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胡椒园间作槟榔优势及适宜种植密度研究



全 文 :间作可充分利用水土光热等资源提高单位面积
土地产量, 在农业生产中占据举足轻重的地位 [1-4]。
胡椒园间作槟榔种植模式被认为是较为理想的种植
模式, 该模式符合间作种植的单双子叶、 高矮作物
搭配原则; 槟榔植株高, 叶片少, 与胡椒地上部彼
此干扰少, 有利于通风透光; 胡椒须在一定的荫蔽
条件下才能生长良好 [5], 槟榔叶片可为胡椒正常生
长提供适度遮荫, 因此, 被认为是既可解决槟榔非
生产期长造成的土地利用率低, 达到以短养长目
的, 也是提高产能, 全面提升胡椒和槟榔产业的有
效措施。 该模式起步晚, 尽管目前已成为海南胡椒
复合种植主要模式。 但由于生产上尚无相关配套技
术, 管理水平参差不齐, 不同间作密度间经济效益
差异大, 整体种植水平仍较低。 研究表明, 复合群
体间存在促进和抑制作用, 抑制作用大于促进作用
时可导致作物生长发育逐渐受阻, 阻碍产业发展[6-8]。
胡椒园间作槟榔是否具有间作优势, 间作后的相互
作用是否阻碍两种作物的生长, 继而影响产业的发
展, 目前尚无相关报道。 本研究以产量和经济效益
为依据, 揭示胡椒园间作槟榔种植模式是否具有间
作优势, 并筛选适宜种植密度, 以期为该模式生产
应用提供依据。
1 材料与方法
1.1 试验概况
试验在海南琼东胡椒优势产业区试验基地进
行, 供试胡椒为热引 1 号品种, 槟榔为本地种; 数
据年限为 2009~2011 年, 试验点年均温 24 ℃, 年
热带作物学报 2014, 35(11): 2129-2133
Chinese Journal of Tropical Crops
收稿日期 2014-07-20 修回日期 2014-09-16
基金项目 海南省自然科学基金(No. 313088)、 海南省重点项目(No. ZDXM20130048)。
作者简介 杨建峰(1979年—), 男, 硕士, 助理研究员; 研究方向: 热带作物养分管理及栽培。 *通讯作者(Corresponding author): 邬华松
(WU Huasong), E-mail: 13807622912@163.com。
胡椒园间作槟榔优势及适宜种植密度研究
杨建峰1,2,3, 祖 超1,2,3, 李志刚1,2,3, 王 灿1,2,3, 鱼 欢1,2,3, 邬华松1,2,3*, 谭乐和1,2,3
1 中国热带农业科学院香料饮料研究所, 海南万宁 571533
2 农业部香辛饮料作物遗传资源利用重点实验室, 海南万宁 571533
3 海南省热带香辛饮料作物遗传改良与品质调控重点实验室, 海南万宁 571533
摘 要 为探明胡椒园间作槟榔的优势, 并筛选出适宜种植密度, 对比了单作与间作以及不同间作种植密度之
间的产量及纯收入。 结果表明, 胡椒园间作槟榔具有明显产量优势, 平均间作优势达 2 466 kg/hm2, 土地利用率
平均提高 78%; 间作体系优势主要来自胡椒; 间作体系中槟榔密度对间作优势具有显著影响; 常规种植密度胡
椒园间作槟榔以 833~1 000 株/hm2为宜, 其中槟榔密度为 833 株/hm2时效益最高。
关键词 胡椒; 槟榔; 间作; 种植密度; 效益
中图分类号 S344.2 文献标识码 A
Advantage of the Areca Intercropping in Pepper Garden
and the Suitable Planting Density
YANG Jianfeng1,2,3, ZU Chao1,2,3, LI Zhigang1,2,3, WANG Can1,2,3, YU Huan1,2,3, WU Huasong1,2,3*, TAN Lehe1,2,3
1 Spice and Beverage Research Institute, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences, Wanning, Hainan 571533, China
2 Key Laboratory of Genetic Resources Utilization of Spice and Beverage Crops, Ministry of Agriculture, Wanning, Hainan
571533, China
3 Hainan Provincial Key Laboratory of Genetic Improvement and Quality Regulation for Tropical Spice and Beverage Crops,
Wanning, Hainan 571533, China
Abstract To determine advantages of the intercropping system of areca with black pepper and the suitable planting
density, yield and net income were contrasted between the monoculture and intercropping, and among different
intercropping densities. The results showed that the intercropping system had obvious yield advantage, about 2 466 kg/hm2
on average, and the land utilization increased by 78% averagely. The intercropping advantage mainly came from
black pepper. The areca density had a significant influence on intercropping advantage. The appropriate
intercropping density of areca was 833-1 000 plants/hm2, and the benefit was the highest with 833 plants/hm2.
