花椒屬植物的肥料學研究進展

王永平，張 勇，銀 航，高 偉

(1.陜西省林業(yè)科學院，陜西 西安 710000；2. 韓城市花椒產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心，陜西 韓城 715400)

花椒屬(ZanthoxylumL.)有250多種灌木、小喬木[1]，其中包含許多重要的調料林、藥用林，它們從西周初年開始就被廣泛使用而成為中國文化頗具特色的一部分。其中作為調料林代表的花椒或紅花椒(Z.bungeanum)、青花椒(Z.schinifolium)、竹葉花椒(Z.armatum)在我國大部分地區(qū)廣泛種植，并伴隨火鍋調料和花椒油廣泛進入我國人民的日常生活?；ń?、青花椒的果皮自《神農(nóng)本草經(jīng)》成書正式進入了中藥的行列，以“溫中散寒、殺蟲止癢”廣為人知[2]；而它們的種子被古代醫(yī)家稱為“椒目”，是一味良好的利水藥[3]。由此可見，花椒屬植物在調味和藥用方面具有悠久的歷史；而很多花椒屬植物的新價值正在被開發(fā)，例如適合做家具與造紙原料的椿葉花椒(Z.ailanthoides)[4]，以及具有藥用價值的兩面針(Z.nitidum)[5]、單面針(蜆殼花椒，Z.dissitum)[6]等。在海外，花椒屬的許多種(包括品種)也受到廣泛的歡迎，例如日本無刺花椒(Z.japonica)從繩文時代開始就作為香辛料為日本民眾所熟知，現(xiàn)代研究更發(fā)現(xiàn)日本花椒對于心腦血管治療和抑制白發(fā)有良好效果[7]。

花椒屬經(jīng)濟林栽培過程中，肥料是不可或缺的重要一環(huán)。肥料是花椒產(chǎn)量形成的重要組成部分[8]；而不合理的施肥也會導致環(huán)境污染、土壤板結等嚴重的生態(tài)問題。因此，研究花椒屬植物栽培的肥料學問題具有重要而深刻的意義。目前在花椒屬經(jīng)濟林的人工栽培實踐中，既有大范圍使用的傳統(tǒng)無機肥料即化肥；也有形態(tài)各異的有機肥。有機肥中有傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)廢棄物肥料，如糞尿、沼氣等類型；也有逐漸涌現(xiàn)新型有機肥。它們在不同程度上起到了增產(chǎn)增收的效果，為花椒屬經(jīng)濟林更好地服務人類做出了巨大貢獻。筆者就目前在花椒屬植物栽培的肥料學進行綜述，從無機肥料、水肥耦合研究以及有機肥研究三方面進行討論，以期能夠為科學施肥提供參考。

1 無機肥料

無機肥料是當代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最常見的類型。其中以無機鹽為主要成分的化肥是典型代表，但是它們長期施用容易造成土壤板結的問題[9]。此外，當代農(nóng)業(yè)實踐中應用的比較多的類型是“復合肥”，即把大量元素氮、磷、鉀之中的兩種或三種按照一定比例復混，并加配(或不加配)一定的微量元素形成的肥料[10]；含量通常以N-P2O5-K2O(微量元素)的形式表示。

目前栽培實踐中，最常見的科學施肥技術是配方施肥技術。該技術以養(yǎng)分歸還學說等理論為指導，根據(jù)植物營養(yǎng)規(guī)律，考慮土壤肥力狀況和肥料代謝特點，通過大量實驗給出科學施肥配方的方法[11]。目前，很多花椒屬植物的種或品種都已經(jīng)開展了配方施肥的研究。

1.1 花椒的無機肥料

花椒是本屬栽培范圍最廣的經(jīng)濟林，在我國大部分都有分布，從河北、山東、河南一直到陜西、甘肅、四川、貴州、云南等省區(qū)都有分布。從現(xiàn)有研究來看，不同地區(qū)的花椒最佳施肥配方很可能是不同的，這也許和土壤元素構成有關，也可能和花椒不同的生態(tài)型有關。

