程漢亭++沈奕德++范志偉++黃喬喬++李曉霞++黃東東
摘 要 通過構建橡膠-益智間作模式,并研究其土壤養分含量、膠園雜草防控效率和膠園經濟效益等問題綜合評價橡膠-益智復合生態系統。結果表明:橡膠-益智間作模式與單作橡膠比較,土壤有機質、全氮、速效磷、速效鉀含量土壤pH值無顯著差異;間作益智能顯著提高土壤含水量,0~20 和20~40 cm土壤層含水量分別提高了21.4%和27.1%;間作益智對膠園雜草具有很好的抑制作用,間作240 d時對雜草抑制率達到了75.2%;膠園間種益智能夠顯著提高膠園經濟收入,間作2年后經濟收入增幅達到64%。橡膠-益智間作復合生態系統提高了膠園土地利用效率,符合近年來大力發展林下經濟新形勢,構建“膠-藥”立體種植模式是拓展橡膠林下經濟發展的新思路。
關鍵詞 間作 ;橡膠園 ;生態效益 ;林下經濟
分類號 S794.1 ;S567.1+9
橡膠樹分泌膠乳煉成的天然橡膠是中國四大工業原料中唯一可再生資源,是國家緊缺的重要戰略物資。截止2013年,我國橡膠樹的種植面積已達近70萬hm2,其中海南省天然橡膠的種植面積達到53萬hm2,是中國最大的天然橡膠種植區。然而,回顧60多年發展走過的艱辛歷程,海南的臺風、云南的低溫寒害以及全國植膠區普遍發生的死皮病、白粉病、炭疽病等災害,加上橡膠種植非生產期長、單位產值偏低、產品市場價格波動較大等一系列不利因素的影響,長期以來一直困擾和制約著我國天然橡膠產業的可持續健康發展[1]。同時,單一膠林模式不能充分開發利用當地自然資源和維護生態平衡。
間作是指一茬有兩種或兩種以上生育季節相近的作物,在同一塊田地上成行或成帶(多行)間隔種植的方式。間作可提高土地利用率以及水分利用率[2-3],由間作形成的作物復合群體可增加對陽光的截取與吸收,減少光能的浪費;同時,兩種作物根據各自優勢間作可產生良好的互補作用。為了解決單一橡膠林地凸現出來的這些問題,同時充分發揮膠園的資源利用效率,提高膠園的綜合效益,膠園間作已成為提高橡膠生產效益的一項重要措施[4]。其間作復合系統的主要模式有:橡膠-茶、橡膠-甘蔗、橡膠-菠蘿、橡膠-胡椒、橡膠-咖啡、橡膠-肉桂、橡膠-砂仁、橡膠-益智、橡膠-茶-雞等[5]。然而對于膠園間作研究多局限于生產力、生態、水分、化感作用、營養元素的生物循環與能量流動及經濟效益上,而很少把它作為一個完整的復合生態系統來研究。本研究主要通過對成年膠園間作南藥益智種植模式的綜合評價,尋找出一種適宜海南膠園較大面積推廣的膠園間作模式,在給農民帶來較高經濟效益同時,也能改善膠園氣候小環境,有利于膠樹生長的一種復合生態系統,這樣既充分合理地利用了土地資源,又能提高膠園整體效益,為建立適合海南生態環境的膠園間作模式提供理論依據。
1 材料與方法
1.1 研究區自然概況
試驗區域地處于海南省瓊中縣紅毛鎮境內,該地區位于熱帶海洋季風區北緣,雨水充沛,氣候溫和。平均氣溫22℃,年平均日照時間1 600~2 000 h,年平均相對濕度為80%~85%,年平均降水量為2 200~2 444 mm。土壤屬于磚紅壤土,土層厚度約95~110 cm。
1.2 方法
1.2.1 試驗設計
