种植制度与农业生态系统

第7章种植制度与农业生态系统7.1种植制度与作物布局7.2复种7.3间套作7.4轮作与连作7.5农业生态系统7.1种植制度和作物布局7.1.1种植制度的概念和特点7.1.2作物布局的的含义与生产意义7.1.3作物布局的影响因素7.1.4作物布局的原则7.1.5我国的作物布局7.1种植制度和作物布局7.1.1种植制度的概念和特点种植制度一个地区或生产单位的作物布局与种植方式的综合。特点:（1）注重提高土地利用效率和单位耕地面积的年生产力，能持续增产稳产并提高经济效益。（2）以作物的生态适应性为基础（3）以多元多熟种植为途径（4）考虑到社会经济因素（5）保护并改善资源与环境，保持农业的可持续发展7.1.2作物布局的的含义与生产意义7.1.2.1作物布局的含义指一个地区根据当地各种资源的特点及要求，统筹布置全年作物的种类、品种、比例面积以及在时间、空间上的配置。“种什么、种多少、种在哪里？”7.1.2.2作物布局在生产上的意义(1)作物布局是种植业较佳方案的体现(2)作物布局是农业生产布局的中心环节(3)作物布局是农业区划的主要依据与组成部分7.1.3作物布局的影响因素7.1.3.1作物生态适应性(1)温度与作物布局（2）光与作物布局（3）水与作物布局（4）土壤与作物布局(1)温度与作物布局根据对温度要求不同可分为①喜温作物：≥10℃积温2000-4000℃，适温20-30℃。温暖型：适宜温度25-30℃，水稻、玉米温凉型：适宜温度20-28℃，大豆耐热型：能耐高温35-40℃，生产盛期20-30℃，高粱、甘蔗、花生②喜凉作物：≥10℃积温1500-2000℃，适温15-20℃喜凉耐霜型：适宜温度15-20℃，最大2-8℃，能耐0-5℃，油菜、马铃薯、春小麦。喜凉耐寒型：能耐-18—-25℃黑麦、（小、大）麦、青稞、冬小麦。（黑麦能耐-25℃）（2）光与作物布局①对日照长短的适应性：低纬短日作物，高纬长日作物。②对光照强度的适应性：C3、C4作物之间，CO2补偿点，光饱和点。从而影响布局作物，充分发挥高光效。（3）水与作物布局喜水耐涝型：水稻等喜湿润型：烟草、甘蔗等中间型：甘薯、花生、玉米、小麦等耐旱耐涝型；高粱等（4）土壤与作物布局①土壤肥力耐瘠型共生固氮的豆科作物；根系强大、吸肥力强的作物（高粱）；吸肥力强或需肥较少的作物（大麦，荞麦）耐肥型高产作物（杂交稻、玉米）中间型适应性广（籼稻）②土壤质地沙土型花生、甘薯、马铃薯壤土型适宜大部分作物生长（小麦、油菜、大豆、玉米等粘土型水稻、玉米、甘蔗③土壤酸碱盐宜酸马铃薯、甘薯、烟草、花生等宜碱大麦、水稻等耐盐向日葵、高粱等7.1.3.2经济社会因素（1）社会需求与价格因素（2）社会发展水平（经济、交通、信息、科技等)7.1.4作物布局的原则（1）统筹兼顾，全面安排，区域发展。（2）掌握作物和品种特性因地因土种植。（3）适应生产条件，缓和劳畜力、水肥矛盾，提高劳动生产率。（4）坚持用地与养地相结合的原则。（5）坚持农牧结合、农林结合、种加结合、实现农业全面发展。7.1.5我国的作物布局粮食作物布局经济作物布局果品蔬菜的布局7.2复种7.2.1复种的概念与意义7.2.2复种的条件7.2.3复种技术7.2.4我省的主要复种方式7.2复种7.2.1复种的概念与意义7.2.1.1复种及其相关概念(1)复种指在同一年内，在同一块田上收获二季或二季以上的作物种植方式。（蚕豆—水稻）充分利用时间的种植方式（时间上集约种植）。(2)复种指数指一个生产单位全年收获作物面积与其耕地总面积的百分比。是指某一地区耕地在一年内被反复利用的频度。(3)多熟种植一年内，于同一田地上前后或同时种植两种或两种以上作物。是时间和空间的种植集约化。如一年二熟、一年三熟等。(4)休闲指耕地在可种作物的季节只耕不种或不耕不种的用地方式。(5)撂荒指荒地开垦种植几年以后，在较长时期弃耕不种，待地力恢复时再行垦殖的一种土地利用方式。