Key words Black pepper; Areca; Intercrop; Density; Benefit
doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2014.11.005
第 35 卷热 带 作 物 学 报
1.3 测定及数据分析
1.3.1 测定 在收获季节, 采用对角线法布点、
取样, 每处理 10 株, 分别测定白胡椒、 槟榔鲜果
重量。 当比较间作与单作产量和纯收入时, 均以可
比面积为基础。
1.3.2 数据分析 数据分析采用 Excel和 SPSS 13.0
软件。
纯收入: 纯收入=产值-人工费用-肥料费用。
间作优势Ⅰ: 间作优势Ⅰ(kg/hm2)=Yi-(Ymp×
Fp+Yma×Fa) [10]。 式中, Yi=Yip+Yia。 Yi 表示间作体系
产量或纯收入; Yip和 Yia分别代表间作总面积上胡
椒和槟榔的产量或纯收入; Ymp 和 Yma 分别代表单
作胡椒和单作槟榔的产量或纯收入; Fp 和 Fa 分别
为间作中胡椒和槟榔所占面积比例, Fp=P/(P+A),
Fa=A/(A+P), P 为间作系统中胡椒密度与其单作系
统的密度之比, A为间作系统中槟榔密度与其单作
系统的密度之比。
间作优势Ⅱ: 应用土地当量比(LER)作为衡量
间作优势的指标 [7]。 LER=(Yip/Ymp)+(Yia/Yma)。 式中
符号意义同间作优势Ⅰ。 当 LER>1 时表明间作有
优势; 当 LER<1时表明间作为劣势。
种间相对竞争能力(Aggressivity): 是衡量一种
作物相对另一种作物对资源竞争能力大小的指标[11]。
Apa=Yip/(Ymp×Fp)-Yia/(Yma×Fa)。 式中, Apa 为胡
椒相对于槟榔的资源竞争能力, 其余符号意义同
LER 和间作优势Ⅱ。 当 Apa>0 时, 表明胡椒竞争能
力强于槟榔; 当 Apa<0 时, 表明槟榔竞争能力强于
胡椒。
2 结果与分析
2.1 间作优势分析
胡椒园间作槟榔产量及土地当量比见表 2。 从
表 2可以看出, 本试验条件下, 胡椒园间作槟榔具
有明显产量优势, 平均间作优势为 2 466 kg/hm2;
各处理土地当量比为 1.15~2.38, 均大于 1, 平均值
为 1.78, 说明间作使得土地利用率平均提高了 78%。
表1 试验处理及带型配置
Table 1 Experimental treatment and stripe arrangement
处理编号 槟榔密度/(株/hm2) 槟榔株行距/(m×m) 胡椒密度/(株/hm2) 胡椒株行距/(m×m) 带型配置(胡椒 ∶槟榔)
CK1 — — 1 786~2 500 2.0×2.0~2.8 —
CK2 1 667 2.0×3.0 — — —
T1 500 4.0×5.0 1 786~2 500 2.0×2.0~2.8 2 ∶ 1
T2 625 2.0×8.0 1 786~2 500 2.0×2.0~2.8 3 ∶ 1
T3 812 2.2×5.6 1 786~2 500 2.0×2.0~2.8 2 ∶ 1
T4 833 4.0×3.0 1 786~2 500 2.0×2.0~2.8 1 ∶ 1
T5 1 000 4.0×2.5 1 786~2 500 2.0×2.0~2.8 1 ∶ 1
T6 1 667 2.0×3.0 1 786~2 500 2.0×2.0~2.8 1 ∶ 1
降雨量 1 900 mm, 供试土壤为红壤土。
1.2 试验设计
试验以常规种植密度的胡椒园(2.0 m×2.0 m~2.8 m)
间作槟榔种植模式为研究对象, 槟榔种植于胡椒行
间。 以间作体系中槟榔密度为处理, 共 6 个处理
(表 1), 每处理 10 个重复; 均以常规种植密度单
作胡椒和单作槟榔(株行距为 2.0 m×3.0 m, 密度
1 667 株/hm2) 为对照。
表2 胡椒园间作槟榔产量及土地当量比
