不同間種模式對油茶幼林產(chǎn)量及病蟲害的影響

陳隆升 袁冬菊 王 瑞 陳永忠 許彥明 張 震 彭映赫

（1. 湖南省林業(yè)科學(xué)院，湖南 長沙 410004；2. 國家油茶工程技術(shù)研究中心，湖南 長沙 410004；3. 湖南林科達(dá)農(nóng)林技術(shù)服務(wù)有限公司，湖南 長沙 410004）

油茶（Camellia oleifera）屬山茶科山茶屬，為常綠小喬木或灌木，是我國南方主要的經(jīng)濟(jì)林樹種，與油棕（Elaeis gunieensis）、油橄欖（Olea europaea）和椰子（Cocos nucifera）并稱為世界四大木本食用油料樹種[1-2]。由于南方紅壤區(qū)油茶林土壤主要為紅壤，土壤粘重板結(jié)，養(yǎng)分含量較低，通氣透水性不佳，并且區(qū)域內(nèi)年降水分布不均，上半年多，易澇易沖，夏秋干旱少雨，尤其是紅壤區(qū)內(nèi)水土流失嚴(yán)重，據(jù)測定，僅紅壤低丘崗地區(qū)水土流失量就占該區(qū)水土流失總量的50%以上[3]，已成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要障礙因子[4]。油茶造林后一般需要7～8 a左右才進(jìn)入盛果期，而在這段時間里林地空間相對充足，雜草多，撫育管理難度大，為了減少油茶幼林的前期投入，生產(chǎn)上大量使用除草劑，導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)和土壤結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重破壞，水土流失和病蟲害頻發(fā)，嚴(yán)重影響了油茶林的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益。

草本植物因生長快、根系發(fā)達(dá)，具有良好的水土保持效果，地上部分可以有效減少地表徑流，地下部分根系能很好的吸水固土[5-10]，如百喜草[11]（Paspalum notatum）、波斯菊[12-13]（Cosmos bipinnatus）、金雞 菊[14]（Coreopsis drummondii）等草本植物具有耐干旱、貧瘠，其枝葉經(jīng)過腐解后具有很好的土壤改良效應(yīng)，可以提高土壤有機(jī)質(zhì)，廣泛應(yīng)用于公路、景區(qū)綠化、護(hù)坡。因此，在油茶幼林地采取“以草抑草、以草養(yǎng)園”的省力化栽培措施，勢必可以有效減少水土流失[15]，改良土壤結(jié)構(gòu)[16-17]，提高油茶林地的生產(chǎn)力和生態(tài)景觀效益。目前，有關(guān)油茶林間作百喜草、波斯菊、金雞菊的研究鮮有報道，因此，本研究以百喜草、波斯菊、金雞菊3種植物為研究對象，監(jiān)測其不同的間種模式對油茶幼林產(chǎn)量與病蟲害發(fā)生的影響，為油茶高效生態(tài)經(jīng)營提供參考與依據(jù)。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于邵陽縣塘渡口鎮(zhèn)唐坪村（北緯26°58′35.54″，東經(jīng)111°19′42.00″），為丘陵山地，海拔112 m，屬中亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候區(qū)，年均氣溫16.9 ℃，1月最冷，平均氣溫為4.9 ℃，7月最熱，平均氣溫為28.3 ℃，雨季出現(xiàn)在汛期4—6月，歷年平均降水為545.4 mm；7—9月是干旱時段，歷年平均降水273.1 mm。無霜期平均為286.4 d?；噩F(xiàn)有油茶林約80 hm2，于2013年冬至2014年春季造林，品種為湘林210、華金、華碩等，株行距均為2.5 m×3 m，土壤為紅黃壤，土壤養(yǎng)分含量見表1。

表 1 試驗(yàn)油茶林土壤（0～40 cm）的養(yǎng)分特征Table 1 Characteristic of soil nutrient in arable layer（0-40 cm）for C. oleifera stand

1.2 試驗(yàn)設(shè)置

分別布設(shè)CK（不間種）、間種百喜草、波斯菊、金雞菊4種試驗(yàn)處理，采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，每個試驗(yàn)處理樣地600 m2，樣地中間設(shè)置10 m隔離帶，3次重復(fù)，共12個樣地。

