辽西林农复合经营模式下玉米产量影响因素探讨

王丽丽

(阜新市林业局，辽宁阜新 123000)



辽西林农复合经营模式下玉米产量影响因素探讨

王丽丽

(阜新市林业局，辽宁阜新 123000)

摘要[目的]分析辽西地区林农复合经营模式下影响玉米产量的主要因素，为选择适合该地区的高产玉米种植方式提供参考。[方法]通过试验方法研究了影响玉米产量的主要因素(玉米品种、种植密度、有机肥施用量、耕作方式)，利用Matlab软件中的anova1函数对试验数据进行单因素方差分析。[结果]通过试验测得不同因素在不同设置下的玉米产量和生物产量数据，将数据带入Matlab软件计算得到试验数据的方差分析结果。[结论]玉米品种、种植密度、有机肥施用量均对玉米产量影响显著，在实际生产中应进行适当选择；耕作方式对玉米产量影响不大，可以在玉米种植中适当减少耕作次数。

关键词林农复合模式；玉米产量；生物产量；影响因素

辽宁西部属于典型的半干旱地区，年降雨量偏少，时间和空间分布不均匀，水土流失严重，生态环境脆弱。由于单一的农业生产容易导致生产水平不稳，甚至灾年颗粒不收的严重后果，且单一的林业生产又会增加病虫害的发生概率，因此在辽西地区适合发展林农复合的生产经营方式。将农业与林业结合起来发展复合经营模式，有利于提高土地利用率、改善当地土壤肥力、促进农作物稳产高产，此外在增加农民收入方面作用显著。长期以来国内外学者对林农复合经营模式进行了大量研究[1-3]。我国林农复合经营模式经历了原始农业时期、以传统经验为基础时期和以先进科学技术设计为标志的现代林农复合经营时期这3个主要阶段，目前我国林农复合经营模式在第三个阶段上继续发展，并取得了丰硕的成果[4]。

玉米是林农复合经营模式中的主要农作物，也是辽宁省的主要农作物，辽西地区的玉米种植面积每年都能达全省耕地总面积的2/3以上，研究适宜的玉米种植方式对整个辽西地区的农业经济发展具有重要意义[5-6]。笔者在前人研究的基础上，重点分析了林农复合经营模式下，影响玉米产量的主要因素，总结出保持较高土地利用率的高产玉米种植模式，以期为辽西地区玉米种植提供参考。

1材料与方法

1.1试验区概况试验地点设在科尔沁沙地南缘的辽宁省风沙地改良利用研究所试验站，地理坐标为122°22′E、42°43′N，海拔218.1 m，常年降水量480 mm，多集中在7、8月份，全年蒸发量1 731 mm，为降水量的4倍。无霜期145～150 d，风多且大，全年平均风速3.7 m/s，土壤有机质含量不足1%，土质为风积沙土，渗透性强，田间20～30 cm厚土层持水量为9.0%，土壤容重1.65 g/cm3，保水、保肥能力差，是典型的北方风沙半干旱农业区。该地区传统农业生产方式是粗放耕作，种植作物多为玉米，有少量的花生、大豆和杂粮。农业生产常受到风沙干旱的危害，农作物产量不高，经济效益低，生态脆弱，土地沙化现象日趋严重。

1.2研究方法该试验主要研究在大扁杏幼林中复合种植玉米后，影响玉米产量的主要因素，需要测试的因素包括玉米品种、种植密度、有机肥施用量、耕作方式。试验中大扁杏行距12 m，株距2 m，行间可供间作玉米8 m。

1.2.1玉米品种试验。设4个处理，分别为辽单31、铁单10、农大108、农大3138，大区对比试验，取样测产。此时行株距为60 cm×30 cm(55 560株/hm2)，施羊粪15 m3/hm2，化学除草剂+中耕1次。

1.2.2玉米种植密度试验。设5个处理，行株距分别为60 cm×30 cm(55 560株/hm2)、60 cm×35 cm(47 625株/hm2)、60 cm×40 cm(41 670株/hm2)、60 cm×45 cm(37 035株/hm2)，60 cm×50 cm(33 330株/hm2)，大区对比试验，取样测产。玉米品种选用辽单31，施羊粪15 m3/hm2，化学除草剂+中耕1次。

1.2.3玉米有机肥施用量试验。设4个处理，分别施羊粪0、15、30、45 m3/hm2，大区对比试验，取样测产。此时行株距为60 cm×30 cm(55 560株/hm2)，玉米品种选用辽单31，化学除草剂+中耕1次。

1.2.4玉米耕作方式试验。设3个处理，分别为化学除草剂+免中耕、化学除草剂+中耕1次、化学除草剂+中耕2次，大区对比试验，取样测产。此时行株距为60 cm×30 cm(55 560株/hm2)，玉米品种选用辽单31，施羊粪15 m3/hm2。

