江淮地區(qū)苗木林地養(yǎng)雞的生態(tài)效益

陳志豪，閆曉明*，何成芳，朱鴻杰，陶 敬，陸 鈺

（1.安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，安徽合肥 230031；2.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)，安徽合肥 230036）

文獻(xiàn)著錄格式：陳志豪，閆曉明，何成芳，等.江淮地區(qū)苗木林地養(yǎng)雞的生態(tài)效益［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，57（3）：389-392.

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江淮地區(qū)苗木林地養(yǎng)雞的生態(tài)效益

陳志豪1，閆曉明1*，何成芳1，朱鴻杰1，陶 敬1，陸 鈺2

（1.安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，安徽合肥 230031；2.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)，安徽合肥 230036）

文獻(xiàn)著錄格式：陳志豪，閆曉明，何成芳，等.江淮地區(qū)苗木林地養(yǎng)雞的生態(tài)效益［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，57（3）：389-392.

摘 要：選擇江淮地區(qū)郁閉度為0.5～0.7，林齡為5 a的廣玉蘭（Magnolia grandiflora）苗木林地，研究不同雞養(yǎng)殖密度對林木生長、林下植被生物量以及土壤碳含量的影響，對該林牧共生生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行生態(tài)效益分析。結(jié)果表明，適度的林下養(yǎng)殖能促進(jìn)苗木的生長和林地土壤碳的積累。林下養(yǎng)雞促進(jìn)了廣玉蘭胸徑的增長，養(yǎng)殖密度為300只·hm(-2)時(shí)，對苗木生長的促進(jìn)最強(qiáng)，胸徑增長量較對照組提高37.5％。林下養(yǎng)雞對林下植被的生物量和碳儲(chǔ)量有一定影響，養(yǎng)殖密度為300，450和600只·hm(-2)時(shí)，林下植被生物量較試驗(yàn)前分別下降22.1％，78.4％和80.4％，林下植被碳儲(chǔ)量較試驗(yàn)前分別下降21.7％，63.8％和65.9％。適宜的養(yǎng)殖密度能有效促進(jìn)土壤總碳和有機(jī)碳含量的積累，養(yǎng)殖密度為300只·hm(-2)時(shí)土壤總碳含量和有機(jī)碳含量分別提高40.1％ 和10.5％。綜合分析得出，養(yǎng)殖密度以300只·hm(-2)為最佳，能有效促進(jìn)苗木生長和土壤碳的積累，并控制對林地環(huán)境的破壞。

關(guān)鍵詞：江淮地區(qū)；苗木林地；雞養(yǎng)殖密度；生態(tài)效益

林下養(yǎng)雞是利用林下土地資源和林蔭優(yōu)勢，讓雞在樹林中自由覓食蟲草，并適當(dāng)補(bǔ)飼的一種農(nóng)林牧互作共生的飼養(yǎng)方式，是林牧復(fù)合經(jīng)營系統(tǒng)創(chuàng)新農(nóng)作模式之一［1］。這一創(chuàng)新模式不僅能有效減少林木害蟲及林下雜草，同時(shí)能為林木生長提供養(yǎng)分。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，國家對生態(tài)環(huán)境的重視度越來越高，由此帶來了苗木產(chǎn)業(yè)的巨大發(fā)展。城市的綠化建設(shè)、荒山治理、生態(tài)修復(fù)等一系列生態(tài)建設(shè)都離不開苗木產(chǎn)業(yè)。由于苗木的培育需要一定的周期，且需要大量人力對苗木進(jìn)行除草、除蟲，在此背景下，發(fā)展苗木林地林下散養(yǎng)雞顯得尤為重要。

林下養(yǎng)雞作為重要的林下生態(tài)養(yǎng)殖模式，是尋求資源利用效率最大化的有效措施。目前，關(guān)于林下生態(tài)養(yǎng)殖問題的研究主要集中于養(yǎng)殖技術(shù)及其經(jīng)濟(jì)效益［2-3］，僅有少量生態(tài)林地林下養(yǎng)雞生態(tài)效應(yīng)的研究［4-5］。而對于苗木林地林下養(yǎng)雞生態(tài)效益的研究報(bào)道甚少。隨著這一產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展，與之而來的環(huán)境問題日益得到社會(huì)的關(guān)注。調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，雞在林地內(nèi)頻繁活動(dòng)會(huì)導(dǎo)致林下植被減少，甚至出現(xiàn)水土流失等現(xiàn)象。因此，有必要對林牧共生互作模式的生態(tài)效益進(jìn)行分析研究，尋求合理的林牧結(jié)合模式。本文研究了雞不同養(yǎng)殖密度對林木和林下植被、土壤碳含量等產(chǎn)生的影響，探究不同林牧共生互作強(qiáng)度對共生互作生態(tài)系統(tǒng)植物、土壤的影響，以求從生態(tài)角度找到更合理的林牧共生互作模式。同時(shí)分析林牧共生互作對生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的影響，為農(nóng)（林）牧共生互作對生態(tài)系統(tǒng)碳匯貢獻(xiàn)性提供理論依據(jù)［6-7］。

