全周期膠園溫光特性及其林下間作作物產量表現

袁淑娜，黃堅雄，潘 劍，鄭定華，陳俊明，桂 青，劉 瑞，周立軍

（1.中國熱帶農業科學院橡膠研究所/林下資源綜合利用研究中心/農業部儋州熱帶作物科學觀測試驗站，海南 儋州 571737；2.洛寧縣氣象局，河南 洛寧 471700）

天然橡膠是全球重要的戰略性物資，巴西橡膠樹（Hevea brasiliensis）是我國熱帶地區種植面積最大的經濟作物，經過半個多世紀的發展，我國橡膠事業取得了舉世矚目的成果。截至2016年，我國植膠面積約為110萬hm2（其中大部分民營膠園正處在開割前后階段），形成海南、云南、廣東三大植膠區，年產干膠約85萬t（約占國內天然橡膠消費量的 20%），年產橡膠木約 200 萬m3（約占國內橡膠木消費量的 28%），從業人員約 250 萬人，民營膠園占總面積50%以上（其中有 30%的農戶是純膠農）［1-4］。自2013年始，受國際天然橡膠價格大幅下跌的影響，膠農收入減少，導致橡膠樹棄割棄管的現象嚴重，膠園產膠潛力下降，海南和云南都有膠農砍膠改種其他作物的現象［1，5］。膠農或植膠企業一旦對植膠業失去信心，將引發砍膠改種其他作物的浪潮，致使我國植膠規模萎縮，2014全國植膠面積已縮小3.1%。若持續如此，我國天然橡膠的生產能力將大幅度降低。因此，如何穩定和提高膠園經濟效益是關系橡膠產業可持續健康發展的重大課題。

膠園生產中存在的最大問題是生產方式較單一，抗風險能力差，土地和光資源利用不足，資源循環利用率低［6-7］。開展膠園間作有利于改變膠園單一的經營模式，通過立體種植來提高膠園單位面積產值，提高農民收入，從多方面使得橡膠產業的抗風險能力得到提高。國內外關于幼齡膠園的間作模式報道很多，如橡膠/香蕉、橡膠/菠蘿、橡膠/甘蔗等模式已逐漸走向成熟［8-12］，但已開割的成齡膠園因橡膠樹對光照遮蔽和對養分、空間競爭的優勢地位，只適合間作喜陰作物如茶葉、益智、砂仁等，可選作物少，且因市場原因亦難于得到發展。全周期間作模式膠園是一種用橡膠樹新品系熱研7-20-59按寬窄行種植形式［（2 m×4 m）×20 m］建立的種植園，窄行株行距為2 m×4m，寬行行距為20 m。全周期間作膠園成齡后寬行行距為20 m，約有12 m 寬的區域不受橡膠樹垂直遮蔽，膠園內透光率中間位置高達76.22%，從一定程度上緩解了常規膠園存在的光資源競爭問題，可基本滿足一些作物的生長發育需求，是一種值得推廣的農林復合模式［12-13］。研究全周期膠園在2月（越冬期）和7月（夏季）的光照和溫濕度特性可對其林下間作提供理論基礎。為此，本試驗對全周期模式膠園溫光特性和10種間作物產量表現進行分析，為推廣全周期膠園間作模式提供理論依據和技術支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2014—2016年在中國熱帶農業科學院試驗場三隊（19°32′55″N、109°28′30″E）進行，該地為典型的熱帶海洋季風氣候。試驗所在全周期膠園位于林段7-5，橡膠樹為寬窄行種植，寬行為20 m，窄行的株行距為2 m×4 m，施肥溝（坑）位于窄行當中，寬行中的冠幅約4 m，林段種植方向為南北走向，橡膠樹密度為420 株 /hm2。膠園于 2002 年 3 月定植，2010 年8 月開割，橡膠樹品種為熱研7-20-59，為直立速生品種。供試土壤為粉砂黏壤土，試驗前土壤（0～20 cm）pH值為4.5，土壤有機質、全氮、速效磷和速效鉀含量分別為12.73、0.37、30.4、57.67 mg/kg。

