盧玉鵬，高 柱,，張小麗，陳 璐，王小玲

（1 江西省科學(xué)院生物資源研究所，南昌330096）（2 井岡山生物技術(shù)研究院）

在農(nóng)業(yè)和林業(yè)發(fā)展史上，農(nóng)林復(fù)合經(jīng)營作為一種高效的生產(chǎn)模式，一直備受關(guān)注。從傳統(tǒng)的“芋田耕作”“?；~塘”，到現(xiàn)代的“三北防護(hù)林”，以及到國際農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)研究中心（ICRAF）提出的“Agroforestry”概念，農(nóng)林復(fù)合經(jīng)營在不斷向系統(tǒng)化、產(chǎn)業(yè)化和生態(tài)經(jīng)濟復(fù)合化方向發(fā)展，在國內(nèi)和國際上掀起了農(nóng)林復(fù)合經(jīng)營研究的熱潮[1-2]。在農(nóng)林復(fù)合經(jīng)營模式和研究方向上，森林和農(nóng)田是主要的關(guān)注熱點，而對果園系統(tǒng)的關(guān)注相對較少。果園作為一種人工種植系統(tǒng)，天然具有“農(nóng)林一體性”，與森林和農(nóng)田系統(tǒng)相比具有得天獨厚的優(yōu)勢[3]。首先，果樹的種植和生長模式提供了立體復(fù)合經(jīng)營的天然空間，復(fù)合經(jīng)營改善了果園種植單一性和生態(tài)脆弱性[4-6]；其次，果園的人為管理和投入不僅提高了復(fù)合經(jīng)營的成功率，也在一定程度上節(jié)省了成本；最后，果園以創(chuàng)造經(jīng)濟效益為目的，本身具備產(chǎn)業(yè)化屬性，為復(fù)合經(jīng)營產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化道路提供了支持。因此，果園系統(tǒng)復(fù)合經(jīng)營具有廣闊的發(fā)展前景，但仍缺乏系統(tǒng)性的理論指導(dǎo)和研究實踐。為此，筆者從果園生態(tài)系統(tǒng)復(fù)合經(jīng)營的主要開展模式、復(fù)合經(jīng)營的生態(tài)優(yōu)勢、構(gòu)建復(fù)合經(jīng)營的原則3 個方面闡述了果園系統(tǒng)復(fù)合經(jīng)營的發(fā)展和研究現(xiàn)狀，同時對其未來的發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望。

1 果園生態(tài)系統(tǒng)林下復(fù)合經(jīng)營的主要開展模式

在我國，水果一般可分為園林水果和瓜果兩大類。其中，園林水果為相對高大的喬木或灌木，如蘋果、梨、柑橘、獼猴桃、香蕉等；瓜果為相對低矮的藤本或草本，如西瓜、甜瓜、草莓等。園林水果往往具有充足的林下空間，適宜林下套種或行間間作其他植物，而瓜果一般只適宜行間間作。根據(jù)套種或間作的植物種類和用途，果園復(fù)合經(jīng)營的主要開展模式有果草、果糧、果菜、果藥、果菌、果花和果果模式等。

1.1 果草模式

果草模式又稱果園生草，即在果園復(fù)合種植草本植物，改善果園氣候和土壤環(huán)境，是一種應(yīng)用廣泛的果園管理措施，也是果園復(fù)合經(jīng)營研究的重點對象之一[4,7]。該模式種植的多為豆科和禾本科植物，如三葉草、紫云英、黑麥草、百喜草等，且多配合刈割措施，生草植物殘體分解后，將養(yǎng)分歸還土壤，提高了果園土壤養(yǎng)分有效性。果草模式追求的是對果園環(huán)境的改善，對果園條件和人力資源要求較低，適宜多種類型的果園，特別是對于水土流失嚴(yán)重、土壤肥力較差的果園有顯著的改善效果[8]。

1.2 果糧模式

果糧模式，即在果園復(fù)合種植糧食作物，提高土地資源和空間利用率，豐富果園產(chǎn)出，增加經(jīng)濟收益。該模式中種植的糧食作物包括玉米、旱地水稻等谷類作物，紅薯、馬鈴薯等薯類作物以及大豆、豌豆等豆類作物。果糧模式追求系統(tǒng)產(chǎn)出的最大化，對土壤肥力有一定的要求，且需要一定的人為管理投入，適宜土壤肥沃、精細(xì)化管理的果園系統(tǒng)。

