全 文 ：第 11卷 第 1期
2 0 0 3年 1月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journa1 of Eco—Agriculture
Vo1．11 No．1
Jan．， 2003
荒坡地新建果园作物问种模式生态结构及功能研究
曾馥平 王克林 苏以荣 李 玲 肖润林
(中国科 学 院亚热 带 区域农 业研 究 所 长 沙 410125)
摘 要 通过分析荒坡地新建果园 5种优化模式的生态结构和功能表 明，随重复种植 的增加 ，5种 间种模 式土壤 的
有机质年均增加 5％～20％，全 N年增加 7％～40％，全 P年增加 8％～70％，全 K年增加 15％～80％；顺坡 垦植 的
土地水土流失严重，土壤侵蚀和地表径流第 1年平均达 1415．2t／km 和 790．7m ／hm ，花生一秋大豆水土保持最好 ，其
次为春 大 豆一秋 大 豆 、西 红 柿一白菜 和 辣椒一西 红 柿 ，其 土壤 平 均 侵 蚀 量 和 地 表 径 流 量 与 对 照 相 比 分 别 降低 44．19％ 、
38．24％、39．52％、37．56％ 和 22．40％ 、9．28％ 、24．11％、21．16％ 。5种 模 式 中 辣 椒一西 红 柿 生 物 量 最 高 ，年 均 达
10．028万 kg／hm2，其次是花生一秋大豆，年均达 7．703万 kg／hm2，西红柿一白菜的生产力最高 ，达 1．539万 kg／hm2，其
次是辣椒一西红柿，达 1．380万 kg／hm ；辣椒一西红柿投能效率最高，年均达 2．96，其次为花生一秋大豆 、西红柿一白菜、春
大豆一秋 大豆 和旱 稻一红 萝 卜，分别 为 2．08、2．01、2．00和 0．96，与对 照 相 比辣 椒一西 红 柿 产 出能 最 高 ，其 次 为 花 生一秋 大
豆 、春 大豆一秋 大豆 、西红柿一白菜和 旱 稻一红 萝 ，分 别提 高 614．77％ 、433．01％ 、390．39％ 、316．07％和 133．24％。
关 键 词 荒 坡地 新建 果 园 间种模 式 生态结 构
The ecological structure and function of the newly built orchard intercropping patterns in the uncultivated sloping field．
ZENG Fu—Ping，WANG Ke—Lin，SU Yi—Rong，LI Ling，XIAO Run-Lin(Instiute of Subtropical Agricuhure，Chinese
Academy of Sciences，Changsha 410125)，CJEA，2003，11(1)：135～ 138
Abstract Ecological structure and function of 5 optimized models in newly built orchard in uncultivated slopping field are
analyzed．The results show that organic matter increases by 5％ ～ 20％ ，total N increases by 7％ ～40％ ．total P increases
by 8％ ～70％ and total K increases by 15％ ～ 80％ every year．Good patterns in water and soil retaining are peanut—au—
tumn soybean， spring soybean—autumn soybean，tomato-chinese cabbage， and cayenne—tomato，the soil average erosion
mod ule and runoff amount decrease respectively by 44．19％ ， 38．24％ ，39．52％ ，37．56％ and 22．40％ ，9．28％ ，
24．1 1％ ，and 21．60％ compared with CK．Cayenne-tomato is the highest in biomass， the average yearly is 100280
kg／hm ．the second is peanut—autumn soybean，the average yearly is 77030 kg／hm2．Tomato-chinese cabbage is the highest
in productivity，the average yearly is 15390 kg／hm2，the second is cayenne—tomato，the average yearly is 13800 kg／hm ．
Efficiency of energy introjection in order is cayenne—tomato，peanut—autumn soybean，tomato-chinese cabbage，spring soy—
