摘要
为了解决重庆花椒主产区不合理施肥导致的产量和品质“双低”问题，通过“3414”试验方案，在重庆江津区 8 个不同肥力水平椒园开展两年的试验。在果实成熟期测产、采集样品测定麻味物质、挥发油、乙醇和乙醚抽提物等指标，将隶属度累加计算品质综合值，确定果品等级后计算收入。将缺素区与最优施肥处理的产量、品质、收入相比，得出相对产量、相对品质和相对收入的土壤养分丰缺指标，再建立推荐施肥指标体系，并比较分析。结果表明，以相对收入确定的氮、磷、钾养分分级范围分别为 60 ～ 165、12 ～ 70、110 ～ 390 kg·hm-2，与相对产量和相对品质确定的氮、磷、钾养分分级范围相比分别提高了 42.22%、3.66%、30% 和降低了 2.22%、 26.83%、32%。以相对收入确定的氮肥推荐施用量为 200 ～ 320 kg·hm-2，与相对产量、相对品质确定的推荐施用量相差较大，分别提高了 28.4%、降低了 12.61%。以相对收入确定的磷肥推荐施用量为 125 ～ 220 kg·hm-2，与相对产量、相对品质确定的推荐施用量差异不大，分别提高了 4.55%、降低了 6.76%。以相对收入确定的钾肥推荐施用量为 110 ～ 200 kg·hm-2，与相对产量确定的推荐施用量相差不大，提高了 8.77%，而与相对品质确定的推荐施用量相差较大，降低了 16.22%。以相对收入构建的施肥指标体系呈现出增施氮肥、少量增施磷钾肥的趋势，更能满足优质高产的生产目标，实现经济效益最大化。
Abstract
To address the issues of low yield and quality caused by unreasonable fertilization in the main production area of Zanthoxylum bungeanum in Chongqing，a two-year experiment was conducted in eight Zanthoxylum bungeanum orchards with different fertility levels in Jiangjin district using the“3414”experimental design. During the fruit maturation period， yields were measured，and samples were collected to determine indicators such as the content of numbing substances， volatile oils，ethanol，and ether extracts. The cumulative degree of membership was calculated to derive a comprehensive quality value，which was then used to determine fruit grades and calculate income. By comparing the yield，quality，and income of deficient nutrient areas with the optimal fertilization treatments，relative yield，relative quality，and relative income nutrient indicators were established based on soil nutrient levels. A recommended fertilization index system was then developed and analyzed. The results indicated that the nutrient grading ranges for nitrogen，phosphorus，and potassium determined by relative income were 60-165，12-70 ，and 110-390 kg·hm-2，respectively. These ranges showed increases of 42.22%，3.66%，30% and decreases of 2.22%，26.83%，32%，respectively，compared to those determined by relative yield and relative quality. The recommended nitrogen application amount based on relative income was 200-320 kg·hm-2， which differed significantly from the recommendations based on relative yield and quality，showing an increase of 28.4% and a decrease of 12.61%. The recommended phosphorus application amount based on relative income was 125-220 kg·hm-2， which showed little difference from the recommendations based on relative yield and quality，with increase of 4.55% and decrease of 6.76%. The recommended potassium application amount based on relative income was 110-200 kg·hm-2， which showed little difference compared to the recommendation based on relative yield，with an increase of 8.77%，but a significant decrease of 16.22% compared to the recommendation based on relative quality. The fertilization index system constructed based on relative income indicated a trend of increasing nitrogen application while slightly increasing phosphorus and potassium application，which could better meet the production goals of high quality and yield，maximizing economic benefits.
