闞立健　張驗清　鞠萬橋

山東省新泰市果都鎮(zhèn)地處汶河北岸，地處平原，土壤肥沃，水源豐富，農業(yè)以小麥、玉米種植為主，一年二收，2009年以前，農田交通條件較差，生產路崎嶇不平，排水溝狹窄且不暢通，常年受到風災、澇災、病蟲害等災害的影響，抵御自然災害的能力較低，產量不穩(wěn)定。為消除自然災害的影響，適應農業(yè)機械化、產業(yè)化生產，充分挖掘生產潛能，建成高產穩(wěn)產、優(yōu)質高效的糧食、林木生產基地，通過認真分析認為，大面積實施林網建設，是一條行之有效的措施。通過4年的建設及跟蹤調查，在建成3萬畝農田林網的同時，總結分析出了最佳的林網規(guī)劃、樹種及對小麥、玉米產量的促進效果。

1.林網建設的原則與目的意義

1.1林網建設的原則

首先堅持為農業(yè)服務的方向，按照大農業(yè)的要求，以建設高產穩(wěn)產田為中心，正確處理好農、林二者的關系，當前利益與長遠利益的關系。其次堅持“因地制宜，因害設防，全面規(guī)劃，統(tǒng)籌安排”的原則，對水、田、路、林統(tǒng)一規(guī)劃，對風、旱、澇、蟲、病等災害綜合治理。第三，堅持作用高效，少占耕地的原則，以農業(yè)增效，農民增收為目的，全面提高經濟效益、生態(tài)效益和社會效益。第四，堅持農田林網建設與“四旁”植樹相結合，形成統(tǒng)一的防護林體系和林木生產基地。

1.2林網建設研究的目的意義

影響我地糧食生產的主要災害是風災、澇災，其次是病蟲害及交通條件差。風災主要表現(xiàn)在干熱風、小麥玉米倒伏和冬季寒風凍害。林網建設的目的一是能降低風速，防止小麥、玉米倒伏，防止病蟲害傳播；二是有效調節(jié)田間小氣候，有利于農作物的生長發(fā)育，提高糧食產量，防止干熱風等災害的危害；澇災主要是由于田間排澇系統(tǒng)不暢通，雨季造成田間積水，對玉米危害最大，有時造成玉米大面積絕產，通過修整道路，疏通排水溝，減少澇災，最大限度地避免災害損失。同時，通過對林網及大田農作物生長發(fā)育的跟蹤測量與分析研究，找出農田林網建設與提高農作物產量之間的關系，為今后平原地區(qū)建設農田林網，提高土地產出率提供理論依據。

2.林網規(guī)劃標準

因我地屬一般風害地區(qū)，故選用通風結構的林帶，充分發(fā)揮其防護范圍大，長距離防風效果好的優(yōu)勢，實現(xiàn)窄林帶、大網格，選用速生楊為建網樹種。這種林帶易建設、占地少、發(fā)揮作用快。既能快速起到農田防護作用，又能生產大量的優(yōu)質木材，實現(xiàn)效益最大化。通風結構林帶的有效防護范圍為林帶高度的28倍，按照林帶高度為15米計算，確定林帶間距為400米，網格面積為400米見方，即240畝。根據大風的方向多為南北方向及偏南北方向，以及當地的土地大多為南北向耕種，所以主林帶的方向確定為東西向，寬度10米，副林帶為南北向，寬度8米，均植樹兩行。

根據林網的規(guī)劃設計要求，結合農田現(xiàn)有狀況規(guī)劃路網，盡量在原有生產路的基礎上進行加寬、取直、整平等改造。需要新修的就重新規(guī)劃，打破了村與村的界限，形成一個統(tǒng)一的整體。溝網隨路網的形成而形成，道路兩側即為排水溝。在涉及24個行政村的3萬畝耕地上，共規(guī)劃道路林帶42條，全長140公里，其中東西方向19條，南北方向23條，相互垂直，縱橫交錯，形成農田網格129個，有的是長方形，有的是正方形，平均面積232.6畝。

3.林帶生長與大田農作物產量的跟蹤測算

由于林帶能夠降低風速，改善田間小氣候和土壤條件，為農作物的生長發(fā)育創(chuàng)造了良好的生態(tài)條件，其綜合效益必然集中地反應在農作物的產量上。自2009年春天一期林網建設完成后，我們對林網的生長情況進行了定點跟蹤測量，即在同一個測量點上每年對林網樹木的株高、胸徑、疏透度等指標進行測量記錄；同時，在大田內選擇有代表性的地塊，每年對小麥、玉米的生長情況和產量進行測算記錄，然后找出林網樹木的生長與農作物產量的關系。