一般休闲期达2年以上、并占整个作物轮作周期2/3以上时，才能称之为撂荒。7.2.1.2复种的意义(1)有利于扩大播种面积和单位面积的年产量。(2)复种可以缓和作物争地矛盾。(3)有利于稳产7.2.1.3复种的效益原理(1)提高土地利用率。(2)延长光合时间，提高光能利用率。(3)充分利用水资源(4)有利于热量的集约利用7.2.2复种的条件(1)热量条件：年均气温法、积温法、生长期法（无霜期）年均气温法年平均气温℃熟制8一年一熟8~12二年三熟12~16一年二熟≥16~18一年三熟积温法根据年积温的高低确定某地的熟制类型。常见的积温统计方式有10℃和0℃的积温两种。≥10℃积温/年熟制3600一年一熟3600~5000一年二熟5000一年三熟生长期法根据无霜期或≥10℃的日数决定熟制类型：无霜期(日数/年）140~150150~250250≥10℃天数160~180180~230230熟制（熟/年）123(2)水分条件：考虑复种的水分条件要注意如下问题：降水量季节降水灌溉条件(3)肥料、地力(4)劳畜力、机械化程度7.2.3复种技术(1)选用早熟抗逆强耐逆的高产品种，进行巧妙搭配。(2)采用套种：解决作物生长季节矛盾。(3)改直播为育苗移栽：缩短大田生育期。(4)采用促早发早熟的技术：地膜、乙烯利。7.2.4我省的主要复种方式1.水田：大麦—水稻，小麦—水稻，蚕豆—水稻，油菜—水稻，洋葱—水稻），金沙红河谷（肥—稻—稻）。2.旱地：一年两（一）熟，休闲（烤烟），小麦—玉米，荞麦—马铃薯。7.3间套作7.3.1间套作的概念与意义7.3.2间套作增产的原理7.3.3间套作技术特点7.3.4间套作主要类型与方式7.3间套作7.3.1间套作的概念与意义7.3.1.1.间套作的概念(1)单作指在同一块田地上一个完整的生长期间只种植一种作物的种植方式。也称纯种、清种、净种或平作。有利于产业化，机械化管理、种植作业。系统不稳定。(2)间作(∥,＋)将两种或两种以上生育季节相近的作物在同一块田地上同时或同一季节成行或成带相间的种植方式。间作作物的共生期长，至少要有一种作物的共生期占其总生育期的一半以上。计算复种指数时，间作面积不列入复种面积。(3)混作(×)在同一块田地上，同时或同季在田间缺乏规则排列的种植两种或两种以上作物方式。混作作物在田间分布一般无规律。(4)套作(＝,／)同一块田地上以前季作物的生育后期在其株行间播种或移栽后季作物的种植方式。7.3.1.2间套作在农业生产中的意义(1)间混套作是提高作物产量的有效措施。(2)合理的间套作可以缓和农林、林果，促进多种作物全面发展，增加经济效益。(3)有利于提高复种指数，缓和作物的争季、争地矛盾。(4)可以减轻病虫草，有利于生态环境保护,稳产保收7.3.2间套作增产的原理(1)立体地利用空间，增加叶面积系数(2)充分利用了边行优势(3)增加抗逆能力,稳产保收(4)有利于田地用养结合(5)充分利用生长季节,发挥作物丰产性能7.3.3间套作技术特点7.3.3.1作物及品种选配(1)生态适应性的选择选用共生期内对环境条件大体相同(2)特征特性对应的选配作物形态生理互相适应，生态位有差异的作物(3)经济效益要高于单作7.3.3.2田间结构与配置间套作作物田间结构是指作物群体在田间的组合、空间分布及其相互关系，包括垂直结构和水平结构。(1)密度(2)行数、行株距和幅宽(3)间距(4)带宽带宽幅宽间距幅宽间距7.3.3.3作物生长发育调控技术(1)适时播种、保证全苗(2)加强肥水管理(3)化学调控(4)综合防治病虫害(5)早熟早收7.3.4主要间混套作类型(1)粮粮间混套作（玉米＋豆类，玉米＋薯类，蚕豆×豌豆，小麦/玉米+大豆）(2)粮经间混套作（玉米＋花生，甘薯＋豆类／蔬菜，玉米×向日葵或瓜）(3)果树和其他作物间作(4)经济林木与其他作物间作（橡胶＋茶树）1.粮粮间混套作2.粮经间混套作3.果树和其他作物间作4.