遼西林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式下玉米產(chǎn)量影響因素探討

王麗麗

(阜新市林業(yè)局，遼寧阜新 123000)

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遼西林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式下玉米產(chǎn)量影響因素探討

王麗麗

(阜新市林業(yè)局，遼寧阜新 123000)

摘要[目的]分析遼西地區(qū)林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式下影響玉米產(chǎn)量的主要因素，為選擇適合該地區(qū)的高產(chǎn)玉米種植方式提供參考。[方法]通過(guò)試驗(yàn)方法研究了影響玉米產(chǎn)量的主要因素(玉米品種、種植密度、有機(jī)肥施用量、耕作方式)，利用Matlab軟件中的anova1函數(shù)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析。[結(jié)果]通過(guò)試驗(yàn)測(cè)得不同因素在不同設(shè)置下的玉米產(chǎn)量和生物產(chǎn)量數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)帶入Matlab軟件計(jì)算得到試驗(yàn)數(shù)據(jù)的方差分析結(jié)果。[結(jié)論]玉米品種、種植密度、有機(jī)肥施用量均對(duì)玉米產(chǎn)量影響顯著，在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)選擇；耕作方式對(duì)玉米產(chǎn)量影響不大，可以在玉米種植中適當(dāng)減少耕作次數(shù)。

關(guān)鍵詞林農(nóng)復(fù)合模式；玉米產(chǎn)量；生物產(chǎn)量；影響因素

遼寧西部屬于典型的半干旱地區(qū)，年降雨量偏少，時(shí)間和空間分布不均勻，水土流失嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境脆弱。由于單一的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)容易導(dǎo)致生產(chǎn)水平不穩(wěn)，甚至災(zāi)年顆粒不收的嚴(yán)重后果，且單一的林業(yè)生產(chǎn)又會(huì)增加病蟲害的發(fā)生概率，因此在遼西地區(qū)適合發(fā)展林農(nóng)復(fù)合的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)方式。將農(nóng)業(yè)與林業(yè)結(jié)合起來(lái)發(fā)展復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式，有利于提高土地利用率、改善當(dāng)?shù)赝寥婪柿Α⒋龠M(jìn)農(nóng)作物穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)，此外在增加農(nóng)民收入方面作用顯著。長(zhǎng)期以來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式進(jìn)行了大量研究[1-3]。我國(guó)林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式經(jīng)歷了原始農(nóng)業(yè)時(shí)期、以傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)時(shí)期和以先進(jìn)科學(xué)技術(shù)設(shè)計(jì)為標(biāo)志的現(xiàn)代林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營(yíng)時(shí)期這3個(gè)主要階段，目前我國(guó)林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式在第三個(gè)階段上繼續(xù)發(fā)展，并取得了豐碩的成果[4]。

玉米是林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式中的主要農(nóng)作物，也是遼寧省的主要農(nóng)作物，遼西地區(qū)的玉米種植面積每年都能達(dá)全省耕地總面積的2/3以上，研究適宜的玉米種植方式對(duì)整個(gè)遼西地區(qū)的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義[5-6]。筆者在前人研究的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)分析了林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式下，影響玉米產(chǎn)量的主要因素，總結(jié)出保持較高土地利用率的高產(chǎn)玉米種植模式，以期為遼西地區(qū)玉米種植提供參考。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)區(qū)概況試驗(yàn)地點(diǎn)設(shè)在科爾沁沙地南緣的遼寧省風(fēng)沙地改良利用研究所試驗(yàn)站，地理坐標(biāo)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(fā)量1 731 mm，為降水量的4倍。無(wú)霜期145～150 d，風(fēng)多且大，全年平均風(fēng)速3.7 m/s，土壤有機(jī)質(zhì)含量不足1%，土質(zhì)為風(fēng)積沙土，滲透性強(qiáng)，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(fēng)沙半干旱農(nóng)業(yè)區(qū)。該地區(qū)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)常受到風(fēng)沙干旱的危害，農(nóng)作物產(chǎn)量不高，經(jīng)濟(jì)效益低，生態(tài)脆弱，土地沙化現(xiàn)象日趨嚴(yán)重。

