全 文 ：我国热带地区胶
茶
鸡农林复合系统氮循环研究*
孟庆岩* *
王兆骞
(浙江大学农业生态研究所,杭州 310029)
宋莉莉
(中国农业大学生物学院微生物系, 北京 100094)

摘要
 以海南省文昌市典型的胶
茶
鸡农林复合系统模式为研究对象,以单作胶园、胶茶间作园为对照, 采用
定量研究与定性分析相结合的方法, 研究其 N 循环规律. 结果表明,胶
茶
鸡农林复合系统 N 循环率为 43% , N
输出量为 196. 5 kg
hm- 2,土壤 N 盈余量为 237. 6 kg
hm- 2 ,均最高 .鸡子系统 N 产投比为 91% , 转化率较高.
系统外 N 投入率比另两系统明显减少, 系统内 N 循环量最大,为 824. 1 kg
hm- 2. 该系统 N循环活跃,具有较合
理的 N 循环结构.
关键词
农林复合系统
生态农业模式
N循环
胶
茶
鸡
N cycle of rubber
tea
chicken agro
forestry model in tropical area of China. MENG Qingyan, WANG Zhaoqian( A

gro
ecological Research Institute, Zhej iang University , H angzhou 310029) , SONG Lili( China Agr icultur e Univer si

ty , Beij ing 100094) .
Chin. J . A pp l . Ecol. , 2000, 11( 5) : 707~ 709.
The N cycle of rubber
tea
chicken eco
agricultural model, a typical tropical ag ro
forestry system in Wenchang munici

pality of Hainan province, was studied w ith quantitativ e exper iment and qualitative analysis, compared w ith rubber and
rubeer
tea systems. The r esults show ed that the N cycling r ate, N output and so il surplus N of chicken garden were all
the highest, being 43% , 196
5% kg
hm- 2 and 237
6 kg
hm- 2 , respectively. The N out put/ input rate of chicken
sub
system w as 91% , and the transfo rmat ion rate was very high. Compared w ith the other two systems, t he chicken
garden had a decreased external N input r ate, and its internal cy cling N was the highest , being 824
1 kg
hm- 2. Rub

ber
tea
chicken agr o
for estry system had a rational N cycling structure, and its N cycle w as most activ e.
Key words
Agro
forestry system, Eco
agr icultur al model, N cycle, Rubber
tea
chicken.


* 国家七部委生态农业试点县建设资助项目.


* * 通讯联系人.现在中国科学院遥感应用研究所,北京 100101.


1999- 01- 20收稿, 2000- 06- 12接受.
1
引

言
物质循环是生态系统的基本功能, 是系统结构与
功能的综合反映[ 6] .物质循环路径和效率决定系统生
产力的高低,探明物质循环规律是管好、用好农业生态
系统的基础. N 是物质的基本组成元素,通过对系统 N
循环的研究,可以分析系统结构与功能的合理性, 探明
系统 N 循环路径及转化效率, 评价系统生态效应, 探
求系统最优结构和最佳功能状态, 并为提高农业生产
力提供科学依据. 目前, 国内外已开展较多的 N 循环
研究[ 1, 3, 5] ,但我国热带地区典型生态农业模式的 N
循环研究仍很少.因此,本文以海南省文昌市为基点,
对当地有代表性的胶
茶
鸡间作混养模式进行研究,
力图探明我国热带地区典型农林复合系统的 N 循环
特征及调控途径.
2
研究地概况与方法
2
1
研究地自然概况
胶
茶
鸡农林复合模式源于海南省文昌市. 该市处于热带
季风区, 年日照时数 1869 ~ 2032h, 太阳辐射能 451 ~ 481kJ

cm- 2, 年平均气温 24. 2
, 极端低温 5. 7
, 年降雨量 1875 ~
2108mm. 胶
茶
鸡农林复合模式是在改变传统粗放的小规模庭
院养鸡方式基础上, 利用当地橡胶林地较多的资源条件, 在半
郁闭的橡胶林内间种茶树, 并实行集约经营, 大规模饲养文昌
鸡而成的生态农业模式.
2
2
研究方法
选取 10m
10m 面积的单作胶园、胶茶间作园和间作养鸡
园为研究对象,调查测定 3 种胶园中橡胶、土壤、鸡及整个系统
的 N 投入产出,计算 N的输入输出量, 分析 N 循环特征.
橡胶树品种 : 无性系 PRIM600( Hevea brasiliensis ) ; 鸡品
种:粤黄 882; 茶品种: 云南大叶茶( Camellia sinensis ) .
2
3
测定项目
2
3
1 橡胶测定项目
测定橡胶产量、干胶含量.
2
3
2 凋落物测定
在橡胶林内设置凋落物收集样方 1m