花椒属于芸香科花椒属，具有较高的药用价值和食用价值[1-2]。重庆江津区是我国最大的青花椒生产基地，种植面积超过 3.33 万 hm2，产值高达 60 亿元[3]。九叶青花椒是江津区青花椒的优育品种，具有耐干旱、适应性强的特点[4]，因此九叶青花椒在江津的种植面积不断扩大，已经成为当地重要的经济作物之一[5]。为了获得更高的产量，长期以来农户习惯性施肥、过量施肥、偏施氮肥造成了肥料利用率低、环境污染等问题，一定程度上制约了花椒产业的可持续发展[6-7]。为了减肥增效获得最佳经济效益，科学合理的施肥指标显得尤为重要。通过对九叶青花椒主产区土壤养分进行分级，构建推荐施肥量，并以此来指导花椒生产科学施肥，对花椒产业的可持续发展具有重要意义。
许多学者都以相对产量来划分土壤养分等级，并根据“3414”田间试验数据来构建推荐施肥指标体系。邵华等[8]通过在江西省开展“3414”水稻施肥田间试验，研究水稻田土壤氮素状况与目标产量的氮肥推荐施用量，通过比较分析全氮、碱解氮与相对产量的相关系数，确定碱解氮更能反映土壤供氮能力。将碱解氮与施氮量进行拟合，再结合目标产量，得出氮肥施用调整系数，以此构建江西省水稻氮肥推荐施肥体系。李红梅等[9]通过土壤养分丰缺指标法，对重庆甘薯“3414”试验数据进行统计分析，以相对产量 60%、75%、90%、95% 划分土壤养分分级指标。建立施肥量与产量模型，根据散点图趋势和方程决定系数选择最佳模型得出最佳施肥量，并以此构建重庆甘薯施肥指标体系。目前一些学者开始研究不同氮磷钾配比对作物产量和品质的影响。单伟红[10]以花椒为试验材料，探究不同磷钾肥对其品质、产量的影响，研究发现配比施磷 50 g·株 -1、施钾 200 g·株-1 处理下有最大花椒果皮产量、鲜花椒产量和鲜花椒增产率。与不施加磷钾肥的处理相比，花椒千粒重、挥发性芳香油含量、麻味物质含量和醇溶抽提物含量分别增幅 0.33～2.81 g、0.29％～2.34％、0.35～2.61 mg·g-1、 0.28％～2.75%，因此均衡的磷钾肥施用可以实现花椒高产优质的生产目标。唐海龙等[11] 通过 “3414”试验探究氮、磷、钾配方施肥处理对藤椒产量和品质的影响。研究发现氮、磷和钾肥处理的花椒果皮、千粒重、挥发性芳香油、麻味物质、醇抽提物、不挥发性乙醚抽提物含量以及品质综合值与不施肥处理相比均有显著提高。氮磷钾互作在一定范围内可以促进藤椒产量和品质提升，并得出该区域获得最佳产量和最佳品质综合值的氮磷钾肥推荐施用量。高宏艳等[12]基于西辽河平原玉米 “3414”试验数据，将经济效益与产量结合，提出最佳经济产量概念。与无肥区产量相比得到相对产量，并以此构建了玉米钾肥推荐施肥体系[12]。董相洁等[13]在冀中地区开展了以高产优质为目标的甜瓜优化施肥方案研究，建立产量品质与施肥量之间的数学模型并构建了优质高产的施肥方案。由此可见目前的花椒生产目标已经从仅追求产量转向高产优质，但是以相对品质综合值和相对收入为指标来构建施肥指标体系的研究还未发现。
本试验拟开展重庆江津花椒主产区施肥指标体系研究，通过在重庆市江津花椒主产区 8 个不同肥力椒园开展 2 年“3414”完全试验，以相对产量、相对品质综合值、相对收入对土壤养分进行分级，并分别构建推荐施肥指标体系。通过比较分析三者之间的差异，选择与生产目标最相符的体系作为重庆花椒主产区的推荐施肥指标体系，为九叶青花椒种植实现高产、优质提供科学合理的施肥依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验在重庆市花椒主产区 8 个九叶青花椒种植园中开展，按照有机质含量分为高中低 3 种肥力水平，有机质含量低于 10 g·kg-1 的低肥力水平 1 个，有机质含量 10～20 g·kg-1 的中肥力水平 6 个，有机质含量大于 20 g·kg-1 的高肥力水平 1 个。该区位于重庆西南部，海拔高度 330 m，年平均气温 18.4℃，年平均降水量 1001.2 mm，属于亚热带湿润季风气候。试验地土壤类型为紫色土，基本理化性质如表1所示。供试花椒品种为九叶青花椒，树龄为 8～10 年。
表1重庆市青花椒主产区各试验地土壤基础理化性质
1.2 试验设计
试验采用“3414”不完全正交回归设计方案，设置氮、磷、钾 3 个因素，每个因素设置 4 个施肥水平，共计 14 个处理。4 个水平为：0 水平指不施肥，2 水平指当地推荐施肥量，1 水平（指施肥不足）=2 水平 ×0.5，3 水平（指过量施肥）=2 水平 ×1.5。每个处理 5 株，共 70 株。水平地块上沿行列分布，坡地上沿等高线分布。试验设计及施肥处理见表2。