供試橡膠栽培品種為PR107,橡膠林段栽植橡膠時間為2000年,株行距3 m×6 m。本試驗分為單作橡膠和橡膠-益智間作兩種種植模式處理,每個處理各3次重復,共6個種植帶(小區),隨機區組排列。種植帶的規格為12 m×30 m,在每個種植帶四周設置保護行。2012年6月,將成年益智植株整株移栽的方式種植在6 m的橡膠行帶下,每橡膠行帶種植1行益智,益智株距1.5 m。益智植株株高1.5~2.0 m。試驗期間,單作橡膠和橡膠-益智間作處理均按照橡膠樹生產日常管理,期間不清理膠園雜草,種植至2014年6月益智果實收獲。
1.2.2 測定方法
土壤養分和含水量的測定:用對角線5點取樣法,分別在2012年6月和2014年6月對每個小區按S型布置10個點,分別采集0~20和20~40 cm 土層的土樣,各自混合為一個樣,用四分法縮至500 g左右,采用常規分析法進行分析化驗。其中半微量開氏法測定全氮;速效鉀含量測定用1 mol/L醋酸氨光焰光度計法;速效磷含量測定用碳酸氫鈉提鉬銻抗比色法;有機質含量測定用油浴加熱—K2CrO7(重鉻酸鉀)容量法:pH值測定用pH計,含水量測定用烘干法。
雜草防效調查:每處理隨機取4點,每點調查1 m×1 m樣方。觀測60、120、180和240 d橡膠園雜草的防除效果。
控草效果(%)=(單作橡膠區雜草株數-橡膠-益智間作區雜草株數)/單作橡膠區雜草株數×l00%
作物產量測定:由于間作在橡膠林下的是益智成年植株,2014年6月間作的益智產量恢復到了成年植株的產量,此時測定個處理益智產量。橡膠干膠產量按照該地區原有的割膠制度下測定年干膠產量。
2 結果與分析
2.1 膠園間作益智對土壤養分含量的影響
膠園間作2年后各處理的土壤養分含量如表1所示,橡膠-益智間作與對照相比較土壤有機質、全氮、速效磷和速效鉀含量無顯著差異。橡膠林下間作的益智對土壤養分的儲存以及隨收獲果實移走部分養分,土壤養分會下降,但是橡膠-益智間作模式下,土壤養分含量并沒有顯著下降,可能一方面是橡膠樹施肥管理彌補了土壤養分的轉移;另一方面是間作益智后提高了土壤保肥能力。王世敏[6]研究成齡橡膠間作益智試驗發現,間作膠園的土壤肥力有提高的趨勢;周再知[7]在橡膠與砂仁間作復合生態系統營養元素循環的研究間也表明,種砂仁可明顯增加林分植物庫中營養元素的含量,間作林中營養元素總積存量達3 447.07 kg/hm2,是純膠林的2.53倍。見表1。
2.2 膠園間作益智對土壤含水量和pH值的影響endprint
間作益智后土壤的含水量比對照區的略有升高。0~20 cm土層的土壤含水量增加了21.4%;20~40 cm土層的土壤含水量增加了27.1%。其原因主要有:塊根系植物益智能夠更好地起到涵養水分的作用;在種益智時挖的種植穴對降雨也有節流作用,加強了土壤對水分的涵養能力。土壤水分與橡膠樹的生長和產膠都有直接的關系,因此間作后土壤含水量的升高有利于橡膠樹生長。見表2。
2.3 膠園間作益智對膠園雜草防控效果
間作益智對膠園雜草生長影響研究表明,膠園間種益智在一定程度上抑制了雜草的生長。間種后60 d與對照比較雜草抑制率達到了42.3%;隨著益智植株分蘗生長,益智植株占據了橡膠樹行間的大部分空間,間種240 d時對雜草抑制率達到了75.2%。對雜草的生長具有很好的抑制作用。膠園間作益智對雜草抑制作用主要有以下幾種方式完成的:一是益智植株具有發達的根系和地上莖遮蔭作用,對光、熱、水的競爭明顯高于膠園雜草,使其他雜草籽粒在土壤中萌發受到抑制;二是生態位先占原理,即益智植株搶先占據了幼齡膠園的空白生境,其他雜草難以侵入。