1m,逐月收集样方内凋落物,并于 80
下烘干, 测其干重.
2
3
3 土壤含 N 量测定 土壤 N 含量采用常规方法测定[ 4] .
2
3
4 鸡取食量及排泄量分析
在单位面积胶林内隔离起 50
只鸡,分别计算其投入饲料量、所食草量及总排泄量.
2
3
5 鸡粪 N 含量测定
测定方法同土壤分析.
2
3
6 系统 N 投入产出调查
选取多点, 调查其肥料、畜禽等
投入产出情况,根据其 N素含量[ 2, 4] ,研究系统 N循环规律.
2
3
7 其它分析项目
水土流失量、胶茶生长所需养分等参考
文献[ 2, 3] .
应 用 生 态 学 报
2000 年 10 月
第 11 卷
第 5 期
































CH INESE JOURNAL OF APPLIED ECOLOGY , Oct. 2000, 11( 5)
707~ 709
3
结果与分析
3
1
橡胶子系统 N素循环
橡胶是多年生高大乔木,胶树每年从土壤中吸收
的 N 除供自身生长存留于植物体外,一部分随产胶、
落花、落果及枯枝落叶离开树体, 这些 N 素归还土壤,
再次被橡胶树所吸收, 从而构成了橡胶子系统的生物
N 循环.分析比较单作、间作及养鸡胶园橡胶子系统的
N 素循环状况表明(表 1) , 胶园由单作向间作、农林牧
复合经营方向发展, 橡胶子系统对 N 的吸收量分别为
214. 5、281. 0、304. 5 kg
hm- 2, 呈递增趋势, 这是因为
对茶树的耕作施肥有利于橡胶生长, 且间作胶园橡胶
种植密度比单作胶园略小,创造了适宜的生长环境,因
此,橡胶长势良好,吸收养分较多.而养鸡胶园则因养
表 1
单作、间作及养鸡胶园橡胶子系统 N循环( kg
hm- 2)
Table 1 N cycle of rubber sub
system in single culture, inter
cropping and
chicken gardens
系统
S ystem
吸收
Absorpt ion
输出 Output
产胶
Rubber
yield
落花落果
Bloom
and fruit
枯枝落叶
Fallen
leaves
合计
Total
循环率
Cycling
rate
( % )
单作胶园 214. 5 63. 1 37. 5 43. 4 144. 0 38
Single culture
间作胶园 281. 0 64. 9 38. 9 75. 3 179. 1 41
Inter
cropping
养鸡胶园 304. 5 66. 9 41. 1 89. 1 197. 1 43
Chicken garden
循环率= 归还量/吸收量
100% Cycling rate= returning N/ absorbed N

100% ,归还量= 落花落果 N+ 枯枝落叶 N Returning N= N in bloom
and f ruit+ N in fallen leaves.
分供应充足, 可最大限度地满足橡胶的生长需要, 因
此,养鸡胶园的 N 吸收量最大.从 N 素的输出看, 无论
是随产胶的输出还是随落叶、落花、落果的输出,均是
养鸡胶园> 间作胶园> 单作胶园. N 素循环率的变化
趋势是养鸡胶园( 0. 43) > 间作胶园( 0. 41) > 单作胶园
( 0. 38) ,说明在单作胶园中引入新的生物组分后, N素
生物循环得到加强.
3
2
土壤子系统 N循环
土壤子系统 N 素的盈亏状况直接关系到土壤肥
力的高低及系统的养分平衡. 土壤子系统 N 素输入、
输出及平衡状况见表 2.胶园由单作向间作、农牧结合
方向发展,土壤子系统的 N 输入总量及有机 N输入均
呈增加趋势,养鸡胶园化学 N输入减少,仅为 22. 5 kg

hm- 2, 这是因为养鸡胶园中鸡排泄物直接返还土壤,
导致化学 N 投入减少, 这使养鸡胶园更趋向有机生态
系统.