试验于 2019—2021 年连续 2 年在重庆市花椒主产区的 8 个九叶青花椒种植园中开展，每个地方各开展 1 个“3414”试验，试验于 2019 年 6 月花椒采收后开始施促梢肥，随后依次在 9 月施秋基肥、次年 2 月施促花肥，次年 4 月施壮果肥。各时期施氮量依次按所施氮肥总量的 30%、30%、20%、 20% 施用，施磷量按所施磷肥总量的 50%、20%、 20%、10% 施用，施钾量按所施钾肥总量的 30%、 10%、20%、40% 施用。试验选用尿素（N 46%）、过磷酸钙（P2O5 12%）、氯化钾（K2O 60%）作为花椒的施肥品种。肥料施用时采用开沟施肥的方式沿花椒树滴水线区域施用，其他农艺管理保持一致。
表2重庆市江津区九叶青花椒主产区 “3414”试验单株纯养分投入量
1.3 样品采集与测定
花椒果实成熟后，每个处理选取具有代表性的 3 株，分别测定果实鲜重，每个处理选取 1 kg 鲜花椒带回实验室，测定含水量和果实品质。土壤样品采集时，避开施肥区域，在每棵花椒树周围采集距离地表 0～20 cm 土层的土壤样品 4 份，将每个处理选取具有代表性 3 株采样点采集的土壤混合均匀后，及时带回实验室处理备用。
土壤样品测定：在水土比为 2.5∶1 的条件下用 pH 计测定土壤 pH，用碱解扩散法测定土壤碱解氮含量，用重铬酸钾容量法-外加热法测定有机质含量，用乙酸铵浸提-火焰光度法测定速效钾含量，用 Olsen 法测定有效磷含量[14]。
果实品质测定挥发油、麻味物质、乙醇抽提物、乙醚抽提物含量。花椒挥发油采用水蒸馏法测定[15]，麻味物质采用甲醇浸提-紫外分光光度法测定[16]，乙醇提取物采用乙醇浸提蒸干法测定，乙醚提取物采用乙醚浸提蒸干法测定[11]。
1.4 数据处理分析
1.4.1 九叶青花椒土壤养分分级指标的建立
对试验数据进行整理，将缺素区的花椒产量、品质综合值、收入（经济效益）分别与土壤有效养分含量建立土壤养分丰缺指标体系，将缺素区产量、品质综合值、收入（经济效益）与试验中最优施肥处理产量、品质综合值和收入（经济效益）相比，分别计算出相对产量、相对品质综合值和相对收入，将计算得到的相对产量、相对品质综合值和相对收入与土壤养分建立数学模型，得到对应数学关系式，最后利用得到的对应数学关系式，分别计算相对产量、相对品质综合值为 40%、50%、 60% 和 70% 和相对收入为 50%、60%、70% 和 80% 时对应的土壤养分含量，以此划分土壤养分分级指标。
(1)
式中，X、Xmin、Xmax 分别为各指标的平均值、最小值和最大值，将转化后各指标隶属度值累加求得品质综合值，综合值越大，表示花椒品质越好[11]。
(2)
果品价格分为三级，分别为：一级 48 元·kg-1、二级 44 元·kg-1、三级 38 元·kg-1。通过市场调研，重庆市干花椒主要分为三类：特级 48 元·kg-1、一级 44 元·kg-1、二级 38 元·kg-1，将品质综合值分为三级：一级 >2.5、二级 1.5～2.5、三级 <1.5，与干花椒种类对应，每一级对应价格分别是：一级 48 元·kg-1、二级 44 元·kg-1、三级 38 元·kg-1。
1.4.2 九叶青花椒氮磷钾肥推荐施肥量的确定
对九叶青花椒“3414”试验数据采用一元二次模型进行模拟，用符合条件的各试验点土壤有效养分含量与对应的最佳施肥量建立对数关系，确定在不同的土壤养分分级水平下适宜的推荐施肥量范围。在确定最佳施肥时，对模型计算出的推荐施肥量高于试验最高施肥量的点，设定试验最高施肥量为最佳施肥量，对于拟合均不成功且增产效果不明显的点，设定最佳施肥量为 0 或者按实际情况施肥，对于低等级土壤的施肥上限取试验点最高施肥量，对于高等级土壤的施肥下限取花椒收获期籽粒带走养分作为最低推荐施肥量。花椒收获期主要通过主枝回缩的方式收取花椒，前期研究表明，花椒收获后花椒籽粒带走的氮养分为 60 kg·hm-2，磷养分 7.5 kg·hm-2，钾养分 45 kg·hm-2[17]，而多数农户会进行枝条叶片还田，因此本研究将花椒收获期籽粒带走的氮、磷、钾养分作为最低推荐施肥量。
1.4.3 数据处理与作图
本研究数据的处理和图表制作通过 Excel 2019、 SPASS 22.0 和 Origin 2023 完成。
2 结果与分析
2.1 土壤碱解氮分级指标和九叶青花椒氮肥推荐施用量
2.1.1 土壤碱解氮分级指标的建立