1.3测定指标及方法各试验测定指标包括玉米产量和生物产量，2种产量均在6 m2试验区域内获得。玉米产量指小区内所有玉米籽粒质量的总和，生物产量指小区内获得的干物质产量，具体包括玉米籽粒、秸秆、叶等烘干之后的质量总和。

1.4数据分析试验所得数据采用Matlab7.0分析。为了对比不同处理之间的差异，需要对数据进行统计分析，而Matlab7.0中的统计分析功能非常强大，完全可以实现相应的功能。将数据通过矩阵的形式输入软件中，然后利用anova1函数进行显著性检验，从而决定各个处理之间的差异是否显著。anova1函数的工作过程是对输入矩阵的各列进行均值检验并输出显著性水平数值，当显著性水平数值低于0.05时，表示各列的均值差异显著，当显著性水平数值低于0.01时，表示各列的均值差异高度显著。anova1函数的零假设是各列具有相等的平均数，通过anova1函数运算时不仅要计算各列的总体显著性水平，还要交叉计算任意两列之间的显著性水平，也就是交叉评价任意两种处理得到均值相等的显著性水平。

2结果及分析

2.1玉米品种试验由表1可知，小区内玉米产量和生物产量最大的是铁单10，各品种玉米产量总体均值一致性检验的显著性水平为8.50×10-6，说明组内存在明显差异。玉米产量交叉均值显著性检验结果如表2所示。由表2可知，铁单10与其他品种产量差异显著，比较产量平均值可以看出，铁单10分别比农大3138、辽单31、农大108增产23.37%、21.39%和14.07%。辽单31和农大3138的产量差异并不明显，剩下的品种之间差异比较明显。生物产量对比结果与玉米产量相同(表3)，也是铁单10平均值最大，比农大3138、辽单31、农大108分别增产24.44%、24.13%和13.51%。总体来看，在沙性土壤中比较适合种植铁单10。

表1　玉米品种试验取样测产结果

表2　玉米品种试验产量交叉均值检验

2.2玉米种植密度试验由表4可知，60 cm×40 cm种植密度处理无论是玉米产量还是生物产量都是最高的，玉米产量较其他4种处理增加6.01%～41.35%，生物产量较其他4种处理增加6.60%～41.76%。玉米产量和生物产量随株距的增加先增大再减小，说明在试验区域内玉米株距太大或太小都不合适，在行株距为60 cm×40 cm状态下达到最优。由表5、6可知，各个行株距设置之间差异都很显著，说明在辽西地区不同的种植株距对结果影响是很明显的，应该通过试验确定最佳的行株距。

表3　玉米品种试验生物产量交叉均值检验

表4　玉米种植密度试验取样测产结果

表5　玉米种植密度试验产量交叉均值检验

表6玉米种植密度试验生物产量交叉均值检验

Table 6Biological yield cross means test in maize planting density experiment

行株距Rowspacingcm×cm60×3060×3560×4060×4560×5060×3012.10×10-57.30×10-81.10×10-61.00×10-360×3512.40×10-41.25×10-23.49×10-260×4011.90×10-22.50×10-560×4514.90×10-460×501

2.3玉米有机肥施用量试验由表7可知，随着有机肥施用量的增加玉米产量和生物产量均在增加。玉米产量和生物产量最高的都是施羊粪45 m3/hm2处理，该处理玉米产量较其他处理提升10.21%～35.67%，生物产量较其他处理提升9.68%～35.64%，说明在沙性土壤中施加羊粪能够大幅度提升产量，原因是羊粪能够有效增加沙性土壤的肥力。玉米产量和生物产量的总体均值差异显著性检验结果分别是3.20×10-5和2.40×10-4，表明2种产量的总体均值存在显著性差异。再观察均值的交叉检验结果会发现，施有机肥30 m3/hm2和15 m3/hm2的处理之间玉米产量和生物产量差异并不显著，施有机肥30 m3/hm2和45 m3/hm2的处理之间生物产量差异也不显著，表明试验选取的有机肥施用量间隔偏小，因此在相邻2个处理之间可能出现差异不显著的情况。在均值的交叉比较中发现有机肥施用量差距越大，均值差异显著性水平越高，也说明了这一点。总体来说，在辽西沙性土壤中有机肥施用量越多越好。

表7玉米有机肥施用量试验取样测产结果

Table 7Yield of samples in maize organic fertilizer amount experiment

kg/6 m2

表8玉米有机肥施用量试验产量交叉均值检验

Table 8Yield cross means test in maize organic fertilizer amount experiment

有机肥施用量Organicfertilizeramount∥m3/hm20153045011.70×10-23.00×10-33.90×10-415111.39×10-23.20×10-33012.92×10-2451

表9有机肥施用量试验生物产量交叉均值检验

Table 9Biological yield cross means test in maize organic fertilizer amount experiment

