蒙躍環(huán)，覃祚玉，何斌，廖倩苑，李遠(yuǎn)航，舒凡，盧萬鵬

(1．廣西南丹縣山口林場，廣西 南丹547200;2．廣西大學(xué)林學(xué)院，廣西 南寧530004;3．廣西林業(yè)科學(xué)研究院，廣西 南寧530001)

農(nóng)林復(fù)合經(jīng)營系統(tǒng)是一種土地利用技術(shù)和系統(tǒng)的復(fù)合名稱，是有目的地把多年生木本植物與農(nóng)業(yè)和牧業(yè)用于同一土地經(jīng)營單位，并采取同一或短期相同的經(jīng)營方式［1］。由于其在充分利用生態(tài)空間、挖掘生物資源潛力等方面表現(xiàn)出強(qiáng)大的生命力，在世界各國，尤其是發(fā)展中國家得到了廣泛的應(yīng)用［1～3］。近年來，為充分利用土地資源，進(jìn)一步提高人工林經(jīng)營的經(jīng)濟(jì)效益，在適宜的立地條件下進(jìn)

行農(nóng)林復(fù)合經(jīng)營已成為增加林農(nóng)收入，實(shí)現(xiàn)人工林經(jīng)營“長短結(jié)合、以短養(yǎng)長”目標(biāo)的重要技術(shù)措施［4～8］。

禿杉 (Taiwania flousiana)屬杉科臺灣杉屬，是我國特有的世界珍稀植物，起源古老，為第三紀(jì)古熱帶植物區(qū)系的孑遺樹種，現(xiàn)為國家級重點(diǎn)保護(hù)樹種，天然分布于我國湖北省西南部、貴州省東南部及云南省西部，垂直分布海拔高度800～2 500 m，具有生長快、樹形優(yōu)美、樹體通直、出材率高、材質(zhì)優(yōu)良和單位面積蓄積量高等優(yōu)點(diǎn)，有很高的經(jīng)濟(jì)價值和觀賞價值。我國南方各地從20世紀(jì)70年代末以來相繼開始了該樹種的引種及相關(guān)試驗研究［9～10］，表明禿杉能夠適應(yīng)我國南方中、低山區(qū)的氣候和土壤，同時顯示出速生潛力，是該地區(qū)珍貴優(yōu)良速生樹種，同時也是杉木 (Cunninghamia lanceolata)采伐跡地更新的優(yōu)良樹種之一［11～13］。關(guān)于禿杉混農(nóng)林經(jīng)營模式的研究未見報道。禿杉由于成材時間和經(jīng)營周期均較長，一般需要經(jīng)營20多年才能砍伐，經(jīng)濟(jì)收益較晚。為了充分利用林地資源，提高禿杉林經(jīng)營的經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)林業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營上的“長短結(jié)合，以短養(yǎng)長”的經(jīng)營目標(biāo)。本項目以廣西南丹縣山口林場4種禿杉幼林-農(nóng)作物間作模式〔禿杉-旱谷 (Oryza sativa)、禿杉-小 米 (Setaria italica)、禿杉-玉 米 (Zea mayz)和禿杉純林〕為研究對象，對不同禿杉幼林-農(nóng)作物間作模式的林木生長和經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行分析比較，以期為禿杉幼林間種模式及間種經(jīng)濟(jì)作物品種的選擇提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于廣西南丹縣山口林場，該場處于南丹縣中西部，地理坐標(biāo)為北緯24°24'18″～25°37'56″，東經(jīng) 107°29'46″～107°55'28″，屬低山至中山地貌類型，林地海拔600～1 000 m，相對高度100～500 m;坡度25～40°，坡面整齊，地勢呈西北高，東南部低。研究區(qū)屬中亞熱帶氣候類型，氣候溫和，雨量充足，具有冬無嚴(yán)寒，夏無酷暑的氣候特點(diǎn);受高原氣候的影響，冬春季多小雨和大霧天氣;年平均氣溫16．9℃，最冷月 (1月)平均氣溫7．4℃，極端最低氣溫-5．5℃;最熱月 (7月)平均氣溫24．6℃，極端最高氣溫35．5℃;年平均降雨量1 498 mm，主要降雨集中在4-10月，月平均降雨量＞100 mm;年均蒸發(fā)量1 135 mm，年平均相對濕度83%，年≥10℃的年平均活動積溫5 244℃。試驗地位于山坡中下部，坡度27～30°，海拔900～950 m，土壤類型為砂巖發(fā)育形成的山地黃壤，土層平均厚度在80 cm以上，腐殖質(zhì)層厚度約16～20 cm。