1.2研究方法該試驗(yàn)主要研究在大扁杏幼林中復(fù)合種植玉米后，影響玉米產(chǎn)量的主要因素，需要測(cè)試的因素包括玉米品種、種植密度、有機(jī)肥施用量、耕作方式。試驗(yàn)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(yàn)。設(shè)4個(gè)處理，分別為遼單31、鐵單10、農(nóng)大108、農(nóng)大3138，大區(qū)對(duì)比試驗(yàn)，取樣測(cè)產(chǎn)。此時(shí)行株距為60 cm×30 cm(55 560株/hm2)，施羊糞15 m3/hm2，化學(xué)除草劑+中耕1次。

1.2.2玉米種植密度試驗(yàn)。設(shè)5個(gè)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(qū)對(duì)比試驗(yàn)，取樣測(cè)產(chǎn)。玉米品種選用遼單31，施羊糞15 m3/hm2，化學(xué)除草劑+中耕1次。

1.2.3玉米有機(jī)肥施用量試驗(yàn)。設(shè)4個(gè)處理，分別施羊糞0、15、30、45 m3/hm2，大區(qū)對(duì)比試驗(yàn)，取樣測(cè)產(chǎn)。此時(shí)行株距為60 cm×30 cm(55 560株/hm2)，玉米品種選用遼單31，化學(xué)除草劑+中耕1次。

1.2.4玉米耕作方式試驗(yàn)。設(shè)3個(gè)處理，分別為化學(xué)除草劑+免中耕、化學(xué)除草劑+中耕1次、化學(xué)除草劑+中耕2次，大區(qū)對(duì)比試驗(yàn)，取樣測(cè)產(chǎn)。此時(shí)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(cè)定指標(biāo)及方法各試驗(yàn)測(cè)定指標(biāo)包括玉米產(chǎn)量和生物產(chǎn)量，2種產(chǎn)量均在6 m2試驗(yàn)區(qū)域內(nèi)獲得。玉米產(chǎn)量指小區(qū)內(nèi)所有玉米籽粒質(zhì)量的總和，生物產(chǎn)量指小區(qū)內(nèi)獲得的干物質(zhì)產(chǎn)量，具體包括玉米籽粒、秸稈、葉等烘干之后的質(zhì)量總和。

1.4數(shù)據(jù)分析試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)采用Matlab7.0分析。為了對(duì)比不同處理之間的差異，需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，而Matlab7.0中的統(tǒng)計(jì)分析功能非常強(qiáng)大，完全可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。將數(shù)據(jù)通過(guò)矩陣的形式輸入軟件中，然后利用anova1函數(shù)進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，從而決定各個(gè)處理之間的差異是否顯著。anova1函數(shù)的工作過(guò)程是對(duì)輸入矩陣的各列進(jìn)行均值檢驗(yàn)并輸出顯著性水平數(shù)值，當(dāng)顯著性水平數(shù)值低于0.05時(shí)，表示各列的均值差異顯著，當(dāng)顯著性水平數(shù)值低于0.01時(shí)，表示各列的均值差異高度顯著。anova1函數(shù)的零假設(shè)是各列具有相等的平均數(shù)，通過(guò)anova1函數(shù)運(yùn)算時(shí)不僅要計(jì)算各列的總體顯著性水平，還要交叉計(jì)算任意兩列之間的顯著性水平，也就是交叉評(píng)價(jià)任意兩種處理得到均值相等的顯著性水平。

2結(jié)果及分析

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

表1　玉米品種試驗(yàn)取樣測(cè)產(chǎn)結(jié)果

表2　玉米品種試驗(yàn)產(chǎn)量交叉均值檢驗(yàn)

2.2玉米種植密度試驗(yàn)由表4可知，60 cm×40 cm種植密度處理無(wú)論是玉米產(chǎn)量還是生物產(chǎn)量都是最高的，玉米產(chǎn)量較其他4種處理增加6.01%～41.35%，生物產(chǎn)量較其他4種處理增加6.60%～41.76%。玉米產(chǎn)量和生物產(chǎn)量隨株距的增加先增大再減小，說(shuō)明在試驗(yàn)區(qū)域內(nèi)玉米株距太大或太小都不合適，在行株距為60 cm×40 cm狀態(tài)下達(dá)到最優(yōu)。由表5、6可知，各個(gè)行株距設(shè)置之間差異都很顯著，說(shuō)明在遼西地區(qū)不同的種植株距對(duì)結(jié)果影響是很明顯的，應(yīng)該通過(guò)試驗(yàn)確定最佳的行株距。

表3　玉米品種試驗(yàn)生物產(chǎn)量交叉均值檢驗(yàn)