Table 2 The yield and LER of the intercropping system of Areca with black pepper
处理编号 带型配置(胡椒 ∶槟榔) 间作优势I/(kg/hm2) 间作优势Ⅱ(土地当量比)
T1 2 ∶ 1 403 f 1.15
T2 3 ∶ 1 1 225 e 1.61
T3 2 ∶ 1 1 449 d 1.94
T4 1 ∶ 1 4 173 a 1.97
T5 1 ∶ 1 3 993 b 1.63
T6 1 ∶ 1 3 551 c 2.38
平均值 — 2 466 1.78
说明: 不同小写字母表示差异显著(p<0.05)。 下同。
Note: Different small letters mean significant different at 0.05 level. The same as below.
2130- -
第 11 期
分析得出的间作胡椒产量修正值进行了方差分析
(图 1)。 各处理间作胡椒产量修正值比单作胡椒产
量估计值(1 916 kg/hm2)提高了 10%~62%, 平均提
高了 40%; 从图 1 还可看出, 各处理间作胡椒产
量间存在显著差异, 随间作体系槟榔密度增加呈先
增后减的趋势, 槟榔密度为 833 株/hm2(T4)时间作
胡椒产量最大, 说明此时间作胡椒产量最高。
2.3 间作对槟榔产量的影响
从表 4主体间效应的检验可以看出, 各处理与
间作槟榔产量交互作用检验中P(0.000)<0.05, 说
明, 各处理与间作槟榔产量交互作用显著。
为了解间作对槟榔产量影响, 对各处理协方差
分析得出的间作槟榔产量修正值进行了方差分析。
从图 2 可以看出, 各处理间作槟榔产量修正值比单
作槟榔产量估计值(17 007 kg/hm2)降低 40%~74%,
平均降低了 60%; 间作体系中 T6 处理的槟榔密度
与单作槟榔密度一致, 但 T6 的槟榔产量低于单作
槟榔产量, 说明间作降低了槟榔产量。 由于间作体
系中除 T6 处理外, 其余处理的槟榔密度均小于单
作槟榔密度, 且从图 2可以看出, 各处理间作槟榔
产量随间作体系槟榔密度增加而增加, 说明间作体
系中槟榔产量下降也与槟榔密度有关, 因此, 间作
对槟榔产量下降有多大影响尚有待进一步研究。
间作优势 I 随着间作体系中槟榔密度增加呈先
增后减的趋势, 槟榔密度为 833 株/hm2(T4)间作
产量优势最大 , 为 4 173 kg/hm2, 间作总产量为
9 945 kg/hm2, 说明胡椒园间作高密度或低密度槟
榔间作优势均不会达到最大化。 从带型配置来看,
胡椒 ∶槟榔=1 ∶1的各处理间作优势均大于 2 ∶1、 3 ∶1
处理, 但 1 ∶ 1的 3个处理间、 2 ∶ 1 的 2 个处理间的
间作优势差异显著。 说明, 相对带型配置来说, 间
作体系中槟榔密度对间作优势的影响更大。
2.2 间作对胡椒产量的影响
由于间作优势明显, 为获知间作优势产生的原
因, 仍需进一步分析。 由于不同间作模式对应的单
作产量存在差异, 这可能是由地力等因素造成的,
为了排除这些因素的影响, 采用协方差分析法分析
间作对胡椒和槟榔产量的影响。
通过对各处理与单作胡椒、 单作槟榔产量交互
作用的检验, P 值分别为 0.459 和 0.965, 均大于
0.05, 说明各处理与单作胡椒产量、 单作槟榔产量
的交互作用不显著, 各处理与间作胡椒产量、 间作
槟榔产量协方差分析是可行的。
从表 3的主体间效应的检验可以看出, 处理与
间作胡椒产量交互作用检验中P(0.013)<0.05, 说
明各处理与间作胡椒产量交互作用显著。
为了解间作对胡椒产量影响, 对各处理协方差
表3 主体间效应的检验(因变量: 间作胡椒产量)
Table 3 Tests of between-subjects effects (Dependent variable: The yield of black pepper of the intercropping system)
源 III型平方和 df 均方 F Sig. 偏Eta方
