馮唐華，賀義昌，周文才，左繼林★，陳 忠，盧 信，施 煒

(1.都昌縣林業(yè)局，江西 都昌 332600 2.江西省林業(yè)科學(xué)院，江西 南昌 330013；3.上高縣林業(yè)局，江西 宜春 336400；4.江西省鑫隆農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司，江西 宜春 336415；5.袁州區(qū)林業(yè)局，江西 宜春 336099）

江西是全國(guó)油茶(Camellia oleifera)中心產(chǎn)區(qū)之一，現(xiàn)有油茶種植面積93.33萬(wàn)hm2，占全省經(jīng)濟(jì)林面積的77.5%[1]，然而，油茶種植后第5年才開始掛果投產(chǎn)，8年后進(jìn)入盛產(chǎn)期，幼齡期油茶存在收益低、管理維護(hù)用工大、部分地區(qū)水土流失嚴(yán)重等問(wèn)題，這不僅影響到油茶林地生態(tài)穩(wěn)定性，而且還會(huì)損害林農(nóng)發(fā)展油茶的積極性，給油茶產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展帶來(lái)負(fù)面效應(yīng)?？茖W(xué)選擇油茶林地復(fù)合經(jīng)營(yíng)方式，實(shí)現(xiàn)以耕代撫，是當(dāng)前油茶產(chǎn)業(yè)基地經(jīng)常采用的林地管理方式。

目前，我國(guó)對(duì)油茶套種研究主要集中在套種農(nóng)作物的生長(zhǎng)影響及效益分析[2-5]、土壤改良[6-8]、水土保持[9]以及光合生理活動(dòng)[10-11]等方面，而相對(duì)農(nóng)作物效益較高的中草藥套種[12-14]的效應(yīng)研究較少。因此，本項(xiàng)目在油茶新造林第3年后的林地開展了套種中草藥粉防己(Stephania tetrandra)、千斤拔(Flemingia philippinensis)、石菖蒲(Acorus tatarinowii)與郁金(Curcuma rcenyujin）的試驗(yàn)，調(diào)查了套種后的油茶生長(zhǎng)指標(biāo)、林地土壤養(yǎng)分因子和土壤溫度、水分含量的日變化，以期為提高油茶幼林的高效套種中草藥與土地科學(xué)利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況及供試材料

試驗(yàn)地位于江西省上高縣泗溪鎮(zhèn)馬岡村(27.8°N，114.38° E)，屬中亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候區(qū)，年均氣溫17.6℃，年均日照時(shí)長(zhǎng)1 710 h，無(wú)霜期256 d，年均相對(duì)濕度80%，年降水量1 642.7 mm；地貌為丘陵崗地，海拔約140 m，以紅壤為主，土壤較肥沃深厚。

供試材料為4種中草藥，分別是粉防己、千斤拔、石菖蒲、郁金，均來(lái)源于江西省鑫隆農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2019年選擇地勢(shì)、坡度等條件基本一致的油茶3年生幼林林地作為試驗(yàn)區(qū)與對(duì)照區(qū)，試驗(yàn)區(qū)有4塊，分別套種粉防己、千斤拔、石菖蒲、郁金，每種套種植物作為1種處理，每個(gè)處理不少于3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)種植面積約0.022 hm2。每塊試驗(yàn)小區(qū)種植面積、種植時(shí)間及密度如表1。

表1 油茶幼林套種中草藥一覽表Tab.1 The chart of Chinese herbal medicine interplanting in young C.oleifera

1.3 指標(biāo)測(cè)定方法

2019年12 月對(duì)試驗(yàn)地土壤進(jìn)行取樣，采用多點(diǎn)取樣法分別在各區(qū)內(nèi)多點(diǎn)建立土壤剖面，在0～30 cm土層采集土樣，各處理土樣帶回實(shí)驗(yàn)室按不同層次混合后供分析測(cè)定，每個(gè)樣品重復(fù)3次；同時(shí)設(shè)立對(duì)照CK。

土壤中有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀均按照常規(guī)方法進(jìn)行測(cè)定，其中全氮采用凱氏定氮法測(cè)定；水解性氮采用堿解—擴(kuò)散法測(cè)定；全磷采用堿溶—鉬銻抗比色法測(cè)定；有效磷采用鹽酸—硫酸浸提法測(cè)定；全鉀采用堿溶—火焰光度法測(cè)定；速效鉀采用乙酸銨浸提—火焰光度法測(cè)定；取多點(diǎn)平均值進(jìn)行分析。

幼林油茶生長(zhǎng)樹高用卷尺從地面量至最高頂芽處，精確到0.1 cm；地徑選取嫁接口以上開始正常生長(zhǎng)的部位，用游標(biāo)卡尺量，精確到0.01 cm。

