椰子可可間作下種植密度對作物產量及經濟效益的影響

趙溪竹等

椰子可可間作下種植密度對作物產量

摘 要 研究椰子可可間作條件下，不同種植密度可可對椰子和可可產量及經濟效益的影響。試驗共設7個處理：在椰園間作不同密度的可可2.0 m×2.0 m（A）、3.0 m×2.0 m（B）和3.0 m×3.0 m（C），以單作椰子6.0 m×6.0 m（CN）和單作可可2.0 m×2.0 m（CA）、3.0 m×2.0 m（CB）和3.0 m×3.0 m（CC）為對照。結果表明：間作不同密度的可可均顯著提高椰子葉片全氮、全磷和全鉀等養分含量；間作園土壤有機質、全氮、有效磷、速效鉀等養分含量均顯著高于單作椰園；間作可可使椰子產量顯著提高，間作可可產量高于單作可可，但差異不顯著；處理C的產投比和土地當量比較高。在海南椰園，采用3.0 m×3.0 m的密度間種可可有利于經濟效益提高，并起到節本增效的作用。

關鍵詞 可可；種植密度；間作；產量；土地當量比

中圖分類號 S571.3 文獻標識碼 A

Abstract The effects of planting density on economic benefits and yield of crops in cocoa（Theobroma cacao L.）and coconut intercropping systems were examined. The experiment comprised seven treatments， three intercropping treatments consisting of cocoa spaced as 2.0 m×2.0 m（A）， 3.0 m×2.0 m（B）and 3.0 m×3.0 m（C）， sole coconut 6.0 m×6.0 m（CN）and sole cocoa（2.0 m×2.0 m CA， 3.0 m×2.0 m CB and 3.0 m×3.0 m CC）. The main results obtained were listed as follows： Intercropping different densities of cocoa significantly improved total nitrogen， total phosphorus and total potassium contents of coconut leaves. The soil organic matter， total nitrogen， available phosphorus and available potassium contents under intercropping were all significantly higher than monoculture coconut garden. Intercropping cocoa obviously improved the coconut productions. The yields of intercropping cocoa were higher than monoculture ones， but not significantly. The ratios of input-output and land equivalent of treatment C were higher than A and B. Coconut intercropping cocoa by spaced as 3.0 m×3.0 m was conducive to increasing the economic benefits in Hainan. In other words， it could reduce cost and increase efficiency.

Key words Theobroma cacao L.； Planting density； Intercropping； Yield； Land equivalent ratio

可可（Theobroma cacao L.）是世界三大飲料作物之一，具有較高的附加值，是制造巧克力的主要原料，也是全世界熱帶地區近600萬農民的主要經濟來源[1]。可可原產于南美洲亞馬遜河流域的熱帶雨林下，其生長過程需要一定的蔭蔽，因此，許多國家的農戶選擇在遮蔭樹下種植可可。采取與遮蔭樹間作的模式種植可可，不僅可提高生物多樣性、增強土壤碳固定、增加土地肥力和抗旱性，同時控制雜草和病蟲害[2]。加納、印度尼西亞和巴布亞新幾內亞等世界可可主產國普遍采用椰子間作可可種植模式[3-5]。近年來，海南大力發展特色熱帶農業。可可作為熱區特色經濟產業，因其適宜與椰子、檳榔等熱帶經濟林復合栽培，同時可充分利用土地和自然資源，增加單位面積的經濟效益，越來越受到農民的青睞。然而，由于目前生產上缺乏配套技術，嚴重影響了定植后的生產管理，導致不同間作密度下經濟效益差異較大，影響了農民的種植積極性，也制約了可可產業的發展。海南現有椰林4.6萬hm2[6]，占中國椰子種植面積的95%[7]，可可與椰子復合栽培具有廣闊的發展空間。我國于20世紀80年代開始對椰子間作可可種植模式進行研究[8]，但是仍缺乏對不同種植密度間綜合效益的比較。如何有效利用土地、提高土地生產力、增加農民收入是目前林下經濟發展的重要研究課題，也是海南椰子可持續發展和可可產業快速發展的關鍵問題之一。隨著我國可可加工企業對原料需求的不斷增大，更應注重在提高土地利用率的同時，篩選適宜的配置方式。基于此，本研究以椰園中種植不同密度可可的作物及土壤養分含量、產量、經濟指標等為研究對象，篩選適宜的種植密度，以期為我國可可復合栽培模式的推廣應用提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

