遼西林農復合經營模式下玉米產量影響因素探討

王麗麗

(阜新市林業局，遼寧阜新 123000)

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遼西林農復合經營模式下玉米產量影響因素探討

王麗麗

(阜新市林業局，遼寧阜新 123000)

摘要[目的]分析遼西地區林農復合經營模式下影響玉米產量的主要因素，為選擇適合該地區的高產玉米種植方式提供參考。[方法]通過試驗方法研究了影響玉米產量的主要因素(玉米品種、種植密度、有機肥施用量、耕作方式)，利用Matlab軟件中的anova1函數對試驗數據進行單因素方差分析。[結果]通過試驗測得不同因素在不同設置下的玉米產量和生物產量數據，將數據帶入Matlab軟件計算得到試驗數據的方差分析結果。[結論]玉米品種、種植密度、有機肥施用量均對玉米產量影響顯著，在實際生產中應進行適當選擇；耕作方式對玉米產量影響不大，可以在玉米種植中適當減少耕作次數。

關鍵詞林農復合模式；玉米產量；生物產量；影響因素

遼寧西部屬于典型的半干旱地區，年降雨量偏少，時間和空間分布不均勻，水土流失嚴重，生態環境脆弱。由于單一的農業生產容易導致生產水平不穩，甚至災年顆粒不收的嚴重后果，且單一的林業生產又會增加病蟲害的發生概率，因此在遼西地區適合發展林農復合的生產經營方式。將農業與林業結合起來發展復合經營模式，有利于提高土地利用率、改善當地土壤肥力、促進農作物穩產高產，此外在增加農民收入方面作用顯著。長期以來國內外學者對林農復合經營模式進行了大量研究[1-3]。我國林農復合經營模式經歷了原始農業時期、以傳統經驗為基礎時期和以先進科學技術設計為標志的現代林農復合經營時期這3個主要階段，目前我國林農復合經營模式在第三個階段上繼續發展，并取得了豐碩的成果[4]。

玉米是林農復合經營模式中的主要農作物，也是遼寧省的主要農作物，遼西地區的玉米種植面積每年都能達全省耕地總面積的2/3以上，研究適宜的玉米種植方式對整個遼西地區的農業經濟發展具有重要意義[5-6]。筆者在前人研究的基礎上，重點分析了林農復合經營模式下，影響玉米產量的主要因素，總結出保持較高土地利用率的高產玉米種植模式，以期為遼西地區玉米種植提供參考。

1材料與方法

1.1試驗區概況試驗地點設在科爾沁沙地南緣的遼寧省風沙地改良利用研究所試驗站，地理坐標為122°22′E、42°43′N，海拔218.1 m，常年降水量480 mm，多集中在7、8月份，全年蒸發量1 731 mm，為降水量的4倍。無霜期145～150 d，風多且大，全年平均風速3.7 m/s，土壤有機質含量不足1%，土質為風積沙土，滲透性強，田間20～30 cm厚土層持水量為9.0%，土壤容重1.65 g/cm3，保水、保肥能力差，是典型的北方風沙半干旱農業區。該地區傳統農業生產方式是粗放耕作，種植作物多為玉米，有少量的花生、大豆和雜糧。農業生產常受到風沙干旱的危害，農作物產量不高，經濟效益低，生態脆弱，土地沙化現象日趨嚴重。

1.2研究方法該試驗主要研究在大扁杏幼林中復合種植玉米后，影響玉米產量的主要因素，需要測試的因素包括玉米品種、種植密度、有機肥施用量、耕作方式。試驗中大扁杏行距12 m，株距2 m，行間可供間作玉米8 m。

1.2.1玉米品種試驗。設4個處理，分別為遼單31、鐵單10、農大108、農大3138，大區對比試驗，取樣測產。此時行株距為60 cm×30 cm(55 560株/hm2)，施羊糞15 m3/hm2，化學除草劑+中耕1次。

1.2.2玉米種植密度試驗。設5個處理，行株距分別為60 cm×30 cm(55 560株/hm2)、60 cm×35 cm(47 625株/hm2)、60 cm×40 cm(41 670株/hm2)、60 cm×45 cm(37 035株/hm2)，60 cm×50 cm(33 330株/hm2)，大區對比試驗，取樣測產。玉米品種選用遼單31，施羊糞15 m3/hm2，化學除草劑+中耕1次。

1.2.3玉米有機肥施用量試驗。設4個處理，分別施羊糞0、15、30、45 m3/hm2，大區對比試驗，取樣測產。此時行株距為60 cm×30 cm(55 560株/hm2)，玉米品種選用遼單31，化學除草劑+中耕1次。