1.3 果菜模式

果菜模式，即在果園復(fù)合種植蔬菜作物。與果糧模式類似，果菜模式也是充分利用了果園的土地和空間資源，以增加產(chǎn)品產(chǎn)出為主要目的，主要種植的蔬菜有韭菜、番茄、白菜等，適宜土壤肥沃、精細(xì)化管理的果園系統(tǒng)。

1.4 果藥模式

果藥模式，即在果園復(fù)合種植藥材植物。在果園系統(tǒng)中，果樹樹冠提供了遮陰環(huán)境，而多種藥材植物均具有一定程度的耐陰性。該模式中主要種植的藥材植物有板藍(lán)根、黃芩、多花黃精、三葉青、荊芥、半夏等。一般而言，與糧食、蔬菜作物相比，藥材植物往往對光照、土壤等環(huán)境的要求更高，且不同植物之間存在差異。因此，在果園種植時，應(yīng)選擇適宜果園光照、水分、土壤條件的藥材植物種類，同時加強管理。

1.5 果菌模式

果菌模式，即在果園復(fù)合種植食用菌類，主要包括木耳、香菇、草菇、平菇等。一般而言，食用菌多需求陰涼潮濕的環(huán)境，因而對果園的林下環(huán)境有一定要求，以樹冠閉合的老齡果園為宜。此外，種植食用菌需要布置培養(yǎng)基質(zhì)，在前期需要一定的成本投入。

1.6 果花模式

果花模式，即在果園復(fù)合種植觀賞花卉，主要包括羽扇豆、波斯菊、硫華菊、鳳仙花等。與其他模式相比，該模式不追求直接產(chǎn)出收益，更注重視覺美觀和藝術(shù)效果，同時考慮花期和果園采摘期的搭配，適宜“農(nóng)家樂”等主題的游樂采摘園。

1.7 果果模式

果果模式，即在果園復(fù)合種植其他水果，一般為矮小的草本植物或者與果樹生長習(xí)性相近的其他植物，主要有草莓、獼猴桃等。此外，不同水果復(fù)合種植容易發(fā)生病蟲害，因此病蟲害防治是該模式中重點考慮的問題，應(yīng)選擇適宜的植物種類，合理配置生長空間，避免病蟲害的發(fā)生[9]。

果園復(fù)合經(jīng)營的主要開展模式如表1 所示。

表1 果園生態(tài)系統(tǒng)林下復(fù)合經(jīng)營的主要開展模式

2 果園生態(tài)系統(tǒng)林下復(fù)合經(jīng)營的生態(tài)優(yōu)勢

復(fù)合經(jīng)營對果園收益的提升主要體現(xiàn)在2 個方面：一是復(fù)合種植的植物帶來的直接產(chǎn)出收益，如糧食、蔬菜等作物的產(chǎn)品收益；二是復(fù)合種植的植物對果園生態(tài)環(huán)境的改善，提高了果樹產(chǎn)出，節(jié)約了資源投入和人力成本，間接地提升了果園收益。相比單一經(jīng)營，復(fù)合經(jīng)營的生態(tài)優(yōu)勢主要體現(xiàn)在對氣候、土壤和生物3 個主要生態(tài)因子的影響。

2.1 改善果園林下氣候環(huán)境

2.1.1 降低空氣溫度，提高空氣濕度

在構(gòu)建果園復(fù)合經(jīng)營模式時，應(yīng)選擇適宜果園林下環(huán)境的植物，反過來，復(fù)合種植的植物也會影響果園環(huán)境。研究表明，復(fù)合經(jīng)營模式可以降低果園林下的空氣溫度，提高空氣相對濕度。比如，蘋果-小麥間作系統(tǒng)中，平均氣溫比單作模式降低了1～2 ℃，且晝夜溫差降低。在桃-小麥和梨-小麥間作系統(tǒng)中，平均氣溫較單作系統(tǒng)降低了約0.8 ℃，空氣相對濕度提高了約13%。在油茶-天門冬間作模式中，與單作相比14：00 和16：00 的氣溫分別降低了5.60%和6.22%[39]。主要原因是植物的蒸騰作用增加了空氣中的水汽；另一方面，植物體的遮陰效果也可使氣溫降低。

