幾種作物種植模式在林下套種的實際產(chǎn)量和效益評價

王強盛　楊娟　祁明華　倪雪穎　夏萌霜　李玨

摘要：發(fā)展林下經(jīng)濟(jì)是新時代農(nóng)林結(jié)合生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要方向。通過薄殼山核桃林下4種作物種植方式，分別是紫山藥—紫山藥—紫山藥（RS1）、紫山藥—紫玉米—紫山藥（RS2）、紫山藥—黑大豆—紫山藥（RS3）、紫山藥—紫甘薯—紫山藥（RS4），并以沒有薄殼山核桃的露地栽培為對照，分析林下4種種植模式的產(chǎn)量和效益。結(jié)果表明，林下連年套種紫山藥的RS1處理，紫山藥實際產(chǎn)量呈現(xiàn)明顯的下降趨勢;第2年林下套種紫玉米、黑大豆或紫甘薯，收獲的作物實際產(chǎn)量以紫甘薯最高，黑大豆最低;第3年再次種植紫山藥，除RS1處理外，以第2年種植黑大豆（RS3）處理的紫山藥產(chǎn)量最高，并以第2年種植紫甘薯（RS4）處理的紫山藥產(chǎn)量最低，并且林下種植的作物產(chǎn)量低于非林地的露地栽培;林下種植作物的經(jīng)濟(jì)效益表現(xiàn)為紫山藥>紫甘薯>紫玉米>黑大豆，其中紫山藥具有明顯的價格優(yōu)勢，紫甘薯具有較大的生物積累量;人工成本費在林下種植生產(chǎn)性投入方面占據(jù)較大比重，機(jī)械化是林下經(jīng)濟(jì)綠色發(fā)展的必要途徑。

關(guān)鍵詞：林下經(jīng)濟(jì);作物種植模式;林下套種;產(chǎn)量;效益

中圖分類號： S344.3? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A? 文章編號：1002-1302（2019）04-0120-03

林下經(jīng)濟(jì)是充分利用林地資源和林蔭空間，在不影響林木正常生長的前提下，借助林地特有的生態(tài)環(huán)境，選擇適合林下生長的動植物等生物種類，進(jìn)行合理種養(yǎng)，實現(xiàn)農(nóng)林結(jié)合的立體復(fù)合生產(chǎn)，從而實現(xiàn)資源共享、優(yōu)勢互補、循環(huán)利用、綠色發(fā)展的生態(tài)農(nóng)業(yè)模式。發(fā)展林下經(jīng)濟(jì)對充分利用自然資源，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)供給側(cè)改革和鄉(xiāng)村振興，增加物質(zhì)供給，滿足社會需求，實現(xiàn)以短養(yǎng)長，加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展和精準(zhǔn)扶貧，保護(hù)農(nóng)林資源、追求綠色增長和發(fā)展農(nóng)林休閑觀光都具有很好的現(xiàn)實意義，也就是說林下種植或養(yǎng)殖，能夠促進(jìn)林業(yè)產(chǎn)業(yè)從單純利用林產(chǎn)資源向林產(chǎn)資源和林地資源結(jié)合利用轉(zhuǎn)變，形成立體型農(nóng)林復(fù)合產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，將有限的林地資源進(jìn)一步添加生態(tài)位，進(jìn)而實現(xiàn)林地增綠、農(nóng)民增收、社會增效。目前，我國林下經(jīng)濟(jì)發(fā)展呈現(xiàn)出多樣化模式，主要包括林糧、林藥、林果、林菜、林草、林菌等模式，其中林下高效種植是重要的組成部分。

