果-草-兔农牧结合模式对土壤物理性状的影响

果-草-兔农牧结合模式对土壤物理性状的影响

维护和提高土壤肥力，改善农业生态环境，发展优质高效的生态农业，是中国农业现代化的客观要求。尤其在我国西部地区。人地矛盾突出,农业劳动生产力水平低,农业比较效益相对较低。同时,长期大量的农药、除草剂、化肥的滥用给农业带来了恶性循环的破坏,从而进一步遏制了农业生产力的发展。为了提高效益,增加收入,缓解农产品的生产结构性过剩,实现农业高产、高效、优质、持续发展的目标,中国正在对农业生产结构进行全面调整。许多研究表明,成功地采用多种新型的土地利用模式,以及与这些新模式相配套而组合成的新型种植模式,对于不断优化农村产业结构和种植业内部结构,形成多层次多样式的优化产业构局,改善农业生态环境,从而提高农业综合效益具有重要意义。其中果草畜结合种植生态模式,已在南方果区初具规模,而且发展势头较快。许多试验分析和实际生产表明,这种模式在南方果区不仅有较强的生态适应性,而且经济效益明显。为此,本文通过构建果-草-兔生态农业模式,采用对比试验设计,于2000~2001年间进行连续的田间调研,分析评价果畜生态农业模式的综合效益,以期能为发展农业生产新模式,特别是西部退耕还林还草广大区域农民的增收,农业产业结构调整提供有益的探索。1材料和方法1.1生长区域及立地条件研究试验区位于四川省成都市双流县(三星乡)。双流县是四川财政收入第一强县。试验区距双流县城27km,距成都市区35km,交通条件优越。其年均温16.2℃,全年≥10℃的有效积温4860℃,年降雨量1210mm,年均相对湿度79%。普遍适宜于亚热带各类果树的生长。其中,桃、梨、枇杷是优势突出的地方性品种资源。试验地土壤为紫色砂岩、页岩发育而成的中性紫色土,pH6.5~7.5,平均土层厚度80~120cm,其中坡地平均为80cm。试验区属于黑龙滩引灌区,灌溉条件优越,适宜于进行精细种植。境内具西南地区最大的农产品集散市场,而且农业生产条件优越,农业生产技术水平较高,已对草莓、枇杷、桃、蔬菜及鸡、羊等农业新品种进行了适度规模的产业化开发,属于高投入型农业生产经营类型。但区内同样也存在着农业增效、农民增收的问题,尤其是如何充分利用大面积(约3000hm2)的果园地,真正以生态农业的发展方式,实现农业环境、农业效益的可持续增长仍是值得研究的课题。1.2选择适宜的品种果树品种:选取日本油桃(晶光、晶玉1∶1混栽),密度3m×3m。定植于1998年冬季,1999年试果,2000~2001年间进行复合种植试验。牧草品种:选取高产优质的一折生四倍体黑麦草,品种为美国进口的四倍体黑麦草(Bluesky),分别于2000年、2001年10月播种,撒播,每亩用种量2.5kg。播种前清除果园杂物,并进行土壤整地,翻整深度为20~30cm,每公顷施200kg复合肥(氮磷钾比值为20∶15∶8),并分厢开好灌排沟。同一快地每隔15d收割1次,割后3d内,追施尿素75~100kg/hm2。蔬菜品种:选取马铃薯地方品种。肉兔品种:选取四川农业大学选育的天府肉兔杂交种,采用舍式圈养。每公顷牧草饲养1500只。1.3试验推广及试验单位生态农业模式设计为投产果园-牧草-圈养兔复合经营、果-菜结合及单纯果园。对比试验面积各2hm2,重复3次,共计18hm2。试验各小区于相同坡向随机布设。1.4指标的测量和方法1.4.1生产力与经济效益的评价以试验区平均劳动生产成本(生产资料与劳动力)为基础进行统计。