陳宣 楊立榮 陳加利 云勇 鄭道君
摘要:指出了間套種技術(shù)是立體復(fù)合栽培經(jīng)營模式之一,通過充分利用水、肥、光、熱等資源,以間套作短期作物提高土地利用效率,增加經(jīng)濟效益。同時,還可改良油茶林地土壤結(jié)構(gòu),有效改善小氣候環(huán)境,加快幼林期生長速度,對解決林地和農(nóng)業(yè)用地矛盾、提高自然資源利用率、增加林農(nóng)收入具有重要意義。基于此,綜述了油茶間套種技術(shù)的作用機理及其影響因素、間套種模式及其應(yīng)用綜合效益等,并對油茶間套種技術(shù)提出了科學(xué)合理的發(fā)展建議。
關(guān)鍵詞:油茶;間套種技術(shù);研究進展
中圖分類號:S663 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-9944(2019)17-0096-03
1 引言
油茶(Camellia olei fera)是世界四大木本油料植物之一,其具有豐富的營養(yǎng)成分和良好的保健功能,享有“東方橄欖油”的美譽。同時,油茶耐貧瘠能力強,不與耕地爭地,經(jīng)濟價值高,兼具綠化美化環(huán)境、保持水土、涵養(yǎng)水源等多種生態(tài)效益。但是,油茶幼林植物株生長緩慢,從栽種到獲得經(jīng)濟收益需要5~6年,在此期間需要投入大量人力、物力、財力對林地進行撫育管理,嚴(yán)重影響了林農(nóng)種植油茶的積極性。
間套種是經(jīng)濟林立體復(fù)合栽培經(jīng)營模式之一,通過林木和草本作物共同組成多層次的復(fù)合人工林群落,達到合理地利用光能和地力,形成相對穩(wěn)定的高產(chǎn)量、高效益的生態(tài)系統(tǒng)。油茶林行間、株間距離較大,通過探索合理、高效的油茶林間套作模式,充分利用水、肥、光、熱等資源,以間套作短期經(jīng)濟作物增加收入,達到“以短養(yǎng)長”的目的,從而有效提高林農(nóng)種植油茶的積極性。同時,間套作還可改善林地的土壤結(jié)構(gòu)及肥力狀況,有利于提高幼林植株成活和加快幼林期生長速度,截至2017年底,我國油茶種植面積達6550萬畝,有效開展間套種技術(shù)的應(yīng)用,對提高我國林地資源利用率、增加林農(nóng)收入具有重要意義[1~3]。
2 間套種模式相關(guān)作用機理
間套種生態(tài)效應(yīng)及其機理問題是復(fù)合農(nóng)林業(yè)的重要研究內(nèi)容之一。間套種的相互作用影響因素可分為兩個方面,一是地上部分,其相互作用包含間作種類之間對資源的分配利益之外,還包括系統(tǒng)中木本植物通過改變小氣候環(huán)境來影響林下作物;二是地下部分,其相互作用主要包括林木與農(nóng)作物對土壤水分及養(yǎng)分的競爭和互作[4]。二者共同作用決定了農(nóng)林間套作系統(tǒng)的資源利用模式,進而影響其間作系統(tǒng)的生產(chǎn)力、經(jīng)濟效益和生態(tài)效益[5]。
近年來,國內(nèi)外學(xué)者對油茶林下間套種系統(tǒng)進行了深入的研究,主要包括3個方面,即不同生態(tài)環(huán)境下對油茶林間套種結(jié)構(gòu)的選擇、間套種系統(tǒng)內(nèi)作物與環(huán)境間的作用機理和間套種系統(tǒng)對林下水、熱、氣、光等生態(tài)因子的影響。油茶幼林樹冠擴展緩慢,種植后林地內(nèi)有一定的空間適合種植生長周期較短的作物[6]。一方面,可節(jié)約管理成本,獲得林地的早期收益,保證有更多的資金投入到油茶撫育管理上,促進油茶健康生長。另一方面,不僅實現(xiàn)了以耕代撫,提高土壤肥力,同時增加林地的覆蓋度,起到保水保墑,減少水土流失的作用[7]。從20世紀(jì)50年代至今,我國林業(yè)專家就開始對油茶套種模式進行研究,在油茶林地試驗套種作物如花生、紅薯、大豆等一年生經(jīng)濟作物,黃花苜蓿、紫花苕子、紫云英等綠肥作物,以及各種農(nóng)作物、綠肥及中草藥等,并取得了較好的研究成果[8]。
