幼龄胶园保护带植物的刈割管理

王华芳，岩香甩，张勇波，谢 江，陈国云，田耀华

（云南省热带作物科学研究所，云南景洪666100）

面对资源约束趋紧、生态系统退化的严峻形势，建设生态胶园是当前天然橡胶产业发展势在必行的选择。曹卫东等（2017）认为，长期种植绿肥能大幅提高作物产量，绿肥能为主作物创造良好的土壤养分、生物、物理环境［1］。种植绿肥植物也是建设生态胶园的重要内容之一。

生态胶园内保护带植物（含绿肥）究竟应该控制在什么样的高度，既起到减少水土流失的作用，又能最大限度培肥地力，这是个重要的课题，但目前相关报道甚少。为此，我们拟进一步明确生态胶园内保护带植物的合适刈割高度及强度，以取得较好的生态效益，同时为今后生态胶园内保护带植物的科学管理提供依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料与设计

本试验在云南省西双版纳傣族自治州景洪市北环大道附近的云南省热带作物科学研究所环境友好型生态胶园千亩试验示范基地（东经100°79′、北纬22°02′，海拔550 m 左右，年均降雨量1 136.6 mm，年均温22.6℃）进行。

研究对象为幼龄胶园间作大叶千斤拔模式中的保护带植物，尤其关注绿肥植物大叶千斤拔。试验于2016 年9 月开始，2018 年4 月结束。本试验设置3 个试验组、1 个对照组，共4 个处理，每个处理设10 个1 m2的样方。3 个试验组保护带植物刈割的留茬高度分别为10、50 和90 cm，刈割时高度分别为30、70 和110 cm，对照组不做刈割处理，这4 个处理依次编号为1，2，3，4。

1.2 试验方法

1.2.1 刈割及地上生物量测定

对保护带植物进行刈割还田的管理方式，采用收获法测量保护带植物的地上生物量［2］。首次刈割，将各试验组按照试验设计的要求割至规定的留茬高度，收获的样品带回测定其鲜重和干重，作为各试验组的基础生物量（对照组不刈割，故没有基础生物量）。之后及时观察大叶千斤拔及其他植物长势，根据样方内植物的高度再次刈割。

以试验组1 为例，当试验组样方内植物高度达到30 cm 则刈割至10 cm，而后迅速将样方内收获的植物地上部带回实验室，分别测定大叶千斤拔及其他植物的鲜重，用电热鼓风干燥箱烘干至恒重，再分别测定干重，最后将样品送回原样方还田。

至2018 年4 月试验结束，将所有处理各样方内的植物统一刈割至10 cm，带回样品，测量各处理最后一次的生物量。

1.2.2 土壤水分和温度监测

每月使用水分仪（WET Sensor）测定土壤含水量和温度，每个样方内重复测定3 次。计算每个处理下土壤含水量和温度的平均值，比较各处理土壤水分和温度的差异。

1.2.3 土壤养分测定

于2017 年9 月在样方内挖掘土壤剖面，用土钻在样方内钻孔，分别取深度为0～20 cm 和20～40 cm 的土壤样品，测定有机质、全氮、全磷、全钾、全镁、水解性氮、有效磷和速效钾共8 种土壤养分指标。每个处理3 次重复。

1.3 统计分析与作图

采用单因素方差分析及非参数检验法，用SPSS 23.0 进行统计分析，用SigmaPlot 10.0 作图。

2 结果与分析

2.1 生物量

整个试验期内，每个月刈割次数为1 次或2次。从最终收获的生物量总量（以干重计）上看，处理4 生物量为62.3 kg，处理3 生物量28 kg，处理2 生物量21.18 kg，处理1 生物量19.43 kg。

在第一次刈割后最后一次生物量收获前（2016 年10 月 至2018 年2 月 共17 个 月，这 期 间 对照组无收获），各试验组每个月的生物量也有一定的规律。3 个试验组的生物量总量（以干重计）收获情况是：样方内大叶千斤拔与其他植物的生物量，以处理3 最多，其次是处理1，最少的是处理2；17 个月中有10 个月处理3 生物量最多，有7个月处理1 生物量最多，其中旱季的2-5 月均为处理3 生物量最多。单独测算大叶千斤拔的生物量，则是每个月均为处理3 最多，其次是处理2，处理1 最少；这17 个月中，处理1 在2017 年2 月没有任何收获，而处理2 和处理3 每个月都有收获（图1）。最后一次刈割前，各试验组每个月的生物量在一定程度上代表了刈割处理后各试验组植物的恢复生长能力。与处理1 和2 相比，处理3每个月生物量总是较多，说明处理组3 刈割高度更为适宜，更有利于植物的恢复生长。

统计分析结果表明，在旱季的3-5 月，处理3生物量显著地高于处理1，且4 月和5 月处理3 生物量也显著地高于处理2；处理2 生物量仅有两个月显著地高于处理1，其余15 个月与处理1 均无显著差异；处理1 生物量仅有1 个月显著高于处理2 和处理3；17 个月中有8 个月3 个试验组生物量无显著差异（显著性水平0.05）。

绿肥植物大叶千斤拔成活情况：处理组1 从2016 年10 月发现有大叶千斤拔死亡，到2017 年8月底全部死亡，死亡率100%；处理组2 从2016 年11 月发现有大叶千斤拔死亡，到2017 年12 月共有3 个样方内的大叶千斤拔死亡，之后再无大叶千斤拔死亡，死亡率30%；处理组3 大叶千斤拔全部生长良好，死亡率0%；对照组大叶千斤拔全部生长较好，但有2 个样方内的大叶千斤拔出现倒伏现象，死亡率0%。由于处理组1 大叶千斤拔于2017 年8 月底全部死亡，其大叶千斤拔总产量仅为处理组3 的5%左右，仅为处理组2 的20%左右。