試驗于2004～2011年在中國熱帶農業科學院椰子研究所三隊半島的椰子基地進行，該地位于海南省文昌市（東經110°47，北緯19°33′，海拔32.5 m），屬于濱海臺地，地勢平坦，具有熱帶和亞熱帶氣候特點，屬熱帶季風島嶼型氣候。年均溫度為23.9 ℃，年均降雨量為2 361 mm，年均濕度為86%，土壤為砂質土。0～20 cm土層含有機質0.78%，全氮0.03%，有效磷4.21 mg/kg，速效鉀29.34 mg/kg，pH值5.82。

1.2 試驗設計和材料

1.2.1 間作處理 椰子品種為黃矮椰子，于1982年定植，株行距為6.0 m×6.0 m，蔭蔽度為70%，株高11～13m，長勢旺盛，無明顯病蟲害發生。可可（Trinitario類）為當年生苗，于2004年10月定植于椰子行間。間種前對椰子進行斷根處理，即在距離樹頭1 m處挖30 cm×75 cm（寬×深）的直溝，挖后不回土。以間作體系中不同可可種植密度為處理，共3個處理（圖1），每個處理面積18.0 m×18.0 m，3個重復。每個處理均設單作可可和單作椰子為對照。

1.2.2 施肥管理 每株可可基施有機肥10 kg，并于每年春季對可可輪流穴施有機肥，每株施10 kg。每年施化肥3次，將尿素0.1 kg、過磷酸鈣0.2 kg、氯化鉀0.05 kg和復合肥0.15 kg分成3等份，分別在4月、9月和11月開淺溝環施。試驗期內不對椰子施肥。

1.3 樣品采集和養分測定

2008年，間作可可4年后，各處理隨機選取5株椰子，采第14片全展葉（從上往下）中部3對小葉，去頭尾和葉脈，80 ℃烘干至恒重，用于葉片養分測定分析。按“S”形采集椰子半徑2 m以外0～20 cm土壤樣品，每處理收集15份土樣，揀去石塊和樹根后裝在塑料袋內混勻，室內風干、過篩后置常溫用于土壤養分測定。全氮采用凱氏定氮法、有效磷采用銻鉬抗比色法、速效鉀K、Mg、Ca等采用火焰原子吸收光譜法測定[9]。

1.4 數據處理和統計分析

1.4.1 數據采集與處理 2008～2011年在椰子和可可果實成熟期，各處理均選取中間行植株，隨機調查15株，測定可可鮮果重量，記錄椰子數量。

以土地當量比（Land Equivalent Ratio，LER）作為衡量間作優勢的指標[10]：

LER=（Yip /Ymp）+（Yia /Yma）

式中，Yip和Yia分別為間作中椰子和可可的產量，Ymp和Yma分別為單作中椰子和可可的產量。當 LER>1時，表示間作比單作具有優勢。

經濟效益按照當地經濟標準計算。總投入（萬元/hm2）=管理費+農藥費+肥料費，不同處理可可的單株農藥和肥料施用量均一致；總產出（萬元/hm2）=椰子產量（萬個/hm2）×椰子單價（元/個）+可可產量（kg/hm2）×可可單價（元/kg），3年椰子平均單價為3.00元/個，可可平均單價為1.60元/kg。

1.4.2 統計分析 采用Microsoft Excel 2003整理數據及繪圖，采用SPSS 16.0（SPSS Inc.，USA）進行ANOVA方差分析和比較（LSD，p≤0.05）。

2 結果與分析

2.1 不同種植密度對椰子葉片及土壤養分含量的影響

由圖2可見，與CN相比，在椰園中間作不同種植密度的可可均顯著增加椰子葉片全氮、全磷和全鉀等養分含量。處理A、B、C的全氮含量分別提高24.66%、30.82%和29.45%，全磷含量分別提高50.00%、33.33%和38.89%，全鉀含量分別提高65.22%、47.83%和50.00%，但不同種植密度處理間全氮、全磷、全鉀等均未達顯著性差異。