張國楨等[12]、鄧振義等[13]以陜西鳳縣大紅袍為實驗對象，發(fā)現(xiàn)最佳肥料配比為mN∶mP∶mK=(0.398～0.413)∶(0.298～0.313)∶(0.286～0.289)。孟慶翠等研究了陜西鳳縣10年生的花椒樹，發(fā)現(xiàn)構成最佳產(chǎn)量的N、P2O5、K2O施肥量為分別為為254、176、116 g·株-1[14,15]。陳娟等[16]以甘肅臨夏州的、郭立新等[17]以甘肅隴南花椒為研究對象進行配方施肥研究，發(fā)現(xiàn)較為適宜的N∶P2O5∶K2O比例是1∶(1.04～1.05)∶1。何建社等以阿壩州花椒為研究對象，發(fā)現(xiàn)最佳配方為尿素250 g，過磷酸鈣750 g，硫酸鉀300 g[18]。由此可見，不同地區(qū)的花椒最適合的大量元素比例確實存在一定差異。

此外，研究指出在花椒生長的不同階段進行適當?shù)淖贩士梢蕴岣弋a(chǎn)量，如沈杰等以攀枝花花椒為實驗對象，發(fā)現(xiàn)最佳追肥模式為采摘后用1 kg·株-1尿素；花前用尿素163 g·株-1，P2O5750 g·株-1，K2O 250 g·株-1[19]。

除了大量元素以外，一些微量元素也被認為和花椒產(chǎn)量構成有關。例如孟慶翠等發(fā)現(xiàn)噴施硼肥能夠提高座果率，增加產(chǎn)量4.07%[14,15]；劉正良等也發(fā)現(xiàn)施用硼肥可以促進?；ū９鸞20]。

畢君等指出在果實膨大期、采摘后等時期還可以噴施葉面肥，常用濃度為尿素0.3%～0.5%、磷酸二氫鉀0.3%、硼肥0.3%[21]。

1.2 青花椒與竹葉花椒的無機肥料

在我國廣大西南地區(qū)栽種的另一類花椒屬調料林是“青椒”，它們往往在沒有完全成熟的時候采摘，以致商品果實呈青色；它們之中有的種類是小喬木“九葉青”，有的是枝條呈藤蔓狀的灌木“藤椒”。從分類學上來看，“青椒”主要屬于竹葉花椒(Z.armatum)，也有的可能屬于青花椒(Z.schinifolium)。以下對于“青椒”除特別明確的分類種以外，不再細分青花椒與竹葉花椒。

石志剛等研究了重慶市永川區(qū)的土壤情況，發(fā)現(xiàn)最適合九葉青的大量元素比例(N-P2O5-K2O)為(18-12-10)，同時需要添加B肥[22]。劉超洪指出金陽青花椒較為適合的大量元素比例為23∶6∶13[23]。唐海龍等[8]研究了四川岳池縣的藤椒，發(fā)現(xiàn)最適合的施肥量為N 323.4～346.7 g·株-1、P2O549.0～51.3 g·株-1、K2O 214.1～227.6 g·株-1。

蔡煜等[24]研究了不同大量元素比例對漢源葡萄青椒(屬于竹葉花椒的優(yōu)良品種)花芽分化的影響，發(fā)現(xiàn)促進漢源葡萄青椒的最佳大量元素施用量N為99.1 g·株-1P2O555.1 g ·株-1和K2O 158.9 g ·株-1。熊靚等[25]研究了不同大量元素施用量對漢源葡萄青椒產(chǎn)量的影響，發(fā)現(xiàn)優(yōu)質高產(chǎn)綜合指標最佳的大量元素施用量N為127.1 g ·株-1、P2O549.4 g ·株-1和K2O 126.7 g ·株-1。熊靚等[26]研究了不同大量元素施用量對漢源葡萄青椒光合特性的影響，發(fā)現(xiàn)促進凈光合速率、水分利用效率的最佳施肥量為N 193.0～193.3 kg·hm-2、P 74.2～84.8 kg·hm-2、K 174.7～180.0 kg·hm-2。

陳訓等研究了貴州喀斯特地區(qū)的頂壇花椒(Z. planispinum var. dintanensis Yu-Lin Tu)，發(fā)現(xiàn)最佳肥料配比為mN∶ mP∶mK=(0.3981～0.4131)∶ (0.2981～0.3134)∶(0.2864～0.2891)；同時發(fā)現(xiàn)ZnSO4濃度0.08%頂壇花椒種群開花率達到最大值，而ZnSO4濃度0.09%時頂壇花椒種群結果率達到最大值[27]。

1.3 椿葉花椒的無機肥料

椿葉花椒又名樗葉花椒，是主要分布在湖南省的速生闊葉樹種，其木材可用于加工各類板材，還可用于觀賞，其種子可以榨油[4]。

何立新等[28]研究了施肥對于椿葉花椒幼苗的影響，發(fā)現(xiàn)最適合幼苗的比例是尿素6 g·株-1、過磷酸鈣3 g·株-1、KCl2 g·株-1。何友軍等[4]研究了配方施肥對椿葉花椒苗木的影響，發(fā)現(xiàn)最適合苗木的比例是尿素3 g·株-1、過磷酸鈣3 g·株-1、KCl 0 g·株-1。N對于椿葉花椒的影響十分明顯，而P、K也很重要，在不同生長階段需求量有很大的變化。

