花椒枝條直接還田不同處理對土壤及花椒產(chǎn)量的影響

孫山 孫啟堯

【項目資助】：咸陽市科技局中醫(yī)農(nóng)業(yè)科技特派員項目。

孫山，陜西智農(nóng)天成科技有限公司，郵編711200（淳化）;孫啟堯，淳化云嶺山農(nóng)業(yè)專業(yè)合作社。

收稿日期：2023-12-07

摘? ?要? ?基于花椒枝條直接還田技術(shù)實踐，研究了不同還田處理對花椒園土壤及花椒產(chǎn)量的影響，結(jié)果表明：花椒枝條直接粉碎還田，可以緩沖0～20 cm土層土壤溫度，提高土壤蓄水保墑能力，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，降低土壤容重，增加花椒產(chǎn)量，提高花椒品質(zhì);與對照（不還田）相比，各處理枝條腐解率可達(dá)50%～80%，以粉碎枝條+農(nóng)用微生物菌劑+土壤調(diào)理劑+尿素+雞糞的腐解效果最好。花椒枝條肥料化是基于當(dāng)前農(nóng)村生產(chǎn)條件，最簡便、最直接的資源化利用方式，也是遵循中醫(yī)農(nóng)業(yè)理念，實現(xiàn)循環(huán)、生態(tài)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的有效方式，具有顯著的經(jīng)濟(jì)、社會和生態(tài)效益。

關(guān)鍵詞? ?枝條肥料化;還田;循環(huán)利用;生態(tài)農(nóng)業(yè)

陜西大力發(fā)展以花椒為主的木本油料產(chǎn)業(yè)，2020年底花椒面積259.33萬畝（全國第二），產(chǎn)量11.45萬t（全國第一）。傳統(tǒng)生產(chǎn)中，花椒果皮是椒農(nóng)的主要收益來源，其次是花椒芽菜、花椒油等副產(chǎn)品。近年來，國家倡導(dǎo)發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，農(nóng)業(yè)科研領(lǐng)域?qū)ń犯碑a(chǎn)物（如花椒枝條）的研究利用在逐步系統(tǒng)化、深入化。2022年，我們依托咸陽市科技局中醫(yī)農(nóng)業(yè)科技特派員項目，在淳化云嶺山農(nóng)業(yè)專業(yè)合作社千畝花椒產(chǎn)業(yè)園進(jìn)行了花椒枝條（落葉）直接還田肥料化應(yīng)用試驗，旨在探索不同還田模式對椒園土壤及花椒產(chǎn)量的影響。

1? ?試驗背景

秸稈、枝條（落葉）亂堆亂放或焚燒處理，不但造成病蟲滋生、環(huán)境污染，而且浪費了資源。近年來，農(nóng)作物秸稈、枝條基料化、燃料化、肥料化技術(shù)研究與應(yīng)用日益深入。

陜西科技大學(xué)李祥團(tuán)隊在“秸稈資源在農(nóng)田土壤的綜合利用技術(shù)開發(fā)與示范”“花椒枝條資源化利用關(guān)鍵技術(shù)集成與示范”等項目資助下，充分發(fā)揮陜西省有機(jī)肥技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟各成員單位優(yōu)勢，創(chuàng)制了粉碎堆肥、直接還田、內(nèi)置發(fā)酵等枝條肥料化不同模式，為枝條肥料化技術(shù)推廣應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

2022年，我們與李祥教授合作，在淳化云嶺山農(nóng)業(yè)專業(yè)合作社千畝花椒園區(qū)進(jìn)行了花椒枝條直接還田應(yīng)用實踐，研究了不同還田模式對花椒枝條腐解率、土壤性狀（溫度、含水量、有機(jī)質(zhì)含量、容重、微生物數(shù)量、木質(zhì)素降解酶活性）及花椒產(chǎn)量的影響。

2? ?材料與方法

2.1? ?試驗地概況? ?淳化云嶺山農(nóng)業(yè)專業(yè)合作社地處渭北黃土高原溝壑區(qū)南緣，海拔630～1809 m，屬暖溫帶大陸性氣候，雨熱同季，光照充足，晝夜溫差大，適合種植花椒。我們的花椒產(chǎn)業(yè)園總面積1 000 畝，園地土壤為黃綿土，土層深厚，中性偏堿。

2.2? ?試驗材料? ?自帶營養(yǎng)農(nóng)用微生物菌劑、土壤調(diào)理劑;重鉻酸鉀、硫酸、硝酸、LB細(xì)菌培養(yǎng)基、PDA真菌培養(yǎng)基;枝條粉碎機(jī)、土壤旋耕機(jī)。

