复种的意义与发展

第四章复种第一节复种的意义与发展一、与复种有关的基本概念（一）复种与熟制1.复种(sequentialcropping）复种是指在同一田地上一年内接连种植二季或二季以上作物的种植方式。连茬复种，即前一季作物收获后紧接着种植后一季作物；如小麦—水稻，符号：套作复种，即在前一季作物收获前将后一季作物套种在前季作物的行（株)间；如小麦/玉米，符号：常用复种方式有：2.熟制(croppingfrequency)熟制是从时间维对种植制度耕地利用程度的一种概念性描述。如果一种种植制度平均在一年时间种植并收获不止一季作物，则称为多熟制（multiplecroppingsystem。如果平均只种植并收获一季作物称为一熟制（singlecroppingsystem。再生复种，即前季作物收获后利用其残茬的潜伏芽萌发、生长、发育、成熟后再收获第二次，达到种一次收两次效果，如宿根蔗、荨麻、再生稻均为典型再生复种方式。3.休闲（fallow）休闲是指耕地在可种作物的季节只耕不种或不耕不种的养地方式，是为以后进行作物生产所做的一种准备。根据休闲期的长短和季节分布，可分为分全年休闲、季节休闲两种:全年休闲指耕地在全年内不种植任何作物。季节休闲又可分冬闲（作物秋收后至第二年春播前空闲）、夏闲（夏收作物收获后到秋播前空间）、秋闲（早秋作物收获后到秋播作物播种前空闲）等类型。5.撂荒耕作（shiftingcultivation）指荒地开垦种植几年以后，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。一般将休闲期达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。（二）间、套、混、单作1.单作（solecropping）单作是指同一田块上一个生长季节内仅有一种作物生长的种植方式，有的地方也称作纯种、清种、静作、平作。我国的水稻、小麦、油菜等作物主要采取的是单作。优点是群体结构单一，便于管理与机械化作业，利于提高劳动生产率；单作的主要缺点是在空间（包括地下部）和时间维上对资源的利用不够充分。2.间作（Intercropping）间作是指在同一田块上于同一生长期（季节）内分行或分带相间种植两种或两种以上作物的种植方式。常见间作方式有：条状间作：不同作物各种一行；带状间作：各种多行；行状间作带状间作3.混作（MixedCropping）混作是指在同一田块上、在同一生长期（季节）内混合种植两种或两种以上作物的种植方式，有的地方称为混种。混作可以是随机混合种植，也可以是株行间有序种植。与间作相比，两种作物不呈明显的规则性成行或带状的分布，不利于不同作物的区别管理和机械化操作。混作套作4.套作（RelayCopping）套作是指在前季作物生长的后期在其株行间播种或移栽后季作物的种植方式，有的地方也称为套种、串种。套作与间作都有两种或两种以上作物共同生长在一起的时期，称作共生期（也称共处期。间作主要是一种集约利用空间的种植方式，而套作则一种集约利用时间的种植方式，即套种是一种复种方式。5.农田立体生产（polyculture）是指在转统种植业基础上，在农田引入林、牧、渔、菌、虫等，进行立体化混合性生产，即在同一块田地上，将各种生物（植物、动物、渔类、微生物）分层立体配置，充分利用空间和相互间的互利作用，从而提高土地产出的生产方式。如（甘）蔗下种菇（食用菌）、稻田养鱼、藻（海带）和扇贝、海参共养等。（三）复种指数复种指数(multi-croppingindex)复种指数是指全年作物总收获面积占耕地面积的百分比，国外也称为种植指数（croppingindex）。复种指数表示的是一个地区或单位对耕地的综合利用强度。简单地说，复种指数概念可用以下公式表示。耕地复种指数（%）=全年作物总收获面积总耕地面积×100%（四）种植方式的表达规范我国是一个多熟种植历史悠久的国家，种植方式成百上千。标准表达方式包含如下几个方面。1.