3生态农业模式及其设计方法.

授课内容及学时分配1生态农业概述（4学时）2生态农业的基本原理（4学时）3生态农业模式及其设计方法（4学时）4生态农业的实用技术（4学时）5生态农业系统分析及调控（4学时）生态农业模式及其设计方法3.1生态农业模式总论3.2农田间作、套作与轮作模式3.3农林复合系统生态农业模式3.4畜禽养殖生态农业模式3.5湿地系统生态农业模式3.6淡水湖泊系统生态农业模式3.7草地生态农业3.8以沼气为纽带的物质循环利用模式3.9水土保持型生态农业模式3.10生态农业模式设计方法生态农业模式总论生态农业模式按照生态学和经济学原理组织农业生态系统结构和组装配套技术以发挥系统功能达到可持续发展的目标的生态农业系统格局。如：海南文昌的胶林养鸡（包括胶、茶、鸡乃至延伸到猪、鱼）农田间作、套作与轮作模式3.2.1我国主要的间作类型间作方式分布地区玉米‖豆类玉米‖薯类玉米‖花生春小麦‖玉米春小麦‖豆类棉花‖瓜类棉花‖花生早稻（易稻）‖甘薯甘蔗‖豆类农林间作广泛分布于玉米产区广泛分布于华北、西南和西北地区分布于西南和华北地区分布于河西走廊、雁北、陕北、东北、河套等地分布于东北地区分布于华北地区分布于黄淮海棉区分布于华南水田分布于华南地区全国各地农田间作、套作与轮作模式3.2.2我国主要的套作类型套作方式分布地区小麦/玉米（棉花、花生）小麦/玉米/甘薯（豆类）小麦/甜菜（或马铃薯、草木樨）小麦/烟草小麦/瓜菜棉花/瓜菜晚稻/绿肥黄淮海、长江中下游地区南方丘陵旱地河西走廊、河套、东北地区黄淮海烟区和西南地区黄淮海地区各地棉区南方二熟稻区农田间作、套作与轮作模式3.2.3我国主要的轮作类型轮作方式分布区域轮作方式分布区域玉米→大豆玉米→草木樨春小麦（攸麦）→豆类春小麦→亚麻→豆类苜蓿→小麦→玉米马铃薯→攸麦→豆类→春小麦水稻→蔬菜→水稻小麦-玉米→甘薯小麦-玉米小麦-玉米→棉花北方一熟地区北方一熟地区北方一熟地区北方一熟地区北方一熟地区北方一熟地区东北沿海地区黄淮海地区黄淮海地区黄淮海地区小麦-玉米→小麦-豆类小麦-玉米→小麦-夏谷小麦-中稻早稻-晚稻→棉花早稻-晚甘薯早稻-晚稻→绿肥-花生-甘薯小麦-玉米-晚稻甘蔗-早稻早稻-豆类黄淮海地区黄淮海地区南方地区南方地区南方地区南方地区南方地区南方地区南方地区农田间作、套作与轮作模式蔬菜轮作实行蔬菜合理轮作，应遵循以下原则：充分利用土壤养分青菜、菠菜等叶菜类需N较多，瓜类、番茄、辣椒等果菜类需P肥较多，马铃薯、山药等根茎类需要K肥较多，可把它们轮作。减轻病虫草害粮菜轮作、水旱轮作，可控制土传病害；葱蒜类后作种大白菜，可大大减轻软腐病；一些生长迅速或栽培密度大的甘蓝、或豆类、或马铃薯等可明显抑制杂草。合理确定轮作年限白菜、芹菜、花菜、葱、蒜等在没有严重发病地块可连作几茬；西瓜需隔1~2年后再种；马铃薯、山药、生姜、黄瓜、辣椒等则需隔2~3年再种；番茄、芋头、茄子、香瓜、豌豆等需隔3年以上。农林复合系统生态农业模式农林复合系统（Agroforestry）作为一种土地利用技术和耕作制度的集合名词，是有目的地将多年生木本植物（乔木、灌木等）同草本植物（农作物、牧草）和（或）畜牧业经营在同一土地单元，并采取统一或短期相同的空间配置、轮作等耕作措施；在林农（草）复合经营系统的不同组分之间存在着生态学和经济学方面的相互作用。