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耕作制度的基本原理,2022/11/22,耕作制度的基本原理,耕作制度的基本原理2022/9/28耕作制度的基本原理,1.1 耕作制度的含义与功能,一、耕作制度的含义、内容及目的（一）耕作制度含义与内容 耕作制度，亦称农作制度（Farming system）是指一个地区或生产单位农作物种植制度以及与之相适应的养地制度的综合技术体系。(中国农业百科全书，1991) 以种植制度为中心，养地制度为基础。,耕作制度的基本原理,1.1 耕作制度的含义与功能一、耕作制度的含义、内容及目的耕,养地制度(soil management)是与种植制度相适应的以提高土地生产力为中心的的综合技术体系。主要包括：（1）土壤耕作：土壤的常规耕作以及少免耕、残茬覆盖耕作； （2）农田培肥：土壤水分与养分管理、有机质平衡等；（3）农田保护：土壤侵蚀（风蚀、水蚀）及水土流失控制、农田防护林建设等。,耕作制度的基本原理,养地制度(soil management)是与种植制度相适应,养地制度（土壤管理）Soil management system,耕作层的管理（操作）土壤耕作、施肥、水分 提高土壤综合肥力农田基本建设（工程）平田整地、治沙改土、农田排灌 提高农田整体环境农田保护（拓展、预防）水土保持、保护植被、保护性耕作、复垦改善种植业大环境保证生产持续性,耕作制度的基本原理,养地制度（土壤管理）Soil management sys,种植制度（Cropping System）是指一个地区或生产单位农作物组成配置，熟制与种植方式的总称。其主要内容包括： （1）作物布局：一个地区或生产单位作物组成和配置的总称，作物组成包括作物种类、品种、面积比例等，配置是指作物在区域或田地上分布。 （2）种植方式：包括复种、间作、套种、混作等多熟种植方式；以及轮作、连作等。 （3）熟制：即同一块农田上一年之内种植作物的季数。,耕作制度的基本原理,种植制度（Cropping System）是指一个地区或生产,种植制度是耕作制度的主体 一个合理的种植制度能够充分合理地利用当地自然资源与社会经济资源；促进农作物持续增产稳产，保护资源，改善环境，培养地力。并能够有效地协调农户、地方与国家需求关系；从种植业角度促进养殖业、林业、农产品加工业等综合发展，使区域农业综合生产力得到提高和改善。养地制度是耕作制度的基础(保障) 一个合理的养地制度能够保障农田可持续生产能力，保护资源环境及农产品质量安全。,耕作制度的基本原理,种植制度是耕作制度的主体耕作制度的基本原理,在一定的区域和时间范围内，从宏观和整体上安排作物的生产。1.空间范围？（国家、省、地区、县、乡、村、社、户） 全县 （60万亩）2.种什么？ (粮、棉、油、糖、烟、饲、果、蔬、茶等） 冬小麦 冬油菜 春玉米 单季稻 夏玉米 蔬菜地3.种多少？（万亩） 27 28 10 20 28 4,种植制度,耕作制度的基本原理,在一定的区域和时间范围内，从宏观和整体上安排作物的生产。种植,4.种那里？,水田 作物配置 （20万亩） 冬小麦 5万亩 冬油菜 12万亩 秧田 3万亩 单季稻 20万亩旱地 作物配置 （40万亩）冬小麦 22万亩 冬油菜 16万亩春玉米 10万亩 夏玉米 28万亩秋菜 8万亩 蔬菜 2万亩,耕作制度的基本原理,4.种那里？水田 作物配置 （20万亩） 耕作制度的基本,5.如何种？（种几季、前后搭配、同季安排）,水田 冬小麦单季稻 5万亩冬油菜单季稻12万亩冬闲秧田单季稻3万亩旱地 冬小麦/春玉米秋菜8万亩冬小麦/春玉米休闲（油菜秧）2万亩冬油菜夏玉米16万亩冬小麦夏玉米12万亩常年蔬菜地2万亩,耕作制度的基本原理,5.如何种？（种几季、前后搭配、同季安排）水田 耕作制度,6.年度间如何衔接？,水田 冬小麦单季稻 冬油菜单季稻 冬小麦单季稻旱地冬小麦/春玉米秋菜 冬小麦夏玉米冬油菜夏玉米 冬小麦/春玉米秋菜,耕作制度的基本原理,6.年度间如何衔接？