降香黃檀幼林套種農作物模式綜合效益比較分析

陳 彧，王宗永，方發(fā)之，陳修仁，吳鐘親

(1.海南省林業(yè)科學研究所，海南 ?？?571100；2.湖南省湘西自治州林業(yè)局，湖南 吉首 416000)

降香黃檀(DalbergiaodoriferaT.)別名黃花梨、花梨木、香紅木，海南珍貴特類材[1]，因其木材堅硬耐腐[2]，含有藥用成分[3-4]，具有較高社會經濟及生態(tài)、藥用價值，應用前景廣闊。目前，廣東、海南、福建、廣西大面積推廣種植。但降香黃檀生長緩慢，周期長，投入資金大，嚴重制約其產業(yè)發(fā)展，為解決降香黃檀生長周期長的問題，充分發(fā)揮林地生產力，前人對降香黃檀套種茶樹及套種南瓜、香蕉等農作物進行了初步探討[5-7]，但是關于降香黃檀幼林套種農作物模式對其幼林生長及林分土壤的影響未見報道。本文對降香黃檀幼林中套種玉米、紅薯、南瓜+花生等套種模式進行綜合效益比較分析，旨在為降香黃檀可持續(xù)性發(fā)展篩選出適合復合經營模式。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于海南省定安縣海南省林業(yè)科學研究所金雞嶺基地，地處海南省東北部，東經110°7′—110°31′、北緯19°31′—19°44′，屬熱帶季風海洋性氣候，年均氣溫23.1～23.9 ℃，年均日照時間1972 h，年均降水量1965～2498 mm，雨量充沛，氣溫適宜。林下植被主要是飛機草、馬纓丹、茅草等，土壤為磚紅壤，坡度平緩(≤15°)，土壤養(yǎng)分及pH值本底調查于2016年1月份測定，結果見表1。

表1 試驗地土壤養(yǎng)分情況

1.2 試驗材料

試驗材料為2015年11月種植的1年生降香黃檀優(yōu)良家系林，株行距1.5 m×3 m，林相整齊，長勢良好。

1.3 試驗設計

2016年2月，選擇立地條件、生長狀況基本一致的降香黃檀1年生幼林，行間翻耕約為1.2 m，深度為20～30 cm，清除雜草、灌木及其根系等。采用完全隨機區(qū)組設計，分別設置4組試驗，每個處理666.7 m2，重復3次，連續(xù)套種2 a。

模式Ⅰ：降香黃檀套種花生+南瓜模式(以下簡稱HN)。2016年2月，從當地購買優(yōu)良紅衣花生品種，采用農家常用播種法，在降香黃檀幼林行間套種花生，保證與林木間隔20～30 cm，株行距0.2 m×0.3 m，以不影響降香黃檀苗木生長為宜，7月花生收獲后，9月套種1行南瓜苗(蜜本南瓜)，株距為1 m，南瓜收獲后(1月)，繼續(xù)種植花生，循環(huán)種植2 a，種植期間每年施肥2次(挪威硫酸鉀型復合肥N∶P2O2∶K2O=15∶15∶15)，每次375 kg·hm-2。

模式Ⅱ：降香黃檀套種玉米模式(以下簡稱YM)。于2016年2月行間離降香黃檀樹木約0.4 m起壟，點播法種植高產抗病品種甜玉米，株行距0.4 m×0.4 m，以不影響降香黃檀苗木生長為宜，生長期約為90 d，一年種植兩季，連續(xù)種植2 a。種植期間每年施肥2次(挪威硫酸鉀型復合肥N∶P2O2∶K2O=15∶15∶15)，每次375 kg·hm-2。

模式Ⅲ：降香黃檀套種紅薯模式(以下簡稱HS)。在降香黃檀行間起壟種植當地廣泛種植的“三角寧”紅薯，株行距0.2 m×0.4 m，以不影響降香黃檀苗木生長為宜。2016年3月繁殖穗條，2016年7月種植，一年種植一季，種植期間每年施肥2次(挪威硫酸鉀型復合肥N∶P2O2∶K2O=15∶15∶15)，每次375 kg·hm-2。

模式Ⅳ：降香黃檀純林模式(以下簡稱CK)，以不套種任何農作物的降香黃檀林為對照，每年施肥2次(挪威硫酸鉀型復合肥N∶P2O2∶K2O=15∶15∶15)，每次375 kg·hm-2。

1.4 林分生長量測定

2016年底、2017年底，每種模式隨機選擇30株代表性林木，用卷尺和游標卡尺測定林分生長量(樹高、地徑、冠幅)，重復3次。

1.5 土壤采集及測試

選擇具有代表性地塊挖0～40 cm剖面，采用環(huán)刀法取土，測定土壤物理性狀指標，取0～40 cm土層土壤約1 kg，混合均勻裝袋后測定化學性狀指標，每個小區(qū)取土3次，取土點分別為距離林木根部20～30 cm處的套種株間與不套種株間。

土壤理化性質測定采用土壤農化分析標準方法[8]，土壤容重采用環(huán)刀法。

1.6 經濟效益分析

待農作物成熟后，測定各種套種模式農作物的產量，按照2016—2018年市場農作物收購價格，估算其經濟效益。

1.7 數據統(tǒng)計

采用Excel和SPSS 17.0進行數據整理與統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 降香黃檀林木生長量比較