林地水分、溫度測(cè)定：于2019年9月在套種郁金與粉防己的油茶林中安裝watchdog2400氣象站（位置在套種的兩行油茶樹中間），SMEC300傳感器設(shè)置測(cè)定土壤含水量與土壤溫度的參數(shù)，土壤測(cè)定層次為：0～10 cm、10～20 cm、20～30 cm土層，在9月上、中旬選擇5日晴好天氣，設(shè)定凌晨0:00-6:00、上午6:00-11:00、中午11:00-13:00、下午13:00-16:00、傍晚16:00-18:00、晚上18:00-24:00等6個(gè)時(shí)段，每半小時(shí)測(cè)定各土壤層次溫度與土壤體積含水量，導(dǎo)出數(shù)據(jù)后采用Excel 2007分別對(duì)3～5 d各時(shí)段每半小時(shí)的氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并求得其平均值。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用DPS v7.05軟件進(jìn)行多重比較分析，采用隸屬函數(shù)法綜合評(píng)價(jià)不同套種方式下油茶林地養(yǎng)分改良狀況，利用公式計(jì)算各性狀指標(biāo)的隸屬函數(shù)值，根據(jù)其平均值進(jìn)行比較，數(shù)值越大表示效果越好。

隸屬函數(shù)值公式：

式（1）中，X(u)為某性狀指標(biāo)的隸屬函數(shù)值，X為該指標(biāo)的測(cè)定值，Xmin為該指標(biāo)最小值，Xmax為該指標(biāo)最大值。

2 結(jié)果與分析

2.1 套種對(duì)油茶幼林生長(zhǎng)的影響

套種對(duì)油茶幼林的生長(zhǎng)有顯著影響（表2），幼林套種不同中草藥后各生長(zhǎng)指標(biāo)均達(dá)到顯著差異(P＜0.05)。油茶套種不同中草藥的地徑、樹高與冠幅均比CK高，套種千斤拔、石菖蒲、粉防己、郁金后油茶的地徑分別比CK高13.905%、19.223%、19.123%、26.801%；樹高分別比CK高47.255%、33.620%、61.662%、67.685%；冠幅面積分別為CK的1.677倍、1.617倍、1.473倍、1.337倍；油茶幼林套種不同中草藥后，地徑、樹高與冠幅面積平均比CK分別增加19.77%、15.53%與52.60%。這表明套種前述中草藥均可促進(jìn)油茶幼林的樹體生長(zhǎng)。

表2 各套種中草藥對(duì)油茶生長(zhǎng)的影響Tab.2 The effect of interplanting herbal medicine on the growth of C.oleifera

對(duì)油茶生長(zhǎng)有利的依次為郁金、粉防己、石菖蒲、千斤拔。未套種的油茶幼林生長(zhǎng)最差，表現(xiàn)為植株矮小、冠幅小、油茶幼樹生長(zhǎng)量明顯低于其它4種套種模式。

2.2 對(duì)幼林油茶林地土壤養(yǎng)分的影響

不同套種模式對(duì)新造油茶幼林林地的土壤養(yǎng)分影響明顯，根據(jù)表3可知，套種后土壤的有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、水解性氮、有效磷與速效鉀等的含量均明顯高于CK，平均比CK增加331.42%、160.21%、58.16%、235.55%、105.38%、8077.28%、129.25%，并且差異極顯著(P＜0.001)。套種千斤拔、石菖蒲、粉防己、郁金后油茶林有機(jī)質(zhì)含量分別是CK的3.41倍、4.16倍、5.19倍、4.50倍。應(yīng)用隸屬函數(shù)值法綜合評(píng)價(jià)排序，可得到4種中草藥套種對(duì)油茶林地養(yǎng)分改善效果有利的排序，依次為石菖蒲＞郁金＞千斤拔＞粉防己。

表3 油茶林地養(yǎng)分各指標(biāo)平均值、多重比較及排序Tab.3 The mean value,multiple comparisons and order of each index of forest land nutrient of C.oleifera

2.3 對(duì)幼林油茶林地水分與土壤溫度的影響

表4、表5表明油茶林地套種郁金與粉防己后，對(duì)林地不同土層的土壤水分與溫度及一日內(nèi)不同時(shí)段均有不同程度的影響。由表4可知，套種郁金的土壤0～10 cm層的日平均含水量比CK高64.74%。一日內(nèi)，套種郁金后0～10 cm層的土壤含水量在凌晨、上午、中午、下午、傍晚與晚上均比CK高71.43%、70.00%、66.20%、61.43%、55.84%、63.27%，日平均土壤含水量比CK高64.51%。但在10～20 cm與20～30 cm土層，套種粉防己與郁金的土壤含水量均低于CK。這表明幼林油茶套種郁金可在夏秋季降水量不足時(shí)對(duì)油茶林地表層發(fā)揮明顯的保墑防旱效果。