3 間套種模式對油茶生長和生長環(huán)境的影響
3.1 間套種對油茶林地土壤理化性質(zhì)的影響
油茶林間套種對土壤的影響是多方面的,最為主要的研究集中在套種對土壤的物理和化學(xué)性質(zhì)的變化,其中土壤物理性質(zhì)的影響主要集中在土壤物理指標(biāo)及土壤水土保持的特性等方面,土壤化學(xué)性質(zhì)的影響主要集中在土壤養(yǎng)分變化等影響植株生長等方面[1]。
3.2 間套種對油茶林地土壤物理性質(zhì)的影響
油茶多生長在南方丘陵山地,易發(fā)生水土流失現(xiàn)象,因而油茶林地內(nèi)實行間套種農(nóng)作物依然存在爭議,原因是油茶林地套種農(nóng)作物后的不合理耕作措施可能影響土壤物理性質(zhì),從而加重水土流失,降低退耕還林工程的生態(tài)效益。油茶林地間套種作物,一般選用早春能夠快速生長,匍匐于地表或矮桿的植物,具有更好的水土保持效果。有研究表明,油茶林間套種作物對油茶林土壤的物理性質(zhì)影響較為顯著,不同的作物套種影響不同。比如,套種花生會降低土壤密度,提高土壤孔隙度,而套種紅薯則是提高土壤密度,降低土壤孔隙度[10]。套種綠肥植物增加地表植被凋落物累積,使得土壤中有機物累積發(fā)生改變,土壤容重變小,土壤變疏松,增加了土壤的孔隙度,改變了土壤通氣透水性[11]。此外,套種作物伸展生長的枝葉或藤蔓自然覆蓋裸露地面,不僅降低了土壤溫度,而且也緩和了暴風(fēng)雨對土壤的直接侵蝕,減少了水、土、肥的流失,同時為微生物繁殖與活動提供適宜環(huán)境,增加微生物數(shù)量。
3.3 間套種對油茶林地土壤化學(xué)性質(zhì)的影響
油茶林地套種對土壤養(yǎng)分的影響較為明顯,其中氮、磷、鉀、有機質(zhì)和微生物等指標(biāo)根據(jù)模式套種的不同存在一定的影響。套種豆科植物,能有效的固氮,增加土壤含氮量,如油茶林地套種大豆可以有效地提高土壤肥力,有機碳和氮、磷、鉀的含量上升,套種花生和黃豆可促進新造油茶幼林的生長,套種紅薯,能有效提升土壤磷含量[12~15]??傮w而言,黃壤、沙壤土等油茶林地有機質(zhì)、微生物含量相對較少,油茶林間套種對改善土壤土質(zhì)環(huán)境,增強土壤肥力等方面具有積極意義。
3.4 間套種模式對油茶生長的影響
國內(nèi)開展間套種作物對油茶林生長的影響研究持續(xù)多年,主要聚焦間套種對林地土壤影響和間套種對油茶植株生長的直接影響。間套種作物種類也更多樣,對油茶樹體生長的研究主要集中在新稍生長等樹體指標(biāo)[16]。有研究表明,套種花生和紅薯促進了油茶春、夏和秋稍的生長[17],間種大豆和花生均能改善林地土壤,兩種豆科植物均適宜油茶林間種[18]。在高光條件下,套種旱稻和中藥材都能提高油茶的光合能力[19]。可見,合理的套種可以提高油茶造林成活率、有利于改善林地土壤理化性質(zhì)、促進油茶生長,增加林地經(jīng)濟效益等,是推進油茶產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。總之,套種對油茶林的影響是相對的,部分作物套種能夠促進油茶林的生長,而部分套作會適得其反[20];對于油茶生長的研究也主要停留在其生長指標(biāo)和生長量的縱向比較上,很少有研究能夠深入的對油茶元素含量進行詳細分析。
4 油茶間套種模式及其綜合效益
在政策引導(dǎo)、財政扶持和多方力量的共同努力下,我國農(nóng)林間作模式得到了長足的發(fā)展和進步。比較常見的農(nóng)林復(fù)合經(jīng)營模式有林菌模式、林藥模式、林糧模式、林油模式、林果模式、林菜模式、林草模式等,應(yīng)用類型多樣。比如,鄭灝[7]以福州閩侯桐口林場5年生油茶幼林為研究對象,于林下套種6種不同的豆科作物,對不同模式內(nèi)的土壤物理性質(zhì)、土壤養(yǎng)分以及土壤微生物群落特性進行比較,篩選最佳的福州油茶林下套種模式。高偉通過對浙西南油茶林地茶一藥間作、茶一糧間作等不同模式的小氣候效應(yīng)、光合效應(yīng)、土壤效應(yīng)進行綜合分析[21]。