2.1.2 降低風(fēng)速

復(fù)合種植的植物填補了林下空間，使得果園林帶立體感更強而增加了空氣流動的阻力，從而降低了風(fēng)速。研究表明，在山楂-小麥復(fù)合系統(tǒng)中，防風(fēng)效能達(dá)到了45%，摩擦力削弱動力速度38%，湍流交換系數(shù)減小了33%，且在一定范圍內(nèi)，風(fēng)速越大，復(fù)合系統(tǒng)的防風(fēng)效果越好[40]。

2.1.3 降低CO2濃度

在復(fù)合經(jīng)營模式中，植物對光能的利用率更高，總體光合作用增強，對CO2的消耗增加，因而降低了空氣中CO2濃度。其中，不僅是由于復(fù)合種植的植物光合作用，還有果樹光合作用增強的作用。比如，間作模式可以顯著降低獼猴桃光合作用的“午休”現(xiàn)象[41]。

2.2 改善果園土壤環(huán)境

2.2.1 抑制水土流失

與裸地相比，復(fù)合經(jīng)營模式中覆蓋植物可以減緩地表徑流，涵養(yǎng)水源，抑制水土流失。研究表明，在柑橘園間作馬鈴薯、甘薯、大豆等作物，可以有效涵養(yǎng)水分，土壤平均含水量增加了41%，同時在降雨條件下，水土流失量減少了約52%[42]。在芒果園間作番薯和花生，與單作模式相比，徑流量減少了約20%，泥沙流失量減少了約15%[43]。復(fù)合種植的植物增加了地面粗糙度，同時根系固著了土壤，減緩了徑流的沖刷能力，從而抑制了水土流失。

2.2.2 影響土壤溫度

與氣溫不同，影響土壤溫度的因素是太陽輻射和地面有效輻射。其中，太陽輻射將熱量傳遞到地面而使土壤溫度上升，而地面有效輻射將土壤中的熱量釋放至周圍環(huán)境中使土壤溫度下降。復(fù)合植物作為土壤表層的覆蓋物，白天阻隔了太陽輻射而抑制了土壤溫度上升，夜間阻隔了地面有效輻射而抑制了土壤溫度下降，從而起到了“保溫”的作用。研究表明，棉田間作系統(tǒng)中，白天0、5、10 cm 深度的土壤溫度分別比單作模式低了0.8、0.7、0.5 ℃，而夜間分別高了0.8、0.7、0.5 ℃[44]。此外，間作模式還可以防止凍害的發(fā)生。據(jù)研究，栗茶間作模式在冬季低溫和春季寒潮天氣中植物未發(fā)生凍害，而單作模式95%的茶園均遭受了凍害[45]。

2.2.3 提高土壤養(yǎng)分有效性

復(fù)合經(jīng)營可以提高土壤養(yǎng)分有效性，一方面是復(fù)合種植的植物抑制了水土流失，減少了土壤養(yǎng)分的流失；另一方面是植物體的自身生命活動，比如改變土壤結(jié)構(gòu)、固氮、殘體分解等，提高了土壤養(yǎng)分含量，或者將土壤中難以利用的養(yǎng)分轉(zhuǎn)化為植物可以利用的養(yǎng)分[46]。研究表明，果園生草覆蓋可以顯著提高土壤團(tuán)聚體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，同時可提高土壤有機碳含量[10]。在生草栽培中，一些常用的草種，比如白三葉、百喜草、黑麥草等，可以提高土壤中有機碳、總氮、總磷、堿解氮、速效磷、速效鉀等養(yǎng)分的含量[4,6,47-48]。