百喜草、波斯菊、金雞菊于2018年3月播種種植，采用條播方式，沿著梯面內(nèi)外側(cè)與油茶植株中間挖深10～15 cm，寬20 cm的溝，溝距離油茶幼樹樹蔸50 cm以上，溝中鋪2 cm厚的油茶專用有機(jī)肥，將種子與有機(jī)肥、細(xì)土拌勻后（按體積1∶3∶3），均勻播撒溝中后覆蓋2 cm細(xì)土，CK樣地按同樣方法施同等數(shù)量的有機(jī)肥。12個樣地均采用相同施肥、除草等撫育管理措施，其中5月中旬和9月下旬各除草1次，將樣地內(nèi)雜草鋤凈，并將鋤下雜草覆蓋在樹蔸基部周圍。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 座果率調(diào)查

每個樣地選擇生長相對一致的3株標(biāo)準(zhǔn)油茶樹進(jìn)行調(diào)查，每株樹分不同方位、不同層次選擇3個標(biāo)準(zhǔn)枝進(jìn)行調(diào)查，每個標(biāo)準(zhǔn)枝調(diào)查花芽數(shù)不少于30個，初次花芽調(diào)查于2018年11月10日進(jìn)行，2019年3月5日、10月17日調(diào)查座果數(shù)，按公式（1）計(jì)算自然座果率（f）。

式中：m為標(biāo)準(zhǔn)枝果實(shí)數(shù)量，n為首次調(diào)查時標(biāo)準(zhǔn)枝花芽數(shù)量。

1.3.2 油茶幼林病蟲害程度調(diào)查

于2019年7月14日調(diào)查，每個樣地調(diào)查60株，記錄不同感病和蟲害級別的株數(shù)，同時計(jì)算病情指數(shù)（DI）和蟲害指數(shù)（IDI）。油茶植株感病情況分為5級，按照陳隆升等[18]的分級標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分級，按公式（2）計(jì)算病情（蟲害）指數(shù)（y）。

式中：ki為各級病株數(shù)，k為調(diào)查總株數(shù)，z為各級代表值，zmax為最高級代表值。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2007軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入和匯總，采用SAS9.0進(jìn)行方差分析，采用LSD法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 間種不同植物對油茶幼林座果率的影響

由表2可知，油茶幼林內(nèi)間種百喜草、金雞菊和波斯菊均能極顯著提高油茶幼林座果率（P＜0.01）。華金品種的座果率（3月5日調(diào)查）排序?yàn)殚g種金雞菊（64.82%）＞波斯菊（59.65%）＞百喜草（50.25%），分別是CK的1.59倍、1.47倍和1.23倍；10月17日調(diào)查的座果率仍為間種金雞菊（52.21%）＞波斯菊（51.61%）＞百喜草（38.19%），分別是CK的2.13倍、2.10倍和1.56倍，但間作金雞菊和波斯菊的座果率差異不顯著。湘林210油茶幼林間種百喜草、金雞菊和波斯菊3種植物的座果率（3月5日調(diào)查）分別是CK的1.41倍、1.43倍和1.40倍，10月17日調(diào)查的座果率分別是CK的1.61倍、1.68倍和1.66倍，但3種間種模式間的油茶幼林座果率影響不顯著。間種3種植物與CK的座果率倍數(shù)值均是后期（10月17日）高于前期（3月5日），表明間種百喜草、金雞菊和波斯菊3種植物不僅提高了油茶幼林的座果率，而且對減少油茶幼林果實(shí)生長過程中的落果也具有明顯改善作用。

表 2 不同模式對油茶幼林座果率的影響Table 2 Effect of different interplanting patterns on fruit set percentage of young C. oleifera %

2.2 間種不同植物對油茶幼林產(chǎn)量的影響

由表3可知，油茶幼林內(nèi)間種百喜草、金雞菊和波斯菊均能極顯著提高油茶幼林產(chǎn)量（P＜0.01）。華金和湘林210油茶幼林均以間種百喜草產(chǎn)量最高，單株產(chǎn)果量分別為4.23 kg和6.00 kg，分別是CK的1.71倍和1.45倍；間作金雞菊和波斯菊的油茶幼林產(chǎn)量差異不顯著。

2.3 間種不同植物對油茶幼林病蟲害發(fā)生的影響

由表4可知，3種間種模式DI大小為金雞菊＜波斯菊＜百喜草，方差分析表明間種百喜草、金雞菊和波斯菊均極顯著降低了油茶幼林的DI（P＜0.01），分別比CK減少了36.1%、44.5%和38.9%，但間種3種不同植物的油茶幼林病情指數(shù)差異不顯著。