缺氮区花椒相对产量、相对品质综合值、相对收入分别与土壤碱解氮含量拟合所得方程为 y=19.808ln（x）-41.265、y=28.185ln（x）-73.378、 y=31.951ln（x）-81.658，方程决定系数分别为 0.41、 0.65、0.53（ 图1）。缺氮区花椒相对产量 40%、 50%、60%、70% 对应的土壤碱解氮含量分别为 80.41、120.30、180.22、240.14 mg·kg-1。由此确定的各等级碱解氮范围：低等级（<80 mg·kg-1）、较低等级（80～120 mg·kg-1）、中等级（120～180 mg·kg-1）、较高等级（180～240 mg·kg-1）、高等级（≥ 240 mg·kg-1）。缺氮区花椒相对品质综合值 40%、50%、60%、70% 对应的土壤碱解氮含量分别为 60.1、80.2、114.9、160.1 mg·kg-1。由此确定的各等级碱解氮范围：低等级（<60 mg·kg-1）、较低等级（60～80 mg·kg-1）、中等级（80～115 mg·kg-1）、较高等级（115～160 mg·kg-1）、高等级（≥ 160 mg·kg-1）。缺氮区花椒相对收入 50%、 60%、70%、80% 对应的土壤碱解氮含量为 60.34、 85.14、116.23、165.31 mg·kg-1。由此确定的各等级碱解氮范围：低等级（<60 mg·kg-1）、较低等级（60～85 mg·kg-1）、中等级（86～116 mg· kg-1）、较高等级（116～165 mg·kg-1）、高等级 （≥ 165 mg·kg-1）。
图1花椒缺氮区相对产量、相对品质综合值、相对收入与土壤碱解氮含量关系
2.1.2 九叶青花椒氮肥推荐施用量的确定
土壤碱解氮含量与相对产量、相对品质综合值、相对收入确定的氮肥最佳施用量拟合方程分别为 y=-12.71ln（x）+76.193、y=-148.3ln（x）+971.87、 y=-127.8ln（x）+843.05，方程决定系数分别为 0.34、0.48、0.63（图2）。试验点氮肥（N）最高施用量 480 kg·hm-2 为低等级土壤推荐施肥量上限，收获期花椒果实带走的氮 60 kg·hm-2 为高等级土壤推荐施肥量的下限。以相对产量确定的土壤碱解氮丰缺指标 80、120、180、240 mg·kg-1 对应的氮肥推荐施用量分别为 300.22、225.41、150.32、 105.24 kg·hm-2。以相对产量确定的重庆九叶青花椒主产区氮肥推荐施用量为低等级 300～480 kg·hm2、较低等级 225～300 kg·hm-2、中等级 150～225 kg·hm-2、较高等级 105～150 kg·hm-2、高等级 60～105 kg·hm-2。以相对品质综合值确定的土壤碱解氮丰缺指标 60.1、80.2、114.9、 160.1 mg·kg-1 对应的氮肥推荐施用量分别为 375.14、 320.21、270.10、220.23 kg·hm-2。以相对品质综合值确定的重庆九叶青花椒主产区氮肥推荐施用量为低等级 375～480 kg·hm-2、较低等级 320～375 kg·hm-2、中等级 270～320 kg·hm-2、较高等级 220～270 kg·hm-2、高等级 60～220 kg·hm-2。以相对收入确定的土壤碱解氮丰缺指标 60、85、 116、165 mg·kg-1 对应的氮肥推荐施用量分别为 320.22、280.21、240.41、200.13 kg·hm-2。以相对收入确定的重庆九叶青花椒主产区氮肥推荐施用量为低等级 320～480 kg·hm-2、较低等级 280～320 kg·hm-2、中等级 240～280 kg·hm-2、较高等级 200～240 kg·hm-2、高等级 60～200 kg·hm-2 （表3）。
2.2 土壤有效磷分级指标和九叶青花椒磷肥推荐施用量
2.2.1 土壤有效磷分级指标的建立
缺磷区花椒相对产量、相对品质综合值、相对收入分别与土壤有效磷含量拟合所得方程为 y=9.0089ln（x）+39.378、y=20.583ln（x）+9.716、 y=16.873ln（x）+8.22252，方程决定系数分别为 0.47、0.68、0.46（ 图3）。缺磷区花椒相对产量 40%、 50%、60%、70% 对应的土壤有效磷含量为 5.2、 10.3、20.4、79.8 mg·kg-1。由此确定的各等级有效磷范围：低等级（<5 mg·kg-1）、较低等级（5～10 mg·kg-1）、中等级（10～20 mg·kg-1）、较高等级（20～80 mg·kg-1）、高等级（≥ 80 mg·kg-1）。