基本关系符号基本关系符号指在复杂的耕作制度中，作物和作物之间在时间和空间方面的基础性关系。主要的基本关系符号有：—表示年内复种，即一年内（一般从秋播开始）符号前面的作物收获后接着种植符号后面的作物。‖表示符号前后两种作物的间作关系。/表示符号前后两种作物的套作关系，即符号前面的作物收获前符号后面的作物即已种植。×表示符号前后两种作物的混作关系。→表示作物在种植年度之间的接茬关系，即符号前作物收获后，符号后面的作物在秋播时接茬种植。•2.种植方式的具体表达•小麦→小麦，表示每年种植一次小麦的一年一熟制形式；小麦→玉米，表示每年种植一次小麦或玉米的一年一熟制形式。•小麦—棉花，表示每年种植一熟小麦，麦收后接茬种植一熟棉花的复种一年两熟制形式。•春玉米→小麦—水稻，表示第一年种植一熟玉米，第二年种植小麦接水稻的两熟作物的两年三熟制形式。•小麦‖玉米，表示每年种植一熟小麦，小麦收获前套种玉米的套作一年两熟制形式。二、复种的作用1.增加耕地年农作物增产的来源将会是扩大耕地面积占28%，而提高复种指数和提高单产占72%”。据FAO生产年鉴统计，1999年，我国用占世界总可耕地(含多年生作物)8.9%的面积，生产了占世界总产量22%的粮食、23%的油料、40%的蔬菜和瓜类、21%的皮棉、37%的烟叶、25%的茶叶、13%的水果、9%的坚果和7%的糖料。我国种植业取得如此辉煌的成就，与复种多熟种植是分不开的。2.缓和作物争地的矛盾合理提高复种指数，扩大复种面积，有利于解决粮食作物、经济作物、绿肥饲料作物、蔬菜等作物争地的矛3.合理利用复种可以保养地力我国上世纪60年代到70年代，通过大面积推广绿肥种植制度，极大地缓解了废料不足的矛盾，为两熟制三熟制的发展建立了不可磨灭的功勋。4.缓和人地矛盾、保证农业持续发展5.利于农业稳产（三）我国复种的潜力史俊通等的研究认为，我国耕地的总复种指数可达181.2%;我国耕地复种指数潜力最大的区在华南地区，该区水热丰富，可一年三熟;其次是四川、重庆—长江中下游地区;云南、贵州由于山高坡陡，坡耕地面积大，复种指数的提高受到限制;华北、东北和西北地区的耕地复种潜力已不大，但如果能够改善灌溉条件，仍有一定的复种潜力。表4-3我国耕地复指数潜力(%)地区总耕地复种潜力1993年复种指数差值地区总耕地复种潜力1993年复种指数差值北京152.60139.3113.29湖北251.72210.0341.69天津159.80131.9327.87湖南284.80233.8450.96河北140.75132.758.00广东291.78218.3673.42山西116.02108.997.03广西258.08106.6051.48内蒙100.0094.145.86海南254.70198.4956.21辽宁136.71105.8430.87四川219.39203.2316.16吉林104.69102.871.82贵州210.05215.24-5.19黑龙江100.0097.582.42云南201.88169.0934.79上海245.00184.9260.08西藏100.0096.683.32江苏256.49178.6977.80陕西152.82138.5114.31浙江273.64236.3537.26甘肃121.10104.5416.56安徽242.22191.4450.78青海100.00102.0494.27福建277.52228.3549.17宁夏110.45112.83-2.38江西280.15245.9534.20新疆104.6095.718.69山东184.21158.9525.26全国181.19155.4325.76河南213.78175.6538.13三国外的复种概况（一）国外复种的研究概况从国外关于复种和多熟种植的研究大约始于20世纪中期。在此以前，虽然复种和多熟种植在世界上的分布很广泛，盛行于亚洲、非洲和拉丁美洲；但发达国家认为，多熟制是一种原始的经济系统，它将逐渐被机械化单作栽培所取代，因而长期以来不被重视。