校正模型 6 011 843.544(a) 7 858 834.792 10.402 0.000 0.849
截距 1 438 264.983 1 1 438 264.983 17.420 0.001 0.573
单作胡椒产量 15 421.639 1 15 421.639 0.187 0.673 0.014
处理 2 159 713.268 6 359 952.211 4.360 0.013 0.668
误差 1 073 311.028 13 82 562.387
总计 151 693 795.000 21
校正的总计 7 085 154.571 20
说明: a. R方= 0.849(调整R方= 0.767)。
Note: a. R square=0.849 (adjusted R square = 0.767).
不同小写字母表示差异显著(p<0.05)。 下同。
Different small letters mean significant different at 0.05 level.
The same as below.
图1 胡椒园间作槟榔对胡椒产量的影响
Fig. 1 The impact on the black pepper yield
of the intercropping system
aa
bc
d
e
间作胡椒修正值 单作胡椒估计值
500 625 812 833 1 000 1 667


/(
kg
/h
m
2 )
3 500
3 000
2 500
2 000
1 500
1 000
500
0
间作体系槟榔密度/(株/hm2)
杨建峰等: 胡椒园间作槟榔优势及适宜种植密度研究 2131- -
第 35 卷热 带 作 物 学 报
表5 胡椒园间作槟榔种间相对竞争能力
Table 5 The aggressivity of the intercropping system
处理编号 T1 T2 T3 T4 T5 T6 平均值
Apa 0.21 0.84 1.42 0.63 0.30 2.24 0.94
2.4 间作相对竞争力分析
从以上分析可以看出, 间作增加了胡椒产量,
对槟榔产量降低有一定影响。 利用种间相对竞争能
力分析可进一步明确间作体系中胡椒与槟榔竞争力
强弱(表 5)。 从表中可以看出, 各处理种间相对竞
争能力 Apa 为 0.21~2.24, 均大于 0, 平均为 0.94,
说明间作体系中胡椒竞争能力强于槟榔, 胡椒园间
作槟榔的间作优势主要来自于胡椒。
2.5 间作纯收入分析
为筛选出较为适宜的间作种植密度, 进行了不
同处理纯收入分析。 从图 3可以看出, 不同间作模
式的间作纯收入差异显著, 随间作体系中槟榔密度
增加呈先增后降的趋势, 这与间作优势Ⅰ变化趋势
一致, 间作体系纯收入从大到小依次为 T4>T5>T2>
T3>T1>T6, 说明, 胡椒园间作高密度槟榔或低密
度槟榔均不会获得最大收益, 不会使土地利用率达
到最大化, 这是由于间作高密度槟榔导致成本增
加, 纯收入反而降低, 间作低密度槟榔导致土地资
源不能得到充分利用, 虽然成本不高, 但收入低,
所以间作优势不明显。
以间作纯收入为适宜种植密度筛选指标, 分析
得出, T2、 T3、 T4 和 T5 处理间作体系纯收入较
高, 且差别不大, T4 处理间作体系纯收入最高,
说明, 正常种植密度胡椒园间作槟榔以槟榔密度
833~1 000 株/hm2 为宜, 以槟榔密度 833 株/hm2 经
济效益最高, 纯收入可达 116 028 元/hm2。
3 讨论与结论
本研究表明, 目前生产上的胡椒园间作槟榔体
系存在间作优势。 热带地区多种间作体系已被证明
存在间作优势 [12-14], 间作于幼龄椰园的牧草年产值
可达 1.0~3.0 万元/hm2, 间作于成龄椰园的牧草年
产值可达 0.5~2.0 万元/hm2[15]; 可可/糯米香茶间作
体系土地当量比达 1.46[16]。 本研究中, 胡椒园间作
槟榔的平均间作优势为 2 466 kg/hm2, 土地当量比