2.2.4 改善土壤微生物群落和土壤酶活性

由于復(fù)合種植的植物對土壤環(huán)境的改變，比如土壤溫度、土壤養(yǎng)分的變化，以及自身生命活動的影響，包括化感作用、殘體分解、與真菌共生等，復(fù)合經(jīng)營模式中土壤的微生物活動和土壤酶活性也受到了影響[49]。研究表明，果園間作牧草、套種綠肥提高了土壤中脲酶、酸性磷酸酶活性及轉(zhuǎn)化酶活性，降低了過氧化氫酶和多酚氧化酶活性[50]。在獼猴桃園行間種植鴨茅、三葉草和黑麥草，可以提高土壤中過氧化氫酶、脲酶、蔗糖酶和磷酸酶活性，同時增加了土壤中微生物總數(shù)量[7]。在蘋果園復(fù)合經(jīng)營模式中，行間套種黑麥草顯著提高了土壤真菌的相對豐度，且真菌群落的結(jié)構(gòu)組成也發(fā)生了變化，不同生草制度之間，比如黑麥草和紅三葉，真菌的群落結(jié)構(gòu)存在差異。此外，在生草莖葉分解的過程中，紅三葉草莖葉分解顯著促進(jìn)了真菌的增殖，2種生草莖葉分解均促進(jìn)了細(xì)菌的增殖，提高了纖維素酶、蔗糖酶、β-葡萄糖苷酶和脲酶活性[5]。

2.3 促進(jìn)果樹生長

2.3.1 促進(jìn)果樹根系生長

由于復(fù)合種植植物的存在，占據(jù)了表層土壤生態(tài)位，根系占據(jù)了土壤表層的空間，且利用其中的水分和養(yǎng)分完成自身生命活動。因此，為了避免競爭，果樹的根系向更深層的土壤生長，從而提高了果樹對土壤水分和養(yǎng)分的獲取能力[51]。研究表明，蘋果園間作白三葉草和黑麥草，促進(jìn)了果樹根系生長且向更深層的土壤延伸[52]。葡萄園間作羊茅改變了果樹根系的空間分布，由橫向分布逐漸向縱向延伸，整體分布更為立體[53]。由于對水肥的競爭，激發(fā)了果樹根系的可塑性，從而出現(xiàn)了規(guī)避競爭的生長現(xiàn)象。此外，這種現(xiàn)象對于幼樹和水肥條件較差的環(huán)境中更易出現(xiàn)[54]。

2.3.2 提高果樹抗逆性

復(fù)合經(jīng)營可以提高果樹抗逆性，主要體現(xiàn)在2個方面：一方面，復(fù)合經(jīng)營改善了果園環(huán)境，比如能降低空氣溫度，提高空氣濕度，從而增加了果樹對高溫的抗性，對土壤的“保溫”效果增加了果樹對低溫的抗性等；另一方面，果樹自身性狀得到了增強，比如光合作用增強，根系生長，對土壤水分養(yǎng)分的獲取利用能力增加等，從而對逆境的適應(yīng)能力更強。

2.3.3 抑制雜草生長

復(fù)合種植的植物占據(jù)了表層土壤生態(tài)位，從而抑制了雜草生長。某些草本植物，比如白三葉，自身生存能力強，且會釋放化感物質(zhì)，抑制其他植物的生長[55]。研究表明，在蘋果園套種白三葉，對雜草的抑制率為55%～70%[56]。在橘園套種藿香薊、百喜草，對其他雜草有顯著的抑制效果[57]。

2.3.4 防治病蟲害

復(fù)合種植增加了果園生物多樣性，為昆蟲、土壤動物等生物提供了更適宜的生存環(huán)境。在荔枝-牧草復(fù)合系統(tǒng)中，節(jié)肢動物群落的數(shù)量、種類和分布的均勻度較清耕處理均顯著增加[58]。此外，在蘋果園生草栽培模式中，由于果園害蟲的天敵增加，大大減少了害蟲的危害[59]。另一方面，某些植物，比如具有芳香性或刺激性氣味的植物，對害蟲也有較強的抑制作用。研究表明，在梨園中種植矢車菊、風(fēng)輪菜、荊芥、藿香薊和羅勒，減少了害蟲數(shù)量，具有驅(qū)蟲和調(diào)節(jié)節(jié)肢動物群落的作用[11]。