3.1林帶生長情況調查（見表一）

表一 林帶生長情況調查表

由表一看出，隨著樹齡的增加，樹木的高度逐年增高，樹干逐漸加粗，林帶疏透度逐漸降低。

3.2小麥生長及產量調查

在田間選擇有代表性的地塊，在品種、施肥和田間管理基本相同的前提下，連續(xù)四年對小麥的生長和產量進行了測試記錄（見表二）。

表二 小麥生長及產量調查表

由表二可以看出：四年來小麥產量分別是429.9公斤，438.9公斤，463.4公斤，509.9公斤，小麥單產逐年提高，后三年與第一年相比，增產量和增產幅度分別為：9.0公斤，2.1%；33.5公斤，7.8%；80.0公斤，18.6%。

3.3玉米生長及產量調查

在與小麥同一地塊上，對玉米的產量進行了連續(xù)四年的測產，在品種和其它管理措施基本一致的前提下，得到如下測試結果（見表三）。

表三 玉米生長及產量調查表

由表三可以看出：四年來玉米單產分別為544.6公斤，552.4公斤，573.5公斤和604.5公斤，單產逐年提高，與第一年相比，后三年的增產量和增產幅度分別是：7.8公斤，1.43%；28.9公斤，5.3%；59.9公斤，11%。

3.4年度糧食單產測算

將四年來每年度的小麥、玉米單產相加，得到每年度糧食單產（見表四）。

表四 全年糧食單產測算表

由表四可以看出，四年來全年糧食單產分別為974.5公斤，991.3公斤，1036.9公斤，1114.4公斤，與第一年相比，后三年的增產量和增產幅度分別是16.8公斤，1.72%；62.4公斤，6.4%；139.9公斤，14.36%。

3.5林帶疏透度與糧食產量的關系

綜合以上四表可以看出：隨著林網建設年限的增加，林帶樹木不斷增高增粗，影響林帶發(fā)揮作用的一個重要指標—疏透度逐年下降，而小麥、玉米單產則逐年提高，糧食單產的增加與疏透度呈負相關關系，林帶疏透度與小麥、玉米及全年糧食單產的關系分別由以下三圖所示：

由上圖看出，林帶對小麥的增產作用大于玉米；林帶的增產作用從疏透度下降到44%以下開始顯著。糧食單產的提高是林帶防風作用的結果，而林帶的防風效果與林帶的疏透度緊密相關，林帶的疏透度又取決于林帶的高度和林帶樹木的密度。因此，平原農田林網的營造，選擇樹種和確定栽植密度對林帶發(fā)揮保護作用的早晚極為重要，只用生長快、樹干挺拔聳立的樹種才能迅速提高林帶高度；另外，栽植密度要適宜，密度過小，林帶不能快速密閉，疏透度不能快速降低，保護作用就會延遲發(fā)揮，密度過大，就會影響單株樹木的生長，難以成材。本工程中選擇了107速生楊為主要樹種，株距為1.5米，是比較適合當地條件的，能使林帶在第三年就發(fā)揮出顯著的保護作用。

4.農田林網生態(tài)效應的分析

農田林網對農作物的增產作用，是林網對農作物的保護作用發(fā)揮的效果，在農田林網的一系列防護作用中，防風作用是主導因素。隨著風速的變化，田間小氣候的溫度、濕度、蒸發(fā)、蒸騰均隨之發(fā)生變化，同時還具有改良土壤和防止干熱風危害的作用，最終表現(xiàn)在農作物的高產穩(wěn)產。

4.1林網的防風作用分析

氣流在其運行過程中，遇到林帶的阻擋后，首先由于林帶的屏障消耗了一部分能量，使林帶附近風速降低，氣流密度加大，迫使一部分氣流由林帶上方越過，越過林帶屏障時和樹枝的摩擦使能量減弱。另一部分氣流進入林帶后，改變了原來的結構，原來較大的渦流，被林帶的空隙過濾，分散成許多方向不同、大小不等的小旋渦，它們彼此相互摩擦撞擊，并和樹干、枝葉摩擦消耗了能量，從而削弱了風力，降低了風速。該項目建設中，我們選用了通風結構的林帶，這種林帶的防風特點是最低風速出現(xiàn)在林帶高度的5-10倍范圍內，風速恢復比較緩慢，有效防護距離可達到林帶高度的28倍。林網建成第二年，林帶疏透度為44%，可使風速降低到原來的75%，第三年的疏透度為32%，可使風速降低到原來的67%，第四年的疏透度為28%，可使風速降低到原來的62%，以后隨著林帶高度的增加，疏透度的降低，防風效果將逐漸加強。