缺磷区花椒相对品质综合值 40%、50%、60%、 70% 对应的土壤有效磷含量为 10.1、20.2、30.3、 50.1 mg·kg-1。由此确定的各等级有效磷范围：低等级（<10 mg·kg-1）、较低等级（10～20 mg·kg-1）、中等级（20～30 mg·kg-1）、较高等级（30～50 mg·kg-1）、高等级（≥ 50 mg·kg-1）。缺磷区花椒相对收入 50%、60%、70%、80% 对应的土壤有效磷含量为 12.42、22.31、40.12、70.34 mg·kg-1。由此确定的各等级有效磷范围：低等级（<12 mg·kg-1）、较低等级（12～22 mg·kg-1）、中等级（22～40 mg·kg-1）、较高等级（40～70 mg·kg-1）、高等级（≥ 70 mg·kg-1）。
图2花椒主产区不同分级标准土壤碱解氮含量与最佳施氮量关系
注：A 表示相对产量分级土壤碱解氮含量与最佳施氮量关系，B 表示相对品质综合值分级土壤碱解氮含量与最佳施氮量关系，C 表示相对收入分级土壤碱解氮含量与最佳施氮量关系。施氮量以 N 计算。
表3花椒主产区不同分级标准划分土壤碱解氮分级指标和氮肥推荐施用量
2.2.2 九叶青花椒磷肥推荐施用量的确定
土壤有效磷含量与相对产量、相对品质综合值、相对收入确定的磷肥最佳施用量拟合方程分别为 y=-2.035ln（x）+17.104、y=-59.76ln（x）+ 363.87、y=-51.51ln（x）+360.52，方程决定系数分别为 0.47、0.53、0.57（图4）。试验点磷肥（P2O5） 最高施用量 330 kg·hm-2 为低等级土壤推荐施肥量上限，收获期花椒果实带走的磷 7.5 kg·hm2 为高等级土壤推荐施肥量的下限。以相对产量确定的土壤有效磷丰缺指标 5、10、20、80 mg·kg-1 对应的磷肥推荐施用量分别为 210.21、194.52、 165.14、120.41 kg·hm-2。以相对产量确定的重庆九叶青花椒主产区磷肥推荐施用量为低等级 210～330 kg·hm2、较低等级 195～210 kg·hm-2、中等级 165～195 kg·hm-2、较高等级 120～165 kg·hm-2、高等级 7.5～120 kg·hm-2。以相对品质综合值确定的土壤有效磷丰缺指标 10、20、30、 50 mg·kg-1 对应的磷肥推荐施用量分别为 230.11、 210.23、180.14、140.34 kg·hm-2。以相对品质综合值确定的重庆九叶青花椒主产区磷肥推荐施用量为低等级 230～330 kg·hm-2、较低等级 210～230 kg·hm-2、中等级 180～210 kg·hm-2、较高等级 140～180 kg·hm-2、高等级 7.5～140 kg·hm-2。以相对收入确定的土壤有效磷丰缺指标 12、22、40、 70 mg·kg-1 对应的磷肥推荐施用量为 220.21、200.31、 170.22、125.32 kg·hm-2。以相对收入确定的重庆九叶青花椒主产区磷肥推荐施用量为低等级 220～330 kg·hm-2、较低等级 200～220 kg·hm-2、中等级 170～200 kg·hm-2、较高等级 125～170 kg·hm-2、高等级 7.5～125 kg·hm-2（表4）。
图3花椒缺磷区相对产量、相对品质综合值、相对收入与土壤有效磷含量关系
图4花椒主产区不同分级标准土壤有效磷含量与最佳施磷量关系
注：A 表示相对产量分级土壤有效磷含量与最佳施磷量关系，B 表示相对品质综合值分级土壤有效磷含量与最佳施磷量关系，C 表示相对收入分级土壤有效磷含量与最佳施磷量关系。施磷量以 P2O5 计算。
表4花椒主产区不同分级标准划分土壤有效磷分级指标和磷肥推荐施用量
2.3 土壤速效钾分级指标和九叶青花椒钾肥推荐施用量
2.3.1 土壤速效钾分级指标的建立
缺钾区花椒相对产量、相对品质综合值、相对收入分别与土壤速效钾含量拟合所得方程为 y=15.822ln（x）-35.261、y=18.82ln（x）-35.717、 y=24.188ln（x）-64.578，方程决定系数分别为 0.64、 0.68、0.54（ 图5）。缺钾区花椒相对产量 40%、 50%、60%、70% 对应的土壤速效钾含量分别为 100.31、199.61、350.43、549.81 mg·kg-1。由此确定的各等级速效钾范围：低等级（<100 mg·kg-1）、较低等级（100～200 mg·kg-1）、中等级（200～350 mg·kg-1）、较高等级（350～550 mg·kg-1）、高等级（≥ 550 mg·kg-1）。