由圖3可見，相比于CN，處理A、B、C的土壤有機質含量顯著提高，分別提高105.33%、76.00%和78.67%。同時處理A有機質含量顯著高于B和C，但B和C間差異不顯著。各處理全氮含量均顯著高于CN，但不同種植密度處理間差異不顯著；各處理有效磷含量與CN均呈顯著性差異，分別比CN提高82.64%、68.46%和85.82%；各處理速效鉀含量均顯著高于CN，分別提高87.34%、90.32%和69.66%，但不同種植密度處理間差異未達顯著水平。

2.2 不同種植密度對作物產量的影響

2008～2011年，間作模式下不同種植密度處理的椰子和可可平均年產量均高于單作模式（表1）。其中，間作模式種植密度3.0 m×2.0 m的椰子產量最高，比CN提高26.05%，但差異未達顯著。間作模式種植密度2.0 m×2.0 m的可可產量高于其他處理可可產量，比單作可可提高7.79%，差異也未達顯著水平。總體上，隨著種植密度的減小（株行距增大），間作比單作可可產量增加的幅度更大，間作模式種植密度3.0 m×3.0 m的可可產量比同密度單作模式的產量高32.08%。

2.3 不同種植密度的經濟效益和土地利用效應

2008～2011年，間作純收入均顯著高于單作，間作不同種植密度可可的純收入平均值為：處理A>處理B>處理C，但不同處理間差異不顯著。處理A和處理B均顯著高于單作椰子純收入值，分別比單作椰子提高了147.14%和110.62%。各間作處理產投比平均值為處理C>處理B>處理A，由于CN處理投入的費用較少，產投比在各處理中最高，比處理C高22.93%，但差異并未達顯著水平。處理C的LER平均值分別比處理B和處理A提高10.20%和12.50%，差異也不顯著。

3 討論與結論

本研究中間作椰園土壤有機質、全氮、有效磷、速效鉀等養分含量均顯著高于單作椰園（圖2）。國內外可可園管理均比較粗放，許多種植戶為了減少投入幾乎不對可可施肥[11]，可可成齡后每年約有10 Mg/hm2凋落物分解，主要通過這些凋落物分解保持養分循環[12]。當養分不充足時，可可與適合的遮蔭樹間作并不會對作物早期生長產生競爭性抑制，還可改善可可樹的光照和養分狀況[13]。本研究椰園間作可可通過對可可的施肥與管理，加上可可凋落物的反饋，使椰園土壤養分含量增加，這也是目前普遍應用且有效的農業措施。因此，以適宜種植密度的可可為間作物有利于提高土壤養分含量。

本研究結果表明，間作可可顯著提高了椰子產量，隨著種植密度的增加，可可產量呈增加趨勢（表1），間作后的純收入顯著高于單作，但不同密度間純收入差異不顯著，以處理C的產投比和LER最高（表2），這些結果表明，雖然間作高密度的可可有利于提高總產出和純收入，但是由于投入成本的增加，并未提高產投比和土地當量比，而適宜的降低種植密度，不僅有利于提高產投比和土地利用率，起到節本增效的作用，還可降低作物間的競爭效應。Koko等[14]的研究結果表明，可可與間作作物的種植密度對可可產量具有重要影響。Oladokun等[15]研究了尼日利亞的可可與可拉間作體系，結果指出1.00 hm2間作產量等同于1.75 hm2單作產量，即間作提高了單位面積產量。云雷等[16]對果農間作土地生產力的研究指出，間作使土地利用率平均提高70%，經濟效益平均提高14%。這些結論與本研究結果相似。

在現有椰子或其他作物間種植可可，還應考慮光照對可可的影響，可可在間作條件下的整形修枝技術也是有效的優化管理措施。另外，在以后的研究中，應繼續開展可可與其他熱帶經濟作物根系間的相互作用研究，揭示地下部競爭或促進機理，為進一步優化養分管理技術提供理論依據。

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