—Lundgren&Raintree,1982中国有215种具体模式，223种种类。农林复合系统生态农业模式典型模式有：一、桐农系统模式（华北地区）二、桑田复合型模式（长江流域、华南亚热带）三、林草牧复合型模式（北方农牧交错带）四、胶园复合型模式（海南、云南南部）五、林药复合型模式（分布地域广）四、胶园复合型模式1林-胶-茶2林-胶-茶-绿肥3林-胶-胡椒4林-胶-胡椒-茶5林-胶-胡椒-菠萝-绿肥6林-胶-咖啡-胡椒7林-胶-咖啡-菠萝-绿肥8林-胶-甘蔗-菠萝9林-胶-益智-绿肥10林-胶-巴戟-绿肥11林-胶-砂仁12林-胶-白豆蔻13林-胶-橙14林-胶-藤本15林-胶-菠萝-粮豆16林-胶-香蕉-菠萝17胶-菠萝18胶-余甘19胶-粮豆畜禽养殖生态农业模式概念是应用生态学、生态经济学与系统科学基本原理，吸收现代科学技术成就与传统农业中的精华,以畜牧业为中心，并将相应的植物、动物、微生物等种群匹配组合起来，形成合理有效开发、利用多种资源，防治和治理农村环境污染，实现经济、生态和社会效益三统一的高效、稳定、持续发展的人工复合生态系统。典型农牧渔复合畜禽养殖生态工程结构模式农农产品环境牧渔肉蛋奶水产品湿地系统生态农业模式基塘系统主要类型桑基鱼塘蔗基鱼塘果基鱼塘香蕉、大蕉、柑橘、木瓜、芒果、荔枝杂基鱼塘以象草、蔬菜、花生、豆类、玉米、香机、薯类为普遍基塘系统水陆相互作用中的大小循环图基塘系统的结构基塘自然条件植物浮游生物人类活动自然条件人类活动鱼细菌畜禽土壤基塘系统的作用具有经常维持养分平衡的作用具有自动调节水分的能力不断促进土壤更新能调节旱涝作用基面和鱼塘把多种生物聚在同一单位土地上，组成复杂的网络系统，增加了系统的稳定性。多种产品，满足多方需求；降低产量、市场风险；稳定收入。基面作物单产比一般旱地高25~50%，塘鱼产量比一般鱼塘每公顷多1500kg左右。淡水湖泊系统生态农业模式一、稻田中的综合水产养殖早在三国时代（公元220年左右）就有记载。重庆大足县：稻谷增产：8.45%小粮仓鱼的产量与收入显著增加：1440kg/hm2小银行增大了稻田的蓄水容量：300m3/666.7m2小水库减少了化肥与农药的使用小化肥厂淡水湖泊系统生态农业模式二、东太湖伊乐藻—草鱼人工复合生态系统投饵网围养鱼鱼类排泄物和残饵等水生植物光能输出微生物可溶性营养盐湖底底泥虾、蟹、螺、蚬等底栖动物输出输出草地生态农业草地生态农业的内容合理利用现有草地建立合理放牧制度建立合理割草制度恢复退化草地扩大人工草地，走向半舍饲建立育肥带，提供特区家畜冬春的保畜育肥的基地进行多系统多层次的耦合，提高总体生产力改变以粮为纲，优化产业结构以沼气为纽带的物质循环利用模式沼气的利用与作用：用做能源（发电或燃气）；农作物高效优质的气体肥料（本身及燃烧产生CO2）；沼渣中含有经生物降解后重新合成的营养物质，如氨基酸、菌体蛋白、矿物质、维生素等，是猪、牛等的良好再生饲料；沼液可养鱼、养猪；沼渣可作食用菌的理想培养基；沼渣可作优质肥料，肥料比有机肥快，还能改善作物品质、减少农药施用量；沼渣含有大量腐殖酸类物质（10~20%），可有效地改良土壤；沼渣可制成优质商品有机肥或营养土，增加农民收入；沼气可储粮，无污染、价格低；沼气可保鲜柑橘；沼液中含有各种可溶性物质：无机盐、挥发性脂肪酸、氨基酸、维生素、生长素、酶类、核苷酸、糖类等，可作为肥料，还可调节作物生长及增强植物抗逆性，如种子发芽、抗旱能力及抗冻能力；沼液可喷施作物，对作物病虫害有一定防治作用；浸种；沼渣养殖蚯蚓。