黃寶龍對池杉和油茶間作系統(tǒng)的研究結(jié)果表明,池杉、油茶間作的光能利用效率相當(dāng)于油茶單作對照的3.64倍[22]。陳永忠等研究認(rèn)為油茶幼林地間種花生和紅薯,可以提高春梢和樹高的生長,增加林地的經(jīng)濟效益[23]。熊利等選用花生、大豆、黃菊進行林下間種試驗,通過對油茶幼樹樹體生長指標(biāo)的調(diào)查,分析江西省宜春市不同間種模式對油茶幼樹樹體營養(yǎng)生長的影響[24]。廖云蓉對江西省贛州市油茶幼林套種山稻管理技術(shù)及效益分析,認(rèn)為在油茶幼苗時期,套種山稻是非常值得推出的一項林下經(jīng)濟技術(shù)[25]。彭映赫等選用黃豆、花生、紅薯和煙葉于油茶幼林內(nèi)進行間作,研究不同間種模式對油茶幼樹樹體生長的影響,結(jié)果表明,間種黃豆效果最好,間種可增加油茶幼林的經(jīng)濟效益,其中間種煙葉效益最高,經(jīng)濟產(chǎn)出為48960元/hm2,并建議油茶幼林間種的經(jīng)濟作物宜選擇較矮小、具根瘤固氮菌的花生、黃豆[26]。以上間套種模式研究,為提高我國油茶林地綜合效益提供了科學(xué)依據(jù)。
5 建議
通過技術(shù)研發(fā),推廣油茶間套種技術(shù),充分利用油茶林下資源,發(fā)展林下經(jīng)濟,長短期效益有機結(jié)合,實現(xiàn)油茶產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展,是助力我國脫貧攻堅和鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的有效途徑之一。油茶林間套種要科學(xué)合理,以保證油茶正常生長為前提,科學(xué)選擇作物品種,合理進行栽培管理,不僅提高土壤肥力,促進油茶生長,也要力爭高產(chǎn)豐收。
5.1 因地制宜選擇間套種作物
油茶是常綠樹,枝葉繁茂,根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖匀粴夂驐l件,因地制宜選擇植株矮小,生長期短,水肥需求較少,管理相對粗放的作物,一般以豆科綠肥最佳,具有根瘤菌能固定氮,有效地提高土壤肥力,特別是對于新開的瘠薄林地效果好。也可以選擇區(qū)域性大宗作物或者是特色作物,滿足市場需求,提高經(jīng)濟效益。
5.2 推廣高效實用栽培技術(shù)
林地間套種,要因地制宜推廣高效實用栽培技術(shù),如坡地種豆,平地種紅薯,疏林種花生,密林種生姜,瘠薄地種綠肥等,同時要遵循適地適樹的原則,選擇可與油茶相互促進生長、經(jīng)濟效益好的作物,并且在間套種期間,要提高油茶撫育水平,加強科學(xué)管理,促進油茶健壯生長。
5.3 建立科學(xué)輪作制度
實行輪作不僅使土壤肥力得到充分利用,而且能豐富土壤中的營養(yǎng)物質(zhì),提高土壤肥力,促進油茶生長發(fā)育,提高產(chǎn)量。因此,通過建立輪作制度,合理安排紅薯、綠肥、豆類作物輪種等輪作品種,比如冬種綠肥夏種黃豆等??茖W(xué)輪作不僅減少病蟲害,提高產(chǎn)量,而且可促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化,有助于地力恢復(fù),有利于可持續(xù)發(fā)展。
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收稿日期:2019-04-04
基金項目:海南省省屬科研院所技術(shù)開發(fā)專項(編號:KYYS-2018-14);2019年度海南省省屬科研院所技術(shù)開發(fā)專項“熱帶特色經(jīng)濟植物種質(zhì)資源收集、保存與評價”
作者簡介:陳宣(1983-),男,碩士,副研究員,研究方向為熱帶經(jīng)濟作物遺傳育種。
通信作者:鄭道君(1979-),男,碩士,副研究員,研究方向為植物種質(zhì)資源創(chuàng)新利用研究。