缺磷区花椒相对品质综合值 40%、50%、60%、70% 对应的土壤速效钾含量分别为 60.12、100.24、160.43、280.12 mg·kg-1。由此确定的各等级速效钾范围：低等级（<60 mg·kg-1）、较低等级（60～100 mg·kg-1）、中等级（100～160 mg·kg-1）、较高等级（160～280 mg·kg-1）、高等级（≥ 280 mg·kg-1）。缺钾区花椒相对收入 50%、 60%、70%、80% 对应的土壤速效钾含量分别为 110.40、165.21、210.43、390.21 mg·kg-1。由此确定的各等级速效钾范围：低等级（<110 mg·kg-1）、较低等级（110～165 mg·kg-1）、中等级（165～210 mg·kg-1）、较高等级（210～390 mg·kg-1）、高等级（≥ 390 mg·kg-1）。
2.3.2 九叶青花椒钾肥推荐施用量的确定
土壤速效钾含量与相对产量、相对品质综合值、相对收入确定的钾肥最佳施用量拟合方程分别为 y=-3.172ln（x）+26.852、y=-72.34ln（x）+533.9、 y=-78.83ln（x）+570.31，方程决定系数分别为 0.72、0.60、0.59（ 图6）。试验点钾肥（K2O）最高施用量 270 kg·hm-2 为低等级土壤推荐施肥量上限，收获期花椒果实带走的钾 45.2 kg·hm-2 为高等级土壤推荐施肥量的下限。以相对产量确定的土壤速效钾丰缺指标 100、200、350、550 mg·kg-1 对应的钾肥推荐施用量分别为 180.41、150.20、 120.31、105.21 kg·hm-2。以相对产量确定的重庆九叶青花椒主产区钾肥推荐施用量为低等级 180～270 kg·hm-2、较低等级 150～180 kg·hm-2、中等级 120～150 kg·hm-2、较高等级 105～120 kg·hm-2、高等级 45～105 kg·hm-2。以相对品质综合值确定的土壤速效钾丰缺指标 60、100、160、280 mg·kg-1 对应的钾肥推荐施用量分别为 240.1、205.3、170.2、 130.4 kg·hm-2。以相对品质综合值确定的重庆九叶青花椒主产区钾肥推荐施用量为低等级 240～270 kg·hm-2、较低等级 205～240 kg·hm-2、中等级 170～205 kg·hm-2、较高等级 130～170 kg·hm-2、高等级 45～130 kg·hm-2。以相对收入确定的土壤速效钾丰缺指标 110、165、210、 390 mg·kg-1 对应的磷肥推荐施用量分别为 200.23、 165.31、130.22、110.14 kg·hm-2。以相对收入确定的重庆九叶青花椒主产区钾肥推荐施用量为低等级 200～270 kg·hm-2、较低等级 165～200 kg·hm2、中等级 130～165 kg·hm-2、较高等级 110～130 kg·hm-2、高等级 45～110 kg·hm-2（表5）。
图5花椒缺钾区相对产量、相对品质综合值、相对收入与土壤速效钾含量关系
图6花椒主产区不同分级标准土壤速效钾含量与最佳施钾量关系
注：A 表示相对产量分级土壤速效钾含量与最佳施钾量关系，B 表示相对品质综合值分级土壤速效钾含量与最佳施钾量关系，C 表示相对收入分级土壤速效钾含量与最佳施钾量关系。施钾量以 K2O 计算。
表5花椒主产区不同分级标准划分土壤速效钾分级指标和钾肥推荐施用量
3 讨论
3.1 基于 3 种不同指标划分重庆市花椒主产区土壤养分等级
土壤养分丰缺指标法是进行测土配方施肥的一种常用方法。在进行丰缺指标分级时，前人利用相对产量划分油菜、马铃薯的土壤养分等级，确定各等级的推荐施肥范围[18-19]。高宏艳等[12]以最经济产量和最高产量分别计算相对产量，划分玉米土壤养分丰缺指标，确定了玉米钾肥、磷肥各等级的推荐施肥量。李强等[20]开展丝瓜“3414”试验，分析相对产量与施肥量之间的关系，深入研究肥料增产效益与经济效益的关系，建立了该地区丝瓜最佳施肥量。邹娟等[21]研究发现，氮磷钾合理配施能有效提高油菜产量、品质和经济效益，土壤养分与产量、品质、经济效益具有相关性。因此本研究采用相对产量、相对品质综合值、相对收入进行土壤养分等级划分。基于 3 种指标确定的土壤养分含量与推荐施肥量的函数拟合效果不同。推荐施氮量与 3 个指标对应的碱解氮含量拟合方程决定系数为相对收入 0.63、相对品质综合值 0.48、相对产量 0.34；推荐施磷量与 3 个指标对应的有效磷含量拟合方程决定系数为相对收入 0.57、相对品质综合值 0.53、相对产量 0.47；推荐施钾量与 3 个指标对应的速效钾含量拟合方程决定系数为相对产量 0.72、相对品质综合值 0.60、相对收入 0.59，因此选择以相对收入划分土壤养分等级。