以沼气为纽带的物质循环利用模式一、“四位一体”模式二、“猪-沼-果”模式水土保持型生态农业模式一、长江三峡库区坡地植物篱水土保持生态农业模式挡土防蚀效益减缓坡度效益缩短坡长效益绿肥产出效益提高土壤肥力的效益植物篱综合效益比较：新银合欢黄荆大叶千斤拔紫穗槐矮桑香根草木槿刺槐龙须草黄花菜茶马桑水土保持型生态农业模式二、黄土高原水土流失区植物篱坡地生态农业模式生态效益提高植被覆盖度，增大雨水入渗、减少冲刷，提高土壤墒情。植物篱蓄水效益延缓径流，减少暴雨冲刷效益挡土防蚀效益减缓坡度效益缩短坡长效益提高土壤肥力效益水土保持型生态农业模式黄土高原区植物篱主要类型香椿篱金银花篱花椒篱石榴篱+黄花菜生态农业模式设计方法3.10.1生态农业模式设计的原理与原则生物多样性与结构多样性原理生物之间共生、互生、抗生原理生态位原理食物链原理“三效协同”原理因地制宜原则市场导向原则生态农业模式设计方法3.10.2生态农业的结构设计方法时间结构设计轮作、连续间作、短期间作、替代性间作、间断间作e、套种型f、复合搭配型g5101525y20作物林木5101525y20橡胶茶叶5101525y20杉木作物5101525y20杉木作物油桐平面结构设计带状间种（泡桐、粮）团状混交（胶、茶）均匀混交（密集式和稀疏式，桐粮）水陆交互式（鱼塘系统）等高带混交（胶茶系统）镶嵌式混交种植立体结构设计单层结构林粮轮作、林药轮作31530y18农作物杉木林杉木林农作物双层结构混农林业（桐粮）多层结构水陆交互系统、庭院经营、丘陵山地多层次结构食物链结构设计A食物链加环技术①生产环：牛、羊、猪等草食动物为一般生产环，凡是某种生物需要的资源不是人类需要或不能利用、不能直接取得的，经过这个环节转化后可产生高效或经济产品，称为高效生产环。如蜜蜂提供花粉，则可产生蜂蜜、黄蜡、王桨、蜂胶等。有资料认为，蜜蜂传粉，皮棉可增产20%，油菜增产18%，梨增产30～50%，苹果增产20-47%，又如桑叶养蚕可得蚕茧，剿丝后可纺丝绸，蚕蛹、蚕沙是畜禽鱼良好饲料。食物链加环与减环②增益环是指为扩大生产环的效益所加入的环节，主要利用残渣中的营养成分，形成高蛋白饲料。如蚯蚓、蝇蛆可视为增益环。食物链加环与减环③减耗环在食物链中，有的环节只是消耗者或破坏者，可即“耗损环”，对系统不利。为了抑制耗损环的功能，除利用药械处理外，可通过增加“减耗环”解决。例如，人工饲养赤眼蜂和瓢虫，可控制棉铃虫和蚜虫的危害。食物链加环与减环④产品加工环由于农业生态系统的输出有很大一部分是“无效”的，不能完全为消费者利用，产生一些不良后果：一使农业生态系统物质能量的损失加大，20-55%是无效的；二加大了运输消耗；三造成城市有机质的不正常“富集”，加大城市生态系统的污染。故生态农业建设中应引入产品加工环，使产品变成成品、精品输出，减少上述后果。生态工程产品或副产品加工环成品加工环精品加工成品副产品加工成品副