表4 主体间效应的检验(因变量: 间作槟榔产量)
Table 4 Tests of between-subjects effects (Dependent variable: The yield of Areca of the intercropping system)
源 III型平方和 df 均方 F Sig. 偏Eta方
校正模型 85 875 589.684(a) 7 12 267 941.383 33.866 0.000 0.948
截距 10 766 636.308 1 10 766 636.308 29.722 0.000 0.969
单作槟榔产量 574 431.779 1 574 431.779 1.586 0.230 0.109
处理 82 428 941.697 6 13 738 156.950 37.925 0.000 0.946
误差 4 709 193.554 13 362 245.658
总计 998 927 677.000 21
校正的总计 90 584 783.238 20
说明: a. R方=0.948(调整R方=0.920)。
Note: a. R square=0.948 (adjusted R square=0.920).
b
bb
a
bb
间作体系槟榔密度/(株/hm2)
500 625 812 833 1 000 1 667
间作胡椒修正值 单作胡椒估计值


/(
kg
/h
m
2 )
18 000
16 000
14 000
12 000
10 000
8 000
6 000
4 000
2 000
0
图2 胡椒园间作槟榔对槟榔产量的影响
Fig. 2 The impact on the Areca yield of the
intercropping system
间作体系槟榔密度/(株/hm2)
500 625 812 833 1 000 1 667
140 000
120 000
100 000
80 000
60 000
40 000
20 000
0





/(
CN
Y/
hm
2 )
bc
ab ab
a
a
c
图3 胡椒园间作槟榔纯收入
Fig. 3 The net income of the intercropping system
2132- -
第 11 期
为 1.78, 这说明胡椒园间作槟榔是一种推广前景较
好的间作模式。
本研究结果表明, 胡椒园间作槟榔的间作优势
主要来自胡椒, 与单作相比, 间作体系中胡椒产量
平均提高 40%, 这说明两种作物相互作用对胡椒
生长有促进作用。 间作体系种间促进作用的原因与
根系形态变化、 根系分泌物及微生物等有关, 而本
研究中胡椒与槟榔种间促进的机理尚不清楚, 目前
本研究团队正在开展相关工作。
本研究中间作槟榔产量与单作相比减少, 还表
明种间竞争作用在胡椒园间作槟榔体系的存在。 种
间竞争主要表现为地上部对光资源的竞争和地下部
对空间、 水分和养分等资源的竞争。 由于胡椒园间
作槟榔体系属于高矮作物搭配, 而且胡椒也需要少
量遮荫的环境, 因此二者地上部竞争较小, 种间竞
争作用可能主要来自地下部竞争。 槟榔属于棕榈科
植物, 相对于胡椒来说, 根系更加发达, 但在本研
究中却表现为竞争弱势, 原因有待进一步研究。
本研究表明, 胡椒园间作槟榔密度过高或过低
均不能获得最大整体收益, 从而使土地利用率最大
化, 这是由于间作槟榔密度过高不仅导致成本增
加, 而且作物之间相互竞争增强, 二者产量下降,
造成综合效益降低; 而间作槟榔密度过低土地资源
不能得到充分利用, 虽然成本不高, 但总体收益降
低, 间作优势不明显。 根据本文结果, 正常种植密
度胡椒园间作槟榔时以槟榔密度 833~1 000 株/hm2
为宜, 以槟榔密度 833株/hm2效益最高。
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责任编辑: 叶庆亮
杨建峰等: 胡椒园间作槟榔优势及适宜种植密度研究 2133- -