楊-油菜農(nóng)林復(fù)合模式內(nèi)油菜單位面積產(chǎn)量及品質(zhì)的研究

孫 慧，吳中能，劉俊龍，苗婷婷，曹志華

(安徽省林業(yè)科學(xué)研究院，安徽 合肥 230031)

農(nóng)林復(fù)合作為一個(gè)人工復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，具有良好的生態(tài)效益及經(jīng)濟(jì)效益，目前已被世界上許多國(guó)家和地區(qū)廣泛應(yīng)用[1-5]。其中，小氣候效應(yīng)一直是農(nóng)林復(fù)合經(jīng)營(yíng)中重要的研究?jī)?nèi)容之一，國(guó)內(nèi)外已有不少報(bào)道，主要研究了復(fù)合模式內(nèi)小氣候因子的變化特征，但是就不同林齡下小氣候因子對(duì)作物單位面積產(chǎn)量、品質(zhì)方面的研究較少[6-11]。本研究以長(zhǎng)江流域?yàn)┑鼐哂写硇缘臈?油菜農(nóng)林復(fù)合模式為對(duì)象，于2011年、2013年、2015年栽植楊樹的林分內(nèi)進(jìn)行小氣候因子的測(cè)定，同時(shí)在油菜成熟期調(diào)查油菜單株性狀、油菜單位面積產(chǎn)量及油菜籽脂肪、脂肪酸含量，以期分析不同林齡下油菜單位面積產(chǎn)量的差異及小氣候因子與油菜產(chǎn)量、品質(zhì)的相關(guān)性，為提高楊-油菜復(fù)合模式的經(jīng)濟(jì)效益提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)點(diǎn)選在銅陵市義安區(qū)胥壩鄉(xiāng)(東經(jīng)117°48′36″、北緯31°7′12″)，位于安徽省中南部，長(zhǎng)江下游，地處北亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候。年降雨量1360.3 mm，年平均溫度16.4 ℃，無霜期230 d。試驗(yàn)林造林時(shí)間分別為2011、2013、2015年，造林密度分別為4 m×10 m、3 m×8 m、3 m×8 m，楊樹生長(zhǎng)基本情況見表1。在楊樹行間種植油菜，品種為天油早1號(hào)，播種量為4.5 kg/hm2。在4 m×10 m楊-油菜復(fù)合模式內(nèi)，油菜帶寬度為6 m，兩側(cè)離樹基各2 m；在3 m×8 m楊-油菜復(fù)合模式內(nèi)，油菜帶寬度為6 m，兩側(cè)離樹基各1 m。試驗(yàn)林內(nèi)油菜的水肥管理基本一致。

表1 不同造林時(shí)間楊-油菜復(fù)合模式內(nèi)楊樹基本情況

1.2 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.2.1 小氣候因子的測(cè)定 于2017年4月13日(油菜抽薹期，天氣晴朗)，10:00～11:00和14:00～15:00分別測(cè)定楊-油菜復(fù)合模式內(nèi)的小氣候因子。分別在選定8 m×10 m(2011年)和6 m×8 m(2013年與2015年)的樣方內(nèi)劃分對(duì)角線，于兩條對(duì)角線的1/4、1/2、3/4處，即5個(gè)測(cè)定點(diǎn)，離地面1.3 m的高度處測(cè)定空氣溫度和濕度、光合有效輻射；地下15 cm處測(cè)定土壤溫度和含水量，均使用浙江托普TNHY-11手持式農(nóng)業(yè)氣象檢測(cè)儀測(cè)定，每個(gè)試驗(yàn)處理類型均重復(fù)測(cè)定3次。

1.2.2 油菜指標(biāo)的測(cè)定 2017年5月17日(油菜成熟期)在各樣地內(nèi)，于5個(gè)測(cè)定點(diǎn)采集油菜，重復(fù)3次，測(cè)定各樣地15株油菜的株高、莖粗、有效分枝數(shù)、有效角果數(shù)、每角粒數(shù)。分別在2011、2013、2015年造林的試驗(yàn)林里，將4 m×10 m、3 m×8 m、3 m×8 m樣方內(nèi)的油菜田劃分為24、18、18個(gè)1 m×1 m的小樣方，人工收割單位面積內(nèi)的油菜，經(jīng)自然風(fēng)干脫粒后帶回實(shí)驗(yàn)室，記錄每平方米內(nèi)的油菜產(chǎn)量；使用收割機(jī)收割油菜，計(jì)算各試驗(yàn)林內(nèi)油菜產(chǎn)量；同時(shí)使用氣相色譜儀測(cè)定油菜籽的脂肪含量和脂肪酸各組分的組成。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同造林時(shí)間楊-油菜復(fù)合模式內(nèi)小氣候因子的差異

小氣候因子在不同造林時(shí)間楊-油菜復(fù)合模式內(nèi)有著不同的表現(xiàn)(表2)。由于2015年造林的楊樹林分郁閉度低于2011、2013年，其林內(nèi)空氣溫度、土壤溫度與含水量、光合有效輻射均高于2011、2013年，而空氣相對(duì)濕度低于2011、2013年。

表2 不同造林時(shí)間楊-油菜復(fù)合模式內(nèi)小氣候因子的差異

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤。同列不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。下同。