1.2.4玉米耕作方式試驗。設3個處理，分別為化學除草劑+免中耕、化學除草劑+中耕1次、化學除草劑+中耕2次，大區對比試驗，取樣測產。此時行株距為60 cm×30 cm(55 560株/hm2)，玉米品種選用遼單31，施羊糞15 m3/hm2。

1.3測定指標及方法各試驗測定指標包括玉米產量和生物產量，2種產量均在6 m2試驗區域內獲得。玉米產量指小區內所有玉米籽粒質量的總和，生物產量指小區內獲得的干物質產量，具體包括玉米籽粒、秸稈、葉等烘干之后的質量總和。

1.4數據分析試驗所得數據采用Matlab7.0分析。為了對比不同處理之間的差異，需要對數據進行統計分析，而Matlab7.0中的統計分析功能非常強大，完全可以實現相應的功能。將數據通過矩陣的形式輸入軟件中，然后利用anova1函數進行顯著性檢驗，從而決定各個處理之間的差異是否顯著。anova1函數的工作過程是對輸入矩陣的各列進行均值檢驗并輸出顯著性水平數值，當顯著性水平數值低于0.05時，表示各列的均值差異顯著，當顯著性水平數值低于0.01時，表示各列的均值差異高度顯著。anova1函數的零假設是各列具有相等的平均數，通過anova1函數運算時不僅要計算各列的總體顯著性水平，還要交叉計算任意兩列之間的顯著性水平，也就是交叉評價任意兩種處理得到均值相等的顯著性水平。

2結果及分析

2.1玉米品種試驗由表1可知，小區內玉米產量和生物產量最大的是鐵單10，各品種玉米產量總體均值一致性檢驗的顯著性水平為8.50×10-6，說明組內存在明顯差異。玉米產量交叉均值顯著性檢驗結果如表2所示。由表2可知，鐵單10與其他品種產量差異顯著，比較產量平均值可以看出，鐵單10分別比農大3138、遼單31、農大108增產23.37%、21.39%和14.07%。遼單31和農大3138的產量差異并不明顯，剩下的品種之間差異比較明顯。生物產量對比結果與玉米產量相同(表3)，也是鐵單10平均值最大，比農大3138、遼單31、農大108分別增產24.44%、24.13%和13.51%。總體來看，在沙性土壤中比較適合種植鐵單10。

表1　玉米品種試驗取樣測產結果

表2　玉米品種試驗產量交叉均值檢驗

2.2玉米種植密度試驗由表4可知，60 cm×40 cm種植密度處理無論是玉米產量還是生物產量都是最高的，玉米產量較其他4種處理增加6.01%～41.35%，生物產量較其他4種處理增加6.60%～41.76%。玉米產量和生物產量隨株距的增加先增大再減小，說明在試驗區域內玉米株距太大或太小都不合適，在行株距為60 cm×40 cm狀態下達到最優。由表5、6可知，各個行株距設置之間差異都很顯著，說明在遼西地區不同的種植株距對結果影響是很明顯的，應該通過試驗確定最佳的行株距。

表3　玉米品種試驗生物產量交叉均值檢驗

表4　玉米種植密度試驗取樣測產結果

表5　玉米種植密度試驗產量交叉均值檢驗

表6玉米種植密度試驗生物產量交叉均值檢驗

Table 6Biological yield cross means test in maize planting density experiment

行株距Rowspacingcm×cm60×3060×3560×4060×4560×5060×3012.10×10-57.30×10-81.10×10-61.00×10-360×3512.40×10-41.25×10-23.49×10-260×4011.90×10-22.50×10-560×4514.90×10-460×501

2.3玉米有機肥施用量試驗由表7可知，隨著有機肥施用量的增加玉米產量和生物產量均在增加。玉米產量和生物產量最高的都是施羊糞45 m3/hm2處理，該處理玉米產量較其他處理提升10.21%～35.67%，生物產量較其他處理提升9.68%～35.64%，說明在沙性土壤中施加羊糞能夠大幅度提升產量，原因是羊糞能夠有效增加沙性土壤的肥力。玉米產量和生物產量的總體均值差異顯著性檢驗結果分別是3.20×10-5和2.40×10-4，表明2種產量的總體均值存在顯著性差異。再觀察均值的交叉檢驗結果會發現，施有機肥30 m3/hm2和15 m3/hm2的處理之間玉米產量和生物產量差異并不顯著，施有機肥30 m3/hm2和45 m3/hm2的處理之間生物產量差異也不顯著，表明試驗選取的有機肥施用量間隔偏小，因此在相鄰2個處理之間可能出現差異不顯著的情況。在均值的交叉比較中發現有機肥施用量差距越大，均值差異顯著性水平越高，也說明了這一點。總體來說，在遼西沙性土壤中有機肥施用量越多越好。