生產實踐證明,實行間作、套種或混作,既可充分利用光能、土地面積、空間和有效生長期,又能克服病、蟲、草對單一栽培作物的危害,從而提高幾種作物單位面積的產量,是栽培上的良法[8]。小麥與鷹嘴豆間作,不但可以增加土地利用效率,而且能夠顯著降低田間雜草密度和生物量[9]。在墨西哥,香蕉間作大豆或玉米,不僅能增加玉米和大豆產量,還能有效的控制雜草,減少化學除草劑的使用[10]。在尼日利亞西南地區,當地普遍使用的甘薯與玉米間作模式可以有效的降低玉米田間雜草的密度和干重,并且能夠增加玉米的產量[11]。因此,研究探索對雜草抑制效果比較明顯的間套作體系是農田雜草控制的生態途徑之一。見圖1。
2.4 膠園間作益智的經濟效應
橡膠園間作益智兩年后,每公頃收獲益智干果270 kg,按照2014年益智干果80元/kg計算,橡膠園每公頃因間作益智增加經濟收入約2.16萬元,除去投入成本種苗費和人工費共計7 500元,純收入增加1.41萬元。2014年干膠價格為14元/kg,間作膠園收獲的干膠經濟收入僅為2.205萬元/hm2。橡膠園間作益智后經濟收入增加了64%,顯著提高了橡膠園經濟收入。而且間作益智只需要第一年投入種苗費,以后20~30年只需要做好田間管理,是一項投入成本低,收入持久穩定的產業。近年膠價持續低迷,由2011年的3.6萬元/t降到現在的1.4萬元/t,膠價的走低和勞動力成本的增加導致膠農經濟收入低,嚴重影響了橡膠產業的發展壯大。通過膠園間作益智提高膠園經濟收益,彌補膠價低迷對膠農造成的經濟損失,保障了橡膠產業健康發展。見表3。
3 討論與結論
橡膠-益智間作復合生態系統提高了膠園土地利用效率,提高了膠園生態系統的整體效益。在海南墾區,水熱光等自然資源豐富,坡地、林地是橡膠園種植利用的主要土地資源,實施膠園間種南藥益智是橡膠產業與特色南藥的有機結合。本文通過開展橡膠林下間作益智試驗表明,成年膠園間作益智后土壤有機質、全氮、速效磷和速效鉀含量無顯著差異;0~20 和20~40 cm土壤層含水量分別提高了21.4%和27.1%;間作益智對膠園雜草具有很好的抑制作用,間作240 d時對雜草抑制率達到了75.2%;膠園間種益智能夠顯著提高膠園經濟收入,間作2年后每公頃增加經濟收入約2.16萬元,增幅達到64%。
我國橡膠樹的種植面積已達近70萬hm2,利用林下空間進行膠園間作也已有幾十年的歷史,其中膠-茶間作、膠-南藥間作模式更是成功的典范。但從90年代后膠園間作便一直在走下坡路,但隨著市場物資不斷豐富,膠園間作生產在規模效益、產品品質上受到挑戰,由于相關市場開發不足等原因,一些間作生產如橡膠-茶葉、橡膠-益智等逐漸退出了舞臺[4,12]。隨著人們生活水平的提高和保健意識的增強,作為藥食同源的南藥益智被開發出一系列產品,導致益智價格近年來一路攀升,這些因素使得膠園間作益智的生產模式迎來了新的發展契機。
膠園間作要因地制宜,并結合市場需求多元化發展,如橡膠-益智、橡膠-砂仁、橡膠-茶等多種模式,通過間作不同組合構成的多種作物、多層次、多功能的人工復合群體,有效地發揮林中的光、肥、水、氣、熱等資源的生產潛力,使間作中各作物在空間與水肥上相互利用與相互補充,可獲得比單作更好的效果與經濟效益。
參考文獻
[1] 李維銳,趙國祥,張洪波. 應用生物多樣性理論構建新型膠園復合生態系統的思考[J]. 熱帶農業科學,2009,29(5):57-61.