1　材料與方法

1.1研究區(qū)概況

試驗(yàn)地點(diǎn)位于安徽省合肥市郊區(qū)，地理坐標(biāo)31°51′N，117°10′E。土壤以黃棕壤為主，北亞熱帶濕潤性季風(fēng)氣候，年平均氣溫15.7℃，全年無霜期230 d左右，年平均降水量992 mm，相對濕度76％，年平均日照時(shí)數(shù)約2 100 h。該地區(qū)原生林木資源較少，地帶性植被為落葉與常綠闊葉混交林，主要樹種有馬尾松、黑松、刺槐、杉木、廣玉蘭、櫟類等［8］。

1.2研究方法

1.2.1試驗(yàn)地點(diǎn)與雞種選擇

試驗(yàn)地點(diǎn)位于合肥市郊區(qū)一苗木基地。選擇基地內(nèi)地勢較為平坦、向陽、有一定遮陽條件且雨后不積水、郁閉度為0.5～0.7，5年生廣玉蘭林進(jìn)行試驗(yàn)。樣地內(nèi)林分密度為1 800株·hm-2，平均胸徑為4.7 cm，平均樹高為5.3 m。所選雞種為淮南麻黃雞。

1.2.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)期為2012年11月至2013年11月，其中2013年2月至2013年5月停牧。設(shè)置5個(gè)處理，各處理養(yǎng)殖密度分別為0（CK），150（Ⅰ），300（Ⅱ），450（Ⅲ），600（Ⅳ）只·hm-2，每個(gè)處理3次重復(fù)，共計(jì)15個(gè)小區(qū)。各小區(qū)用2 m高的鐵絲網(wǎng)隔離，試驗(yàn)過程中保持各個(gè)處理的林分管理水平一致，試驗(yàn)期間如遇雞只傷亡，及時(shí)補(bǔ)進(jìn)相同數(shù)量同一批次的雞，雞來自于相同飼養(yǎng)環(huán)境的林地，以保證其密度。

1.2.3樣地調(diào)查

調(diào)查記錄各小區(qū)的基本情況，記載草本的株數(shù)、蓋度。隨機(jī)選擇20個(gè)樣株，做好標(biāo)記，于試驗(yàn)前、后用胸徑尺測量樣株胸徑。

1.2.4采樣與分析

各小區(qū)中隨機(jī)設(shè)置1 m×1 m的樣方3個(gè)，試驗(yàn)前、后運(yùn)用收獲法測定樣方植物地上部分生物量。測定方法如下：將樣品置于105℃的烘箱中烘15 m in，80℃烘干至恒重，測定生物量。并取適量樣品，采用元素分析儀測定植物碳含量，植物碳儲(chǔ)量為生物量與碳含量的乘積。

在各處理區(qū)按照S型路線各選擇5個(gè)點(diǎn)采集0～10 cm土層的土壤樣本，風(fēng)干、研細(xì)，收集細(xì)土，用TOC測定儀測定土壤全碳和土壤有機(jī)碳含量。

1.2.5室內(nèi)模擬試驗(yàn)

為研究散雞排泄物對土壤碳含量的影響，根據(jù)各處理區(qū)組雞數(shù)量及林下植被生物量設(shè)置室內(nèi)模擬試驗(yàn)。設(shè)5個(gè)處理：對照（CK），土壤鮮重300 g，雞糞鮮重0.00 g，枯落物2.1 g；處理Ⅰ，土壤鮮重300 g，雞糞鮮重0.36 g，枯落物1.5 g；處理Ⅱ，土壤鮮重300 g，雞糞鮮重0.81 g，枯落物1.2 g；處理Ⅲ，土壤鮮重300 g，雞糞鮮重1.20 g，枯落物0.3 g；處理Ⅳ，土壤鮮重300 g，雞糞鮮重1.80 g，枯落物0.3 g。