1.4.2土壤贮水量测定土壤物理性状和水文状况:采用酒精燃烧法测定土壤含水量,用环刀法测定土壤容重、孔隙度、土壤饱和含水量、现有土壤贮水量。土壤养分测定:速效钾(火焰光度法案,速效磷(0.5M碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法),水解氮(扩散法),全氮(扩散法),有机质(重铬酸钾容量法)。2结果与分析2.1经济效益分析以2000年不变价格为统计基础,以生产成本、单位面积产出经济效益、净经济效益、投入产出比及劳动力占有量为主要经济指标,经两年观测与统计计算(表1)结果显示,虽然投入成本相对较高,但实施果-草-兔生态农业模式的园地其经济效益、投入产出比明显高于果菜结合模式及单纯果园模式。这充分体现了“高投入、高产出”的效益型经营效果。同时,对于单位土地的劳动力占用量,果-草-兔模式中的产前、产中、产后配套环节具有较大的潜在劳动人口承载力,这就为富余劳动的吸收与转化提供了条件,因而可以发挥较好的社会效益。作为传统的果菜结合模式,虽然单位面积的产出效益高于单纯果园,但其投入产出比与单纯果园差异不显著。产生此结果的原因可能存在于所选蔬菜品种并非潜力最佳者以及蔬菜在四川种植面积大、市场竞争激烈二方面。若能合理安排套种时间与品种,进行洁净生产,果蔬结合仍是一效益显著的生态农业模式。2.2不同模式的生态效率的比较2.2.1“以耕代抚”的措施在果园管理中,除健康与营养管理外,杂草管理是耗费较大的一项内容。为了减少投入,同时提高果园的卫生质量,促进果园增效,采用立体复层种植(套种)是“以耕代抚”的有效措施。通过对不同生产模式的地块进行的冬季杂草状况的调查表明,果-草-兔生产模式对果园杂草表现了明显的抑制效应(表2)。其中,果-草-兔生产模式杂草发生密度为112株/m2,果-菜模式为736株/m2,单纯果园模式为1042株/m2。同时,杂草种类也随不同生产模式而呈显著差异。果-草-兔模式的杂草群落中单子叶类杂草密度比例为19.8%,果-菜模式为52.5%,而单纯果园达69.4%,杂草以单子叶占绝对优势。2.2.2电力维护效果2.2.2.不同立地条件对土壤容重及总孔隙度的影响由表3可以看出,不同生产模式园地其物理状况存在明显的差异,以果-草-兔复合生态农业模式对土壤容重、土壤孔隙性改善作用最为突出。其中,土壤容重分别较空旷地、单纯果园、果-菜套作减少0.17g/m3、0.06g/m3、0.02g/m3。而总孔隙度又较空旷地、单纯草园、果菜套作分别增加8.4%、6.1%、4.1%。表明通过种植牧草及兔粪返园,改善了土壤物理性状。同时,果-菜模式又比单纯果园有利于改良土壤容重与孔隙度,但单纯果园却与空旷地差异不明显。因此加强复合种植,既能提高经济效益又能改善土壤结构。2.2.2.不同类型土壤水分状况表4中水文指标为2000年10月15~25日间果树落叶前测定的平均值(3次平均,其间未降雨)。测定结果表明,同一土壤类型(中性紫色土)相同土壤厚度的不同模式园地土壤水分状况差异显著。土壤饱和含水量、毛管最大持水量均以果-草-兔模式最高,以果菜套种其次,单纯果园再次。其中,果-草-兔模式较空旷地增加毛管贮水量、饱和含水量、土层贮水量分别为8.4%、10.3%和276t/hm2。因此,果-草-畜生态农业模式能有效地增强土壤保水能力,这对于坡地及水分亏缺地区具有重要意义。2.2.2.