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油茶间套种技术研究

2019-12-27陈宣杨立荣陈加利云勇郑道君

绿色科技 2019年21期
关键词:油茶研究进展

陈宣 杨立荣 陈加利 云勇 郑道君

摘要:指出了间套种技术是立体复合栽培经营模式之一,通过充分利用水、肥、光、热等资源,以间套作短期作物提高土地利用效率,增加经济效益。同时,还可改良油茶林地土壤结构,有效改善小气候环境,加快幼林期生長速度,对解决林地和农业用地矛盾、提高自然资源利用率、增加林农收入具有重要意义。基于此,综述了油茶间套种技术的作用机理及其影响因素、间套种模式及其应用综合效益等,并对油茶间套种技术提出了科学合理的发展建议。

关键词:油茶;间套种技术;研究进展

中图分类号:S663 文献标识码:A 文章编号: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,其具有丰富的营养成分和良好的保健功能,享有“东方橄榄油”的美誉。同时,油茶耐贫瘠能力强,不与耕地争地,经济价值高,兼具绿化美化环境、保持水土、涵养水源等多种生态效益。但是,油茶幼林植物株生长缓慢,从栽种到获得经济收益需要5~6年,在此期间需要投入大量人力、物力、财力对林地进行抚育管理,严重影响了林农种植油茶的积极性。

间套种是经济林立体复合栽培经营模式之一,通过林木和草本作物共同组成多层次的复合人工林群落,达到合理地利用光能和地力,形成相对稳定的高产量、高效益的生态系统。油茶林行间、株间距离较大,通过探索合理、高效的油茶林间套作模式,充分利用水、肥、光、热等资源,以间套作短期经济作物增加收入,达到“以短养长”的目的,从而有效提高林农种植油茶的积极性。同时,间套作还可改善林地的土壤结构及肥力状况,有利于提高幼林植株成活和加快幼林期生长速度,截至2017年底,我国油茶种植面积达6550万亩,有效开展间套种技术的应用,对提高我国林地资源利用率、增加林农收入具有重要意义[1~3]。

2 间套种模式相关作用机理

间套种生态效应及其机理问题是复合农林业的重要研究内容之一。间套种的相互作用影响因素可分为两个方面,一是地上部分,其相互作用包含间作种类之间对资源的分配利益之外,还包括系统中木本植物通过改变小气候环境来影响林下作物;二是地下部分,其相互作用主要包括林木与农作物对土壤水分及养分的竞争和互作[4]。二者共同作用决定了农林间套作系统的资源利用模式,进而影响其间作系统的生产力、经济效益和生态效益[5]。

近年来,国内外学者对油茶林下间套种系统进行了深入的研究,主要包括3个方面,即不同生态环境下对油茶林间套种结构的选择、间套种系统内作物与环境间的作用机理和间套种系统对林下水、热、气、光等生态因子的影响。油茶幼林树冠扩展缓慢,种植后林地内有一定的空间适合种植生长周期较短的作物[6]。一方面,可节约管理成本,获得林地的早期收益,保证有更多的资金投入到油茶抚育管理上,促进油茶健康生长。另一方面,不仅实现了以耕代抚,提高土壤肥力,同时增加林地的覆盖度,起到保水保墒,减少水土流失的作用[7]。从20世纪50年代至今,我国林业专家就开始对油茶套种模式进行研究,在油茶林地试验套种作物如花生、红薯、大豆等一年生经济作物,黄花苜蓿、紫花苕子、紫云英等绿肥作物,以及各种农作物、绿肥及中草药等,并取得了较好的研究成果[8]。

3 间套种模式对油茶生长和生长环境的影响

3.1 间套种对油茶林地土壤理化性质的影响

油茶林间套种对土壤的影响是多方面的,最为主要的研究集中在套种对土壤的物理和化学性质的变化,其中土壤物理性质的影响主要集中在土壤物理指标及土壤水土保持的特性等方面,土壤化学性质的影响主要集中在土壤养分变化等影响植株生长等方面[1]。

3.2 间套种对油茶林地土壤物理性质的影响

油茶多生长在南方丘陵山地,易发生水土流失现象,因而油茶林地内实行间套种农作物依然存在争议,原因是油茶林地套种农作物后的不合理耕作措施可能影响土壤物理性质,从而加重水土流失,降低退耕还林工程的生态效益。油茶林地间套种作物,一般选用早春能够快速生长,匍匐于地表或矮杆的植物,具有更好的水土保持效果。有研究表明,油茶林间套种作物对油茶林土壤的物理性质影响较为显著,不同的作物套种影响不同。比如,套种花生会降低土壤密度,提高土壤孔隙度,而套种红薯则是提高土壤密度,降低土壤孔隙度[10]。套种绿肥植物增加地表植被凋落物累积,使得土壤中有机物累积发生改变,土壤容重变小,土壤变疏松,增加了土壤的孔隙度,改变了土壤通气透水性[11]。此外,套种作物伸展生长的枝叶或藤蔓自然覆盖裸露地面,不仅降低了土壤温度,而且也缓和了暴风雨对土壤的直接侵蚀,减少了水、土、肥的流失,同时为微生物繁殖与活动提供适宜环境,增加微生物数量。