滕召友等[22]研究表明，施肥是影响猕猴桃产量、品质和经济收益的重要因素。以碱解氮含量划分土壤肥力等级，综合肥料成本、猕猴桃价格，将最佳经济产量与施肥量建立模型，不同肥力等级碱解氮含量与最佳经济施肥量拟合方程决定系数为高肥力等级 0.87、中肥力等级 0.92、低肥力等级 0.93，因此以最佳经济产量施肥量作为猕猴桃推荐施肥指标。由此可见经济作物的土壤养分分级指标已经开始从相对产量向经济效益过渡，与本研究以相对收入来划分土壤养分等级相符。
土壤养分丰缺指标的分级标准并不统一，应根据当地的土壤状况、作物种类等因素适当调整。《测土配方施肥技术规范》推荐以 15% 为一级对土壤养分进行划分，相对产量低于 60% 为低等级；相对产量 60%～75% 为较低等级；相对产量 75%～90% 为中等级；相对产量 90%～95% 为较高等级；相对产量大于 95% 为高等级。本试验将碱解氮、有效磷、速效钾与相对产量、相对品质综合值、相对收入进行拟合，相对产量最低值为 40.74%，最高值为 69.02%，相对品质综合值最低值为 43.3%，最高值为 60.1%，相对收入最低值为 49.58%，最高值为 69.6%。孙洪仁等[23]研究发现，进行土壤养分分级时应该坚持各个丰缺级别跨度均等，保证不同丰缺级别推荐施肥精准度一致。以 15% 为一级，分级跨度较大，肥料投入成本较大；以 5% 为一级，虽然施肥精准度提高，肥料投入成本较低，但级别过多会提高实施难度。因此选择 10% 为一级较为合理，既降低了肥料投入成本，又较易施行。本研究将相对产量的分级标准确定为 40%、50%、60%、70%，将相对品质的分级标准确定为 40%、50%、60%、70%，将相对收入的分级标准确定为 50%、60%、70%、80%。
以相对收入确定的碱解氮分级范围为 60～165 mg·kg-1，相对产量和相对品质综合值确定的分级范围分别为 80～240、60～160 mg·kg-1，相对品质综合值和相对收入确定的碱解氮范围相近，而相对产量确定的碱解氮范围比二者平均高出 48.44%。周玉燕等[24]确定的泰安县花椒主产区碱解氮范围为 30～150 mg·kg-1，与本研究确定的分级范围最低值相差较大，可能是地理因素造成的差异。相对产量、相对品质综合值、相对收入确定的有效磷分级范围分别为 5～80、10～50、12～70 mg·kg-1。唐海龙[25]测得的竹叶花椒试验地有效磷平均值为 33.7 mg·kg-1，与相对收入确定的分级范围平均值较符合。相对收入确定的速效钾分级范围为 110～390 mg·kg-1，相对产量确定的分级范围为 100～550 mg·kg-1，相对品质综合值确定的分级范围为 60～280 mg·kg-1。比较 3种指标确定的速效钾分级范围，发现以相对收入确定分级范围最低值与相对产量确定的最低值相近，比相对品质综合值确定的范围最低值高 83.3%。相对收入确定的分级范围最高值比相对产量确定的低 29.1%，比相对品质综合值确定的高 38.57%。陈政等[26]测得的汉源花椒园土壤速效钾平均值为 160.2 mg·kg-1，比相对收入确定的速效钾范围平均值略低，这是因为重庆花椒主产区土壤类型主要是紫色土，钾含量相对较高。因此，选择相对收入划分重庆花椒主产区土壤养分等级较为合理。
3.2 基于青花椒相对收入土壤养分分级的推荐施肥量
以相对产量、相对品质综合值和相对收入确定的九叶青花椒氮、钾肥推荐施肥量存在较大差异，磷肥推荐施肥量差异不大。与相对产量确定的推荐施肥量相比，相对品质综合值确定的氮肥推荐施肥量平均值提高 9.62%（低等级）、32.28%（较低等级）、57.33%（中等级）、92.16%（较高等级）、 69.78%（高等级）；相对收入确定的氮肥推荐施肥量平均值提高了 2.56%（低等级）、14.29%（较低等级）、38.67%（中等级）、72.55%（较高等级）、 57.58%（高等级）。比较分析发现根据 3 种养分分级指标确定的氮肥各等级推荐施肥量存在较大差异，尤其在较高、高等级差异最为显著，这是两种原因叠加造成的。一方面是因为根据相对产量、相对品质综合值和相对收入进行养分分级时，分级的梯度范围降低幅度较大，因此推荐施肥量会显著提高。另一方面是因为达到最佳品质需要适量增施氮肥。Liu 等[27]研究发现酰胺类物质是花椒的主要品质指标之一，酰胺类物质是氮基化合物，花椒品质指标对氮的需求更高。Lu 等[28]研究发现花椒果实生长期对氮需求较大，尤其在果实膨大期，增施氮肥可以缓解果皮与种子之间的营养竞争，促进花椒品质提升。吉光鹏等[29]研究表明，在香梨果实膨大期施加氮肥对果实生长有显著促进作用。杨江波[30]研究发现，不同施氮水平下，血橙最高产量氮用量为 0.67 kg·株-1，而果实维生素 C 最佳氮用量为 0.86 kg·株-1，与最高产量相比，品质最优氮用量提高了 28.36%。