与果-菜及空阔地的土壤理化性质比较表5是在水果收获前测定的土壤肥力指标,结果显示果-草-兔生产模式下,土壤总氮、有机质、速效氮、速效磷、速效钾均较果-菜模式、单纯果园模式及空旷地明显提高。这主要是因为果-草-兔生产方式下,有大量的黑麦草根系和部分后期鲜草被翻入土壤之中,增加了土壤的有机质来源。同时,因大量的兔粪还园使土壤肥力得到明显提高。2.3冬季休闲期园地冬季防治效果对比试验分别于不同模式园地选取相同土层厚度、肥力水平相当且坡位一致的小区各666.7m2进行化肥、农药、除草剂的对比试验。以2001年冬季休闲期园地冬季防病治虫结束及无杂草为准进行对比统计。需说明的是,各园地在管理过程中,均于3月中旬、5月中旬、7月中旬、9月中旬进行防病虫与除杂草。调查结果显示,果-草-兔、果-菜与单纯果园每年用肥量分别为1500kg/hm2、2250kg/hm2、3000kg/hm2。果-草-兔模式较单纯果园节约肥料约50%。同时也大大减少了农药与除草剂的用量。2.4进展之一:“农业产业化”模式成功的果-草-兔模式是我国南方果园提高园地肥力,增加单位面积土地的产出效益的有效途径,为农区尤其是我国西部农区农业产业结构调整提供了重要的参考。类似模式的应用(如果-草-羊、果-草-鹅、果-草-牛等)从根本上减轻因农产品结构性过给政府带来的压力。同时,该模式每发展1公顷比单纯果园模式可多吸纳5~10个农村劳动力,如果进一步发展产后加工业,则可吸纳更多的劳动力,因此该模式还能充分利用南方农区劳动力资源,缓解农村就业问题。可见,该模式不但可明显提高农业效益、增加农民收入,而且对确保我国农村社会的稳定也意义重大。3讨论3.1生态经济效益较高通过连续两年的对比观测表明,果草兔生态农业模式的综合效益(经济效益、生态效益与社会效益)均较果菜模式及单纯果园模式显著提高,其中单位面积的经济效益较果菜模式提高了2.47倍,较单纯果园提高3.34倍;而且果草兔生态农业模式大大增加了土壤毛管孔隙度(较单纯果园增加6.2%)、提高了土壤含水量、保水力与土壤肥力。但这只是针对短期的研究成果,而且,该生态农业模式对产品(如果品、畜产品、蔬菜)等收获物的影响有待进一步定位研究。3.2是农业结构调整的需要果-草-兔模式的成功实践不仅为西部退耕还林还草区域林-草-畜模式的大力推广与应用提供了有益的借鉴与参考,而且有利于我国大量坡地及草山草坡的生态恢复与重建,加快草食家畜、家禽业的迅速发展,增加农民收入,促进农业产业结构调整,实现我国农业由粮食生产为主向饲料产业、畜牧经济为主导的转变。但是如何因地制宜地在更广泛的区域内利用多种生态农业模式,如水土保持型、多元立体型、能源生态型等仍需进一步研究。3.3草的撒播及配套栽培在林-草-畜模式中,为了充分发挥其综合效益,具体应用时应根据不同区域、不同环境、不同利用目的选择适宜草种、合理种植及利用技术。在本文模式中为确保肉兔饲养冬春对青草的需求,减轻劳动强度,牧草可采用撒播方式,撒播密度视种子质量而定,一般为37.5~52.5kg/hm2。其配套栽培应强调选择优质品种以获得高产优质牧草;保证合适的水肥条件能大大提高一年生黑麦草的产草量,一年生黑麦草需较高肥力水平,三叶期、分蘖期是最佳施肥时期,每次刈割后也需及时追施尿素60~75kg/hm2,同时注意磷、钾肥的施用。此外,分厢开好排水沟能有效增强其抗逆性。3.4改善农产品供应结构果草兔生态农业模式的社会、经济、生态的综合效益显著,并可以显著