目前有關(guān)林下經(jīng)濟(jì)發(fā)展的種養(yǎng)模式，大多數(shù)研究和調(diào)研認(rèn)為增效是明顯的。對林下養(yǎng)殖來說，丁大俊等總結(jié)認(rèn)為，林下養(yǎng)禽效益顯著，可真正使得“死林地”變?yōu)椤盎顚毰琛盵1];寇祥明等研究認(rèn)為，林間套種牧草養(yǎng)鵝循環(huán)農(nóng)業(yè)模式的經(jīng)濟(jì)效益是稻—麥輪作模式的2.8倍，同時該模式耗能低、修復(fù)改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的效果顯著[2];王健等研究認(rèn)為，林下飼養(yǎng)產(chǎn)蛋雞適宜補飼量為舍內(nèi)飼養(yǎng)的70%～80%[3];周乃富等研究認(rèn)為，林下養(yǎng)雞能有效改善0～20 cm土層的土壤養(yǎng)分[4]。對林下種植來說，吳寶成等研究認(rèn)為，楊樹低樹齡條件下套種的中藥細(xì)柱五加根冠農(nóng)藝性狀和根皮產(chǎn)量可高于露地栽培[5];丁晶晶等研究認(rèn)為，楊樹林下種植雪菜模式提高了楊樹林地利用率，有效地促進(jìn)了林農(nóng)增收以及當(dāng)?shù)貤顦洚a(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展，年新增純收益為46 335元/hm2[6];陳州調(diào)研認(rèn)為，林茶間種，即在茶行中套種一些適合的果樹或鄉(xiāng)土樹種，除了果樹和苗木的收益，復(fù)合經(jīng)營還能夠延長茶葉的采摘期8～9 d，名茶單位面積產(chǎn)量能提高8%，茶園均效益可增加 500元/667 m2 左右，效益十分可觀[7];隋國光分析認(rèn)為，不同林下經(jīng)濟(jì)模式經(jīng)濟(jì)效益有明顯的差距，市場需求和林菌產(chǎn)量是決定林菌項目凈收益的重要因素，其中菌種費對項目成本影響較大，雇傭人員費投入次之[8]。因此，林下經(jīng)濟(jì)無論是種植業(yè)還是養(yǎng)殖業(yè)，都具有較為明顯優(yōu)勢的綜合效益。

薄殼山核桃作為著名的優(yōu)良樹種，具有很高的經(jīng)濟(jì)價值、觀賞價值、物用價值和藥用價值，越來越被廣泛種植[9-10]。目前，有關(guān)薄殼山核桃林下種植作物的類型和模式研究極為少見。本研究通過多年試驗分析薄殼山核桃林下種植紫山藥、紫玉米、黑大豆和紫甘薯的產(chǎn)量效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效益，以期為林下高效種植模式的選擇提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

本試驗于2015—2017年在南京農(nóng)業(yè)大學(xué)試驗農(nóng)場進(jìn)行，該農(nóng)場屬暖溫帶海洋季風(fēng)性氣候，土壤類型為壤土，基礎(chǔ)理化性質(zhì)：有機(jī)質(zhì)含量為22.81 g/kg、全氮含量為1.22 g/kg、速效氮含量為91.20 mg/kg、速效磷含量為21.18 mg/kg、速效鉀含量為110.79 mg/kg，pH值為7.27。