2016年12月、2017年12月對4種不同套種模式下降香黃檀林木生長量進行觀測，測定樹高、胸徑(地徑)、冠幅等，結果見表2。

表2 不同套種模式降香黃檀林木生長量

*：表中數字為各樣地的平均值；同行數據后不同小寫字母為差異顯著；字母相同為模式間關系不顯著；下同。

從表2可以看出，降香黃檀幼林套種農作物，可以顯著提高林木生長量，不同套種模式存在差異。方差分析結果表明，套種1 a后，林木樹高、地徑生長特征存在顯著差異(F樹高=26.63，F地徑=10.07，P<0.05)；套種2 a后，林木樹高、胸徑生長特征存在顯著差異(F樹高=49.18，F胸徑=43.77，P<0.05)。多重比較結果表明，HN套種2 a后降香黃檀樹高達到2.33 m，胸徑為2.46 cm，樹高、胸徑比降香黃檀純林分別高18.8%，19.4%，顯著高于其它模式。

2.2 降香黃檀幼林套種模式土壤主要理化性質比較

套種2 a后，對距降香黃檀林木約30 cm處的0～40 cm土層的土壤容重、堿解氮、速效鉀、有機質等主要理化性質進行測定，結果見表3。

表3 套種2 a后降香黃檀土壤主要理化性質

從表3可看出，套種2 a后，不同套種模式下土壤容重、堿解氮、速效鉀、有效磷、有機質存在差異，土壤pH值無顯著變化(F=1.638，P=0.240>0.05)。多重比較分析表明，HN、YM、HS套種模式的土壤容重均顯著低于CK模式，但三者之間差異不顯著。土壤堿解氮、速效鉀、有效磷，有機質均有不同程度增加，方差分析結果表明差異顯著(P<0.05)，其中HN模式的堿解氮、有機質含量最高，分別為73.50 mg·kg-1、24.03 g·kg-1；HS模式的速效鉀、有效磷含量最高，分別為31.43、9.60 mg·kg-1。多重比較結果表明，HN、YM、HS模式間土壤堿解氮含量存在顯著差異(P<0.05)；HS模式的土壤速效鉀、有效磷含量顯著高于HN、YM模式(P<0.05)；有機質含量無顯著差異。

2.3 不同套種模式經濟效益比較

對降香黃檀幼林套種農作物模式進行投入、產出經濟效益分析，主要包括套種農作物的種苗費、農藥、除草劑、產出經濟效益等進行估算，計算投入產出率，以2 a為一個統(tǒng)計年，結果見表4。

從表4可以看出，與降香黃檀純林相比，降香黃檀幼林套種農作物，能夠獲得顯著的經濟效益。方差分析結果表明，不同模式間存在顯著差異(P<0.05)，其中以HN模式(花生+南瓜)的效益最高，套種2 a可獲得38730元·hm-2的效益；其次是HS模式，效益達23580元·hm-2，而降香黃檀純林林地平均每年需要撫育管理投入約4500元·hm-2。投入產出率以套種紅薯最佳，達到38.67%。

3 結論與討論

1)降香黃檀幼林不同套種模式對降香黃檀樹高、胸徑(地徑)生長存在顯著差異，HN套種模式(花生+南瓜)的樹高、胸徑生長最大，套種2 a后降香黃檀樹高達到2.33 m，胸徑為2.46 cm，分別比降香黃檀純林高18.8%，19.4%，顯著高于其它2種套種模式。這可能與幼林套種農作物，加強了林地的撫育和管理，另外農作物的殘體又是很好的有機肥料，可以促進幼林的生長。降香黃檀幼林套種花生+南瓜、玉米、紅薯等農作物后，能顯著降低土壤容重，同時土壤堿解氮、速效鉀、有效磷，有機質均有不同程度增加，土壤pH值無顯著變化。這可能與套種農作物增加林分覆蓋率，農作物根系可增加土壤團聚力，增加土壤通氣性有關。說明降香黃檀林下套種農作物有利于土壤有機質積累及土壤養(yǎng)分的改良。

表4 不同模式套種2 a農作物經濟效益分析

*：試驗小區(qū)面積0.067 hm2，所有農作物價格均為2016—2017年海南省市場平均收購價格(花生5.0元·kg-1、南瓜0.6元·kg-1、玉米2.4元·kg-1、紅薯2.0元·kg-1)，投入成本主要計算種苗、農藥、人工(種苗、農藥按市場價格，人工費按100元·d-1)，不算地租、水電等費用。投入產出率=總投資成本/毛收益總額×100%，數值越小，投資效率值越高。

2)降香黃檀幼林套種農作物后，均有一定的經濟效益，其中以套種花生+南瓜的效益最高，套種2 a，可收益約38730元·hm-2。而降香黃檀純林幼林，不但沒有經濟效益，反而每年需要一定的林地撫育和其他管理費用，可見，在降香黃檀幼林適當套種花生、南瓜、玉米、紅薯等短期經濟作物，能獲得顯著的經濟效益，又能以耕代撫，減少林地撫育開支，從而達到以短養(yǎng)長的目的，對壯大降香黃檀產業(yè)發(fā)展具有重要意義。

3)在本試驗條件下，降香黃檀幼林套種2 a后，幼林郁閉度變化不大，均未成林，郁閉度對套種效果影響較小，但是隨著降香黃檀的郁閉度增大，套種農作物的時限性有待繼續(xù)研究，同時降香黃檀幼林與成林間種模式下的差異也有待研究，有關套種模式土壤酶活性的變化也有待進一步研究。