国外对于复种和多熟种植的研究，主要包括以下几个方面的内容：复种和多熟种植系统中作物的相互作用；复种和多熟种植系统对资源的利用;光、热、水、土资源的竞争与互补关系；复种和多熟种植对光、热、水、土资源的利用效率;复种和多熟种植中的病、虫、杂草控制。（二）国外复种的分布及类型1.亚洲的复种亚洲许多地区的水热资源丰富，加上人口密度大，人均耕地占有量少，粮食紧缺，使得亚洲成为复种和多熟种植最发达的地区。亚洲的复种和多熟种植面积约0.87亿公顷，占世界的多数。南亚复种包括东南亚、印度次大陆、印支半岛、印度尼西亚、菲律宾和我国的海南省。南亚的印度南部、越南、印度尼西亚、菲律宾、斯里兰卡等温暖多雨地区，以双季稻为主，也有稻―旱作物两熟或稻―稻―冬种作物(豌豆、蚕豆、大麦、油菜等)一年三熟的复种方式；印度、巴基斯坦的干旱地区、斯里兰卡、孟加拉等年降雨量中等的地区，主要的复种方式是玉米―小麦一年两熟，还有部分小麦―谷子、小麦―棉花、小麦―饲料作物等复种方式；印度北部、尼泊尔低谷地带、巴基斯坦、孟加拉西北等冬凉多雨地区，主要的复种方式是稻―麦一年两熟。•东亚复种•包括中国、日本、朝鲜和韩国，都是人多地少的国家。•在上世纪60年代，复种指数曾达到140%，主要的复种方式是水稻与麦类、油菜、蚕豆等夏熟作物的复种。•但随着工业化的进程，除大米外，主要粮食作物和蔬菜依赖进口，复种程度大幅下降，到1974年时，复种指数仅为102%。2.非洲的复种非洲地处热带和亚热带，热量资源丰富，大部分农区≥10℃的积温为8,000―9,000℃/年，但有明显的干湿季节交替，旱季不适宜复种。非洲的接续种植的复种比重小，大部分地区耕作粗放，粮食不能自给。多熟种植以间混套作为主，主要有粮食作物玉米、高粱、谷子、木薯、马铃薯等与豇豆、棉花、香蕉的间套作。3.拉丁美洲的复种拉丁美洲与非洲的复种和多熟种植具有相似性。即热量资源丰富但季节干湿交替明显，耕作粗放。拉丁美洲除南端的阿根廷、乌拉圭、巴拉圭以及智利属亚热带以外，大部分地区为热带地区。海拔1,000m以下的地区，年均温24～30℃，年降水量超过2,000m，适宜复种；海拔1,000～2,000m的中海拔地区，年均温18～24℃，年降水量1200m，有3～6个月的旱季，复种程度受到一定限制；海拔2,000m以上的地区，年均温低于18℃，年降水量不稳定，有6～8个月的旱季，复种受到较大的限制。4.欧洲的复种欧洲的大部分农区≥10℃的积温为2,000～3,000℃/年，多数地区属于温带，北部地区属于寒温带。年降雨量500～800mm。由于热量条件较差，降水也不很充裕，复种程度较低，基本上一年一熟。在南部热量条件较好的地区，也在发展粒用谷物复种的种植方式。•5.北美洲的复种•北美洲的加拿大地处大陆性寒带，气候寒冷，地广人稀，主要实行一年一熟制，耕地休闲面积很大。•美国的主要农区位于暖温带，南部属于亚热带。主要农区的≥10℃积温为3500～5500℃/年，年降雨量800～1,000mm以上。但美国人少地多，机械化程度高，是典型的现代农业。第二节复种提高种植效益的原理E=P·L·D/10000/365=P·LAI·D/365其中，E是每公顷农田作物群落全年的光能利用率，单位为%；P是作物群落光合面积（叶面积）的平均（每天每平方米）光合效率，单位为%；一、增加群落叶日积、充分利用农田光资源（一）决定作物生产的能量原理大量研究表明大田作物的生产力（单产）主要取决于光合作用及光合产物的积累，即农田作物群落的光能利用率。农田作物群落的光能利用率（E，%）是指一定面积农田的作物群落在一定时期（1周年）内所形成的产量中包含的能值占该农田同期接受的辐射能或有效辐射能总量的比例。作物群落的光能利用率（E）关系可简化表达为L是每公顷农田作物群落的平均（每天）光合面积（叶面积），单位为m2；D是群落一年内实际光合时间，单位为d；LAI是群落的平均（每天）叶面积指数，单位为%；10000是每公顷的土地面