2.3? ?試驗設(shè)計? ?將冬季修剪下來的花椒枝條用粉碎機(jī)粉碎成長度不超過4 cm的小段兒，均勻鋪在試驗區(qū)（花椒樹行間）。將農(nóng)用微生物菌劑、土壤調(diào)理劑、雞糞、尿素（調(diào)節(jié)碳氮比）按不同組合設(shè)置5個處理（表1），均勻撒施在粉碎的花椒枝條上，旋耕15 cm左右。3天后噴灌1次。以未采用枝條還田處理的常規(guī)花椒園作為對照。

2.4? ?數(shù)據(jù)測定? ?測定土壤溫度、土壤含水量、土壤有機(jī)質(zhì)含量、土壤容重、土壤微生物數(shù)量、土壤木質(zhì)素降解酶（漆酶、過氧化物酶）活性;株產(chǎn)量。

測定方法：按照S型取點法確定測溫點，測定20 cm土層土壤溫度，每2個月一組數(shù)據(jù)，取平均值。采用酒精燃燒法測定土壤含水量;采用油浴加熱重鉻酸鉀法氧化容量法測定土壤有機(jī)質(zhì)含量;采用環(huán)刀法測定土壤容重;每個取樣點取0～20 cm土層的土樣混合均勻，測定土樣中的微生物數(shù)量、木質(zhì)素降解酶（漆酶、過氧化物酶）活性;稱量統(tǒng)計株產(chǎn)量，折算畝產(chǎn)量;每個取樣點劃20 cm×20 cm方塊，取0～5 cm土層的土樣，用分樣篩篩分收集枝條，水處理之后在烘箱中烘至恒重，稱量，計算枝條腐解率。

3? ?結(jié)果與討論

3.1? ?不同還田模式對土壤溫度、含水量的影響

花椒為淺根性樹種，對土壤溫度、水分含量較為敏感。不同處理影響土壤溫度、含水量等指標(biāo)，從而對花椒抗寒、抗旱性產(chǎn)生不同影響。

1）花椒枝條直接還田有助于緩沖地溫。從表2可知，與對照相比，5個處理9—10月份、11—12月份、1—2月份這三個時段，20 cm土層平均溫度分別高2 ℃、1.3 ℃、1.5 ℃，說明花椒枝條還田在9月至來年2月，能更好地保持0～20 cm土層溫度，有利于冬季花椒植株安全越冬。與對照相比，5個處理3—4月份、5—6月份、7—8月份這三個時段，20 cm土層平均溫度分別低0.6 ℃、0.5 ℃、1.2 ℃，說明花椒枝條還田后，在3—8月溫度逐漸升高的時段，能夠讓地溫緩慢穩(wěn)定上升。其中，3—4月花椒花期前后地溫偏低，有利于推遲開花時間，減輕或避免倒春寒對花椒的影響;而7—8月盛夏低溫偏低，有利于根系更好地生長。

2）與處理5（單獨還田）比較，處理1到處理4采用微生物菌劑、土壤調(diào)理劑，配合調(diào)節(jié)碳氮比的雞糞和尿素等外用物質(zhì)處理枝條，11—12月份、1—2月份20 cm土層平均地溫分別高1.4 ℃和1 ℃，更有利于冬季花椒植株安全越冬，其中施用雞糞的處理1、處理2、處理4比施用了尿素的處理3對地溫的緩沖效果更好。

3—4月對地溫的影響，也表現(xiàn)出同樣的規(guī)律，即施用雞糞的處理比施用尿素的處理地溫更低，有利于抑制根系過早活動，推遲花期，減輕倒春寒對花椒植株的影響。

3）處理1至處理5，20 cm土層土壤平均含水量比對照高1.8%，說明花椒枝條還田具有一定的蓄水保墑作用，有利于植株對干旱的耐受性。

4）綜合對比，處理2和處理4更利于保持土壤水分、穩(wěn)定地溫，說明添加雞糞、尿素調(diào)節(jié)碳氮比，同時添加微生物菌劑，可以更好地腐解枝條，也更有利于植株抗逆。

3.2? ?不同還田模式對花椒枝條腐解率、土壤相關(guān)性狀指標(biāo)的影響

由表3可以看出，與對照相比，各處理枝條腐解率、土壤有機(jī)質(zhì)含量、土壤微生物含量、木質(zhì)素降解酶活性均有所提升，不同處理方式對枝條的腐解程度影響很大。