4.2林網對田間溫度及農作物產量的影響分析

由于林帶降低了風速，改變了氣流結構，使空氣的熱量交換作用減弱，從而對其防護范圍內的近地層氣溫產生一定的調節(jié)作用。據有關研究報道，這種調節(jié)作用隨著季節(jié)、晝夜和天氣條件的不同而有差異。一般春、秋、冬季可增溫1-2℃，而夏季則可降溫1-2℃。林帶的這種溫度調節(jié)作用，對農作物的生長發(fā)育是非常有利的：在我們冬小麥種植地區(qū)，由于小麥的生育期比較長，要經歷秋、冬、春三個季節(jié)，從播種到入冬是小麥主要分孽期，只有在冬前達到三個葉片以上的大孽才有可能發(fā)育成穗，而秋季溫度的提高，促使小麥形成更多的大孽，對提高小麥群體和畝穗數奠定了基礎。從四年的小麥田間調查來看，也表現(xiàn)出了畝穗數的增加對產量的作用，從林網建成后的第三年開始表現(xiàn)明顯，隨著產量的不斷提高，畝穗數也逐漸增加，特別是2012年的畝穗數比得2011年增加3.22萬，是促進增產的主要因素。另外，由于冬季溫度的提高，使小麥在越冬期減少了凍害，提高了成穗率，也是群體增加的一個因素。春季氣溫的提高，可以使小麥提前進入返青期，延長小穗的發(fā)育時間，促進大穗形成，增加穗粒數，突出表現(xiàn)在2011年的穗粒數上，比2010年增加1.1粒，是當年產量提高的主要因素。

夏季晴朗的干熱天氣，由于林帶庇陰，內部涼爽，熱氣流穿過林帶后，背風面就表現(xiàn)降溫。又由于林帶和林帶間作物的大量蒸騰，林網內空氣濕度較大而消耗了大量熱能，也表現(xiàn)出降溫作用。炎熱季節(jié)，林網內田間氣溫可下降1-2℃，對玉米的生長發(fā)育是有利的，特別是在玉米開花授粉期，過高的環(huán)境溫度會降低玉米的授粉質量，使玉米籽粒減少，而田間氣溫的下降，有利地提高了玉米授粉質量，促使玉米穗粒數的增加，從表三的玉米調查表可以看出，2012年比2011年增產31公斤，在千粒重相同，畝穗數大致相同的情況下，穗粒數增加了26粒，是構成產量增加的主要因素。

4.3林網對提高空氣濕度及農田抗旱能力的分析

在林帶的保護下，由于樹木和作物旺盛生長而蒸騰的大量水分使地表空氣層得到大量水汽，又由于風速降低，氣流渦動的交換減少，濕潤的空氣可以較長時間地滯留于農田地表空氣層內，從而減小了地表上空的大氣層濕度梯度，減少了地面水分的蒸發(fā)，使田間農作物的無效蒸騰相應減少，提高了農作物的有效蒸騰率，表現(xiàn)出農田抗旱能力的增強。

4.4林網對防止干熱風危害的分析

干熱風是一種在5、6月出現(xiàn)的具有高溫、低濕特點的又干又熱的南風或西南風，此時正是小麥灌漿乳熟階段，往往使小麥植株蒸騰過大，失水過多，造成“青枯”逼熟，使籽粒干癟，產量降低，質量下降。由于林帶使風速降低，濕度加大和降低了蒸騰強度，完全改變了干熱風的性質，避免了干熱風的危害，使小麥正常成熟，確保了小麥高產穩(wěn)產。

4.5林網對改善土壤條件的分析

由于林網間小氣候條件的改善，促進了田間作物的生長旺盛，收獲后殘留在土壤中的莖葉、根茬以及樹木落葉等增加了土壤腐殖質含量，提高了土壤肥力，改良了土壤結構。另外，在林帶的防護范圍內，由于風速降低，濕度增大，不僅保存了土壤水分，由于冬季積雪不被吹走，使積雪均勻地覆蓋在農田上，更增加了土壤水分含量。對春季抗旱具有重要意義。

4.6林網對防治病蟲害的分析

農作物病害的傳播主要是病菌孢子體隨風傳播，引起大面積發(fā)生，林帶對風的阻擋作用，同時也阻擋了病菌的傳播，防止了病害的發(fā)生。林網建設改變了田間環(huán)境，大面積的林網樹木成了鳥類理想的棲息場所，林網建成幾年來，隨著樹木的生長，各種鳥類數量不斷增多，促進了田間生物多樣性，拉長了生物生態(tài)鏈，豐富了田間生態(tài)系統(tǒng)，形成了新的生態(tài)平衡。鳥類是害蟲的天敵，對農作物蟲害的發(fā)生起到生物防治的作用，不僅降低了生產成本，減少了農藥使用量，還降低了農產品的農藥殘留，提高了農產品品質，對發(fā)展生態(tài)農業(yè)起到積極的推動作用。 [科]