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[9] Banik P, Midya A, Sarkar B K. Wheat and chickpea intercropping systems in an additive series experiment: Advantages and weed smothering[J]. Europ J Agronomy. 2006, 24: 325-332.
[10] Anaya A L, Ortega R C, Rodriguez V N. Allelopathy: basic and applied aspects[M]. New York: Chapman & Hall, 1992.
[11] Aladesanwa R D, Adigun A W. Evaluation of sweet potato (Ipomoea batatas) live mulch at different spacings for weed suppression and yield response of maize(Zea mays L.)in southwestern Nigeria[J]. Crop Protection. 2008, 27(6): 968-975.
[12] 林位夫,曾憲海,謝貴水,等. 關于橡膠園間作的思考與實踐[J]. 中國熱帶農業, 2011(4): 11-15.endprint
間作益智后土壤的含水量比對照區的略有升高。0~20 cm土層的土壤含水量增加了21.4%;20~40 cm土層的土壤含水量增加了27.1%。其原因主要有:塊根系植物益智能夠更好地起到涵養水分的作用;在種益智時挖的種植穴對降雨也有節流作用,加強了土壤對水分的涵養能力。土壤水分與橡膠樹的生長和產膠都有直接的關系,因此間作后土壤含水量的升高有利于橡膠樹生長。見表2。
2.3 膠園間作益智對膠園雜草防控效果
間作益智對膠園雜草生長影響研究表明,膠園間種益智在一定程度上抑制了雜草的生長。間種后60 d與對照比較雜草抑制率達到了42.3%;隨著益智植株分蘗生長,益智植株占據了橡膠樹行間的大部分空間,間種240 d時對雜草抑制率達到了75.2%。對雜草的生長具有很好的抑制作用。膠園間作益智對雜草抑制作用主要有以下幾種方式完成的:一是益智植株具有發達的根系和地上莖遮蔭作用,對光、熱、水的競爭明顯高于膠園雜草,使其他雜草籽粒在土壤中萌發受到抑制;二是生態位先占原理,即益智植株搶先占據了幼齡膠園的空白生境,其他雜草難以侵入。
生產實踐證明,實行間作、套種或混作,既可充分利用光能、土地面積、空間和有效生長期,又能克服病、蟲、草對單一栽培作物的危害,從而提高幾種作物單位面積的產量,是栽培上的良法[8]。小麥與鷹嘴豆間作,不但可以增加土地利用效率,而且能夠顯著降低田間雜草密度和生物量[9]。在墨西哥,香蕉間作大豆或玉米,不僅能增加玉米和大豆產量,還能有效的控制雜草,減少化學除草劑的使用[10]。在尼日利亞西南地區,當地普遍使用的甘薯與玉米間作模式可以有效的降低玉米田間雜草的密度和干重,并且能夠增加玉米的產量[11]。因此,研究探索對雜草抑制效果比較明顯的間套作體系是農田雜草控制的生態途徑之一。見圖1。
2.4 膠園間作益智的經濟效應