3.3 间套种对油茶林地土壤化学性质的影响

油茶林地套种对土壤养分的影响较为明显,其中氮、磷、钾、有机质和微生物等指标根据模式套种的不同存在一定的影响。套种豆科植物,能有效的固氮,增加土壤含氮量,如油茶林地套种大豆可以有效地提高土壤肥力,有机碳和氮、磷、钾的含量上升,套种花生和黄豆可促进新造油茶幼林的生长,套种红薯,能有效提升土壤磷含量[12~15]。总体而言,黄壤、沙壤土等油茶林地有机质、微生物含量相对较少,油茶林间套种对改善土壤土质环境,增强土壤肥力等方面具有积极意义。

3.4 间套种模式对油茶生长的影响

国内开展间套种作物对油茶林生长的影响研究持续多年,主要聚焦间套种对林地土壤影响和间套种对油茶植株生长的直接影响。间套种作物种类也更多样,对油茶树体生长的研究主要集中在新稍生长等树体指标[16]。有研究表明,套种花生和红薯促进了油茶春、夏和秋稍的生长[17],间种大豆和花生均能改善林地土壤,两种豆科植物均适宜油茶林间种[18]。在高光条件下,套种旱稻和中药材都能提高油茶的光合能力[19]。可见,合理的套种可以提高油茶造林成活率、有利于改善林地土壤理化性质、促进油茶生长,增加林地经济效益等,是推进油茶产业可持续发展的重要途径。总之,套种对油茶林的影响是相对的,部分作物套种能够促进油茶林的生长,而部分套作会适得其反[20];对于油茶生长的研究也主要停留在其生长指标和生长量的纵向比较上,很少有研究能够深入的对油茶元素含量进行详细分析。

4 油茶间套种模式及其综合效益

在政策引导、财政扶持和多方力量的共同努力下,我国农林间作模式得到了长足的发展和进步。比较常见的农林复合经营模式有林菌模式、林药模式、林粮模式、林油模式、林果模式、林菜模式、林草模式等,应用类型多样。比如,郑灏[7]以福州闽侯桐口林场5年生油茶幼林为研究对象,于林下套种6种不同的豆科作物,对不同模式内的土壤物理性质、土壤养分以及土壤微生物群落特性进行比较,筛选最佳的福州油茶林下套种模式。高伟通过对浙西南油茶林地茶一药间作、茶一粮间作等不同模式的小气候效应、光合效应、土壤效应进行综合分析[21]。黄宝龙对池杉和油茶间作系统的研究结果表明,池杉、油茶间作的光能利用效率相当于油茶单作对照的3.64倍[22]。陈永忠等研究认为油茶幼林地间种花生和红薯,可以提高春梢和树高的生长,增加林地的经济效益[23]。熊利等选用花生、大豆、黄菊进行林下间种试验,通过对油茶幼树树体生长指标的调查,分析江西省宜春市不同间种模式对油茶幼树树体营养生长的影响[24]。廖云蓉对江西省赣州市油茶幼林套种山稻管理技术及效益分析,认为在油茶幼苗时期,套种山稻是非常值得推出的一项林下经济技术[25]。彭映赫等选用黄豆、花生、红薯和烟叶于油茶幼林内进行间作,研究不同间种模式对油茶幼树树体生长的影响,结果表明,间种黄豆效果最好,间种可增加油茶幼林的经济效益,其中间种烟叶效益最高,经济产出为48960元/hm2,并建议油茶幼林间种的经济作物宜选择较矮小、具根瘤固氮菌的花生、黄豆[26]。以上间套种模式研究,为提高我国油茶林地综合效益提供了科學依据。

5 建议

通过技术研发,推广油茶间套种技术,充分利用油茶林下资源,发展林下经济,长短期效益有机结合,实现油茶产业可持续发展,是助力我国脱贫攻坚和乡村振兴战略的有效途径之一。油茶林间套种要科学合理,以保证油茶正常生长为前提,科学选择作物品种,合理进行栽培管理,不仅提高土壤肥力,促进油茶生长,也要力争高产丰收。

5.1 因地制宜选择间套种作物

油茶是常绿树,枝叶繁茂,根据当地的自然气候条件,因地制宜选择植株矮小,生长期短,水肥需求较少,管理相对粗放的作物,一般以豆科绿肥最佳,具有根瘤菌能固定氮,有效地提高土壤肥力,特别是对于新开的瘠薄林地效果好。也可以选择区域性大宗作物或者是特色作物,满足市场需求,提高经济效益。

5.2 推广高效实用栽培技术

林地间套种,要因地制宜推广高效实用栽培技术,如坡地种豆,平地种红薯,疏林种花生,密林种生姜,瘠薄地种绿肥等,同时要遵循适地适树的原则,选择可与油茶相互促进生长、经济效益好的作物,并且在间套种期间,要提高油茶抚育水平,加强科学管理,促进油茶健壮生长。

5.3 建立科学轮作制度

实行轮作不仅使土壤肥力得到充分利用,而且能丰富土壤中的营养物质,提高土壤肥力,促进油茶生长发育,提高产量。因此,通过建立轮作制度,合理安排红薯、绿肥、豆类作物轮种等轮作品种,比如冬种绿肥夏种黄豆等。科学轮作不仅减少病虫害,提高产量,而且可促进产业结构优化,有助于地力恢复,有利于可持续发展。

参考文献:

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收稿日期:2019-04-04

基金项目:海南省省属科研院所技术开发专项(编号:KYYS-2018-14);2019年度海南省省属科研院所技术开发专项“热带特色经济植物种质资源收集、保存与评价”

作者简介:陈宣(1983-),男,硕士,副研究员,研究方向为热带经济作物遗传育种。

通信作者:郑道君(1979-),男,硕士,副研究员,研究方向为植物种质资源创新利用研究。

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