花椒枝条直接还田不同处理对土壤及花椒产量的影响

孙山 孙启尧

【项目资助】：咸阳市科技局中医农业科技特派员项目。

孙山，陕西智农天成科技有限公司，邮编711200（淳化）;孙启尧，淳化云岭山农业专业合作社。

收稿日期：2023-12-07

摘   要   基于花椒枝条直接还田技术实践，研究了不同还田处理对花椒园土壤及花椒产量的影响，结果表明：花椒枝条直接粉碎还田，可以缓冲0～20 cm土层土壤溫度，提高土壤蓄水保墒能力，提高土壤有机质含量，降低土壤容重，增加花椒产量，提高花椒品质;与对照（不还田）相比，各处理枝条腐解率可达50%～80%，以粉碎枝条+农用微生物菌剂+土壤调理剂+尿素+鸡粪的腐解效果最好。花椒枝条肥料化是基于当前农村生产条件，最简便、最直接的资源化利用方式，也是遵循中医农业理念，实现循环、生态化农业生产的有效方式，具有显著的经济、社会和生态效益。

关键词   枝条肥料化;还田;循环利用;生态农业

陕西大力发展以花椒为主的木本油料产业，2020年底花椒面积259.33万亩（全国第二），产量11.45万t（全国第一）。传统生产中，花椒果皮是椒农的主要收益来源，其次是花椒芽菜、花椒油等副产品。近年来，国家倡导发展生态农业，农业科研领域对花椒副产物（如花椒枝条）的研究利用在逐步系统化、深入化。2022年，我们依托咸阳市科技局中医农业科技特派员项目，在淳化云岭山农业专业合作社千亩花椒产业园进行了花椒枝条（落叶）直接还田肥料化应用试验，旨在探索不同还田模式对椒园土壤及花椒产量的影响。

1   试验背景

秸秆、枝条（落叶）乱堆乱放或焚烧处理，不但造成病虫滋生、环境污染，而且浪费了资源。近年来，农作物秸秆、枝条基料化、燃料化、肥料化技术研究与应用日益深入。

陕西科技大学李祥团队在“秸秆资源在农田土壤的综合利用技术开发与示范”“花椒枝条资源化利用关键技术集成与示范”等项目资助下，充分发挥陕西省有机肥技术创新战略联盟各成员单位优势，创制了粉碎堆肥、直接还田、内置发酵等枝条肥料化不同模式，为枝条肥料化技术推广应用奠定了基础。

2022年，我们与李祥教授合作，在淳化云岭山农业专业合作社千亩花椒园区进行了花椒枝条直接还田应用实践，研究了不同还田模式对花椒枝条腐解率、土壤性状（温度、含水量、有机质含量、容重、微生物数量、木质素降解酶活性）及花椒产量的影响。

2   材料与方法

2.1   试验地概况   淳化云岭山农业专业合作社地处渭北黄土高原沟壑区南缘，海拔630～1809 m，属暖温带大陆性气候，雨热同季，光照充足，昼夜温差大，适合种植花椒。我们的花椒产业园总面积1 000 亩，园地土壤为黄绵土，土层深厚，中性偏碱。

2.2   试验材料   自带营养农用微生物菌剂、土壤调理剂;重铬酸钾、硫酸、硝酸、LB细菌培养基、PDA真菌培养基;枝条粉碎机、土壤旋耕机。

2.3   试验设计   将冬季修剪下来的花椒枝条用粉碎机粉碎成长度不超过4 cm的小段儿，均匀铺在试验区（花椒树行间）。将农用微生物菌剂、土壤调理剂、鸡粪、尿素（调节碳氮比）按不同组合设置5个处理（表1），均匀撒施在粉碎的花椒枝条上，旋耕15 cm左右。3天后喷灌1次。以未采用枝条还田处理的常规花椒园作为对照。

2.4   数据测定   测定土壤温度、土壤含水量、土壤有机质含量、土壤容重、土壤微生物数量、土壤木质素降解酶（漆酶、过氧化物酶）活性;株产量。

测定方法：按照S型取点法确定测温点，测定20 cm土层土壤温度，每2个月一组数据，取平均值。采用酒精燃烧法测定土壤含水量;采用油浴加热重铬酸钾法氧化容量法测定土壤有机质含量;采用环刀法测定土壤容重;每个取样点取0～20 cm土层的土样混合均匀，测定土样中的微生物数量、木质素降解酶（漆酶、过氧化物酶）活性;称量统计株产量，折算亩产量;每个取样点划20 cm×20 cm方块，取0～5 cm土层的土样，用分样筛筛分收集枝条，水处理之后在烘箱中烘至恒重，称量，计算枝条腐解率。

3   结果与讨论

3.1   不同还田模式对土壤温度、含水量的影响

花椒为浅根性树种，对土壤温度、水分含量较为敏感。不同处理影响土壤温度、含水量等指标，从而对花椒抗寒、抗旱性产生不同影响。

1）花椒枝条直接还田有助于缓冲地温。从表2可知，与对照相比，5个处理9—10月份、11—12月份、1—2月份这三个时段，20 cm土层平均温度分别高2 ℃、1.3 ℃、1.5 ℃，说明花椒枝条还田在9月至来年2月，能更好地保持0～20 cm土层温度，有利于冬季花椒植株安全越冬。与对照相比，5个处理3—4月份、5—6月份、7—8月份这三个时段，20 cm土层平均温度分别低0.6 ℃、0.5 ℃、1.2 ℃，说明花椒枝条还田后，在3—8月温度逐渐升高的时段，能够让地温缓慢稳定上升。其中，3—4月花椒花期前后地温偏低，有利于推迟开花时间，减轻或避免倒春寒对花椒的影响;而7—8月盛夏低温偏低，有利于根系更好地生长。