2 研究方法

2.1 試驗設(shè)計

試驗地前茬林分均為杉木人工林，于2009年的11-12月采伐，經(jīng)煉山和清理后進(jìn)行挖穴整地，種植穴規(guī)格為40 cm×40 cm×30 cm。2010年3月用1年生禿杉實(shí)生苗定植，苗高約18 cm，禿杉初植密度為2 500株/hm2(株行距2 m×2 m)。定植后于試驗區(qū)內(nèi)按照禿杉-旱谷、禿杉-小米、禿杉-玉米以及禿杉純林 (對照)4種模式分別設(shè)置3塊立地條件基本一致的20 m×20 m標(biāo)準(zhǔn)地，第1-2年連續(xù)間作2茬，各間種模式的農(nóng)作物均距禿杉根部約30 cm處播種。其中模式1間作旱谷 (寧黃一號)，種植密度9．0×104株/hm2，每年5月下旬種植，生育期約128天;模式2間作小米 (龍山小米)，4月下旬播種，種植密度約4．0×104株/hm2，生育期約106天。模式3間作玉米 (正大619)，4月下旬播種，種植密度約4．0×104株/hm2，生育期約96天。

2.2 禿杉生長狀況和間種農(nóng)作物產(chǎn)量測定

于2011年4月和2012年4月分別對各間作模式樣地內(nèi)禿杉成活率、保存率和樹高、地徑及冠幅生長量進(jìn)行測定。同時在農(nóng)作物收獲季節(jié)，采收農(nóng)作物種子或果實(shí)鮮重，同時采集約500 g新鮮種子或果實(shí)樣品，晾干后稱重，計算其含水率，用標(biāo)準(zhǔn)地中的作物產(chǎn)量來換算單位面積產(chǎn)量。

2.3 間作農(nóng)作物的經(jīng)濟(jì)支出和經(jīng)濟(jì)收益

不同間作模式中的各種生產(chǎn)物資及工價按當(dāng)時山口林場試驗區(qū)的平均水平來計算。成本主要構(gòu)成項目:(1)間作材料費(fèi) (種子):旱谷5．00元/kg，22．50 kg/hm2;小米:5．40 元/kg，18．75 kg/hm2;玉米:2．40元/kg，30 kg/hm2。(2)播種勞務(wù)費(fèi):1 125元/hm2，包括挖穴、播種、回土。(3)作物收獲 (包括曬種脫粒)勞務(wù)費(fèi):旱谷900元/hm2;小米975元/hm2;玉米1 425元/hm2。由于各農(nóng)作物間種期間沒有進(jìn)行施肥，故禿杉幼林不存在施肥費(fèi)用。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同間作模式對林木的影響

3．1．1 對林木成活率與保存率的影響

從表1可以看出，4種不同間作模式禿杉幼林成活率和保存率均較高，其中第1年各間作模式的平均成活率在97．4% ～98．8%之間，其排序為禿杉-旱谷＞禿杉-玉米＞禿杉純林＞禿杉-小米;第2年林木保存率在88．5% ～98．3%之間，排序為禿杉-旱谷＞禿杉-玉米=禿杉-小米＞禿杉純林。但總體上看，不同間作模式之間林木成活率及保存率的差異均不顯著 (F值均＜F0．05)，說明不同間作模式對禿杉幼林成活率及保存率的影響均不大。

表1 不同間作模式禿杉林木成活率與保存率Tab．1 Survival rate and preserving rate of Taiwania flousiana of different intercropping patterns %

3．1．2 對林木生長的影響

與禿杉純林相比，不論是1年生還是2年生的禿杉幼林，3種禿杉-農(nóng)作物間作模式林木平均地徑、平均樹高和平均冠幅均比禿杉純林模式有所提高 (表2)，其中平均樹高增長量達(dá)到顯著性差異(P＜0．05)，但平均地徑及平均冠幅增長率的差異不顯著。由此可見，禿杉幼林間作旱谷、小米和玉米，雖然經(jīng)營過程中沒有進(jìn)行林地施肥，但對林木的生長仍具有明顯的促進(jìn)作用。

表2 不同禿杉間作模式林木生長特征Tab．2 Growth feature of different Taiwania flousiana crop intercropping patterns

3.2 不同間作模式的經(jīng)濟(jì)效益

3．2．1 不同間作模式的經(jīng)濟(jì)支出

對不同間作模式的經(jīng)濟(jì)支出進(jìn)行統(tǒng)計可以看出(表3)，由于不同間作模式的經(jīng)營管理措施不同，因此在經(jīng)濟(jì)支出上存在明顯差異，采用禿杉純林經(jīng)營每年都需要進(jìn)行鏟草撫育，而采用林農(nóng)間作，農(nóng)作物在禿杉行與行間所留下空間很小，抑制了林下灌草植物的生長，灌草植被較少，因此間作農(nóng)作物可以節(jié)約鏟草撫育等成本。3種禿杉-農(nóng)作物間作模式中成本支出最大的是禿杉-玉米模式，其次是禿杉-旱谷模式，禿杉-小米模式經(jīng)濟(jì)支出最少。

表3 不同禿杉間作模式經(jīng)濟(jì)效益Tab．3 Economic benefit of different Taiwania flousiana crop intercropping patterns