表4　玉米種植密度試驗(yàn)取樣測(cè)產(chǎn)結(jié)果

表5　玉米種植密度試驗(yàn)產(chǎn)量交叉均值檢驗(yàn)

表6玉米種植密度試驗(yàn)生物產(chǎn)量交叉均值檢驗(yàn)

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

表7玉米有機(jī)肥施用量試驗(yàn)取樣測(cè)產(chǎn)結(jié)果

Table 7Yield of samples in maize organic fertilizer amount experiment

kg/6 m2

表8玉米有機(jī)肥施用量試驗(yàn)產(chǎn)量交叉均值檢驗(yàn)

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

有機(jī)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(jī)肥施用量試驗(yàn)生物產(chǎn)量交叉均值檢驗(yàn)

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

有機(jī)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(yàn)由表10可知，玉米產(chǎn)量和生物產(chǎn)量平均值最大的是化除+中耕1次處理，較其他2個(gè)處理提升6.70%～15.84%，生物產(chǎn)量提升3.31%～7.49%。玉米產(chǎn)量的總體均值一致性檢驗(yàn)結(jié)果為2.68×10-2，均值之間差異顯著，生物產(chǎn)量的總體均值一致性檢驗(yàn)結(jié)果為8.14×10-2，均值之間差異不顯著。在交叉均值檢驗(yàn)結(jié)果中，化除+免耕與化除+中耕1次2個(gè)處理間，玉米產(chǎn)量和生物產(chǎn)量均值差異均顯著，其他均值差異檢驗(yàn)結(jié)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(shuō)明在遼西風(fēng)沙地適當(dāng)減少耕作次數(shù)是可行的。

表10　玉米耕作方式試驗(yàn)取樣測(cè)產(chǎn)結(jié)果

表11　玉米耕作方式試驗(yàn)產(chǎn)量交叉均值檢驗(yàn)

表12　玉米耕作方式試驗(yàn)生物產(chǎn)量交叉均值檢驗(yàn)

3結(jié)論與討論

通過(guò)研究林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式下影響玉米產(chǎn)量的主要因素，得到如下結(jié)論：①不同玉米品種對(duì)產(chǎn)量影響顯著。在遼西半干旱地區(qū)的林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營(yíng)系統(tǒng)中，鐵單10是一種適合使用的玉米品種，鐵單10無(wú)論是玉米產(chǎn)量還是生物產(chǎn)量都明顯優(yōu)于農(nóng)大3138、遼單31和農(nóng)大108;②不同種植密度對(duì)玉米產(chǎn)量影響顯著，60 cm×40 cm的行株距比較適合遼西半干旱地區(qū)林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營(yíng)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(chǎn)量和生物產(chǎn)量，2種產(chǎn)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(nóng)復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式中不同耕作次數(shù)對(duì)玉米產(chǎn)量

和生物產(chǎn)量影響不顯著，在遼西地區(qū)適當(dāng)減少耕作次數(shù)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(yàn)只在大扁杏樹林中進(jìn)行，而遼西地區(qū)林農(nóng)復(fù)合的可用樹種還有很多，如梨樹、楊樹等，也應(yīng)該嘗試在這些樹林中進(jìn)行玉米產(chǎn)量影響因素的試驗(yàn)；②品種因素試驗(yàn)中只選擇了4種處理，實(shí)際遼西地區(qū)可用的玉米品種還有很多，應(yīng)該多選擇一些代表性品種進(jìn)行試驗(yàn)，然后獲取數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析；③在有機(jī)肥施加試驗(yàn)中各處理之間間隔偏小，對(duì)產(chǎn)量的影響差異并不顯著，應(yīng)該加大有機(jī)肥施用量的差異，并增加處理的數(shù)目繼續(xù)進(jìn)行深層次的試驗(yàn)；④所有試驗(yàn)中的種植作物只有玉米，應(yīng)當(dāng)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(duì)玉米產(chǎn)量的影響，還可以測(cè)出各種種植模式下所有作物的產(chǎn)量結(jié)果，從中總結(jié)出總體經(jīng)濟(jì)與生態(tài)效益最高的種植方式。

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基金項(xiàng)目國(guó)家重點(diǎn)“十二五”科技計(jì)劃項(xiàng)目(2011BA38B06)。

作者簡(jiǎn)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(hào)S 7-9

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)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