表7玉米有機肥施用量試驗取樣測產結果

Table 7Yield of samples in maize organic fertilizer amount experiment

kg/6 m2

表8玉米有機肥施用量試驗產量交叉均值檢驗

Table 8Yield cross means test in maize organic fertilizer amount experiment

有機肥施用量Organicfertilizeramount∥m3/hm20153045011.70×10-23.00×10-33.90×10-415111.39×10-23.20×10-33012.92×10-2451

表9有機肥施用量試驗生物產量交叉均值檢驗

Table 9Biological yield cross means test in maize organic fertilizer amount experiment

有機肥施用量Organicfertilizeramount∥m3/hm20153045013.49×10-27.50×10-31.60×10-315111.25×10-28.10×10-33016.88×10-2451

2.4玉米耕作方式試驗由表10可知，玉米產量和生物產量平均值最大的是化除+中耕1次處理，較其他2個處理提升6.70%～15.84%，生物產量提升3.31%～7.49%。玉米產量的總體均值一致性檢驗結果為2.68×10-2，均值之間差異顯著，生物產量的總體均值一致性檢驗結果為8.14×10-2，均值之間差異不顯著。在交叉均值檢驗結果中，化除+免耕與化除+中耕1次2個處理間，玉米產量和生物產量均值差異均顯著，其他均值差異檢驗結果均為不顯著(表11～12)。綜合分析可知，各種耕作處理之間差異并不顯著，說明在遼西風沙地適當減少耕作次數是可行的。

表10　玉米耕作方式試驗取樣測產結果

表11　玉米耕作方式試驗產量交叉均值檢驗

表12　玉米耕作方式試驗生物產量交叉均值檢驗

3結論與討論

通過研究林農復合經營模式下影響玉米產量的主要因素，得到如下結論：①不同玉米品種對產量影響顯著。在遼西半干旱地區的林農復合經營系統中，鐵單10是一種適合使用的玉米品種，鐵單10無論是玉米產量還是生物產量都明顯優于農大3138、遼單31和農大108;②不同種植密度對玉米產量影響顯著，60 cm×40 cm的行株距比較適合遼西半干旱地區林農復合經營模式中的玉米種植；③在遼西沙性土壤中施加羊糞能夠顯著提升玉米產量和生物產量，2種產量均隨施肥量的增加而增加，施加羊糞能夠有效提高沙性土壤的肥力；④在林農復合經營模式中不同耕作次數對玉米產量

和生物產量影響不顯著，在遼西地區適當減少耕作次數是可行的。

由于各方面條件所限，該研究尚有許多不足之處：①該試驗只在大扁杏樹林中進行，而遼西地區林農復合的可用樹種還有很多，如梨樹、楊樹等，也應該嘗試在這些樹林中進行玉米產量影響因素的試驗；②品種因素試驗中只選擇了4種處理，實際遼西地區可用的玉米品種還有很多，應該多選擇一些代表性品種進行試驗，然后獲取數據進行對比分析；③在有機肥施加試驗中各處理之間間隔偏小，對產量的影響差異并不顯著，應該加大有機肥施用量的差異，并增加處理的數目繼續進行深層次的試驗；④所有試驗中的種植作物只有玉米，應當考慮將玉米與其他作物(如花生、大豆等)混合種植，研究混合種植對玉米產量的影響，還可以測出各種種植模式下所有作物的產量結果，從中總結出總體經濟與生態效益最高的種植方式。

參考文獻

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基金項目國家重點“十二五”科技計劃項目(2011BA38B06)。

作者簡介王麗麗(1979- )，女，遼寧阜新人，工程師，碩士，從事水土保持與荒漠化防治研究。

收稿日期2016-04-13

中圖分類號S 7-9

文獻標識碼A

文章編號0517-6611(2016)14-191-03

Exploration on Maize Yield Influencing Factors under Agroforestry Operation Mode in Western Liaoning

WANG Li-li

(Forestry Bureau of Fuxin City, Fuxin, Liaoning 123000)

Abstract[Objective] The aim was to analyze main factors influencing maize yield under agroforestry operation mode in western Liaoning, to provide reference for choosing appropriate cultivation way for maize. [Method] The main factors influencing maize yield(variety, planting density, organic fertilizer application amount and tillage method) were studied, single factor variance analysis was conducted on data by using anoval function of Matlab software. [Result] The maize yield and biological yield under different treatments were obtained by experiment, through Matlab procedure, the variance analysis results were calculated. [Conclusion] The varieties of maize, planting density, applied amount of fertilizer affect maize yield significantly, and should be chosen appropriately in practice; but farming methods have little effect on yield, times of cultivation can be reduced in practice of maize planting.

Key wordsAgroforestry compound mode; Maize yield; Biological yield; Influencing factors