bean—autumn soybean，drought rice—red turnip．The averages of their total energy output／input ratios yearly are 2．96，2．08，
2．01，2．O0。and 0．96．
Key words Sloping field，Newly built orchard，Intercropping mod el，Ecology structure
1 试 验材料与方法
试验在位于广西西北部环江县肯福科技扶贫示 范区内进行 ，该县位于 El07。51 ～108。43 ，N24。44 ～
25。33 ．总土地面积 4572kmz，总人 口34万人(不含外县移民 6．1万人)，境内石山占总面积的 41．8％。肯福
示范区总土地面积 247hm ，海拔高度 250～350m，为中低山丘陵 ，开发前为荒坡或飞播马尾松稀疏幼林 ，土
壤以红壤、黄壤、石灰土为主，土层 60～150cm，自然植被为灌丛和蕨菜。示范区属中亚热带南缘季风气候 ，
年均气温 16．5～20．5℃，年无霜期 240～330d，≥ 10℃ 年积温 5500～6539℃，年太 阳总辐射量 334．4～
413．4kJ／cm2，年均降雨量 1389mm，且多集中在 4～9月份 ，占年降雨量的 77．7％。试验 田为荒坡地新开垦
建设的果园 ，坡度<20。，等高线修梯，梯面宽 2～2．5m，梯高 0．4～0．8m，试验田肥力见表 1，1997年春以 2m
×3rn种植}韭柑，试验设春大豆_秋大豆、花生一秋大豆、旱稻一红萝 卜、辣椒西红柿、西红柿-4V白菜和对照 6个处
中国科学院(KF一95 02)与广西壮族 自治区“1211”项 目共同资助
收稿 日期 ：2001—11—08 改回日期：2001—12—16
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136 中 国 生 态 农 业 学 报 第 11卷
理，各处理面积 0．1～0．3hm ，种植在海拔 100～150m水平梯面上，距果树 0．6m。供试品种}蓝柑为湖南省
选育的“260”、春秋大豆为“桂早 1号 ”、花生为“桂 花 17号 ”、旱稻 为环江县 当地 品种 、辣 椒 为“湘研 6号”、西
红柿为“红宝石”、萝 b为“满青红”、“白菜为“夏 阳白”。收获后统计各作物产量、产值和测算生物量，分析各
物质成分 ，按公式计算折能系数⋯：
e= 0．24P 十0．39F 十0．17(C十D) (1)
式中，e为折能系数(J／kg)，P为蛋白质 ，F为脂肪 ，C为可利用碳水化合物或无 N浸出物，D为纤维素(重量
百分含量 )。无机能 的折能系数引用 文献[5]，并记 载收集 试验区 的气象资料 。
表 1 不 同种植 模式 土 壤理 化性 状
Tab．1 The physical properties of soil in different planting patterns
模 式 年 份土层／曲l土壤含水量／％ pH有机质／g· ‘全 g· 全 g· 一 全 g· 一‘ 模 式 年 份土层／曲l土壤含水量／％ pH有机质／g· 全Wg· 一 全 g· ‘全 g· 一
Pai Seil WaterⅫ呲 mn日 N P K Pattens Sel wm口∞峋b mn日 N P K
春大豆一秋大豆 1997 0～10 22．30 4．52 20 23 1 57 0．239 2．6 辣 椒_西红柿 1997 0～10 22．54 4．60 11 43 1．26 0 215 3．8
10～20 26．71 10～20 27．48
1998 0～10 23 98 3．95 21．38 1．87 0．213 7．4 1998 0～10 23．29 4．38 11 03 1 54 0．227 8 6
10～20 27 45 10～20 27 91
1999 0～10 23．98 3．23 25 32 2．42 0 347 11．8 1999 0～ 10 22 78 4．30 13 27 1．78 0．269 9 9
10～20 28．01 10～20 28．06
花 生·秋大豆1997 0～10 22．38 4．49 21．13 1．31 0．199 3．1 西红柿-自 菜 1997 0～10 22．47 4 57 11 80 1．17 0．209 4．3
10～20 28．47 10～20 28 36
1998 0～10 22 93 3．71 23．77 1 52 0．215 4．2 1998 0～10 22 75 4．47 13 53 1．35 0．216 7．9
10～20 29．15 10～20 28．65
1999 0～10 23．07 3．35 26．25 1 62 0．245 8．9 1999 0～10 22．81 4．19 14．26 1．89 0．275 9．3
0～20 29．74 10～20 28．93
旱 眷红萝}1997 0～10 22．41 4．76 17．29 0．79 0．135 3．6 对 1997 0～10 17 61 4．32 19．07 0．43 0．101 1 9
10～20 26．53 10～20 24．37
1998 0～10 22．89 4．14 18．85 1 18 0．163 4．9 1998 0～ 10 18．95 4．32 20 35 0．97 0．154 3．7