1.2 試驗方法

在全周期間作膠園寬行中12 m 寬的區域間作不同作物，種植方向與橡膠樹行向相同。間作作物包括白蘿卜、胭脂蘿卜、豌豆、荷蘭豆、生姜、玉米、花生、大豆、涼薯及中藥材品種玫瑰茄，間作株行距見表1。大豆、玉米、花生于2014年4月1日播種，6月13日收獲；涼薯2014年4月1日種植，8月16 日收獲；生姜于 2015年4 月 11日種植，10 月 23 日收獲；白蘿卜、胭脂蘿卜、豌豆、荷蘭豆于2016年1月5日播種，4月1 日收獲；玫瑰茄2016年5月18日種植，初次采收時間10月9日，末次采收日期為11月26日。供試作物的田間施肥量見表2，田間管理等均按大田生產進行操作。

表1 全周期膠園間作不同作物株行距

表2 全周期膠園間作不同作物施肥量（kg/hm2）

1.3 測定項目及方法

為探討全周期膠園間作小區不同位置的溫光特征，按照位置從東（E）往西（W）分別選取距離橡膠樹4 m（E4）、7 m（E7）、10 m（M10）、13 m（W7）、16 m（W4）處（從東至西距離）為全周期膠園間作小區溫濕度、光照強度指標測定點。同時測定常規成齡膠園株間（N1）、行間（N2）和大田無遮擋裸地（CK）的溫濕度和光照強度。作物收獲時測定各間作小區產量，以裸地產量作對照。

試驗數據采用Excel 2010 和SPSS17.0 軟件進行處理和統計分析，采用LSD 法進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 全周期膠園冬季和夏季的溫光特性

冬季（2月）全周期膠園間作區、常規成齡膠園、裸地對照的光照強度日變化規律一致，在11：00～14：00兩種類型膠園與裸地對照的光照強度無顯著差異，全周期膠園間作區和常規膠園株行間的全天光照平均值也無顯著差異（圖1A）。

夏季（7月）全周期膠園、常規成齡膠園、裸地對照的光強變化規律一致，但三者數值區別較大（圖1B）。常規成齡膠園光照強度最低，全周期膠園間作區在10：00～14：00的光照強度較高，E4、E7、M10在下午14：00的光照強度與裸地對照無顯著差異，W7、W4在上午10：00的光照強度與裸地對照也無顯著差異。全周期膠園間作區及其中間位置全天光照平均值均顯著高于常規膠園，分別為裸地對照的50%和72.3%，而常規膠園林下光照強度僅為裸地對照的11%。

越冬期和夏季不同膠園的溫濕度變化見表3。由表3可知，越冬期（2月）不同類型膠園的溫度表現為裸地對照＞常規膠園＞全周期膠園間作區，相對濕度表現為常規膠園＞全周期膠園間作區＞裸地對照；7月份不同類型膠園溫濕度表現與2月份差異較大，溫度表現為裸地對照＞全周期膠園間作區＞常規膠園，相對濕度表現為全周期膠園間作區＞常規膠園 ＞裸地對照。

圖1 不同類型膠園不同位置2月和7月光強日變化

表3 不同類型膠園不同位置2、7月份溫度和濕度

2.2 全周期膠園間作蔬菜產量表現

蔬菜間作試驗結果（圖2、表4）表明，生姜適宜在全周期膠園林下種植，全周期膠園間作區靠近兩側橡膠樹位置（E4、E7、W4、W7）的產量顯著高于中間位置（M10），而裸地對照生姜產量為零；與生姜不同，胭脂蘿卜、白蘿卜、豌豆、荷蘭豆在全周期膠園間作區不同位置的單株產量和間作區單產均顯著低于裸地對照，且間作區內距離橡膠樹愈近其產量愈低（E7、W7、M10的產量顯著高于E4和W4），其中胭脂蘿卜和豌豆產量表現較好，優于白蘿卜和荷蘭豆。

表4 全周期膠園間作不同蔬菜產量 （kg/667 m2）比較

2.3 全周期膠園間作糧食作物產量表現

全周期膠園間作大豆產量顯著低于單作處理（裸地對照），為單作處理的 60.2%，而間作玉米則絕產（圖3，表5）；靠近橡膠樹兩邊的作物產量低于寬行中間區域，其中寬行中間區域間作大豆產量為單作處理的 77.0%～81.8%；全周期膠園間作涼薯的產量為 12.7 t/hm2，與單作涼薯（裸地對照）的產量（13.5 t/hm2）無顯著差異，但間作區內不同位置的涼薯產量間存在差異（圖3），以大行中間至少 6 m 寬的產量最高，顯著高于靠近橡膠樹兩邊的涼薯產量；全周期膠園間作區花生的產量顯著低于裸地對照，間作區內不同位置產量表現為E4＞E7＞M10＞W7＞W4。