有机肥施用量Organicfertilizeramount∥m3/hm20153045013.49×10-27.50×10-31.60×10-315111.25×10-28.10×10-33016.88×10-2451

2.4玉米耕作方式试验由表10可知，玉米产量和生物产量平均值最大的是化除+中耕1次处理，较其他2个处理提升6.70%～15.84%，生物产量提升3.31%～7.49%。玉米产量的总体均值一致性检验结果为2.68×10-2，均值之间差异显著，生物产量的总体均值一致性检验结果为8.14×10-2，均值之间差异不显著。在交叉均值检验结果中，化除+免耕与化除+中耕1次2个处理间，玉米产量和生物产量均值差异均显著，其他均值差异检验结果均为不显著(表11～12)。综合分析可知，各种耕作处理之间差异并不显著，说明在辽西风沙地适当减少耕作次数是可行的。

表10　玉米耕作方式试验取样测产结果

表11　玉米耕作方式试验产量交叉均值检验

表12　玉米耕作方式试验生物产量交叉均值检验

3结论与讨论

通过研究林农复合经营模式下影响玉米产量的主要因素，得到如下结论：①不同玉米品种对产量影响显著。在辽西半干旱地区的林农复合经营系统中，铁单10是一种适合使用的玉米品种，铁单10无论是玉米产量还是生物产量都明显优于农大3138、辽单31和农大108;②不同种植密度对玉米产量影响显著，60 cm×40 cm的行株距比较适合辽西半干旱地区林农复合经营模式中的玉米种植；③在辽西沙性土壤中施加羊粪能够显著提升玉米产量和生物产量，2种产量均随施肥量的增加而增加，施加羊粪能够有效提高沙性土壤的肥力；④在林农复合经营模式中不同耕作次数对玉米产量

和生物产量影响不显著，在辽西地区适当减少耕作次数是可行的。

由于各方面条件所限，该研究尚有许多不足之处：①该试验只在大扁杏树林中进行，而辽西地区林农复合的可用树种还有很多，如梨树、杨树等，也应该尝试在这些树林中进行玉米产量影响因素的试验；②品种因素试验中只选择了4种处理，实际辽西地区可用的玉米品种还有很多，应该多选择一些代表性品种进行试验，然后获取数据进行对比分析；③在有机肥施加试验中各处理之间间隔偏小，对产量的影响差异并不显著，应该加大有机肥施用量的差异，并增加处理的数目继续进行深层次的试验；④所有试验中的种植作物只有玉米，应当考虑将玉米与其他作物(如花生、大豆等)混合种植，研究混合种植对玉米产量的影响，还可以测出各种种植模式下所有作物的产量结果，从中总结出总体经济与生态效益最高的种植方式。

参考文献

[1] 李文华，赖世登.中国农林复合经营[M].北京：科学出版社，1994：6-20.

[2] ABEL N，PRINSLEY R.Rapid appraisal for agroforestry research and ex-tension-The Shurugwi experience[J].Forest-ecology and management，1991，45：337-349.

[3] PRINSLEY R T.The role of trees in sustainable agriculture-An overview[J].Agroforestry systems，1992，20：87-116.

[4] 吴祥云，王翠，张婷婷，等.辽西地区林农复合系统土壤酶活性的演变特征[J].安徽农业科学，2013，41(21)：8853-8854，8871.

[5] 侯志研，王大为，郑家明，等.辽西地区玉米高产品种和技术模式筛选研究[J].玉米科学，2011，19(2)：101-104.

[6] 杨今胜，王永军，张吉旺，等.三个超高产夏玉米品种的干物质生产及光合特性[J].作物学报，2011，37(2)：355-361.

基金项目国家重点“十二五”科技计划项目(2011BA38B06)。

作者简介王丽丽(1979- )，女，辽宁阜新人，工程师，硕士，从事水土保持与荒漠化防治研究。

收稿日期2016-04-13

中图分类号S 7-9

文献标识码A

文章编号0517-6611(2016)14-191-03

Exploration on Maize Yield Influencing Factors under Agroforestry Operation Mode in Western Liaoning

WANG Li-li

(Forestry Bureau of Fuxin City, Fuxin, Liaoning 123000)

Abstract[Objective] The aim was to analyze main factors influencing maize yield under agroforestry operation mode in western Liaoning, to provide reference for choosing appropriate cultivation way for maize. [Method] The main factors influencing maize yield(variety, planting density, organic fertilizer application amount and tillage method) were studied, single factor variance analysis was conducted on data by using anoval function of Matlab software. [Result] The maize yield and biological yield under different treatments were obtained by experiment, through Matlab procedure, the variance analysis results were calculated. [Conclusion] The varieties of maize, planting density, applied amount of fertilizer affect maize yield significantly, and should be chosen appropriately in practice; but farming methods have little effect on yield, times of cultivation can be reduced in practice of maize planting.

Key wordsAgroforestry compound mode; Maize yield; Biological yield; Influencing factors