10～20 27．04 10～20 26．07
1999 0～10 23．00 3．80 19．09 1．27 0．187 8．2 1999 0～ 10 21 31 4．10 21．98 1．08 0．189 9．2
10～20 28．10 10～20 26．38
2 结果与分析
2．1 土壤理化性状变化
经开垦修梯 、种植果树及间种、复种 ，试验田土壤理化性状发生很大变化 ，与对照相比果园环境因子和生
产力得到改善提高，地表蒸发量减少 ，土壤有效贮水量增加 ，且作物施肥、中耕除草及作物的根系活动加快了
土壤熟化，土壤有机质显著增加，土壤肥力提高 ，5种模式中春大豆一秋大豆 、花生一秋大豆优于其他 3种模式 ，
比对照土壤含水量平均提高 13．18％和 15．63％，pH值平均下降 8．97％和 10．39％，有机质平均提高9．00％
和 15．88％，全 N平均提高 134．94％和 78．31％，全 P平均提高 82．43％和 48．65％，全 K平均提高 48．98％
和 10．20％。5种模式中最差的为旱稃 红萝 b，与对照相比其土壤含水量平均提高 11．36％，pH值平均下降
0．47％，有机质平均下降 10．06％，全 N平均提高 30．12％，全 P平均提高 9．46％，全 K平均提高 77．78％。
2．2 不同种植模式对水土流失的影响
表2表明顺坡 开垦种植水土流失严重，土壤侵蚀 和地 表径流第 1年平均高达 1415．2t／km2和 790．7
In3／hm2，随连年间种、复种，与对照相比水土流失有所减轻，但第 3年土壤侵蚀和地表侵蚀仍达 864．3t／km2和
296．8m3／hm2；修梯种植的 5种模式中土壤侵蚀和地表径流由第 1年平均 718．It／km2和 205．9In3／hm2降至第 3
年平均 203．2t／km2和 54．3In3／hm2。不同耕作措施和间种模式对丘陵坡地新建果园水土流失影响较大，单一
果园水土流失严重，土壤侵蚀和地表径流第 1年达 910．5t／km 和 235．7m ／hm ，而果园间种后水土保持明
显，花生_秋大豆水土保持最好，其次为春大豆_秋大豆、西红柿_白菜和辣椒_西红柿 ，与对照相比其土壤平均侵
蚀量和地表径流量分别降低 44．19％、38．24％、39．52％、37．56％和 22．40％、9．28％、24
． 11％ 、21．16％
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第 1期 曾馥平 等 ：荒坡地 新 建果 园作 物 间种 模式 生 态结 构及 功能 研 究 137
表 2 不 同种植 模式 对水 土流 失 的 影响
Tab．2 Effects of different planting patterns on soil erosion and runoff
模 式 年 份 土壤侵蚀量／t·km一 地表径流量／m ·hm。 模 式 年 份 土壤侵蚀量／t·km。 地表径流量／m ·hm—
Patterns Years Erosion module Runoff amount Patterns Years Erosion module Runoff amount
顺坡 惨梯 顺坡 惨梯 顺坡 惨梯 顺坡 惨梯
Downhil fields Terrace fields Downhill fields Terrace fields Downhill fields Terrace fields Downhil fields Terrace fidds
春大 秋大 豆 1997 1398．1 718 6 800．9 230 5 辣 椒一西 红柿 1997 1427 5 728．1 790．5 199．8
1998 l107．9 523 8 552．6 l47．8 1998 l194 3 509．8 601．1 l39．2
l999 852 l 201．7 302 0 61．3 1999 884．6 2l3 4 301．2 55．8
花 生一秋大豆 1997 1345．6 690．8 789 2 199 1 西红柿一白 菜 1997 1413．6 721．9 775．6 189 3
l998 1089 l 491．7 6l5．7 142．4 1998 ll5l 9 50l 3 549．3 147．8
l999 807 9 l94．5 283 8 50 9 1999 876．2 207．9 299．2 49．9
旱 稻_红萝 1997 1491 2 731．o 797 2 2lO．9 对 照 1997 l738．9 9lO．5 807．2 235 7
l998 l203．7 524．5 600．7 15o l 1998 l462 l 723 4 6l7．6 168．7
l999 900 5 l98．6 298．o 53．4 1999 l198．7 362．7 305．9 75．8
2．3 生物群落季相结构与生产力变化
表 3表明 5种果农间种模式的生物结构特征优于单一果林种植方式 ，生物量和生产力均大大提高 ，在空
间分布与时间利用过程上形成共生互利关系 ，生物生产力显著提高，其 中辣椒-西红柿生物量最高 ，年均达
10．028万 kg／hm ，其次是花生一秋大豆，为 7．703万 kg／hm ，旱稻组 萝 卜最差 ，仅为 3．242万 kg／hm ；生产力