由表5可知，3種間種模式IDI大小為波斯菊＜百喜草＜金雞菊，方差分析表明間種百喜草、金雞菊和波斯菊均同樣極顯著降低了油茶幼林的IDI（P＜0.01），分別比CK減少了54.5%、44.4%和55.0%，間種波斯菊和百喜草IDI差異不顯著，但極顯著低于間種金雞菊（P＜0.01）。

表 3 不同模式對油茶幼林產(chǎn)量的影響Table 3 Effect of different interplanting patterns on yield of young C. oleifera

表 4 不同模式對油茶幼林病害的影響Table 4 Effect of different interplanting patterns on occurrence of diseases in young C. oleifera

表 5 不同模式對油茶幼林蟲害的影響Table 5 Effect of different interplanting patterns on occurrence of insect pests in young C. oleifera

3 結(jié)論與討論

本研究發(fā)現(xiàn)，油茶幼林內(nèi)間種百喜草、金雞菊和波斯菊均能極顯著提高油茶幼林座果率，華金品種的幼林座果率為間種金雞菊＞波斯菊＞百喜草，當(dāng)幼林品種為湘林210時，3種間種模式間的座果率差異不顯著。3種間種模式均同樣能極顯著提高油茶幼林產(chǎn)量，3種模式中以間種百喜草的油茶幼林產(chǎn)量最高，華金和湘林210的單株產(chǎn)果量分別為4.23 kg和6.00 kg，分別是CK的1.71倍和1.45倍。究其原因，可能是油茶幼林中間種百喜草、波斯菊、金雞菊等植物后，有效提高了油茶幼林地的地表覆蓋度，減少水土流失[19-21]，降低土壤水分的蒸發(fā)量，有效調(diào)節(jié)土壤溫度，作物干枯倒伏后覆蓋地面，也可以抑制了坡面水分漫流和蒸發(fā)，提高土壤墑情，促進(jìn)自身腐解，向土壤中提供大量有機(jī)質(zhì)及養(yǎng)分，為油茶樹體生長和果實(shí)生長提供了良好生長環(huán)境，從提高了油茶幼林的座果率和產(chǎn)量。此外，本試驗(yàn)在間種3種植物后提高了油茶幼林的植物種類，形成了較好的生態(tài)環(huán)境，利于授粉昆蟲的棲息[22]，尤其是波斯菊和金雞菊等蜜源植物，為油茶授權(quán)提供較好的條件，也可能是油茶座果率和產(chǎn)量提高的另一個重要原因。筆者觀察發(fā)現(xiàn)間種后油茶幼林的蜜蜂、蝴蝶等昆蟲明顯增多，但對于油茶幼林間種3種植物后對昆蟲活動、授粉環(huán)境條件改變等的影響機(jī)制有待進(jìn)一步研究。

本研究發(fā)現(xiàn)，間種百喜草、金雞菊和波斯菊均能極顯著降低油茶林病蟲害的發(fā)生，DI分別比CK減少了36.1%、44.5%和38.9%，以間種金雞菊DI最低，IDI分別比CK減少了54.5%、44.4%和55.0%，以間種波斯菊IDI最低。本試驗(yàn)中油茶幼林間種后病蟲害明顯減少，筆者認(rèn)為主要可能有3個方面的原因：1）林分環(huán)境的改變。間種后改變了林地的光、溫、水等環(huán)境條件[23]，提高生物多樣性，可能對病蟲害的發(fā)生產(chǎn)生了影響。2）林地保水保肥能力提高，促進(jìn)油茶幼林的生長，抗病蟲能力提高。3）其他因素。間種系統(tǒng)中的阻擋效應(yīng)、稀釋效應(yīng)、微生態(tài)效應(yīng)、天敵誘集等因素也是油茶林間種調(diào)控生態(tài)的重要影響因素[24-26]。本試驗(yàn)中油茶幼林病蟲害的減少，使得油茶幼林林分更加健康，促進(jìn)了油茶植株養(yǎng)分的吸收利用，這可能也是其座果率和產(chǎn)量提高的主要原因之一。因此，在油茶幼林地間種百喜草、金雞菊、波斯菊等具有一定觀賞價值的多年生草本植物，是提高油茶經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益的有效經(jīng)營措施。