橡膠園間作益智兩年后,每公頃收獲益智干果270 kg,按照2014年益智干果80元/kg計算,橡膠園每公頃因間作益智增加經濟收入約2.16萬元,除去投入成本種苗費和人工費共計7 500元,純收入增加1.41萬元。2014年干膠價格為14元/kg,間作膠園收獲的干膠經濟收入僅為2.205萬元/hm2。橡膠園間作益智后經濟收入增加了64%,顯著提高了橡膠園經濟收入。而且間作益智只需要第一年投入種苗費,以后20~30年只需要做好田間管理,是一項投入成本低,收入持久穩定的產業。近年膠價持續低迷,由2011年的3.6萬元/t降到現在的1.4萬元/t,膠價的走低和勞動力成本的增加導致膠農經濟收入低,嚴重影響了橡膠產業的發展壯大。通過膠園間作益智提高膠園經濟收益,彌補膠價低迷對膠農造成的經濟損失,保障了橡膠產業健康發展。見表3。
3 討論與結論
橡膠-益智間作復合生態系統提高了膠園土地利用效率,提高了膠園生態系統的整體效益。在海南墾區,水熱光等自然資源豐富,坡地、林地是橡膠園種植利用的主要土地資源,實施膠園間種南藥益智是橡膠產業與特色南藥的有機結合。本文通過開展橡膠林下間作益智試驗表明,成年膠園間作益智后土壤有機質、全氮、速效磷和速效鉀含量無顯著差異;0~20 和20~40 cm土壤層含水量分別提高了21.4%和27.1%;間作益智對膠園雜草具有很好的抑制作用,間作240 d時對雜草抑制率達到了75.2%;膠園間種益智能夠顯著提高膠園經濟收入,間作2年后每公頃增加經濟收入約2.16萬元,增幅達到64%。
我國橡膠樹的種植面積已達近70萬hm2,利用林下空間進行膠園間作也已有幾十年的歷史,其中膠-茶間作、膠-南藥間作模式更是成功的典范。但從90年代后膠園間作便一直在走下坡路,但隨著市場物資不斷豐富,膠園間作生產在規模效益、產品品質上受到挑戰,由于相關市場開發不足等原因,一些間作生產如橡膠-茶葉、橡膠-益智等逐漸退出了舞臺[4,12]。隨著人們生活水平的提高和保健意識的增強,作為藥食同源的南藥益智被開發出一系列產品,導致益智價格近年來一路攀升,這些因素使得膠園間作益智的生產模式迎來了新的發展契機。
膠園間作要因地制宜,并結合市場需求多元化發展,如橡膠-益智、橡膠-砂仁、橡膠-茶等多種模式,通過間作不同組合構成的多種作物、多層次、多功能的人工復合群體,有效地發揮林中的光、肥、水、氣、熱等資源的生產潛力,使間作中各作物在空間與水肥上相互利用與相互補充,可獲得比單作更好的效果與經濟效益。
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[12] 林位夫,曾憲海,謝貴水,等. 關于橡膠園間作的思考與實踐[J]. 中國熱帶農業, 2011(4): 11-15.endprint
間作益智后土壤的含水量比對照區的略有升高。0~20 cm土層的土壤含水量增加了21.4%;20~40 cm土層的土壤含水量增加了27.1%。其原因主要有:塊根系植物益智能夠更好地起到涵養水分的作用;在種益智時挖的種植穴對降雨也有節流作用,加強了土壤對水分的涵養能力。土壤水分與橡膠樹的生長和產膠都有直接的關系,因此間作后土壤含水量的升高有利于橡膠樹生長。見表2。
2.3 膠園間作益智對膠園雜草防控效果
間作益智對膠園雜草生長影響研究表明,膠園間種益智在一定程度上抑制了雜草的生長。間種后60 d與對照比較雜草抑制率達到了42.3%;隨著益智植株分蘗生長,益智植株占據了橡膠樹行間的大部分空間,間種240 d時對雜草抑制率達到了75.2%。對雜草的生長具有很好的抑制作用。膠園間作益智對雜草抑制作用主要有以下幾種方式完成的:一是益智植株具有發達的根系和地上莖遮蔭作用,對光、熱、水的競爭明顯高于膠園雜草,使其他雜草籽粒在土壤中萌發受到抑制;二是生態位先占原理,即益智植株搶先占據了幼齡膠園的空白生境,其他雜草難以侵入。
