2g时最有利于提高椿叶花椒的光合速率,并且氮元素对椿叶花椒幼苗光合速率的影响最明显。何友军等[11]通过N、P、K 3因素3水平的正交试验研究认为,尿素(含N 46%)3g,过磷酸钙(含P2O518%)0g,氯化钾(含KCl 60%)2g有利于椿叶花椒苗木地径的增长,尿素(含N 46%)3g,过磷酸钙(含P2O518%)3g,氯化钾(含KCl 60%)0g对苗木的苗高增长最明显,尿素(含N4 6%)3g,过磷酸钙(含P2O518%)2g,氯化钾(含KCl 60%)3g有利于生物量的积累,尿素(含N 46%)6g,过磷酸钙(含P2O518%)3g,氯化钾(含KCl 60%)2g有利于苗木叶片叶绿素含量、光合速率的提高。由此可知,不同N、P、K含量的配方施肥对花椒属经济林生长影响效应是不同的,需结合实际生产目标,综合考虑。
相对于无机肥,施入有机肥不仅能提高土壤中有机质含量,提供全面的营养成分,还能为土壤提供大量微生物,改善微生物生长环境和土壤理化性质,更有利于植物生长[12]。陈政等[13]通过选用45%硫酸钾型复合肥(15-15-15)和羊粪农家肥结合,按照2因素2水平进行试验,得出每株花椒树施以硫酸钾型复合肥0.75kg、农家肥20kg时,花椒果实千粒重最高,为73.86g,且含水量最低,为54.73%。何思君[14]通过试验研究发现,有机肥替代配方肥并非越多越好,替代10%时候,花椒产量和品质都是最好的。郭文龙等[15]针对渭北旱塬花椒,采用有机肥搭配配方肥的施肥模式,在花椒全育时期,施纯N 276g,P(P2O5)208g、K(K2O)120g,搭配有机肥10kg最能达到干花椒为158kg·667m-2的目标产量。吕玉奎等[16]在对荣昌无刺花椒研究时发现,单株花椒施农家肥60~70g加N、P、K复合肥(13-7-26)1.0~1.5g加稀土微肥1.0~1.5kg时,花椒产量最高。魏玉萍[17]通过试验发现,穴贮沼肥“V”字形沟槽集水方式相对于普通施化肥能够提高浅山干旱地区椒园花椒平均千粒重9.8g。左永忠等[18]通过正交试验设计发现,通过配施硫酸铵(含N 20%)152g·m-2加过磷酸钙(含P2O518%)92g·m-2加有机肥10kg·m-2,能够明显提升花椒的产量和质量。综上研究可知,一定程度的增加有机肥比单施无机肥的作用效果更加明显。
微肥是指微量元素肥料,通常会根据立地情况,单独增施或者结合无机肥、有机肥施加。孟庆翠等[19]通过“3414”N、P、K配方施肥,并结合喷施硼肥发现,喷施硼肥能在一定程度上提高花椒产量,约提高4.07%。刘正良等[20]在试验中发现,施硼肥和绿肥(紫云英)均能起到对花椒的促花保花作用,同时还能增加花椒的坐果率,并且在合理施配方复合肥时,增加绿肥和硼肥,能进一步增加花椒产量。陈明玉等[21]在花椒的萌发期和开花末期采取根外喷施0.2%硼肥时,能显著增加花椒的坐果率和产量。依据上述研究结论可知,微量元素硼肥能够在一定程度上提高花椒的坐果率,进而增加花椒的产量。
叶面追肥又称叶面施肥、根外追肥,主要优点是针对性强,见效快,避免长期过量施肥导致土壤板结,养分的利用效率较高[22]。苏婷[23]通过采取尿素、磷酸二氢钾,以及微量元素锌、硼肥不同配比的方式,对花椒进行叶面喷施,发现相对于不进行叶面施肥,能够有效提高花椒的坐果率、单穗结实数、百粒重、单株产量和果实出皮率,而且搭配锌、硼微量元素,效果更加明显。司志国等[24]通过试验发现,分别于4月、5月和8月喷施3次0.5%磷酸二氢钾能显著提高花椒枝条的抗寒性,新梢受冻率降低了20.18%,枝条受冻率降低了10.51%,并且坐果率和单株产量也提高了18.44%和1.9kg。田书会等[25]通过喷施0.5%尿素加0.3%磷酸二氢钾水溶液,发现能增加花椒结果枝的平均长、平均粗和叶片的生理特征,同时对坐果率、单穗结果数也有显著提升效果。
植物的茁壮生长离不开营养元素供给,为了最大化提高经济林的经济效益,在栽培阶段就需要考虑以最小的投入获得最高的产出。对于花椒属经济林来说,施肥是增强其生长健康状况,提高坐果率、结果数量和品质的重要手段之一。目前虽有一些关于花椒属经济林施肥方面的研究,但仍存在一些研究空白有待完善补充,主要表现在以下方面。
关于花椒属经济林肥效的研究,更多的还是集中在某一区域、对某一品种产量的研究上,而花椒属经济林,尤其是以果实为种植收获目的的品种,不仅要追求丰产,更要提升品质,因紧密结合《花椒质量等级》(LY/T1652-2005)中涉及的花椒挥发油、不挥发性乙醚抽提物和酰胺类物质等评价指标,进一步深入开展施肥与之相关性的研究,提升施肥效应,满足市场要求。
生物菌肥是一种特殊的肥料,其中含有活的微生物,施用后通过其中微生物的特定作用进而促进植物的生长发育[26]。相对于普通化肥,生物菌肥具有不破坏土壤结构,生态效益突出,成本低廉等特性。而有关生物菌肥对花椒属经济林的影响和研究还未见报道,因此可以结合无机复合肥、有机肥共同开展相关对比研究。
外源激素作为一种植物生长调剂,能够影响植物的生长,调节相关生理。而有关外源激素结合肥料配施对其它植物的影响也已有报道[27-29],因而将花椒属经济林施肥与外源激素结合起来,研究在肥料作用的影响下,外源激素的效应如何更好地发挥,对于花椒属经济林生长的影响同样具有重要意义。
当前有关花椒属经济林施肥方式的研究更多的是集中在土壤追肥,叶面追肥虽有涉及,但所选肥料比较集中,主要还是常见的尿素、磷酸二氢钾,可以增加如聚谷氨酸、氨基酸水溶肥等其它叶面肥喷施对花椒产量、品质等相关指标的对照研究。同时,关于花椒属经济林施基肥的相关研究,以及土壤施肥中沟施、穴施、环状施肥等不同方式的影响作用均有待进一步深入研究。