1.2 試驗設(shè)計

薄殼山核桃品種為波尼，林間行距為4 m，田間蔭蔽度為15%～20%。設(shè)置4種林下種植模式，每個小區(qū)面積11 m×22 m，重復(fù)3次，并設(shè)置沒有薄殼山核桃的露地栽培為對照。處理1為每年種植紫山藥（RS1），處理2為紫山藥—紫玉 米— 紫山藥（RS2），處理3為紫山藥—黑大豆—紫山藥（RS3），處理4為紫山藥—紫甘薯—紫山藥（RS4），紫山藥、紫甘薯壟作移栽，壟距1.2 m，壟寬0.25 m，每行核校樹間種植2壟。紫山藥品種為蘇蕷1號，基本苗4.5萬株/hm2左右，施 22 500 kg/hm2 腐熟有機(jī)肥作基肥，塊莖膨大期分2次追施復(fù)合肥600 kg/hm2;紫甘薯品種為徐紫薯8號，基本苗4.5萬株/hm2左右，基肥施22 500 kg/hm2腐熟有機(jī)肥和 525 kg/hm2 硫酸鉀復(fù)合肥，塊莖膨大期施尿素75 kg/hm2和硫酸鉀 150 kg/hm2。紫玉米品種為江南紫糯，基本苗4.5萬株/hm2左右，基肥施優(yōu)質(zhì)農(nóng)家肥22 500 kg/hm2、復(fù)合肥 450 kg/hm2，拔節(jié)期至大喇叭口期施尿素450 kg/hm2。黑大豆品種為烏青1號，基本苗15萬株/hm2，基肥施復(fù)合肥 225 kg/hm2，初花期施尿素75 kg/hm2。

1.3 測定指標(biāo)

在成熟期測定紫山藥、紫玉米、黑大豆和紫甘薯的田間實際產(chǎn)量，并結(jié)合田間生產(chǎn)資料投入和市場價格計算凈效益。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 林下套種幾種作物的實際產(chǎn)量

從圖1可以看出，在2015年（第1年）林下紫山藥獲得了28 800 kg/hm2的產(chǎn)量，與對照處理的常規(guī)露地栽培相比較低，但差異不明顯;在2016年（第2年），再在林下種植紫山藥，產(chǎn)量較第1年下降17.7%和較當(dāng)年對照低 25.0%;在2017年（第3年），再次在林下種植紫山藥，實際產(chǎn)量進(jìn)一步下降，實際產(chǎn)量分別較第1、2年下降39.6%、26.6%，較當(dāng)年對照低38.9%。第2年林下種植紫玉米、黑大豆或紫甘薯，收獲的產(chǎn)量為紫甘薯>紫玉米>黑大豆，但相對各自的露地栽培處理（對照），林下紫玉米、黑大豆和紫甘薯產(chǎn)量降低，其幅度表現(xiàn)為紫玉米>黑大豆>紫甘薯，分別為10.3%、58%、3.3%;再到第3年的紫山藥，第2年不種植紫山藥，第3年種植紫山藥的實際產(chǎn)量均高于連續(xù)種植紫山藥處理，提高幅度在24.0%～61.2%，其中第2年不同的種植作物，到第3年種植的紫山藥產(chǎn)量存在明顯差異，表現(xiàn)出的順序為黑大豆>紫玉米>紫甘薯，以第2年種植黑大豆處理的后續(xù)紫山藥實際產(chǎn)量最高，其實際產(chǎn)量較當(dāng)年對照僅下降1.5%;而第2年種植紫甘薯處理的后續(xù)紫山藥實際產(chǎn)量較當(dāng)年對照下降幅度最大，下降24.2%;第2年種植紫玉米的后續(xù)紫山藥實際產(chǎn)量較當(dāng)年對照下降8.3%。