1）處理2各項指標(biāo)的表現(xiàn)均優(yōu)于其他處理和對照，說明添加農(nóng)用微生物菌劑、雞糞、尿素、土壤調(diào)理劑，能夠增加土壤微生物數(shù)量，同時創(chuàng)造更適宜微生物生存繁殖的環(huán)境條件（合適的碳氮比以及水分、溫度等），產(chǎn)生更高活性的酶解反應(yīng)，從而使粉碎的花椒枝條充分腐解，與土壤形成更多團(tuán)粒體，從而降低土壤容重，改良土壤，優(yōu)化花椒根系生長環(huán)境。

2）與對照相比，各處理花椒枝條腐解率均達(dá)到50%以上。尤其是處理1、處理2、處理3，因為添加了微生物菌劑，腐解率顯著提高;而處理4雖然沒有微生物菌劑，但因添加了糞肥，亦有利于土壤微生物活動。說明保持更多的土壤微生物數(shù)量，提供更好的微生物生存環(huán)境對枝條充分腐解非常重要。

3.3? ?不同還田模式對花椒產(chǎn)量的影響? ?花椒枝條還田腐解最直接的作用是增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，為花椒生長結(jié)果提供更好有機(jī)養(yǎng)分，從而起到增產(chǎn)、提質(zhì)的作用。我們以株為單位，對不同處理花椒樹進(jìn)行了株產(chǎn)量對比，處理1到處理5，株產(chǎn)量為3.6～4.2 kg，與對照相比，增產(chǎn)率為12.5%～31.2%，增產(chǎn)效果最明顯的是處理2。

3.4? ?效益分析

3.4.1? ?經(jīng)濟(jì)效益

1）枝條堆肥后產(chǎn)生的有機(jī)肥替代化肥的效益。按55株/畝，枝條修剪量2.5 kg/株，枝條中平均含碳47%、氮2.4%、磷0.3%、鉀0.28%計算，每畝可產(chǎn)生枝條137.5 kg，這些枝條每年從土壤中獲取64.63 kg碳、3.3 kg氮、0.41kg磷和0.39 kg鉀，相當(dāng)于每畝花椒園每年浪費7.17 kg尿素、2.05 kg過磷酸鈣、0.78 kg硫酸鉀（合計10 kg）。按照尿素2 000元/t、過磷酸鈣1 300元/t、硫酸鉀3 000元/t計算，僅此一項，每年每畝可以減少肥料投資19.35元。如此，陜西260萬畝花椒每年可節(jié)省肥料投資5 000多萬元，減少化肥施用量2.6萬t。

2）花椒增產(chǎn)產(chǎn)生的效益。2020年陜西花椒產(chǎn)量11.45萬t，以枝條還田后花椒增產(chǎn)率10%計，每年可多產(chǎn)花椒1 1450 t，售價7萬元/t，則可增加收益8億元以上。

3.4.2? ?生態(tài)和社會效益? ?修剪、清園是花椒穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的重要措施。近年來，由于農(nóng)村燃料來源發(fā)生變化，昔日用來燒火做飯的枝條今天已變成無人問津的垃圾，長期堆放不但影響環(huán)境整潔，而且易滋生病蟲，還有火災(zāi)隱患。采用焚燒處理的方法，會污染環(huán)境，引發(fā)霧霾。

進(jìn)行枝條粉碎直接還田肥料化處理，可清潔林園，增加土壤有機(jī)質(zhì)和微量元素含量，改善土壤理化性狀，提高當(dāng)季化肥利用率（研究表明，當(dāng)土壤中有機(jī)肥使用量占肥料使用總量50%時，化肥的當(dāng)季利用率可提高7個百分點），對踐行農(nóng)藥、化肥“雙減”政策，提質(zhì)增效具有重要意義和顯著成效。

4? ?小結(jié)與討論

花椒枝條粉碎還田能夠有效提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)形成，具有緩沖土壤溫度、蓄水保墑作用，有利于花椒冬季安全越冬，春季避免倒春寒危害，增產(chǎn)增效。

枝條直接還田腐解率可達(dá)50%以上，生產(chǎn)中建議采用交替隔行還田方式，每2～3年輪換一次，讓枝條充分腐解。同時，為達(dá)到更好的腐解效果，有條件的可參照處理2，在粉碎的枝條中添加農(nóng)用微生物菌劑、土壤調(diào)理劑、雞糞（豬糞）、尿素等外源物質(zhì)，為土壤微生物提供良好的生存環(huán)境。

花椒枝條直接還田腐解作為有機(jī)肥，是農(nóng)村現(xiàn)有生產(chǎn)條件下最為簡便、直接、低成本的資源化利用途徑，可就地取材、變廢為寶，充分切合了中醫(yī)農(nóng)業(yè)“取之于自然，用之于自然，保護(hù)和修復(fù)自然，與自然和諧共生”的循環(huán)、生態(tài)理念。