论文部分内容阅读
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
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
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。
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%。
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。
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。
参考文献
[1] Vandermeer J H. The ecology of intercropping[M]. Cambridge：Cambridge U niversity Press， 1989： 13-56.
[2] Li L， Yang S C， Li X L， et al. Interspecific complementary and competitive interaction between intercropped maizeand faba bean[J]. Plant Soil， 1999， 212： 105-114.
[3] Li L， Sun JH， Zhang FS， et al. Wheat/ maize or wheat/ soybean strip intercropping. I. Yield advantage and interspecific interactions on nutrients[J]. Field Crops Res， 2001， 71： 123-137.
[4] Zhang FS， Li L. Using competitive and facilitative interactions in intercropping systems enhances crop productivity and nutrient-use eff-iciency[J]. Plant Soil， 2003， 248： 305-312.
[5] 邬华松. 胡椒光合作用特性研究[J]. 热带农业科学， 1999， （3）： 7-12.
[6] Steffens D， Mengle K. Das Aneignungsverm gen vonLolium perenne im Vergleich zuTrifolium pratense für Zwischicht-Kalium der Tonminerale[J]. Landwirtsch Forsch， SoHe， 1979， 36： 120-127.
[7] Willey R W. Intercropping-Its importance and research needs. Part Ⅱ[J]. Agronomy and research approaches. Field Crops Abstract， 1979， 32： 73-85.
[8] 王 刚， 蒋文兰. 人工草地种群生态学研究[M]. 甘肃科学技术出版社， 1998.
[9] 郑 毅， 汤 利. 间作作物的养分吸收利用与病虫害控制关系研究[M]. 云南科技出版社， 2008.
[10] 焦念元， 陈明灿， 付国占， 等. 玉米花生间作复合群体的光合物质积累与叶面积指数变化[J]. 作物杂志， 2007， （1）： 34-35.
[11] Willey R W， Rao M R. A competitive ratio for quantifying competition between intercrops[J]. Experimental Agriculture， 1980， 16： 117-125.
[12] 易小平， 余雪标， 唐树梅. 海南雅星林场芒果间作生态系统养分循环研究初报[J]. 热带作物学报， 2003， 24（1）： 21-27.
[13] 周晓舟， 李杨瑞， 杨丽涛. 甘蔗/木薯间作系统中氮素的固定与转移[J]. 热带作物学报， 2012， 33（2）： 199-206.
[14] 白昌军， 虞道耿， 陈志权， 等. 桉树林草间作系统根层结构的研究[J]. 热带作物学报， 2013， 34（9）： 1 844-1 851.
[15] 唐龙祥， 马子龙， 吴多扬， 等. 椰园/牧草间作： 牧草的适应性研究[J]. 热带作物学报， 2004， 25（2）： 75-80.
[16] 张翠玲， 徐 飞， 谭乐和， 等. 间作模式下不同肥料对糯米香茶农艺性状和矿物质元素的影响[J]. 热带作物学报， 2012， 33（11）： 1 949-1 953.
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
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
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。
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%。
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。
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。
参考文献
[1] Vandermeer J H. The ecology of intercropping[M]. Cambridge：Cambridge U niversity Press， 1989： 13-56.
[2] Li L， Yang S C， Li X L， et al. Interspecific complementary and competitive interaction between intercropped maizeand faba bean[J]. Plant Soil， 1999， 212： 105-114.
[3] Li L， Sun JH， Zhang FS， et al. Wheat/ maize or wheat/ soybean strip intercropping. I. Yield advantage and interspecific interactions on nutrients[J]. Field Crops Res， 2001， 71： 123-137.
[4] Zhang FS， Li L. Using competitive and facilitative interactions in intercropping systems enhances crop productivity and nutrient-use eff-iciency[J]. Plant Soil， 2003， 248： 305-312.
[5] 邬华松. 胡椒光合作用特性研究[J]. 热带农业科学， 1999， （3）： 7-12.
[6] Steffens D， Mengle K. Das Aneignungsverm gen vonLolium perenne im Vergleich zuTrifolium pratense für Zwischicht-Kalium der Tonminerale[J]. Landwirtsch Forsch， SoHe， 1979， 36： 120-127.
[7] Willey R W. Intercropping-Its importance and research needs. Part Ⅱ[J]. Agronomy and research approaches. Field Crops Abstract， 1979， 32： 73-85.
[8] 王 刚， 蒋文兰. 人工草地种群生态学研究[M]. 甘肃科学技术出版社， 1998.
[9] 郑 毅， 汤 利. 间作作物的养分吸收利用与病虫害控制关系研究[M]. 云南科技出版社， 2008.
[10] 焦念元， 陈明灿， 付国占， 等. 玉米花生间作复合群体的光合物质积累与叶面积指数变化[J]. 作物杂志， 2007， （1）： 34-35.
[11] Willey R W， Rao M R. A competitive ratio for quantifying competition between intercrops[J]. Experimental Agriculture， 1980， 16： 117-125.
[12] 易小平， 余雪标， 唐树梅. 海南雅星林场芒果间作生态系统养分循环研究初报[J]. 热带作物学报， 2003， 24（1）： 21-27.
[13] 周晓舟， 李杨瑞， 杨丽涛. 甘蔗/木薯间作系统中氮素的固定与转移[J]. 热带作物学报， 2012， 33（2）： 199-206.
[14] 白昌军， 虞道耿， 陈志权， 等. 桉树林草间作系统根层结构的研究[J]. 热带作物学报， 2013， 34（9）： 1 844-1 851.
[15] 唐龙祥， 马子龙， 吴多扬， 等. 椰园/牧草间作： 牧草的适应性研究[J]. 热带作物学报， 2004， 25（2）： 75-80.
[16] 张翠玲， 徐 飞， 谭乐和， 等. 间作模式下不同肥料对糯米香茶农艺性状和矿物质元素的影响[J]. 热带作物学报， 2012， 33（11）： 1 949-1 953.