2.2 不同造林時(shí)間楊-油菜復(fù)合模式內(nèi)油菜性狀及產(chǎn)量的差異

由表3可知，2015年造林的楊-油菜復(fù)合模式內(nèi)油菜株高、莖粗、有效角果數(shù)、每角粒數(shù)均低于2011、2013年。根據(jù)圖1、圖2、圖3各造林時(shí)間楊-油菜復(fù)合模式內(nèi)油菜每平方米產(chǎn)量分布圖可以得出，2011、2013、2015年造林的楊樹林內(nèi)油菜每平方米產(chǎn)量分別為81.5～222.0、101.0～264.0、127.5～399.0 g，其差異率分別為63.29%、61.74%、68.05%，平均產(chǎn)量分別為162.77、161.70、208.97 g/m2，2015年造林的復(fù)合模式內(nèi)油菜單位面積產(chǎn)量差異率最高且平均產(chǎn)量最高。

表3 不同造林時(shí)間楊-油菜復(fù)合模式內(nèi)油菜性狀分析

2.3 不同造林時(shí)間楊-油菜復(fù)合模式內(nèi)油菜籽脂肪及脂肪酸含量的差異

由表4可知，油菜籽脂肪含量在28.4%～35.7%之間，其中2015年造林的楊-油菜復(fù)合模式內(nèi)油菜籽脂肪含量最高。本試驗(yàn)同時(shí)測(cè)定了油菜籽脂肪酸各組分所占的比例。試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)主要脂肪酸——油酸含量在58.0%～62.3%之間，是一種不飽和脂肪酸，在空氣中因不易氧化而耐儲(chǔ)藏[12]。油酸和亞油酸都是帶有雙鍵的不飽和脂肪酸，又叫“美容酸”，可降低血脂中的膽固醇，易被人體吸收[12-14]。而油菜籽中芥酸在脂肪酸中所占比例在1.000%～1.497%之間，其中2011年造林的楊-油菜復(fù)合模式內(nèi)芥酸含量較低。芥酸能在動(dòng)物心臟等部位產(chǎn)生沉淀，影響心臟的正常代謝，對(duì)肝臟也有制毒現(xiàn)象，故不利于人體健康[15-17]。

2.4 楊-油菜復(fù)合模式內(nèi)小氣候因子與油菜產(chǎn)量及品質(zhì)的相關(guān)分析

表5相關(guān)分析結(jié)果表明：平均產(chǎn)量與空氣、土壤溫度呈正相關(guān)，與空氣濕度呈極顯著呈負(fù)相關(guān)；脂肪、芥酸與土壤溫濕度呈極顯著正相關(guān)，與空氣濕度呈負(fù)相關(guān)，其中脂肪和芥酸呈極顯著正相關(guān)。

表4 不同造林時(shí)間楊-油菜復(fù)合模式內(nèi)油菜籽脂肪及脂肪酸含量分析

表5 楊-油菜復(fù)合模式內(nèi)小氣候因子與油菜產(chǎn)量及品質(zhì)的相關(guān)分析

注：x1：空氣溫度；x2：空氣相對(duì)濕度；x3：土壤溫度；x4：土壤含水量；x5：光合有效輻射；x6：平均產(chǎn)量；x7：脂肪；x8：油酸；x9：亞油酸；x10：芥酸。*、**分別表示相關(guān)性達(dá)到0.05、0.01水平。

圖1 2011年造林的油菜每平方米產(chǎn)量

圖2 2013年造林的油菜樣方每平方米產(chǎn)量

3 結(jié)論與討論

長(zhǎng)江流域地區(qū)的農(nóng)林復(fù)合類型非常豐富，其中楊樹與油菜間作是最常見的復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式。由于造林時(shí)間及造林密度的不同，楊樹林內(nèi)小氣候因子有著不同的表現(xiàn)。趙忠寶[18]指出：楊樹展葉前后，楊糧間作內(nèi)日平均相對(duì)光照強(qiáng)度是有差異的，隨著楊樹冠幅的增大，林網(wǎng)內(nèi)日平均相對(duì)光照強(qiáng)度減小。本試驗(yàn)研究表明：2015年造林的楊樹林網(wǎng)內(nèi)光合有效輻射、空氣溫度、土壤溫度與含水量均高于2011、2013年。農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)對(duì)油菜株高、莖粗、有效角果數(shù)、每角粒數(shù)、產(chǎn)量、品質(zhì)等均產(chǎn)生了一定的影響，其中2015年造林的復(fù)合模式內(nèi)油菜單位面積產(chǎn)量差異率最高且平均產(chǎn)量及油菜籽脂肪含量最高，但是2011年造林的楊-油菜復(fù)合模式內(nèi)油菜籽芥酸含量較低。雖然造成復(fù)合模式內(nèi)油菜產(chǎn)量及品質(zhì)差異的原因是多方面的，但是在某些條件下，小氣候因子對(duì)其確實(shí)產(chǎn)生了不同的影響。相關(guān)分析表明，脂肪、芥酸與土壤溫濕度呈極顯著正相關(guān)，與空氣濕度呈負(fù)相關(guān)，其中脂肪與芥酸呈極顯著正相關(guān)。

圖3 2015年造林的油菜每平方米產(chǎn)量