將各處理混合物放入三角瓶，置于培養(yǎng)箱，試驗(yàn)設(shè)置為60個(gè)小周期，每個(gè)周期24 h。一周期中光照14 h，溫度30℃，相對濕度70％，光照強(qiáng)度100％；遮光10 h，溫度20℃，相對濕度70％，光照強(qiáng)度0。分別于試驗(yàn)第30天和第60天測定各處理組土壤碳含量。

1.3數(shù)據(jù)分析與處理

采用Exce1 2003軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總統(tǒng)計(jì)，并采用SPSS 20.0軟件進(jìn)行方差分析、多重比較（LSD檢驗(yàn)，α=0.05）和Origin 8.0進(jìn)行作圖分析。

2　結(jié)果與分析

2.1不同養(yǎng)殖密度對苗木生長的影響

試驗(yàn)結(jié)果（表1）顯示，4個(gè)處理試驗(yàn)前、后廣玉蘭胸徑都出現(xiàn)了不同程度的增長，處理Ⅰ對林木生長的促進(jìn)作用不顯著（P＞0.05），處理Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ對林木生長的促進(jìn)作用均顯著（P＜0.05），其中處理Ⅱ?qū)α帜旧L的促進(jìn)最強(qiáng)，胸徑增長量較對照組提高37.5％。

表1　雞飼養(yǎng)密度對廣玉蘭胸徑的影響

2.2養(yǎng)殖密度對林下植被的影響

試驗(yàn)前（2012年11月），各區(qū)組間林下植被生物量較為接近；試驗(yàn)1 a后（2013年11月），4種養(yǎng)殖密度處理對樣地林下植被生物量均有一定程度的影響（圖1）。處理Ⅰ林下植被生物量較試驗(yàn)前無顯著變化（P＞0.05），處理Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ林下植被生物量較試驗(yàn)前分別下降22.1％，78.4％ 和80.4％。

圖1　養(yǎng)殖密度對林下植被生物量的影響

受林下植被生物量變化的影響，4種養(yǎng)殖密度造成林下植被碳儲(chǔ)量不同程度的下降（圖2）。處理Ⅰ林下植被碳儲(chǔ)量變化不明顯；處理Ⅱ林下植被碳儲(chǔ)量有比較明顯的下降趨勢，較試驗(yàn)前下降21.7％；而處理Ⅲ和Ⅳ下降趨勢更為明顯，較試驗(yàn)前分別下降63.8％和65.9％。試驗(yàn)結(jié)果表明，過度放牧?xí)?dǎo)致林牧復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量的下降。

圖2　不同養(yǎng)殖密度對林下植被碳儲(chǔ)量的影響

2.3不同養(yǎng)殖密度對土壤碳的影響

試驗(yàn)開始前（2012年），各處理區(qū)組0～10 cm土層土壤總碳含量沒有顯著性差異（圖3）；試驗(yàn)一年后，處理Ⅱ土壤總碳含量較試驗(yàn)前升高明顯，處理Ⅰ土壤總碳含量較試驗(yàn)前有小幅度升高；而處理Ⅲ和Ⅳ土壤總碳含量較試驗(yàn)前均有小幅度下降。方差分析顯示，試驗(yàn)后Ⅱ處理組土壤總碳含量顯著高于其他處理（P＜0.05），較試驗(yàn)前升高40.1％；處理Ⅲ和Ⅳ土壤總碳含量顯著低于對照組。

圖3　養(yǎng)殖密度對土壤總碳含量的影響

與土壤總碳含量變化相似，試驗(yàn)一年后，各處理區(qū)組0～10 cm土層土壤有機(jī)碳含量較試驗(yàn)前產(chǎn)生了一定的變化。其中，對照組和處理Ⅰ土壤有機(jī)碳含量較試驗(yàn)前有小幅度升高，處理Ⅱ土壤有機(jī)碳含量較試驗(yàn)前升高10.5％（P＜0.05）；處理Ⅲ和Ⅳ土壤有機(jī)碳含量較試驗(yàn)前分別下降了0.21％和0.33％。結(jié)果表明，適宜的養(yǎng)殖密度能有效促進(jìn)土壤有機(jī)碳含量的增加。

圖4　不同養(yǎng)殖密度對土壤有機(jī)碳含量的影響

2.4雞糞對土壤碳含量的影響

圖5　不同時(shí)間土壤總碳含量的變化

圖6　不同時(shí)間土壤有機(jī)碳含量的變化

試驗(yàn)前，各處理的土壤總碳（圖5）和有機(jī)碳（圖6）含量沒有顯著差異（P＞0.05）。試驗(yàn)第30天，各處理土壤總碳、有機(jī)碳含量較試驗(yàn)前均表現(xiàn)出一定幅度的上升。其中CK、處理Ⅰ、處理Ⅱ土壤總碳含量和土壤有機(jī)碳含量顯著高于處理Ⅲ和處理Ⅳ（P＜0.05）。實(shí)驗(yàn)第60天，各處理土壤總碳和有機(jī)碳含量較第30天各處理組無顯著差異。試驗(yàn)結(jié)果表明，土壤總碳含量和有機(jī)碳含量受雞糞和枯落物的共同影響。