綜合復(fù)合經(jīng)營對果園林下小氣候、土壤環(huán)境以及果樹生長的影響，最終提高了果園產(chǎn)量，提升了果實品質(zhì)（圖1）。在蘋果園生草栽培模式中，果實中、短枝比例增加，處理第3 年增加了33.4%，第6 年增加了34.9%，促進(jìn)了果樹的生殖生長[60]。在葡萄園生草栽培模式中，果皮中總酚和花青素含量增加，果實中氨基酸總量和還原糖含量增加，可滴定酸含量下降，果實外形改善，風(fēng)味提升，在釀造工藝中，葡萄酒的質(zhì)量也得到了提升[61-62]。一般認(rèn)為，這種提升是多種因素導(dǎo)致的綜合結(jié)果，但其中發(fā)揮最關(guān)鍵作用的因素是什么，還需要進(jìn)一步研究[5]。

圖1 果園復(fù)合經(jīng)營的生態(tài)優(yōu)勢

3 構(gòu)建果園生態(tài)系統(tǒng)林下復(fù)合經(jīng)營的原則

3.1 適應(yīng)性原則

復(fù)合經(jīng)營可以提高果園產(chǎn)出，改善果園生態(tài)環(huán)境，但前提是遵循植物生長規(guī)律以及生態(tài)學(xué)、經(jīng)濟學(xué)原理。因此，在果園系統(tǒng)中復(fù)合種植其他植物，首先要考慮的是植物是否適應(yīng)果園環(huán)境，其次是植物與果樹之間是否存在競爭關(guān)系，最后是果園的整體收益是否得到了提升（圖2）。對于適應(yīng)性原則，即復(fù)合種植的植物可以適應(yīng)果園環(huán)境，正常生長，完成產(chǎn)出。在這個過程中，主要考慮3 個因素：空間、光照和水肥。由于果樹占據(jù)了一定的生長空間，對于一些個體較大的植物，如玉米、向日葵等，一般適宜在行間種植，且以冠層較小的果樹為宜。其次，果樹冠層對光照有一定的遮蔽效果，因而喜光的植物不宜種植在果樹冠層之下。此外，一般幼齡果樹冠層較小，而老齡果樹冠層封閉，林下光照較弱，復(fù)合種植時需要考慮植物的需光程度以及果樹的年齡。對于果糧、果藥等追求產(chǎn)出的復(fù)合經(jīng)營模式，不僅要考慮植物能否生長，還要考慮植物需求部位的產(chǎn)量和品質(zhì)。因此，該類模式適宜水肥條件較好的果園。

圖2 果園復(fù)合經(jīng)營的構(gòu)建原則

3.2 互惠性原則

復(fù)合經(jīng)營有多種生態(tài)優(yōu)勢，但均以植物間的互惠互利關(guān)系為前提。在一個生態(tài)系統(tǒng)中，植物間的競爭是普遍存在的，主要表現(xiàn)為對光、水分和養(yǎng)分等資源的競爭。一般而言，果樹相對高大，對光的利用更占優(yōu)勢，而復(fù)合種植的植物對土壤表層的水分和養(yǎng)分利用更占優(yōu)勢。研究表明，在油茶園間作馬鈴薯和油菜，間作模式中2 種植物的株高和葉面積指數(shù)均顯著下降，馬鈴薯成熟期莖葉干重顯著減少，油菜終花期和成熟期的地上部分和根部干重均顯著減少[39]。在南酸棗-花生間作模式中，果實遮陰導(dǎo)致花生獲得的光照不足，產(chǎn)量減少了20%～50%[63]。在葡萄園中，生草處理雖然降低了地面蒸發(fā)和果樹蒸騰，但自身蒸騰作用卻消耗了大量水分，導(dǎo)致果園整體耗水量增加了37%～44%[64]。此外，植物還可以通過淋溶、揮發(fā)、根系分泌等方式向周圍環(huán)境釋放化感物質(zhì)，抑制其他植物的生長。比如，葡萄的莖葉和根系水浸提液可以抑制蘿卜、萵苣和油菜種子的萌發(fā)[65]。核桃凋落葉分解過程抑制了蘿卜、菠菜和小白菜的生長，且延遲了其開花期[66]。因此，在選擇復(fù)合種植的植物時，種間關(guān)系是必須考慮的因素，若植物間存在激烈的競爭關(guān)系或顯著抑制的化感作用，則不適宜復(fù)合種植。