圖2 全周期膠園間作區不同位置的蔬菜產量

圖3 全周期膠園間作區不同位置糧食作物產量

表5 全周期膠園間作不同糧食作物產量 （kg/667 m2）表現

2.4 全周期膠園間作中藥材玫瑰茄產量表現

如表6所示，全周期膠園林下種植玫瑰茄生育期與裸地對照沒有區別，開花日期、采收期基本一致，采收時長比對照多6 天。全周期膠園間作區玫瑰茄株高與與裸地對照相比沒有明顯區別（表7），但莖粗降低11%，單株分枝數降低36%，單株收果數降低59.2%，單果重降低14.3%，新鮮花萼產量降低57%。花萼總黃酮含量降低28.2%。

表6 全周期膠園玫瑰茄生育期表現

表7 全周期膠園玫瑰茄植株生長和產量相關性狀表現

3 結論與討論

3.1 全周期膠園溫光特性

光是植物生長發育的主要能量來源，光照強度、光質和光照時間的變化對植物的生長發育和光合特性等方面產生重要影響，從而影響作物的產量和品質［13］。常規成齡膠園蔭蔽度在85%左右（7月份監測的數據顯示，其蔭蔽度為89%），因此在常規成齡膠園下進行間作局限性較大；全周期膠園采用的橡膠樹品種為直立型的熱研7-20-59，樹干筆直，沒有明顯向大行間傾斜的現象，樹冠比較疏朗，寬窄行的種植形式［（2 m × 4 m）× 20 m］使其林下可間作面積大大增加，7月份間作區的平均光照強度可達到裸地對照的50%，尤其是間作區中間位置的光照強度可達到裸地對照的72%，使得膠園林下可間作物的選擇范圍大幅度增加。

溫濕度也是影響植物生長發育的主要因素。植物對生長溫度的適應可分為最低、適中和最高三層，在適宜的溫度條件下，植物才能夠正常生長、發育和繁殖，而過高或過低的溫度都不利于其生長發育，當生長溫度超過植物生長最適溫度范圍時，植株的生長發育就會受到抑制［14-16］。海南島夏季溫度較高，全周期膠園林下平均溫度（35℃）比裸地對照（39℃）低4℃，更有利于作物的生長。

關于全周期膠園不同月份溫光濕度特性的跟蹤研究可以對其林下小氣候有更清晰的認識，對林下間作物合適種植時間的選擇和種植模式的制定有很好的指導意義，是我們下一步要研究、完善和補充的內容。

3.2 間作物產量表現

膠園林下間作套種是國內外膠園管理常用措施，具有提高生態效益、經濟效益和社會效益等多重作用。目前國內外對不同膠齡的林下間作藥材、食用菌、園林花卉和糧食作物的研究取得一定進展，既能提高膠園產出，又對橡膠樹的生長起到促進作用［17-20］。

夏季全周期膠園間作區在上午1 0：00～14：00的光照強度較高，其中E4、E7、M10等位置在14：00的光照強度與裸地對照無顯著差異，W7、W4在10：00的光照強度與裸地對照也無顯著差異。因此，在全周期膠園間作的蔬菜、糧食作物、中藥材等都能正常生長，其中糧食作物涼薯的產量與對照無顯著差異，大豆、花生產量降低50%左右，玉米絕產，這些喜光作物在林下間作中處于劣勢，很難獲得高產，全周期膠園雖然在光照強度、時長上與常規膠園相比有較大提高，但喜光作物間作產量仍大幅度下降。同為喜光作物，大豆、花生、胭脂蘿卜、玫瑰茄等雖產量下降，但仍有收獲，而玉米絕產，這可能與玉米植株生物量較大、需要更多光照完成營養生長到生殖生長的過程有關。生姜為典型的喜陰作物，間作產量較高，且離橡膠樹越近產量越高，而裸地對照產量為零。因此，在考慮林下立體種植時生姜可作為靠近橡膠樹樹體間作區的主栽作物。

全周期膠園在光照強度上相對常規膠園有較大改善，使其林下可利用光資源大幅提高，林下可選擇間作物種類增加，其中，蔬菜作物胭脂蘿卜、豌豆、生姜產量優勢明顯，可根據其生長特性進行空間立體種植；糧食作物種涼薯表現最優，產量優勢明顯；藥材作物玫瑰茄能正常生長發育，產量表現尚可，品質未受影響，以上作物可作為膠園間作推廣的備選模式作物。

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