孔令雷,馬勝國,秦光華,趙 冬
(1.曲阜市林業(yè)局,山東 曲阜 273100;2.山東省林業(yè)外資與工程管理項目站,山東 濟南 250014;3.山東省林業(yè)科學研究院,山東 濟南250014)
花椒 (Zanthoxylum bungeanumMaxim.), 蕓香科、花椒屬,落葉小喬木,是我國北方著名的香料、油料樹種。花椒屬于淺根性植物,萌蘗性強,耐寒、耐旱,結果早、易管理、見效快,4~5年可大量結果,壽命可達30~40年,是綠化梯田地堰、低山、丘陵的主要經濟樹種。
金銀花(Lonicera japonica),又名忍冬,忍冬科、忍冬屬,屬多年生半常綠纏繞及匍匐莖的灌木,花具有抑菌、抗病毒、抗炎、解熱、調節(jié)免疫等作用,是一種常用中藥材料。金銀花適應性很強,喜陽、耐陰,耐干旱、耐水濕,根系繁密發(fā)達,萌蘗性強,莖蔓著地即能生根。
花生(Arachis hypogaeaLinn),豆科一年生草本植物,莖直立或匍匐,適宜氣候溫暖,雨量適中的沙質土生長?;ㄉ俏覈a量豐富、食用廣泛的一種堅果,也是優(yōu)質食用油主要油料品種之一,被人們譽為“植物肉”,含油量高達150%,品質優(yōu)良,氣味清香。多年來,水平梯田種植花生、紅薯,地堰栽植花椒、金銀花已成為我國北方不少山丘區(qū)農民在坡耕地上的傳統(tǒng)種植模式,而且種植比例逐年增大,已成為山丘區(qū)農民重要的經濟收入之一。
本文以花椒、金銀花、花生為研究材料,科學設置12個樣地,調查研究了不同梯田坡向對梯田地堰種植花椒、金銀花、花生生長量、產量、經濟效益的影響關系,挖掘、提升土地生產潛力,探索低山丘陵區(qū)梯田地堰經濟林、農作物最佳科學種植管理模式。
曲阜市位于北緯 35°29′-35°49′,東經 116°51′-117°13′,地處魯西平原和魯中南山區(qū)的結合部,東鄰泗水縣,南接鄒城市,北與寧陽縣接壤,西與兗州區(qū)隔河相望,南北長35.6km,東西寬25km,總面積815km2。曲阜屬暖溫帶季風大陸性氣候,春季干旱多風,夏季高溫多雨,秋季溫和涼爽,冬季干旱少雪。全年平均氣溫為13.6℃,極端最低氣溫-18.1℃,極端最高氣溫40.3℃,年平均無霜期為200d。全年平均日照時數(shù)為2468.8h,年平均日照百分率為56%,全年總輻射量120.8kcal/cm2。全市四季分明,年均降水量 691.4mm,氣候溫和,雨量適中,陽光充足,熱量豐富,雨熱同期能滿足多樹種的生長需要。研究區(qū)域位于防山鎮(zhèn)蘆山小流域綜合治理區(qū),坡耕地面積約400hm2,其中梯田面積約200hm2,屬低山丘陵區(qū),海拔150-230m,褐土,質地砂壤,土層厚度30~80cm,坡度 10~25°,土地瘠薄,水澆條件差。
以2011年栽植的花椒、金銀花地堰經濟林及當年梯田覆膜種植的花生為研究材料。區(qū)域內梯田地堰經濟林、農作物74%是花椒+花生或金銀花+花生種植模式,因此,研究分析用材料選用花椒、金銀花、花生。
2.2.1 樣地概況
樣地選擇在防山鎮(zhèn)堯喬溝、胡二東、雙山3個行政村的丘陵地水平梯田上,地堰占梯田面積在25%左右。梯田種植花生,地堰經濟林為6年生花椒、金銀花,管理粗放,長勢中等,地堰經濟林平均成活保存率在92%~95%之間,株間無連續(xù)缺株現(xiàn)象,立地類型和造林類型基本相同或相近。水平梯田規(guī)格:寬 4~8m, 長8~20m, 地埂高0.2~0.3m, 頂寬0.3~0.4m,埂內坡1:1,外坡與田坎側坡一致?;ń?、金銀花株距分別為2m、1m;春播花生,露天覆膜起壟栽培,壟高 20cm,壟面寬 50~60cm,壟距 60~80cm,壟雙行播種。
2.2.2 樣地標準
共設梯田坡向不同其它立地因子相同或相近的樣地12個,面積7.38hm2,其中4個為空曠對照樣地(梯田種植花生,地堰未利用),面積2.53hm2。由于地形所限,每個樣地規(guī)格不一,約0.6hm2左右,不規(guī)則,依地形劃定,沿等高線采用GPS確定面積,凡拐點作標示,并繪草圖詳細記錄,以備調查組和農戶確認位置。
2.2.3 調查方法
首先,進行樣地選址。2015年9月,組建外業(yè)調查組對蘆山小流域綜合治理區(qū)進行外業(yè)踏查,篩選符合數(shù)據(jù)采集條件的樣地,詳細劃分地堰經濟林小班,記錄每個樣地的土類、土層厚度、海拔、坡向、坡位等有關立地因子(見表1),確定樣地。其次,確定調查時間。數(shù)據(jù)監(jiān)測周期為1周年,即2016年1-12月。2016年10月份調查組對樣地花椒、金銀花生長情況進行現(xiàn)場調查測量,詳細記錄樹高、地徑、冠幅等因子;11月份調查組到36個樣地農戶家收集花椒、金銀花、花生產量信息填報表。最后,統(tǒng)一調查方法。經濟樹生長量采用地堰標準段調查法,隨機選取,每10m設1個標準段,每個樣地設4~5個標準段;經濟樹、農作物產量通過樣地農戶收集,調查組通過鎮(zhèn)農業(yè)服務站技術員聯(lián)絡相關的村,對相關農戶進行走訪、座談,在有關信息采集事宜達成一致意見后,一起到現(xiàn)場進行地塊確認,對照草圖把戶名詳細記錄在冊,便于以后數(shù)據(jù)收集、整理。對樣地涉及的農戶集中培訓,統(tǒng)一信息采集標準和注意事項,發(fā)放信息采集調查表,簽訂信息收集協(xié)議書。