3.3 收益性原則

對于果園系統(tǒng)，經(jīng)濟收益仍是主要目標(biāo)，因此，在構(gòu)建復(fù)合經(jīng)營模式時，必須考慮整體收益的變化。對于果草、果花模式，并不追求復(fù)合種植植物的直接產(chǎn)出，而相對投入的經(jīng)濟和人力成本也較少。對于果糧、果菜、果藥、果菌、果果模式，復(fù)合種植植物的直接產(chǎn)出也是果園整體收益的一部分，而相對則需要較多的資源投入和人為管理。因此，在構(gòu)建復(fù)合經(jīng)營模式時，一定要從果園實際需求出發(fā)，結(jié)合果園現(xiàn)狀，綜合考慮投資與收益。果園水肥條件較差，水土流失嚴(yán)重，則是生態(tài)改善需求，建議采用果草模式；果園水肥充沛，則是增加產(chǎn)出需求，建議采用果糧、果藥等模式；果園發(fā)展鄉(xiāng)村旅游，農(nóng)家采摘，則是提高觀賞需求，建議采用果花模式。

4 展 望

果園復(fù)合經(jīng)營模式發(fā)展至今，已逐漸成熟化、系統(tǒng)化，復(fù)合種植的植物也趨于多樣化，不僅追求經(jīng)濟收益的提升，也注重生態(tài)環(huán)境的改善及果園景觀格局的美觀。在構(gòu)建果園復(fù)合經(jīng)營模式時，要從果園實際條件和需求出發(fā)，遵循生物學(xué)、生態(tài)學(xué)和經(jīng)濟學(xué)規(guī)律，才能創(chuàng)造出良好的經(jīng)濟、生態(tài)和社會效益。

4.1 植物種類多樣化

總體而言，目前果園復(fù)合經(jīng)營的模式種類較為豐富，但具體到某一個模式，比如果草模式，所應(yīng)用的草種仍相對有限，主要為白三葉、黑麥草、鴨茅等[6,10,13]。誠然，這些植物的適應(yīng)能力較強，對土壤環(huán)境的改善效果較好，但植物群落結(jié)構(gòu)的單一往往會導(dǎo)致種群退化、連作障礙、化感抑制等問題，且抗干擾的能力較弱。因此，研究果園生草的新草種具有重要意義。與生草植物不同，藥材植物的選擇并不看重對復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)能力，相反，更看重植物的鄉(xiāng)土性，即藥材的“道地性”。因此，在果藥模式中，對本地鄉(xiāng)土植物的研究更具有意義。對于其他模式，植物種類的多樣化也可以大大增加復(fù)合模式的可推廣性，提高模式構(gòu)建的成功率。

4.2 效益提升精準(zhǔn)化

復(fù)合經(jīng)營對果園的效益提升顯著，但在目前的研究中，多把這種提升歸功于多種因素的綜合結(jié)果，而缺乏具體的分析。在復(fù)合經(jīng)營模式中，果園氣候、土壤等多種環(huán)境因子發(fā)生改變，果樹、雜草、昆蟲、土壤動物等均受到不同程度的影響[4-5]。但哪一種因素才是影響果實產(chǎn)量和品質(zhì)的最主要因素，需要進(jìn)一步深入研究。以此為基礎(chǔ)，進(jìn)而精準(zhǔn)分析復(fù)合模式對果園效益提升的生物學(xué)和生態(tài)學(xué)機理，為進(jìn)一步改良和提升復(fù)合模式提供理論基礎(chǔ)。

4.3 產(chǎn)業(yè)推廣標(biāo)準(zhǔn)化

在復(fù)合經(jīng)營模式中，水果產(chǎn)業(yè)與糧食、蔬菜、藥材等產(chǎn)業(yè)相結(jié)合，形成了一個綜合產(chǎn)業(yè)，提高了果園整體收益，推動了產(chǎn)業(yè)發(fā)展。但在目前果園復(fù)合經(jīng)營的研究中，仍以小規(guī)模的田間試驗和模擬試驗為主，缺乏對研究成果的區(qū)域性推廣和規(guī)模化應(yīng)用[13,67-68]。因此，以現(xiàn)有的研究成果為基礎(chǔ)，建立示范基地，制定種植標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而將成果推廣應(yīng)用，是果園復(fù)合經(jīng)營發(fā)展的必經(jīng)趨勢。