在间作和养鸡胶园中,因增加了茶树的 N 吸收及
N 损失量较大, 其土壤 N 输出分别比单作胶园增加
152. 3、265. 3 kg
hm- 2,尽管其水土流失 N 量比单作
胶园小, 但总体上养鸡胶园的土壤 N 输出最大, 为
608. 2 kg
hm- 2,单作胶园的最小. 单作及间作胶园在
目前的 N 投入水平下,均存在严重的 N 亏缺现象, 而
养鸡胶园 N 盈余 238. 4 kg
hm- 2, 应将部分鸡排泄物
转移到系统外.
3
3
鸡子系统 N 循环表 2
单作、间作及养鸡胶园土壤子系统 N循环( kg
hm- 2)
Table 2 N cycle of soi l sub
system in single culture, inter
cropping and chicken gardens
系统
S ystem
N 输入 N input
化肥
Chemical
fertilizer
有机肥
Organic
fert ilizer
枯枝落叶
Fallen
leaves
合计
Total
输出 N output
橡胶吸收
Rubber
absorbed
茶树吸收
Tea
absorbed
杂草吸收
Grass
absorbed
水土流失
Soil
erosion
N 损失
N loss
合计
Total
平衡
Balance
单作胶园 90. 0 19. 5 43. 4 152. 9 214. 5 - 6. 5 77. 1 44. 8 342. 9 - 190. 0
S ingle culture
间作胶园 135. 0 22. 1 75. 3 232. 4 281. 0 116. 0 4. 9 25. 7 67. 6 495. 2 - 262. 8
Inter
cropping
养鸡胶园 22. 5 735. 0 89. 1 846. 6 304. 5 145. 0 4. 1 30. 2 124. 4 608. 2 238. 4
Ch icken garden
注: 化肥为硫酸铵,其损失率以投入量的 40%计,有机肥氮以 14%计[2, 7, 8] . Note: The chemical fert ilizer w as ( NH4) 2SO4, and its losing rate w as calculat

ed as 40% , the los ing rate of organic fert ilizer was calculated as 14% .


胶园中鸡子系统的加入使该农林复合系统具有次
级生产,系统 N投入产出发生改变.由表 3 可见,鸡子
系统输入 N 中, 饲料带入的 N 比例最大,为 99%. 鸡
取食了林中杂草, 因此, 杂草所含 N 素也成为鸡子系
统 N循环的有效部分.且鸡排泄物所带出的 N与鸡产
品的 N 量相近,鸡子系统 N 产投比为 0. 91, 转化率较
高.
3
4
系统 N 循环
单作、间作及养鸡胶园的 N 输入、输出及循环量
各不相同,因此,对 3个系统的 N 循环进行研究.由表
4可见, 胶园由单作向间作及农牧复合经营方向发展,
系统 N 输入、输出及归还量均呈递增趋势.在养鸡胶
园中因有鸡粪 N 归还土壤, 系统外输入的有机 N 为
0,且该系统输入 N 以饲料 N 为主,占 97. 4%.


单作胶园中只有初级生产, 产胶输出 N 最小, 为
63. 1 kg
hm - 2.养鸡胶园的 N素随胶、茶、鸡产品而输
出系统外,其 N输出量比另两个系统明显提高,因此,
次级生产在该系统 N 循环中起重要作用.
708 应
用
生
态
学
报


