表4 油茶幼林地套種不同中草藥不同土層的水分日變化/%Tab.4 The diurnal changes of water content in different soil depths of different Chinese herbal medicines interplanting in young C.oleifera

由表5可知，油茶林套種郁金與粉防己后0～10 cm層、10～20 cm層與20～30 cm層的土壤溫度均比CK低，套種郁金與粉防己的0～10 cm層土壤平均溫度比CK的低2.30～3.18℃，10～20 cm層土壤溫度比CK的低1.81～2.08℃，20～30 cm層土壤溫度比CK的低0.39～0.26℃。套種郁金的土壤以0～10 cm層溫度降低效應(yīng)最大，而套種粉防己以10～20 cm層的降低效應(yīng)最大，分別比CK降低了8.43%、4.1%。一日內(nèi)，0～10 cm層土壤以下午與傍晚最大，套種郁金與粉防己分別比CK低了9.34%、2.64%。10～20 cm層土壤以上午最大，套種郁金與粉防己分別比CK低了9.78%、6.06%。20～30 cm層土壤套種郁金以上午最大，套種粉防己以凌晨最大，分別比CK低了1.84%、1.69%。

表5 油茶幼林地套種不同中草藥不同土層的溫度日變化/℃Tab.5 The diurnal changes of temperature in different soil depths of different Chinese herbal medicines interplanting in young C.oleifera

此外，套種粉防己的土壤0～10 cm層、10～20 cm層與20～30 cm溫度與套種郁金的土壤0～10 cm層與20～30 cm溫度變異系數(shù)均低于CK，表明套種中草藥后能穩(wěn)定土壤溫度日變化，起到夏秋季降溫與保持溫度穩(wěn)定的效果。

2.4 幼林油茶林地套種經(jīng)濟(jì)效益分析

由表6可知油茶套種中草藥后4年收益5.588～51.240萬(wàn)元·hm-2，平均每年的收益可達(dá)7.63萬(wàn)元·hm-2，投入產(chǎn)出比為1:3.848，遠(yuǎn)高于一般經(jīng)濟(jì)作物平均每年0.81～4.89萬(wàn)元·hm-2的收益[14-15]。本試驗(yàn)中收益最高的為粉防己，其次為石菖蒲、千斤拔與郁金；收益最高的粉防己是最低的郁金的9.17倍。

表6 油茶套種不同中草藥投入與產(chǎn)出Tab.6 The input and output of different Chinese herbal medicines planted in camellia

3 結(jié)論與討論

套種中草藥對(duì)油茶地徑、樹高與冠幅生長(zhǎng)均有明顯促進(jìn)作用，套種效應(yīng)依次為郁金＞粉防己＞石菖蒲＞千斤拔；套種還可不同程度地提高土壤養(yǎng)分含量，套種土壤的有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、水解性氮、有效磷與速效鉀的含量均明顯高于CK，改善效果依次為石菖蒲＞郁金＞千斤拔＞粉防己。油茶幼林套種中草藥對(duì)林地不同土層的土壤水分與溫度均有不同程度的改善。套種郁金對(duì)夏秋季油茶林地表層（0～10 cm）能發(fā)揮保墑防旱效果，郁金與粉防己均可降低0～30 cm各層土壤溫度，并能調(diào)節(jié)一日之內(nèi)不同土層不同時(shí)間的溫度；0～10 cm層土壤下午與傍晚最大，而10～20 cm層土壤上午最大；套種能穩(wěn)定土壤溫度日變化，發(fā)揮夏秋季降溫與保持溫度穩(wěn)定的效果；套種中草藥后均可獲得不同的收益，4種中草藥套種每年平均收益7.63萬(wàn)元·hm-2，投入產(chǎn)出比為1∶3.848，其中收益較高的為粉防己與石菖蒲。綜合油茶林生態(tài)與生長(zhǎng)效應(yīng)，以套種郁金為最佳，經(jīng)濟(jì)收益則以粉防己為最高。

油茶幼林期較長(zhǎng)，一般要經(jīng)過(guò)4～5年才達(dá)成豐產(chǎn)期，而套種后調(diào)節(jié)了林地土壤溫度、含水率等，改善了其生境，提高了土壤養(yǎng)分含量及其肥力，有利于幼林油茶生長(zhǎng)，并且收益增加顯著，有效地保證了林地?fù)嵊Y金。

該試驗(yàn)因受儀器數(shù)量所限，僅選擇了郁金（低矮匍匐型）與粉防己（高大柱狀型）做套種代表型植物測(cè)定其土壤溫度與水分日變化?？赡苡捎谟艚鹑~片大，林地覆蓋面積大，塊莖大，故夏秋季防旱保墑與改善林地肥力的效果較好。本文只開展了4種市場(chǎng)需求較大的中草藥在油茶幼林地套種的效果研究，且均為塊莖收獲形式的品種，今后應(yīng)拓展更多的中草藥進(jìn)行套種效應(yīng)的研究。