杨-油菜农林复合模式内油菜单位面积产量及品质的研究

孙 慧，吴中能，刘俊龙，苗婷婷，曹志华

(安徽省林业科学研究院，安徽 合肥 230031)

农林复合作为一个人工复合生态系统，具有良好的生态效益及经济效益，目前已被世界上许多国家和地区广泛应用[1-5]。其中，小气候效应一直是农林复合经营中重要的研究内容之一，国内外已有不少报道，主要研究了复合模式内小气候因子的变化特征，但是就不同林龄下小气候因子对作物单位面积产量、品质方面的研究较少[6-11]。本研究以长江流域滩地具有代表性的杨-油菜农林复合模式为对象，于2011年、2013年、2015年栽植杨树的林分内进行小气候因子的测定，同时在油菜成熟期调查油菜单株性状、油菜单位面积产量及油菜籽脂肪、脂肪酸含量，以期分析不同林龄下油菜单位面积产量的差异及小气候因子与油菜产量、品质的相关性，为提高杨-油菜复合模式的经济效益提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

试验点选在铜陵市义安区胥坝乡(东经117°48′36″、北纬31°7′12″)，位于安徽省中南部，长江下游，地处北亚热带湿润季风气候。年降雨量1360.3 mm，年平均温度16.4 ℃，无霜期230 d。试验林造林时间分别为2011、2013、2015年，造林密度分别为4 m×10 m、3 m×8 m、3 m×8 m，杨树生长基本情况见表1。在杨树行间种植油菜，品种为天油早1号，播种量为4.5 kg/hm2。在4 m×10 m杨-油菜复合模式内，油菜带宽度为6 m，两侧离树基各2 m；在3 m×8 m杨-油菜复合模式内，油菜带宽度为6 m，两侧离树基各1 m。试验林内油菜的水肥管理基本一致。

表1 不同造林时间杨-油菜复合模式内杨树基本情况

1.2 测定指标及方法

1.2.1 小气候因子的测定 于2017年4月13日(油菜抽薹期，天气晴朗)，10:00～11:00和14:00～15:00分别测定杨-油菜复合模式内的小气候因子。分别在选定8 m×10 m(2011年)和6 m×8 m(2013年与2015年)的样方内划分对角线，于两条对角线的1/4、1/2、3/4处，即5个测定点，离地面1.3 m的高度处测定空气温度和湿度、光合有效辐射；地下15 cm处测定土壤温度和含水量，均使用浙江托普TNHY-11手持式农业气象检测仪测定，每个试验处理类型均重复测定3次。

1.2.2 油菜指标的测定 2017年5月17日(油菜成熟期)在各样地内，于5个测定点采集油菜，重复3次，测定各样地15株油菜的株高、茎粗、有效分枝数、有效角果数、每角粒数。分别在2011、2013、2015年造林的试验林里，将4 m×10 m、3 m×8 m、3 m×8 m样方内的油菜田划分为24、18、18个1 m×1 m的小样方，人工收割单位面积内的油菜，经自然风干脱粒后带回实验室，记录每平方米内的油菜产量；使用收割机收割油菜，计算各试验林内油菜产量；同时使用气相色谱仪测定油菜籽的脂肪含量和脂肪酸各组分的组成。

2 结果与分析

2.1 不同造林时间杨-油菜复合模式内小气候因子的差异

小气候因子在不同造林时间杨-油菜复合模式内有着不同的表现(表2)。由于2015年造林的杨树林分郁闭度低于2011、2013年，其林内空气温度、土壤温度与含水量、光合有效辐射均高于2011、2013年，而空气相对湿度低于2011、2013年。

表2 不同造林时间杨-油菜复合模式内小气候因子的差异

注：表中数据为平均值±标准误。同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。下同。

2.2 不同造林时间杨-油菜复合模式内油菜性状及产量的差异

由表3可知，2015年造林的杨-油菜复合模式内油菜株高、茎粗、有效角果数、每角粒数均低于2011、2013年。根据图1、图2、图3各造林时间杨-油菜复合模式内油菜每平方米产量分布图可以得出，2011、2013、2015年造林的杨树林内油菜每平方米产量分别为81.5～222.0、101.0～264.0、127.5～399.0 g，其差异率分别为63.29%、61.74%、68.05%，平均产量分别为162.77、161.70、208.97 g/m2，2015年造林的复合模式内油菜单位面积产量差异率最高且平均产量最高。

表3 不同造林时间杨-油菜复合模式内油菜性状分析

2.3 不同造林时间杨-油菜复合模式内油菜籽脂肪及脂肪酸含量的差异

由表4可知，油菜籽脂肪含量在28.4%～35.7%之间，其中2015年造林的杨-油菜复合模式内油菜籽脂肪含量最高。本试验同时测定了油菜籽脂肪酸各组分所占的比例。试验结果发现主要脂肪酸——油酸含量在58.0%～62.3%之间，是一种不饱和脂肪酸，在空气中因不易氧化而耐储藏[12]。油酸和亚油酸都是带有双键的不饱和脂肪酸，又叫“美容酸”，可降低血脂中的胆固醇，易被人体吸收[12-14]。而油菜籽中芥酸在脂肪酸中所占比例在1.000%～1.497%之间，其中2011年造林的杨-油菜复合模式内芥酸含量较低。芥酸能在动物心脏等部位产生沉淀，影响心脏的正常代谢，对肝脏也有制毒现象，故不利于人体健康[15-17]。

2.4 杨-油菜复合模式内小气候因子与油菜产量及品质的相关分析

表5相关分析结果表明：平均产量与空气、土壤温度呈正相关，与空气湿度呈极显著呈负相关；脂肪、芥酸与土壤温湿度呈极显著正相关，与空气湿度呈负相关，其中脂肪和芥酸呈极显著正相关。

表4 不同造林时间杨-油菜复合模式内油菜籽脂肪及脂肪酸含量分析

表5 杨-油菜复合模式内小气候因子与油菜产量及品质的相关分析

注：x1：空气温度；x2：空气相对湿度；x3：土壤温度；x4：土壤含水量；x5：光合有效辐射；x6：平均产量；x7：脂肪；x8：油酸；x9：亚油酸；x10：芥酸。*、**分别表示相关性达到0.05、0.01水平。

图1 2011年造林的油菜每平方米产量

图2 2013年造林的油菜样方每平方米产量

3 结论与讨论

长江流域地区的农林复合类型非常丰富，其中杨树与油菜间作是最常见的复合经营模式。由于造林时间及造林密度的不同，杨树林内小气候因子有着不同的表现。赵忠宝[18]指出：杨树展叶前后，杨粮间作内日平均相对光照强度是有差异的，随着杨树冠幅的增大，林网内日平均相对光照强度减小。本试验研究表明：2015年造林的杨树林网内光合有效辐射、空气温度、土壤温度与含水量均高于2011、2013年。农林复合系统对油菜株高、茎粗、有效角果数、每角粒数、产量、品质等均产生了一定的影响，其中2015年造林的复合模式内油菜单位面积产量差异率最高且平均产量及油菜籽脂肪含量最高，但是2011年造林的杨-油菜复合模式内油菜籽芥酸含量较低。虽然造成复合模式内油菜产量及品质差异的原因是多方面的，但是在某些条件下，小气候因子对其确实产生了不同的影响。相关分析表明，脂肪、芥酸与土壤温湿度呈极显著正相关，与空气湿度呈负相关，其中脂肪与芥酸呈极显著正相关。

图3 2015年造林的油菜每平方米产量