2.2 土壤水分

土壤含水量在一年内有较明显的规律，11 月至次年5 月土壤含水量较低，在20%以下；之后土壤含水量逐月升高，在7、8月达到全年土壤含水量最高值。在旱季的1-5 月，处理3土壤含水量平均值均高于其他试验组，与对照组相当（图2）；在雨季的7-10 月，对照组土壤含水量大多低于试验组。

统计分析结果表明，旱季2-5 月处理3 土壤含水量显著地高于处理1，对照组土壤含水量和处理3 差异均不显著；旱季3-4 月，处理3和对照组土壤含水量显著地高于处理1 和处理2；雨季7-8 月，对照组土壤含水量显著地低于处理3；10-12 月，对照组含水量显著低于整个试验组（显著性水平0.05）。

2.3 土壤温度

土壤温度在一年中也表现出一定规律，12月至次年2 月土壤温度较低，平均温度在19℃以下，其中1 月土壤温度最低，平均温度在18.5℃以下；1 月以后土壤温度回升，在3 月份达到最高值；雨季7-9 月各处理土壤温度平均值相差不大。在1 月和2 月这最冷的两个月，处理3 平均温度最低，处理1次之（图3）。

统计分析结果表明，在13 个月中有7 个月对照组土壤温度与试验组无显著差异，有4 个月对照组土壤温度与处理1差异显著，有4 个月对照组土壤温度显著地低于处理2，有2 个月对照组土壤温度显著地低于处理3，其中仅10 月份对照组土壤温度显著低于整个试验组（显著性水平0.05）。

2.4 土壤养分

处理3 深度20-40 cm 土层的8 种土壤养分含量均比对照组有所增加，其中有效磷含量增加21.82%，有机质增加14.05%，水解性氮含量增加11.93%，全氮含量增加10.23%，处理3 深度0-20 cm 土层除全氮含量略低于对照组1.46%外，其余7 种土壤养分均比对照组有所增加，其中有效磷含量增加125.12%，速效钾增加28.17%，全磷增加25.71%；处理2 深度20-40 cm 土层除全氮含量略低于对照组0.57%外，其余7 种土壤养分均比对照组含量有所增加，其中有效磷增加62.66%且差异达到显著水平（P＞0.05），速效钾增加26.08%，处理2 深度0-20 cm 土层有4 种土壤养分是增加的，4 种是减少的；处理1 深度20-40 cm 土层除水解性氮减少2.76%、有效磷减少6.99%外，其他6 种养分的含量都是增加的，其中速效钾含量增加26.08%；处理1深度0-20 cm 土层养分增加较多，除全氮含量略低于对照组0.98%、全钾含量略低于对照组2.95%外，其他6 种养分含量均比对照组含量有所增加，其中速效钾增加40.85%，有效磷增加22.14%（表1）。

同一处理下，不同土层深度土壤养分变化幅度也不同。全氮含量随着土壤深度的增加有增加趋势，速效钾、全镁含量则随土壤深度的增加有减少趋势。

统计分析结果表明，除20-40 cm 土层的处理2 有效磷含量显著地高于对照组外，其他7 种土壤养分试验组与对照组均无显著差异（显著性水平0.05）。

表1 刈割各试验组土壤养分与对照组相比的变化幅度 %

3 讨论

尽管高强度刈割不利于生物量的累积，但是适当的刈割还田对保护带是有益的［3-5］。在采集土壤样品前，处理1、2 和3 还田生物量总量（以干重计）分别为4.54、2.88 和6.53 kg。本研究发现，3个试验组的土壤养分含量均比对照组有不同程度的增加，且还田的生物量越多，增加的土壤养分种类和数量也越多。由此可见，刈割还田的确有助于增加土壤养分含量。李忠义等（2017）综述了绿肥还田可改善土壤物理性质、增加土壤有机质含量、保持水土、增加土壤氮素、活化和富集土壤磷、钾，绿肥作物翻压后钾的释放速率最大，其次是磷、碳、氮［3］；陈治锋（2017）等研究秸秆和绿肥还田对烤烟光合特性的影响时发现，绿肥、秸秆或绿肥加秸秆处理均可改善土壤结构、提升土壤肥力，还可以改善烤烟的光合特性［6］；刘小粉等（2017）研究发现，在翻压等量22 500 kg/hm2紫云英条件下，即使不施化肥，土壤氮肥也可基本得到满足［5］。我们的试验也表明，适当刈割还田也有助于土壤中有机质、水解性氮、速效磷、有效钾等养分的累积。由于采集土壤样品时我们的试验仅持续了1 年左右，土壤养分变化趋势虽然较为明显，但仍未与对照组形成显著差异。

适当刈割还田还有助于水热条件不佳月份土壤水分的保持。试验发现，旱季1-5 月的处理3土壤含水量均高于其它试验组，与对照组相当，说明保护带植物保持较高的高度（大于80 cm）有助于保持水土，减少土壤水分蒸发。贺军军等（2017）也认为，幼龄胶园行间覆盖绿肥可以降低土壤表面温度和地表水分蒸发，从而起到一定的保水作用［6］。这与我们的研究结果一致。

根据本试验结果，给出生产上对幼龄胶园保护带植物的管理建议如下：保护带植物的合适刈割高度及刈割强度，对灌木类植物，刈割留茬高度应在100 cm 左右，刈割时高度应在160～200 cm，即旱季11 月至次年5 月刈割1～2 次，雨季6-10 月刈割2～3 次；对草本类植物：刈割留茬高度应在15 cm 左右，刈割时高度应在50～60 cm，即旱季刈割2 次左右，雨季刈割3～4 次。