表1 樣地立地因子調查表
通過對花椒、金銀花地堰經濟林生長量指標的現(xiàn)場測定(見表2),均可以看出梯田南坡經濟樹生長量高于北坡經濟樹生長量,東、西坡經濟樹生長量較接近,介于南北坡經濟樹生長量之間,從而說明樹冠對光能利用情況差異明顯。
表2 樣地花椒、金銀花平均生長情況調查表
由于梯田坡向不同造成地堰經濟林生長量差異,進而造成了其產量差異。經調查(見表3、表4),梯田地堰花椒+花生種植模式中,花椒南、東、西坡較北坡單株產量分別高出24.4%、14.6%、9.7%;花生南、東、西坡較北坡產量分別高出19.4%、8.3%、5.6%。梯田地堰金銀花+花生種植模式中,金銀花南、東、西坡較北坡單株產量分別高出15.8%、5.3%、2.6%;花生南、東、西坡較北坡產量分別高出18.4%、7.9%、5.3%??諘绲胤N植花生模式中,花生南、東、西坡較北坡產量分別高出17.5%、12.5%、5.0%。以上3種種植模式花生平均產量依次為0.39㎏/m2、0.41㎏/m2、0.44㎏/m2。由此分析得出,梯田坡向對花椒、金銀花、花生產量造成顯著差異(見圖1、圖2),南坡產量最高,其次為東、西、北坡。由于花椒樹高、冠幅均大于金銀花,對花生“脅地”效應大,造成梯田地堰花椒+花生種植模式中的花生產量低于梯田地堰金銀花+花生種植模式,空曠地種植花生由于不存在“脅地”現(xiàn)象,從而花生產量最高。
經調查,2016年11月份當?shù)厥袌鲣N售價格花椒、金銀花、花生分別為 100 元/㎏、34 元/㎏、9 元/㎏,結合樣地花椒、金銀花、花生產量統(tǒng)計表4,進一步分析推出每公頃梯田地堰花椒、金銀花、花生經濟效益(見表5)。分析發(fā)現(xiàn),不同坡向梯田地堰種植花椒、金銀花、花生產生的經濟效益規(guī)律由高到低依次為南、東、西、北坡,與其產量成正比。梯田地堰花椒+花生、金銀花+花生種植模式分別比空曠地種植花生經濟效益平均高出72.3%、42.6%,差異顯著(見圖3)。本文所指經濟效益為毛利潤,不對純利潤做對比分析。綜上所述,盡管地堰經濟林對梯田種植的花生具有“脅地”效應,降低了花生產量和經濟效益,但地堰經濟林產生的經濟效益大大彌補了其所產生的負面經濟損失。
表3 樣地農戶2016年花椒、金銀花、花生產量記錄表
續(xù)表3
表4 樣地花椒、金銀花、花生產量情況統(tǒng)計表
圖1 不同坡向梯田地堰花椒、金銀花產量差異對比
圖2 不同坡向梯田地堰3種種植模式花生產量差異對比
圖3 不同坡向梯田地堰花椒、金銀花、花生經濟收益差異對比
(1)農民存在重農輕林現(xiàn)象,地堰經濟林管理粗放,產量低、效益差,亟待加強對地堰經濟林的管理。經過對不同坡向梯田地堰種植花椒+花生、金銀花+花生、空曠地種植花生3種種植模式下產量、經濟效益進行對比,說明不同坡向梯田地堰經濟林與農作物在生產上存在養(yǎng)分和對光能利用的爭奪現(xiàn)象明顯?;ń穼ㄉ懊{地”效應明顯大于金銀花,梯田南坡更適宜栽植金銀花等低矮灌木、木質藤本經濟樹種,可有效降低樹木對農作物的“脅地”效應??諘绲胤N植花生模式經濟效益最低,要大力發(fā)展地堰經濟林,提高土地利用率,增加經濟效益。
表5 花椒、金銀花、花生經濟收益統(tǒng)計表
(2)由于梯田坡向不同,梯田地堰花椒、金銀花生長的環(huán)境迥異,樹冠對光能的利用情況差異明顯。南坡水平梯田相比較東坡、西坡水平梯田,特別是北坡水平梯田具有一定的優(yōu)勢。南坡花椒、金銀花樹冠長勢較好,有較大的葉面積指數(shù)和葉傾角,增加了樹體對太陽輻射的截獲量,一定程度上提高了對光能的利用率,有利于產量的增加,經濟效益的提高[1]。
(3)梯田地堰栽植花椒、金銀花,既保護地堰,減少地堰崩塌,防止水土流失、又能充分利用堰邊的空間和土地資源,提高經濟收入,使生態(tài)效益、經濟效益、水土保持效益有機結合起來,達到生態(tài)經濟系統(tǒng)的良性循環(huán)[2]。
[1]榮華,李凱榮.韓城市花椒經濟林冠層特性及土壤養(yǎng)分特征研究[J].水土保持研究,2010,17(2):243-246.
[2]楊吉華,王華田,徐建國,等.地堰花椒水土保持效益的研究[J].山東農業(yè)大學學報,1995,26(4):480-485.