3．2．2 不同間作模式農(nóng)作物的經(jīng)濟(jì)收益

根據(jù)當(dāng)年研究區(qū)域廣西南丹縣農(nóng)作物的市場價格，估算間作2年間經(jīng)濟(jì)效益 (只計算間作經(jīng)營農(nóng)作物產(chǎn)生的直接經(jīng)濟(jì)效益，不計算林木增產(chǎn)部分)。從表3可見，4種間種模式的投入各不相同，其中3種與農(nóng)作物間作模式也因所間種的農(nóng)作物品種不同，投入也存在較大的差異，同時其作物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)收益也不同。與禿杉純林模式相比，3種禿杉-農(nóng)作物間作模式不但在間種農(nóng)作物期間可以減少鏟草撫育等支出 (2 450元/hm2)，而且均可以取得一定的經(jīng)濟(jì)收益，其中以間種玉米模式單位面積收益最高，利潤為9 937．5元/hm2，分別是間作旱谷模式(3 704．2元/hm2)和間種小米模式(3 647．7元/hm2)的2．68倍和2．72倍。與第1年相比，各間種模式間種第2年的作物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)收益均呈現(xiàn)不同程度的下降，其主要原因是本試驗主要利用林地土壤原有土壤養(yǎng)分條件進(jìn)行間種試驗，在經(jīng)營過程中沒有進(jìn)行林地施肥，而各間種農(nóng)作物對土壤養(yǎng)分需求較多，導(dǎo)致間種第2年林地土壤養(yǎng)分下降，從而造成作物連栽后產(chǎn)量下降的現(xiàn)象，且由于不同農(nóng)作物生長發(fā)育對土壤養(yǎng)分的需求不同，其產(chǎn)量下降的幅度也不同。因此，間種過程中根據(jù)農(nóng)作物生長對養(yǎng)分的需求并結(jié)合林地土壤養(yǎng)分狀況而合理施肥，能提高農(nóng)作物的產(chǎn)量、品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效益。而在不施肥的禿杉幼林期林地間作玉米是在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)較大經(jīng)濟(jì)收益的最佳混農(nóng)林經(jīng)營模式。

4 結(jié)論與討論

間作農(nóng)作物可提高土壤的肥力及促進(jìn)林木生長已被許多研究證實(shí)［2～5］。與純林模式相比，雖然間種農(nóng)作物對禿杉幼林的成活率及保存率影響不大，但各間作農(nóng)作物模式的林木生長量指標(biāo)包括平均地徑、平均樹高及平均冠幅均較純林模式高，且大致表現(xiàn)為禿杉-旱谷＞禿杉-玉米＞禿杉-小米＞禿杉純林，說明間種農(nóng)作物均對禿杉幼林生長有促進(jìn)作用，與前人對其他人工林或經(jīng)濟(jì)林的研究結(jié)果相一致［14～16］。

與禿杉純林經(jīng)營相比，禿杉造林后前兩年通過與農(nóng)作物進(jìn)行間作，不但可以減少鏟草撫育等支出，同時均取得一定的經(jīng)濟(jì)收益，其中以禿杉-玉米模式收入 (9 937．5元/hm2)最高;其次是禿杉-旱谷模式 (3 704．2元/hm2)，最低為禿杉-小米模式 (3 647．7元/hm2)。由于經(jīng)營管理等原因，3種間作模式第2年的農(nóng)作物單產(chǎn)均比第1年有不同程度的減產(chǎn)，導(dǎo)致其經(jīng)濟(jì)純收入也比第1年有所下降，其主要原因是各間作模式經(jīng)營時均沒有進(jìn)行林地施肥，農(nóng)作物生長所需養(yǎng)分主要從林地土壤獲取，而隨著農(nóng)作物從林地中攝取較多的養(yǎng)分后，林地土壤養(yǎng)分供應(yīng)不足，難以滿足農(nóng)作物繼續(xù)生長發(fā)育并維持較高產(chǎn)量的需要，從而導(dǎo)致第2年農(nóng)作物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)收益呈現(xiàn)不同程度的減產(chǎn)和減少。由于禿杉林間作的旱谷、小米和玉米的生長發(fā)育和產(chǎn)量高低與林地土壤養(yǎng)分的豐缺密切相關(guān)。因此，如果在間作經(jīng)營過程中根據(jù)農(nóng)作物對養(yǎng)分的需求，同時結(jié)合林地土壤養(yǎng)分狀況進(jìn)行合理施肥，將有利于提高間作農(nóng)作物的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)一步促進(jìn)禿杉幼林生長。

總的來看，在禿杉造林初期，由于禿杉幼林尚未郁閉，可在其幼樹的株行距間間種農(nóng)作物，以提高土地利用率，獲得短期經(jīng)濟(jì)效益;同時通過農(nóng)作物伸展的枝葉自然覆蓋裸露地面，減少了林地的裸露空間，降低了土壤光照強(qiáng)度和溫度，抑制了林下灌草生長，減少林地松土除草的管理工作，節(jié)約撫育成本，而且通過農(nóng)作物的根莖葉殘留林地，能明顯改善林地土壤養(yǎng)分狀況，促進(jìn)禿杉幼林生長。根據(jù)禿杉林所在區(qū)域不同的氣候、土壤條件，如何選擇合適的間作農(nóng)作物及間作時間是今后禿杉混農(nóng)林經(jīng)營模式的研究方向。

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