花椒枝條直接還田不同處理對土壤及花椒產量的影響

孫 山 孫啟堯

陜西大力發展以花椒為主的木本油料產業，2020 年底花椒面積259.33 萬畝（全國第二）， 產量11.45 萬t（全國第一）。傳統生產中，花椒果皮是椒農的主要收益來源， 其次是花椒芽菜、 花椒油等副產品。 近年來，國家倡導發展生態農業，農業科研領域對花椒副產物（如花椒枝條）的研究利用在逐步系統化、深入化。 2022 年，我們依托咸陽市科技局中醫農業科技特派員項目， 在淳化云嶺山農業專業合作社千畝花椒產業園進行了花椒枝條（落葉）直接還田肥料化應用試驗， 旨在探索不同還田模式對椒園土壤及花椒產量的影響。

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、環境污染，而且浪費了資源。近年來，農作物秸稈、枝條基料化、燃料化、肥料化技術研究與應用日益深入。

2022 年，我們與李祥教授合作，在淳化云嶺山農業專業合作社千畝花椒園區進行了花椒枝條直接還田應用實踐， 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、 有機質含量、 容重、 微生物數量、木質素降解酶活性）及花椒產量的影響。

2 材料與方法

2.1試驗地概況 淳化云嶺山農業專業合作社地處渭北黃土高原溝壑區南緣， 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。 我們的花椒產業園總面積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 自帶營養農用微生物菌劑、土壤調理劑；重鉻酸鉀、硫酸、硝酸、LB 細菌培養基、PDA 真菌培養基；枝條粉碎機、土壤旋耕機。

2.3試驗設計 將冬季修剪下來的花椒枝條用粉碎機粉碎成長度不超過4 cm 的小段兒，均勻鋪在試驗區（花椒樹行間）。 將農用微生物菌劑、土壤調理劑、雞糞、尿素（調節碳氮比）按不同組合設置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花椒園作為對照。

表1 花椒枝條肥料化不同處理設計

2.4數據測定 測定土壤溫度、土壤含水量、土壤有機質含量、土壤容重、土壤微生物數量、土壤木質素降解酶（漆酶、過氧化物酶）活性；株產量。

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 個月一組數據， 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質含量； 采用環刀法測定土壤容重； 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量、 木質素降解酶（漆酶、 過氧化物酶）活性； 稱量統計株產量， 折算畝產量； 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 結果與討論

3.1不同還田模式對土壤溫度、含水量的影響

各類在線黏度計的測量原理不同，適用的流體和工藝條件也各不相同，需要根據測量流體的流變學特性和現場工藝條件進行選擇，不能隨意確定，以免造成不必要的損失[1-2]。

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，從而對花椒抗寒、抗旱性產生不同影響。

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。

表2 不同還田模式對花椒園土壤溫度、含水量的影響

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、土壤調理劑，配合調節碳氮比的雞糞和尿素等外用物質處理枝條，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， 也表現出同樣的規律，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、穩定地溫，說明添加雞糞、尿素調節碳氮比，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、土壤相關性狀指標的影響

由表3 可以看出，與對照相比，各處理枝條腐解率、土壤有機質含量、土壤微生物含量、木質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。

表3 不同還田模式對枝條腐解率、土壤有機質含量、土壤容重的影響

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

2）與對照相比，各處理花椒枝條腐解率均達到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量，提供更好的微生物生存環境對枝條充分腐解非常重要。

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

3.4效益分析

3.4.1經濟效益

1）枝條堆肥后產生的有機肥替代化肥的效益。 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）花椒增產產生的效益。 2020 年陜西花椒產量11.45 萬t，以枝條還田后花椒增產率10%計，每年可多產花椒1 1450 t， 售價7 萬元/t， 則可增加收益8億元以上。

3.4.2生態和社會效益 修剪、清園是花椒穩產、高產的重要措施。 近年來， 由于農村燃料來源發生變化， 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境整潔，而且易滋生病蟲，還有火災隱患。 采用焚燒處理的方法，會污染環境，引發霧霾。

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

4 小結與討論

花椒枝條粉碎還田能夠有效提高土壤有機質含量，促進土壤團粒結構形成，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，增產增效。

枝條直接還田腐解率可達50%以上， 生產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用微生物菌劑、土壤調理劑、雞糞（豬糞）、尿素等外源物質，為土壤微生物提供良好的生存環境。

花椒枝條直接還田腐解作為有機肥， 是農村現有生產條件下最為簡便、直接、低成本的資源化利用途徑，可就地取材、變廢為寶，充分切合了中醫農業“取之于自然，用之于自然，保護和修復自然，與自然和諧共生”的循環、生態理念。