2.2 林下套種幾種作物的投入與產(chǎn)出分析

表1為林下套種幾種作物的田間投入與產(chǎn)出的效益評價。從總體上來看，林下種植紫山藥主要生產(chǎn)性支出在種苗費、肥料費和人工成本費，特別是田間整地、起壟、育苗、播種、搭架、收獲等過程需要的人工較多;林下種植紫玉米和黑大豆的主要支出在肥料費和人工成本費，一方面全生育期肥料投入相對其他生產(chǎn)資料較多，另一方面整地、噴藥和收獲過程中需要一定的人工費用;林下種植紫甘薯在種苗費、肥料費和人工成本費等方面投入較多，但相對林下紫山藥來說，生產(chǎn)性投入大約為林下紫山藥的24.6%，其中農(nóng)藥的用量也相對減少。本試驗結(jié)果表明，隨著林下紫山藥連年種植，其肥料和農(nóng)藥的生產(chǎn)成本整體增加，而收獲產(chǎn)量下降。從社會需求來看，紫山藥、紫玉米、黑大豆和紫甘薯都有較好的價格優(yōu)勢和消費潛力;再從凈收益來看，第2年林下種植的不同作物，估算的凈收益表現(xiàn)為紫山藥>紫甘薯>紫玉米>黑大豆，其中紫山藥的凈收益最高，分別是紫甘薯的2.3倍、紫玉米的3.4倍和黑大豆的 14.2倍，以黑大豆凈收益最低，不同林下種植模式的后續(xù)種植凈收益出現(xiàn)明顯差異;最后從產(chǎn)投比來看，林下幾種作物的產(chǎn)投比表現(xiàn)為紫玉米>紫甘薯>紫山藥>黑大豆，不同林下種植模式以黑大豆處理的后續(xù)紫山藥種植產(chǎn)投比最大，其次為紫玉米，再次為紫甘薯，最低的為連續(xù)種植紫山藥處理。

3 討論與結(jié)論

3.1林下作物種植的模式分析

林下種養(yǎng)經(jīng)濟(jì)已經(jīng)越來越受到社會和農(nóng)戶的重視和發(fā)展，如江蘇東臺的林下養(yǎng)雞、江蘇泗陽的林下藥材、江蘇句容的林下菌菇等特色產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，但各地在發(fā)展林下經(jīng)濟(jì)的技術(shù)層面還存在明顯的不足。首先，品種單一，沒有充分形成基于林木環(huán)境條件的多樣性品種，單一品種可能難以完全適應(yīng)生態(tài)變化、氣候改變和病蟲害發(fā)生變化等，如果遭遇災(zāi)害性環(huán)境將帶來較大的損失。其次，品種的適應(yīng)性有待更多的選育和篩選。林木環(huán)境下存在的蔽蔭度差異較大，有的品種適應(yīng)性強，有的品種適應(yīng)性弱，或者有些品種不同生育階段的耐性還有差異，因此，要根據(jù)林木環(huán)境條件確定適宜的品種類型。再次，模式單一。在林下經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中農(nóng)戶往往一旦選用某種模式后難以改變種養(yǎng)方式，堅持“一竿子到底”的單一模式，這往往給林下種養(yǎng)帶來潛在的危害，甚至有時導(dǎo)致產(chǎn)量急劇下降。最后，技術(shù)措施不到位。農(nóng)戶往往采用常規(guī)露地管理方式來進(jìn)行林下動植物的種養(yǎng)，沒有做到結(jié)合林木環(huán)境采取因地制宜的措施，如養(yǎng)分的精確運籌、遮陰的技術(shù)調(diào)控、后期農(nóng)作物葉面的生理調(diào)控等，因而相應(yīng)的技術(shù)措施還有很大的提升空間和改善途徑。本試驗結(jié)果表明，在薄殼山核桃林下環(huán)境，種植紫玉米產(chǎn)量下降幅度最大，可能是玉米的耐蔭性相對較小，因而不是太適宜種植紫玉米，也就是說明在林下種植時要進(jìn)行作物類型和品種的篩選，確定適宜的品種結(jié)構(gòu);另外，由于豆類、紫山藥等存在某種程度上的連作障礙[11-12]，本試驗連續(xù)3年種植林下紫山藥，導(dǎo)致紫山藥實際產(chǎn)量出現(xiàn)大幅度下降，因此最好不要采用單一的林下連作模式，要根據(jù)輪作原理確定適宜的種植模式。從本試驗結(jié)果可以看出，薄殼山核桃林下采用紫山藥—黑大豆—紫山藥種植方式是一個比較好的林下經(jīng)濟(jì)種植模式，雖然黑大豆的比較效益相對較低，但黑大豆的種植為后續(xù)作物生產(chǎn)奠定很好的土壤環(huán)境基礎(chǔ)。當(dāng)然，如能根據(jù)土壤環(huán)境的變化，采取相適宜的措施，如增施生物有機(jī)肥，盡量消除土壤連作障礙，林下種植紫山藥—紫甘薯—紫山藥也是很好的模式選擇，具有較好的發(fā)展前景。