2）与处理5（单独还田）比较，处理1到处理4采用微生物菌剂、土壤调理剂，配合调节碳氮比的鸡粪和尿素等外用物质处理枝条，11—12月份、1—2月份20 cm土层平均地温分别高1.4 ℃和1 ℃，更有利于冬季花椒植株安全越冬，其中施用鸡粪的处理1、处理2、处理4比施用了尿素的处理3对地温的缓冲效果更好。

3—4月对地温的影响，也表现出同样的规律，即施用鸡粪的处理比施用尿素的处理地温更低，有利于抑制根系过早活动，推迟花期，减轻倒春寒对花椒植株的影响。

3）处理1至处理5，20 cm土层土壤平均含水量比对照高1.8%，说明花椒枝条还田具有一定的蓄水保墒作用，有利于植株对干旱的耐受性。

4）综合对比，处理2和处理4更利于保持土壤水分、稳定地温，说明添加鸡粪、尿素调节碳氮比，同时添加微生物菌剂，可以更好地腐解枝条，也更有利于植株抗逆。

3.2   不同还田模式对花椒枝条腐解率、土壤相关性状指标的影响

由表3可以看出，与对照相比，各处理枝条腐解率、土壤有机质含量、土壤微生物含量、木质素降解酶活性均有所提升，不同处理方式对枝条的腐解程度影响很大。

1）处理2各项指标的表现均优于其他处理和对照，说明添加农用微生物菌剂、鸡粪、尿素、土壤调理剂，能够增加土壤微生物数量，同时创造更适宜微生物生存繁殖的环境条件（合适的碳氮比以及水分、温度等），产生更高活性的酶解反应，从而使粉碎的花椒枝条充分腐解，与土壤形成更多团粒体，从而降低土壤容重，改良土壤，优化花椒根系生长环境。

2）与对照相比，各处理花椒枝条腐解率均达到50%以上。尤其是处理1、处理2、处理3，因为添加了微生物菌剂，腐解率显著提高;而处理4虽然没有微生物菌剂，但因添加了粪肥，亦有利于土壤微生物活动。说明保持更多的土壤微生物数量，提供更好的微生物生存环境对枝条充分腐解非常重要。

3.3   不同还田模式对花椒产量的影响   花椒枝条还田腐解最直接的作用是增加土壤有机质含量，为花椒生长结果提供更好有机养分，从而起到增产、提质的作用。我们以株为单位，对不同处理花椒树进行了株产量对比，处理1到处理5，株产量为3.6～4.2 kg，与对照相比，增产率为12.5%～31.2%，增产效果最明显的是处理2。

3.4   效益分析

3.4.1   經济效益

1）枝条堆肥后产生的有机肥替代化肥的效益。按55株/亩，枝条修剪量2.5 kg/株，枝条中平均含碳47%、氮2.4%、磷0.3%、钾0.28%计算，每亩可产生枝条137.5 kg，这些枝条每年从土壤中获取64.63 kg碳、3.3 kg氮、0.41kg磷和0.39 kg钾，相当于每亩花椒园每年浪费7.17 kg尿素、2.05 kg过磷酸钙、0.78 kg硫酸钾（合计10 kg）。按照尿素2 000元/t、过磷酸钙1 300元/t、硫酸钾3 000元/t计算，仅此一项，每年每亩可以减少肥料投资19.35元。如此，陕西260万亩花椒每年可节省肥料投资5 000多万元，减少化肥施用量2.6万t。

2）花椒增产产生的效益。2020年陕西花椒产量11.45万t，以枝条还田后花椒增产率10%计，每年可多产花椒1 1450 t，售价7万元/t，则可增加收益8亿元以上。

3.4.2   生态和社会效益   修剪、清园是花椒稳产、高产的重要措施。近年来，由于农村燃料来源发生变化，昔日用来烧火做饭的枝条今天已变成无人问津的垃圾，长期堆放不但影响环境整洁，而且易滋生病虫，还有火灾隐患。采用焚烧处理的方法，会污染环境，引发雾霾。

进行枝条粉碎直接还田肥料化处理，可清洁林园，增加土壤有机质和微量元素含量，改善土壤理化性状，提高当季化肥利用率（研究表明，当土壤中有机肥使用量占肥料使用总量50%时，化肥的当季利用率可提高7个百分点），对践行农药、化肥“双减”政策，提质增效具有重要意义和显著成效。

4   小结与讨论

花椒枝条粉碎还田能够有效提高土壤有机质含量，促进土壤团粒结构形成，具有缓冲土壤温度、蓄水保墒作用，有利于花椒冬季安全越冬，春季避免倒春寒危害，增产增效。

枝条直接还田腐解率可达50%以上，生产中建议采用交替隔行还田方式，每2～3年轮换一次，让枝条充分腐解。同时，为达到更好的腐解效果，有条件的可参照处理2，在粉碎的枝条中添加农用微生物菌剂、土壤调理剂、鸡粪（猪粪）、尿素等外源物质，为土壤微生物提供良好的生存环境。

花椒枝条直接还田腐解作为有机肥，是农村现有生产条件下最为简便、直接、低成本的资源化利用途径，可就地取材、变废为宝，充分切合了中医农业“取之于自然，用之于自然，保护和修复自然，与自然和谐共生”的循环、生态理念。