11卷
表 3
胶
茶
鸡农林复合系统鸡子系统 N循环( kg
hm- 2)
Table 3 N cycle of chicken sub
system in rubber
tea
chicken agro
forestry system
系统
S ystem
输入 Input
鸡雏带入
Chicken input
饲料
Feed input
杂草
Grass input
合计
T otal input
输出 Output
鸡排泄物
Chicken excrement
鸡产品
Chicken product
合计
Total output
产投比
Output
/ input
胶
茶
鸡系统 21. 2 1620 4. 1 1635. 0 735. 0 756. 0 1485 0. 91
Ch icken garden
表 4
单作、间作及养鸡胶园 N循环( kg
hm- 2)
Table 4 N cycle of single culture, inter
cropping and chicken rubber gardens
系统
S ystem
输入 Input
化肥
Chemical
fertilizer
有机肥
Organic
fert ilizer
鸡雏
Chicken
饲料
Feed
合计
Total
输出 Output
产胶
Rubber
茶叶
Tea
鸡产品
Chicken
product
合计
T otal
归还量 Return
落叶
Fallen
leaves
鸡粪
Excrement
合计
Total
归还量/
输入量
Return
/ input
输出/
输入
Output
/ in put
单作胶园 90. 0 19. 5 - - 109. 5 63. 1 - - 63. 1 43. 4 - 43. 4 0. 40 0. 58
S ingle culture
间作胶园 135. 0 22. 1 - - 157. 1 64. 9 43. 7 - 108. 6 75. 3 - 75. 3 0. 47 0. 67
Inter
cropping
养鸡胶园 22. 5 0 21. 2 1620 1663. 7 66. 9 54. 5 756. 0 877. 4 89. 1 735 824. 1 0. 50 0. 53
Ch icken garden


养鸡胶园中有鸡粪和枯枝落叶保留在系统内参与
N 循环,因而 N 归还量比单作及间作胶园高 786. 7、
748. 8 kg
hm- 2. 其 N 输出/输入比最低, 为 0. 53, 这
是因为系统中加入次级生产后, N 输入量大幅上升,而
鸡粪 N 又保留在系统内循环的结果.
4
小

结
4
1
单作、间作及养鸡胶园中橡胶子系统的 N 输入
及输出量呈递增趋势.养鸡胶园 N 素循环率最高, 因
此,在系统中合理增加生物组分有利于 N 循环的加
强.
4
2
对于土壤子系统,养鸡胶园的 N 循环量最大,单
作胶园的最小. 在目前的养分投入水平下,单作及间作
胶园均存在严重的 N 亏缺现象, 应增加肥料投入. 养
鸡胶园土壤 N 有所盈余,应将部分鸡排泄物转移到系
统外.
4
3
因试验条件限制,本文未测定胶园中土壤生物固
氮、N 挥发及反硝化.而试验区施用的化肥为硫酸铵,
据他人的研究结果,其损失率约为 40%. 有机肥 N 损
失率约为 14%.胶园中土壤生物固氮量每年约为 6kg

ha- 2,数量较小[ 2, 7, 8] . 且胶林位于 40
左右山坡上, 积
水较少,土壤反硝化作用不强, 因此, 本文未将土壤生
物固氮及反硝化 N 输出列入土壤 N 循环中.
4
4
鸡子系统的 N 输入、输出量占整个农林复合系
统的主要部分, 因此, 次级生产在该系统 N 循环中十
分重要,且鸡的 N 转化率较高,达到 90%以上.
4
5
养鸡胶园的 N 归还量高于单作及间作胶园, 对
系统外 N 投入的依赖性下降, 系统稳定性增强. 养鸡
胶园的 N输出/输入比最低, 这是因为系统中加入次
级生产后, N 输入量大幅上升,而鸡粪 N 又保留在系
统内的结果.但从 N绝对产出及资源合理利用角度分
析,应尽量在系统中加入次级生产以提高系统的产出
能力.
4
6
生态农业模式建设是合理开发当地农业资源的
有效途径. 由 N循环分析可判断模式物质投入产出的
合理性,可节约资源,并使物质产投结构更合理.
致谢
在试验过程中,海南省文昌市农业局的余盛兴、许文拔、
符瑞舒、海南省农垦橡胶研究所的陈运文等协助调查、取样, 深
表感谢.
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作者简介
孟庆岩,男, 1971 年生,博士, 助理研究员,现于中国
科学院遥感应用研究所工作,主要从事农业与生态环境遥感研
究,已发表论文 10 余篇. E
mail: mqymqy@ china. com
7095 期












孟庆岩等:我国热带地区胶
茶
鸡农林复合系统氮循环研究