3.2 林下作物種植的效益分析

實行林下經(jīng)濟(jì)是立體經(jīng)濟(jì)和多功能文化的體驗，符合綠色發(fā)展的方向和社會消費的取向，有助于實現(xiàn)農(nóng)林結(jié)合的低碳發(fā)展，有著廣闊的市場空間，因此在發(fā)展模式中可以進(jìn)行長中短有機(jī)結(jié)合、上中下綜合開發(fā)、農(nóng)林牧復(fù)合經(jīng)營，進(jìn)而實現(xiàn)農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)位高效利用和多能級循環(huán)流動，增加農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)的綜合效益。本試驗結(jié)果表明，林下作物種植模式對充分發(fā)揮林下生態(tài)經(jīng)濟(jì)效應(yīng)有明顯的影響。盡管不同林下種植模式存在一些不足和問題，但總體上來看，不同林下作物種植模式增效明顯，能夠彌補林業(yè)發(fā)展周期長帶來的短期經(jīng)濟(jì)不足。林下種植紫山藥、紫玉米、黑大豆和紫甘薯都帶來較好的經(jīng)濟(jì)效益，新增效益在1萬～10萬元/hm2，其中紫甘薯、紫山藥等由于市場需求大，效益更為明顯。發(fā)展林下經(jīng)濟(jì)雖然要注重經(jīng)濟(jì)效益，但更要考慮生態(tài)效益。從3年總凈收益來看，雖然林下紫山藥的最高，輪種黑大豆和紫甘薯的較低，但繼續(xù)種植下去，隨著林下蔽蔭度的不斷增大，再種植紫玉米產(chǎn)量損失可能更大，連續(xù)種植紫山藥連作的障礙將更為明顯;另外，實現(xiàn)林下不同輪種模式，還適度減少了農(nóng)藥化肥的使用，減輕了農(nóng)事操作給環(huán)境帶來的壓力，實現(xiàn)農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)的“減肥減藥”，生態(tài)效應(yīng)明顯。因此，采用合理的輪作模式才是長久發(fā)揮林下經(jīng)濟(jì)的根本。從本研究可以看出，人工成本已經(jīng)成為林下經(jīng)濟(jì)發(fā)展的最大支出，且隨著農(nóng)村老齡化比重增加、勞動力轉(zhuǎn)移等因素，人工成本將可能進(jìn)一步增大，因此，發(fā)展適合林下作物種植的機(jī)械裝備顯得尤為緊迫，特別是中小型耕種和噴肥藥機(jī)械，以提高林下作業(yè)機(jī)械化水平。

總之，林下經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，既要根據(jù)區(qū)域性選擇適當(dāng)?shù)钠贩N類型，也要篩選適宜的種養(yǎng)模式。本試驗表明，林下經(jīng)濟(jì)的發(fā)展模式不僅要考慮經(jīng)濟(jì)效益，也要考慮生態(tài)效益，將技術(shù)措施和區(qū)域生態(tài)相結(jié)合才能更好地發(fā)揮林下經(jīng)濟(jì)的增效空間和綠色潛力;注重品種多抗優(yōu)質(zhì)化、模式結(jié)構(gòu)多樣性和技術(shù)措施適應(yīng)性，以機(jī)械化為方向、促進(jìn)增效為目的、提高林地利用率和綜合效益為核心，才能進(jìn)一步提高林下經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定性，推進(jìn)林下經(jīng)濟(jì)綠色化、規(guī)?；⒓s化和休閑式發(fā)展，最終實現(xiàn)林下資源的充分有效利用。

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