经济林木与其他作物间作（橡胶＋茶树）7.4轮作与连作7.4.1轮作7.4.2连作7.4轮作与连作连作和轮作的概念(1)轮作在同一块田地上有顺序地轮换种植不同作物的种植方式。包括单一作物的年间轮作和年内不同复种方式组成的复种轮作(2)连作指在同一田地上连年种植相同作物的种植方式。在同一田地上采用同一复种方式的连作方式叫复种连作。7.4.1轮作7.4.1.1轮作的作用(1)减轻病虫草的危害（2）协调、改善和合理利用茬口（3）合理利用资源，经济有效地提高作物产量7.4.1.2特殊轮作的作用与应用(1)水旱轮作(2)草田轮作7.4.2连作7.4.2.1不同作物对连作的反应(1)忌连作作物连作极敏感类型包括马铃薯、烟草、茄、西红柿、甜菜等敏感类型包括旱稻、豌豆、大豆、蚕豆、菜豆、大麻、黄麻、向日葵、辣椒等忌连作的原因：①根际微生物发生变化，病害多；②根分泌物对作物生长造成危害。(2)耐短期连作作物对连作的反应中等。如甘薯、紫云英、茹子等，可连作2~3年。(3)耐连作作物这类作物耐连作的程度高。如水稻、棉花、甘蔗、玉米、麦类作物，只要农业技术措施合理，可进行多年连作。7.4.2.2连作的危害(1)生物因素土壤传播疾病大量发生，伴生性、寄生性杂草蔓延(2)化学因素偏耗土壤中某种元素，积累有毒物质(3)物理因素土壤理化性状恶化，施肥效果降低7.5农业生态系统7.5.1农业生态系统的概念及特点7.5.2农业生态系统的运行机制7.5.3生态农业与持续农业7.5.1农业生态系统的概念及特点农业生态系统是一种系统，也是一种生态系统如：“桑基鱼塘生态系统”就是一个典型的农业生态系统。根据系统的生产项目，农业生态系统可分为农田生态系统、林业生态系统、牧业生态系统、农林生态系统等。根据系统所处位置，又可分为旱地生态系统、低洼地生态系统、庭院生态系统等。根据农业生产式，还可以分为刀耕火种生态系统、传统生态系统、石油农业生态系统等。7.5.1.1农业生态系统的定义系统生态系统农业生态系统生态系统（Ecosystem）是生物与生物之间以及生物与生存环境之间密切联系、相互作用，通过物质交换、能量转化和信息传递，成为占据一定空间、具有一定结构、执行一定功能的动态平衡整体。农业生态系统（Agroecosystem）是指以农业生物为主要组分、受人类控制、以农业生产为主要目标的生态系统。系统（System）是相互作用和相互依赖的若干部分结合而成的具有特定功能的有机整体（钱学森）。•有两个以上的组分•组分之间有密切联系•能以整体方式完成一定功能农业生态系统与自然生态系统的区别类别自然生态系统农业生态系统生物构成生物农业生物、人类环境组分自然环境人工调控系统稳定性高低开放性封闭开放净生产力低高服从规律自然规律自然和经济规律7.5.1.2农业生态系统的基本结构与功能农业生态系统的结构包括三个方面的内容：组分结构：主要是系统的生物种类与数量、环境要素的构成与质量。时空结构：主要是指农业生态系统的生物为适应环境要素在不同年份、不同季节和空间布局上的差异，而呈现的一种变化节律和空间分布状况。营养结构：是指系统内生物间通过营养关系联结起来的联系方式。农业生态系统的功能农业生态系统的主要功能是通过构建生物与环境的有序结构，把环境中的能量、物质、信息和价值资源转变为人类的需求。因此，农业生态具有能量转换、物质循环、信息传递和价值交换的功能，形成有利于人类生存和发展的能量流、物质流、信息流和价值流。7.5.1.3农业生态系统的特点系统的组分特点系统的功能特点系统的运行特点系统的运行机制特点农业生态系统深深打下人类活动的烙印，是被人类驯化了的生态系统。7.5.2农业生态系统的运行机制7.5.2.1农业生态系统的生物群体特征生物种群特征生物种群是指一定时间内，占据一定空间，并可相互交配繁殖后代的同种生物种群。在生态系统中种群是物种存在的基本形式，也是生物群落和种间关系的基本单位。农业生态系统种的种群，由于大多数是一年生植物，即使是多年生的植物，也是同时育苗、同时移栽，