1.4 日本花椒的無機肥料

楊志武等發(fā)現(xiàn)不同樹齡的日本花椒(Z. japonica)所需的營養(yǎng)組成不同[29]：對于新梢抽生N元素影響最大，最佳配方N 120 g、P 150g、K 60 g；對于樹徑K元素影響最大，K用量越大樹徑增加越快；對于樹高N元素影響最大，最佳配方N 60 g、P 60 g、K 180 g；對于產(chǎn)量N元素影響最大，最佳配方N 180 g、P 60 g、K 120 g。

2 水肥耦合

水肥耦合對于人工林栽培十分重要，指的是水分、肥料(及其營養(yǎng)元素)之間的相互作用對植物產(chǎn)生的綜合影響[30]。實際生產(chǎn)中，施肥和灌溉往往相互制約、不可分割，水肥耦合調控有利于對人工林進行科學管理。

2.1 花椒的水肥耦合

目前關于花椒的水肥耦合研究主要是在漢源花椒(屬于紅花椒的優(yōu)良品種)上開展的。

王景燕等[31]、李碩等[32]開展了水肥耦合對漢源花椒的研究，發(fā)現(xiàn)株高、株徑、生物量等參數(shù)隨著施肥量增加而增加，隨土壤含水量增加先增加后降低；最佳組成為田間持水量46.1%、尿素N 187 kg ·hm-2、過磷酸鈣P2O575 kg ·hm-2、硫酸鉀K2O187 kg ·hm-2。

王景燕等[33]、包秀楠等[34]開展了水肥耦合對漢源花椒光合作用的研究，發(fā)現(xiàn)一定土壤含水量情況下適當施用大量元素可以提高光合效率和產(chǎn)量；最佳組成為田間持水量50%、尿素N 150 kg·hm-2、過磷酸鈣P2O560 kg ·hm-2、硫酸鉀K2O 150 kg ·hm-2。

王景燕等[35]、李倫剛等[36]開展了水肥耦合對漢源花椒抗逆性的研究，發(fā)現(xiàn)抗逆性隨著施肥量增加而增加，隨土壤含水量增加先增加后降低；最佳組成為田間持水量50%、尿素N 185 kg ·hm-2、過磷酸鈣 P2O574 kg ·hm-2、硫酸鉀 K2O185 kg ·hm-2。

2.2 青花椒與竹葉花椒的水肥耦合

吳玉丹等[37]研究了水肥耦合對四川省樂至縣青花椒的影響，發(fā)現(xiàn)對于每一處理(30株)而言，肥(尿素)72 kg、水300 L的綜合指標是最佳的。

唐海龍等[38]研究了水肥耦合對竹葉花椒的影響，發(fā)現(xiàn)對于株高、株徑、生物量、土壤酶類隨著氮肥增加而增加，隨土壤含水量增加先增加后降低；而土壤酶類隨著磷、鉀肥施用量的增加先增加后降低；最佳組成為田間持水量62%、尿素N 253.9 kg ·hm-2、過磷酸鈣 P2O555.0 kg ·hm-2、硫酸鉀K2O 81.1 kg ·hm-2。

舒正悅等[39]研究了淹水條件下水肥耦合對竹葉花椒的影響，發(fā)現(xiàn)耐澇性綜合值隨著施肥量、土壤含水量增加先增加后降低；最佳組成為田間持水量63%、尿素N 275 kg·hm-2、過磷酸鈣P2O595 kg ·hm-2、硫酸鉀K2O 275 kg ·hm-2。

3 有機肥

有機肥是泛指能夠用作肥料的有機物質，或者以有機物為主要成分的物質[10]。有機肥在人類歷史上使用悠久，具有來源豐富、養(yǎng)分全面、作用慢而持久、可以一定程度地改良土壤等優(yōu)點。具體而言，常見有機肥包括農(nóng)業(yè)廢棄物肥料(如糞尿、堆肥、沼氣、秸稈等)、綠肥、泥炭和腐殖酸類肥料等種類[10]，近來還興起菌肥等新類型。