3　小結(jié)與討論

3.1適度的林下養(yǎng)殖可促進(jìn)林木的生長和土壤碳的積累

家禽的介入能有效促進(jìn)苗木的生長［9］，而適度的林下養(yǎng)殖能有效增加土壤碳含量［10］。本研究中，雞養(yǎng)殖密度為300，450和600只·hm-2時(shí)均對廣玉蘭苗木胸徑增長的促進(jìn)作用明顯（p＜0.05），而不同處理間的胸徑增長量的差異均不顯著（P＞0.05）。由于試驗(yàn)過程中，兩次調(diào)查時(shí)間間隔較短，僅為1 a。因此，需增加試驗(yàn)?zāi)晗蓿M(jìn)一步探索不同處理間對苗木生長的影響差異。

森林生態(tài)系統(tǒng)中，土壤碳含量的積累主要靠枯落物的分解［11］。林牧復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)中，土壤碳含量的變化受家禽排泄物和枯落物分解的共同影響［12］。本研究中，與對照組相比，雞養(yǎng)殖密度為300只·hm-2時(shí)，林地土壤總碳含量和土壤有機(jī)碳含量較試驗(yàn)前升高明顯，雞養(yǎng)殖密度為150只· hm-2時(shí)，土壤總碳含量和土壤有機(jī)碳含量較試驗(yàn)前有小幅度升高；雞養(yǎng)殖密度為450和600只· hm-2時(shí)，土壤總碳含量和土壤有機(jī)碳含量較試驗(yàn)前均有所下降。室內(nèi)模擬試驗(yàn)結(jié)果表明，林下枯落物對土壤碳含量的貢獻(xiàn)要大于家禽排泄物。雞在林中活動(dòng)，其排泄物全部進(jìn)入土壤中，會(huì)促進(jìn)土壤碳含量的增加；另一方面，雞在林中采食，會(huì)對林下植被造成一定的破壞［13］，減少土壤碳含量。隨著飼養(yǎng)密度的加大，散養(yǎng)雞排泄物增加，但對林下植被尤其是草本植物的破壞作用也越明顯。因此，合適的放牧密度才能保證散養(yǎng)雞排泄物和植物枯落物對系統(tǒng)碳的貢獻(xiàn)量達(dá)到最大值。

3.2飼養(yǎng)密度的確定

苗木林地養(yǎng)殖家禽的主要目的是促進(jìn)苗木生長，減少苗木病蟲害的發(fā)生，同時(shí)又能彌補(bǔ)苗木培育周期長，短期效益低下的缺點(diǎn)。與此同時(shí)，養(yǎng)殖的家禽也有很好的市場前景，能有效促進(jìn)林下經(jīng)濟(jì)的多元化發(fā)展［14］。但是，養(yǎng)殖密度過大或過于頻繁會(huì)破壞林地生態(tài)環(huán)境，從而抑制苗木生長［15］，選擇合適的養(yǎng)殖密度有利于達(dá)到資源利用效率最大化。根據(jù)本研究的試驗(yàn)結(jié)果，在不輪牧的情況下，林下養(yǎng)雞密度以300只·hm-2為最佳。密度過大，會(huì)對林地環(huán)境造成破壞，導(dǎo)致林下植被生物量及碳儲(chǔ)量顯著減少；密度過小，又難以達(dá)到除蟲除草的目的，經(jīng)濟(jì)效益受到影響。

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（責(zé)任編輯：萬 晶）

通信作者：閆曉明，E-mai1：xiaom ingyan9@163.com。

作者簡介：陳志豪（1988—），男，安徽太湖人，碩士，助理研究員，從事生態(tài)環(huán)境研究工作，E-mai1：czhahau@126.com。

基金項(xiàng)目：“十二五”國家科技支撐計(jì)劃循環(huán)農(nóng)業(yè)科技工程項(xiàng)目（2012BAD14B13）

收稿日期：2015-12-31

中圖分類號(hào)：S831；F326.3

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：0528-9017（2016）03-0389-04

DOI：10.16178/j.issn.0528-9017.20160332