生產實踐證明,實行間作、套種或混作,既可充分利用光能、土地面積、空間和有效生長期,又能克服病、蟲、草對單一栽培作物的危害,從而提高幾種作物單位面積的產量,是栽培上的良法[8]。小麥與鷹嘴豆間作,不但可以增加土地利用效率,而且能夠顯著降低田間雜草密度和生物量[9]。在墨西哥,香蕉間作大豆或玉米,不僅能增加玉米和大豆產量,還能有效的控制雜草,減少化學除草劑的使用[10]。在尼日利亞西南地區,當地普遍使用的甘薯與玉米間作模式可以有效的降低玉米田間雜草的密度和干重,并且能夠增加玉米的產量[11]。因此,研究探索對雜草抑制效果比較明顯的間套作體系是農田雜草控制的生態途徑之一。見圖1。
2.4 膠園間作益智的經濟效應
橡膠園間作益智兩年后,每公頃收獲益智干果270 kg,按照2014年益智干果80元/kg計算,橡膠園每公頃因間作益智增加經濟收入約2.16萬元,除去投入成本種苗費和人工費共計7 500元,純收入增加1.41萬元。2014年干膠價格為14元/kg,間作膠園收獲的干膠經濟收入僅為2.205萬元/hm2。橡膠園間作益智后經濟收入增加了64%,顯著提高了橡膠園經濟收入。而且間作益智只需要第一年投入種苗費,以后20~30年只需要做好田間管理,是一項投入成本低,收入持久穩定的產業。近年膠價持續低迷,由2011年的3.6萬元/t降到現在的1.4萬元/t,膠價的走低和勞動力成本的增加導致膠農經濟收入低,嚴重影響了橡膠產業的發展壯大。通過膠園間作益智提高膠園經濟收益,彌補膠價低迷對膠農造成的經濟損失,保障了橡膠產業健康發展。見表3。
3 討論與結論
橡膠-益智間作復合生態系統提高了膠園土地利用效率,提高了膠園生態系統的整體效益。在海南墾區,水熱光等自然資源豐富,坡地、林地是橡膠園種植利用的主要土地資源,實施膠園間種南藥益智是橡膠產業與特色南藥的有機結合。本文通過開展橡膠林下間作益智試驗表明,成年膠園間作益智后土壤有機質、全氮、速效磷和速效鉀含量無顯著差異;0~20 和20~40 cm土壤層含水量分別提高了21.4%和27.1%;間作益智對膠園雜草具有很好的抑制作用,間作240 d時對雜草抑制率達到了75.2%;膠園間種益智能夠顯著提高膠園經濟收入,間作2年后每公頃增加經濟收入約2.16萬元,增幅達到64%。
我國橡膠樹的種植面積已達近70萬hm2,利用林下空間進行膠園間作也已有幾十年的歷史,其中膠-茶間作、膠-南藥間作模式更是成功的典范。但從90年代后膠園間作便一直在走下坡路,但隨著市場物資不斷豐富,膠園間作生產在規模效益、產品品質上受到挑戰,由于相關市場開發不足等原因,一些間作生產如橡膠-茶葉、橡膠-益智等逐漸退出了舞臺[4,12]。隨著人們生活水平的提高和保健意識的增強,作為藥食同源的南藥益智被開發出一系列產品,導致益智價格近年來一路攀升,這些因素使得膠園間作益智的生產模式迎來了新的發展契機。
膠園間作要因地制宜,并結合市場需求多元化發展,如橡膠-益智、橡膠-砂仁、橡膠-茶等多種模式,通過間作不同組合構成的多種作物、多層次、多功能的人工復合群體,有效地發揮林中的光、肥、水、氣、熱等資源的生產潛力,使間作中各作物在空間與水肥上相互利用與相互補充,可獲得比單作更好的效果與經濟效益。
參考文獻
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