3.1 花椒的有機肥

(1)沼液。李秀霞在甘肅秦安花椒上應用沼液研究發(fā)現(xiàn)，沼液可以增加花椒產(chǎn)量、提高品質，同時可以防治蚜蟲[40]。李秀霞在甘肅秦安花椒上試驗發(fā)現(xiàn)沼液不僅可以提高花椒產(chǎn)量，還起到防凍的效果[41]。

周小平發(fā)現(xiàn)施用沼液∶清水=4∶6的液體可以顯著增加花椒芽菜的產(chǎn)量[42]。

(2)菌肥。劉貴福等試驗研究發(fā)現(xiàn)嘉靈(菌肥)、釋能丹(菌肥)、有機無機復混肥料都能使甘肅臨夏花椒增產(chǎn)，增加幅度分別為19.5%、19.5%和13.0%[43]。

3.2 青花椒與竹葉花椒的有機肥

鄭明強[44]、陳梅[45]研究發(fā)現(xiàn)對于九葉青花椒，以牛圈肥為底肥基礎上施用商品有機肥，最大可以增產(chǎn)40%。

古明亮等調研發(fā)現(xiàn)，采用豬糞污還田種植藤椒(竹葉花椒)可以顯著提高經(jīng)濟效益，形成“豬-沼-肥-椒”的循環(huán)經(jīng)濟模式[46]。

3.3 兩面針的有機肥

兩面針具有很好的抗炎、鎮(zhèn)痛、抗腫瘤等功效[5]，更以“一口好牙兩面針”等產(chǎn)品為世人熟知。孫世榮等提出栽培兩面的肥料是每樹腐熟有機肥1～3 kg、鉀肥0.25 kg[47]。鐘國義等人發(fā)明的兩面針栽培方法中使用每667 m2地腐熟農(nóng)家肥1 000 kg、復合肥25 kg[48]。

4 展望

4.1 大力開展新品種的肥料學研究

花椒屬內，目前已經(jīng)建立了科學施肥方案的主要局限在已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化的一些種，如花椒、青花椒、竹葉花椒等；日本花椒、椿葉花椒、兩面針等研究只在近幾年剛剛起步，需要進一步深入地研究產(chǎn)量、木材或果實品質、抗逆性等各項指標與肥料或水肥耦合之間的關系，以建立能夠指導大規(guī)模生產(chǎn)實踐的施肥方案。

同時，花椒屬還有許多具有調味、藥用等價值的種還有待開發(fā)，建立對于它們的合理施肥方案有助于這些種(品種)的產(chǎn)業(yè)化。如具有活血化瘀、續(xù)筋接骨等良好藥理活性的蜆殼花椒(單面針)(Z. dissitum)[6]的栽培研究剛剛起步；馬英姿等[49]指出其原始生境的pH 5.7～7.6、有機質含量9.02%、C/N為16.9～22.89、冬季平均含水量為26.89%，為肥料學的研究奠定了良好的基礎。下一步對于單面針等新型種質資源的肥料學研究將有助于人工栽培的大規(guī)模實現(xiàn)。

4.2 探討化肥減量施用的有效方法

經(jīng)過幾十年的大規(guī)模種植，化肥施用對于椒園的危害逐漸顯露出來。在很多花椒的主產(chǎn)區(qū)都不同程度地出現(xiàn)土壤板結硬化、土質酸化等問題，不利于花椒產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。為此，探討如何能夠減量施用化肥的有效方法是十分必要的。

在花椒屬經(jīng)濟林的主產(chǎn)區(qū)開展測土配方、水肥耦合的研究，對于找到促進植物生長的最小或最佳化肥用量是十分必要的，有助于降低不必要的化肥使用。同時，逐步采用有機肥-無機肥復混、甚至全部采用有機肥等方法，漸次淘汰化肥的使用，有助于土壤修復。

4.3 開發(fā)新型專用的有機肥料

有機肥不僅有助于逐步取代無機肥，更由于來源廣泛、營養(yǎng)元素豐富等特點廣受歡迎。為了逐步實現(xiàn)綠色花椒，甚至有機花椒，逐步采用有機肥部分或全部取代無機肥料是勢在必行的。但是目前部分椒園由于種種限制已經(jīng)不適合采用人糞尿等傳統(tǒng)農(nóng)家肥；而針對其他作物或樹種開發(fā)的有機肥對于花椒屬植物未必是最好的選擇。因此，開發(fā)針對花椒使用的新型有機肥品種，如菌肥、中藥肥等，對于進一步提高產(chǎn)量、增強土壤的可持續(xù)耕作能力，有十分重要的意義。