基于 3 种指标确定的各等级磷肥推荐施肥量相差较小，与相对产量确定的推荐施钾量相比以相对品质综合值确定的各等级推荐施钾量分别提高了 13.33%（低等级）、34.85%（较低等级）、38.89%（中等级）、33.33%（较高等级）、16.67%（高等级）； 以相对收入确定的各等级推荐施钾量与相对产量确定的施钾量相差不大。滑小赞等[31]研究认为，适量增施钾肥能够显著提高油桃的品质指标，N2PK3处理下单果质量比 N2PK2 处理下提高 3.9%，且可溶性固形物、糖酸比、维生素 C 含量等品质指标均优于低钾处理。郭文龙等[32]研究发现，花椒产量最佳时氮磷钾比例为 11∶9∶15，花椒品质最佳时氮磷钾比例为 15∶5∶20，适当增加钾肥的比例，有利于提高花椒品质。因此，在施肥量达到最高产量需求后，随着施肥量增加，尽管产量增加并不明显，但可能还未达到最佳品质的施肥量，适度增加施肥量，品质指标还有提升空间。
本研究将花椒收获期籽粒带走的氮、磷、钾养分作为最低推荐施肥量，分别为氮肥 60 kg·hm-2，磷肥 7.5 kg·hm-2，钾肥 45 kg·hm-2。地理位置不同会造成最低推荐施肥量存在差异，前人研究确定的青花椒最低推荐施氮量为 114.2 kg·hm-2，最低推荐施磷量为 40.1 kg·hm-2，最低推荐施钾量为 200.02 kg·hm-2[33]，该地区海拔高度为 850 m，本研究试验地平均海拔 330 m，高海拔地区温度相对较低，昼夜温差较大，土壤有机质含量较低。高海拔地区作物要提高抗寒性，因此对钾的需求更高。研究表明，钾肥施用可以显著影响花椒的抗寒能力，施钾量在 180 kg·hm2 时，花椒的抗寒生理指标最优[34]；由于高海拔地区土壤有机质含量低，土壤保水保肥能力差，作物对营养元素的需求更高。不同树龄大红袍花椒的推荐施肥量存在显著差异，幼树最低推荐施肥量为氮肥 12.5 kg·hm-2、磷肥 10 kg·hm-2、钾肥 5 kg·hm-2；盛果树最低推荐施肥量为氮肥 40 kg·hm-2、磷肥 40 kg·hm-2、钾肥 15 kg·hm-2；老龄树最低推荐施肥量为氮肥 25 kg·hm-2、磷肥 40 kg·hm-2、钾肥 10 kg·hm-2[35]。研究发现，在一定范围内，含氮量较低的施肥处理下，花椒幼树的平均高度均高于高氮处理。这是因为幼树生长需要优先发展根系，因此施氮量应适当降低[36]；九叶青花椒不同生育期的养分需求不同，盛果期花椒对氮磷钾养分需求显著增加。这主要是因为盛果期作物要维持叶片密集生长，对氮的需求增高，磷、钾对于花芽分化和提高果实品质至关重要，对磷钾的需求增大[17]；随着树龄生长，果树养分需求发生变化，老龄果树大部分营养元素含量低于盛果树。这是因为盛果树处于生殖生长和营养生长旺盛时期，需要满足花芽分化、果实发育、树体营养储备等方面的需求，因此氮磷钾养分需求最高；而老龄树根系老化，吸收能力下降，其养分需求主要用于维持树体基础代谢和抗逆性，过量氮素会引起过度生长，因此老龄树对氮肥的需求较低，磷钾肥相对稳定[37]。渭北旱塬花椒的最低推荐施氮量为 4.4 kg·hm-2，最低推荐施磷量为 4.4 kg·hm-2，最低推荐施钾量为 4.95 kg·hm-2[38]，该地区最低推荐施肥量显著低于本研究确定的最低施肥量，这可能是气候不同造成的。渭北地区干旱少雨，干旱胁迫下花椒生长受到抑制，总体生物量下降，导致花椒对养分的需求降低[39]。温度、降水量是影响花椒生长的主要因素，气候干热、降水充足更适宜花椒生长。江津地区雨热同期，高温高湿，可以促进花椒快速生长，因此对养分的需求更大[40]。本研究受限于客观条件，在试验设计中未能涵盖地理位置、树龄、花椒品种、土壤肥力、气候等诸多因素，在一定程度上限制了研究结果的全面性。
4 结论
本研究比较了 3 种土壤养分分级指标，以相对收入划分土壤养分等级并确定的土壤养分含量与氮肥、磷肥的推荐施肥量拟合效果最佳。基于 3 种土壤养分分级指标构建的氮肥推荐施肥量差异最大，磷肥、钾肥推荐施肥量相差不大。花椒产量指标和品质指标对于氮的需求不同，在果实发育期花椒品质指标对氮的需求量更高。