前 3年平均最高的是西红柿-白菜 ，为 1．539万 kg／hm ，最差的是春大豆-秋大豆 ，为 1．121万 kg／hm ，其次是
辣椒-西红柿 ，为 1．380万 kg／hm ；第 3年果树挂果产量最高的是春大豆-秋大豆 ，达 9164．Okg／hm ，其次是花
生一秋大豆，为 8975．Okg／hm ，最差的为旱稻组 萝 卜，仅为 6137．Okg／hm 。
表 3 生物 结构 及 生物量 与 生产 力变 化
Tab．3 Changes of the biology structure and biomass and population production
模 式 生物结构特征 年 份 生物量／】霹-hm一 B∞∞ 生产力／】霹-hm一 R0d H 模 式 生物结构特征 年 份 生物量／】霹-hm一 B∞∞ 生产力／】霹-hm一 Paxtt~ity
Patens B I sl／1Eture Yeafs 作 物 果 树 作物(干) 果树(鲜) Patens B I sl／1Eture Yeafs 作 物 果 树 作物(干) 果树(鲜)
cr Fruit峨 0 曲) FruitⅡ f商) Fruit峨 曲) Fruit
春大豆．秋大豆 豆豆轮作，果豆共生， 1997 60084 0 1930 5 2235 0 9164 0 藻 概西红柿 菜菜轮作，果菜共生， 1997 99749．1 1435．5 8157 6 6748 0
共生期194~196d 1998 59895．0 18562，5 2232 0 共生期230~236d 1998 98967 5 13398 0 7986 5
l999 44805 8 2788 5 l673．5 l999 6205l 7 25228 5 5009 8
花 生．秋大豆 花生大豆轮作，果豆共生， 1997 68232 0 1501 5 2520 0 8975 0 西红柿．自 菜菜轮作，果菜共生， 1997 53667 6 1369 5 10263 6 6239 0
共生期219~303d 1998 66987 4 16054 5 2309 0 共生期I84～187d 1998 54001 8 13167 0 10023．1
l999 5l656．0 26647 5 l815 6 l999 38713 3 24568 5 7179 6
旱 翳虹 l 稻菜轮作，果农共生， 1997 22488 8 1204 5 6877 5 6137 0 对 照 1997 1617 0 8897．0
共生期181～187d 1998 23416．5 12556．5 6901．5 l998 l5543 0
l999 l4715 3 2885 5 43l9 5 l999 26367 0
2．4 不 同种植模式能流结构及对果园的影响
投能结构指在投入系统能中有机能无机能比例及其各 自组成 ，投能效率则由产出能 占投入能的比例确
定 。表 4表明 5种间种模式 中有机能投入占总投入能比例与对照相 当，均为 73．8％～77．3％，辣椒-西红
柿投能效率最高 ，年均达 2．96，其次为花生一秋大豆、西红柿一白菜和春大豆一秋大豆，分别为 2．08、2．01和
2．o0，最差的为旱稻组 萝 t-，仅为 o．96，均远高于单一果园的 0．47。5种模式的投能结构和投能效率特征表
明，与对照相 比其对无机能依赖程度小，系统接受的生物质有机能为主源输入 ，经过问种、复种 ，单位面积土
地及立体空间得到充分利用 ，光能利用率提高，与对照相比辣椒-西红柿产出能最高，其次是花生一秋大豆、春
大豆_秋大豆、西红柿一白菜和旱稻-红萝 t-，分别提高 614．77％、433．01％、390．39％、316．07％和 133．24％。
农作物覆盖减少了水土流失，提高了土壤有效水贮量，加之对农作物的施肥、中耕除草 ，加快了土壤熟化和改
善 ，为果树生长创造了条件 ，但农作物与果树争肥、争光给果树生长带来影响 j¨，5种间种模式中对果园产量
影 响较 大的为旱稻红 萝 t-，与对 照相 比减产 31．02％，而 春大 豆一秋大 豆 、花生一秋 大豆 不但 未减 产 ，反 而 比对
照提高了 3．o0％和 o．88％，表明加强果园间种农作物田间管理，增加水肥投入 ，选择合适 的间种模式 ，在提
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138 中 国 生 态 农 业 学 报 第 11卷
致谢 环江县扶贫办公室蒙冠禧、韦政社同志参加了该项研究部分工作 ，谨表谢意 !
参 考 文 献
秦世学 ．生态工程原理在经济建设 中的应用．生态学杂志，1985(1)：31-34
邓先瑞．气候资源概论．武汉：华 中师范大学出版社 ，1995．274～276
孟庆岩等 我国热带地区胶茶 鸡农林复合系统能流分析．应用生态学报 ，1999，10(2)：172～174
曾馥平等．荒坡地新建果园几种间种模式及资源利用．山地学报，1999，17(3)：265～269
David．Pimental Food and Energy Resources．WC．(London)LTD：Academic Press，1984
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