水田耕作制度的基本原理,种什么 种多少 作物布局 种植制度 种在哪里 如何种 复种与间混套作耕作学 耕作制度 年度间衔接 轮作与连作 土壤耕作 农田培肥 养地制度 水分管理 农田基本建设 农田防护,耕作制度的基本原理,（二）研究耕作制度的目的,提高土地与农作物生产力提高各类资源的利用效率增加农民经济收入和促进农村经济发展提高农业生产的可持续能力,耕作制度的基本原理,（二）研究耕作制度的目的提高土地与农作物生产力耕作制度的基本,二、耕作制度的功能,（一）技术功能 农作物种植的合理布局技术 复种、间套作等多熟种植技术 轮作倒茬技术 农牧结合技术 土壤耕作技术 区域耕作制度优化设计技术（二）宏观布局功能 种植业合理布局与结构调整 耕作制度结构分析和调整 耕作制度分类及区划 农业生产综合发展及技术体系构建,耕作制度的基本原理,二、耕作制度的功能（一）技术功能耕作制度的基本原理,耕作制度的功能,微观技术功能应用科学、技术科学、可观测性硬技术、有结果土地上多作物组合技术 田间配置技术麦、稻、棉 宽厢、中厢、窄厢 农田多因素改良技术土壤、肥料、水分、沟渠杂草农田（土地）种植业多年生产综合技术水旱轮作、有机质增加、结构改良具体生产过程、具体生产单位，提高效率和效益作物生产、种植生产、农户生产、农场生产、增产增收,耕作制度的基本原理,耕作制度的功能微观技术功能耕作制度的基本原理,宏观战略功能管理科学、经济科学、软科学无具体直接产品，综合效果资源安排、使用规划土地、资金、劳力，如何获取最佳总效益生产单位经营规划生产-销售-再生产，结构、动态，如何发展、壮大地区区域生产布局规划空间分布、相互关系、结构优化、生产流通消费一体规划，如何实现整体平衡、协调、互惠、全面发展地区区域农业发展战略规划5年、10年发展计划、生产结构，什么是方向、支柱、增长点,耕作制度的基本原理,宏观战略功能耕作制度的基本原理,农业的概念（大农业与小农业、广义农业与狭义农业）农业生产的实质：以耕地为车间、绿色植物为工具或机器能量转化 太阳辐射能 化学能 物质生产 无机物质 有机物质 CO2+H2O （CH2O）n +O2 (112kcal)（动物生产也是一种能量和物质的转换过程）农业生产的中心任务：提高光能利用率。,农业生产分析,1农业生产的实质与提高产量的途径,光 合 作 用,耕作制度的基本原理,农业的概念（大农业与小农业、广义农业与狭义农业）农业生产分析,理论上可光能利用率可达5%（生物产量） 按5%计算，四川按80Kcal/cm2（3.35105J/cm2.year）计算，亩生物产量可达6275kg/年，以收获系数0.5计算，经济产量应达3237kg/亩.年,1.1 农业生产的光能利用率很低,耕作制度的基本原理,1.1 农业生产的光能利用率很低耕作制度的基本原,1.2 提高作物产量的途径提高光能利用率,= ,耕作制度的基本原理,作物产量1-呼吸消耗光合强度光合面积光合时间高光效品种合理群,（1） 生产力光合生产力、作物生产力、土地生产力a)光合生产力（较短期）单位时间单位面积（绿色面积、土地）作物通过光合作用固定的太阳能（合成的有机物）（作物为主体）。组织差异（叶、茎鞘、穗、荚）作物差异（C3、C4）时间差异（早中晚，春夏秋冬）条件差异（光温水气）生物状态差异（健康、病态，营养丰缺）,1.3土地生产潜力及其估算,1) 土地生产潜力及其估算方法,耕作制度的基本原理,（1） 生产力1.3土地生产潜力及其估算1) 土地生产潜力及,b)作物生产力（完整的作物生长周期）,某一作物单位面积（耕地、植株）生长周期内（一个生产季节）最终形成的有机物（生物产物）数量（公斤/亩、公斤/株）不同作物差异（玉米、大豆，小麦、油菜）不同土地差异（水田、旱地，肥地、瘦地）不同季节差异（夏季、冬季，玉米、小麦）不同栽培条件差异（可灌溉地、望天田，露地、保护地）不同栽培技术差异（密植、施肥量、施肥期、病虫防治合理否）,耕作制度的基本原理,b)作物生产力（完整的作物生长周期）某一作物单位面积（耕地、,c)土地生产力,单位面积土地上平均每年的有机物（生物产物）生产量（公斤/亩）不同地区差异（南北，东西）不同地形地貌差异（山坡、平原、洼地）不同土壤差异（粘土、壤土、砂土，肥土、瘦土）不同作物组合差异（小麦水稻、小麦甘薯、小麦玉米、油菜棉花）不同复种方式差异（小麦套作玉米、小麦复种玉米）不同轮作方式差异（连作瓜类、豆类，轮作瓜类、豆类）,耕作制度的基本原理,c)土地生产力单位面积土地上平均每年的有机物（生物产物）生产,d)经济生产力,以经济产物的生产量为标准（谷类籽粒，蔬菜的可食部分，棉花的絮，瓜果的果实，饲料的可用部分）e)等效生产力（标准生产力）以产品主要功能（使用价值量）表现力为标准作为粮食、饲料用，可消化能，可利用蛋白、粗蛋白作为补品、营养品用，维生素、优质蛋白、矿质营养元素作为纤维用，可用纤维量、价值作为能量用，能值、总含能量作为商品（换取现金）用，价值不同类型、不同性质的生产可以进行比较（粮食与饲草，种植与畜牧）,耕作制度的基本原理,d)经济生产力以经济产物的生产量为标准（谷类籽粒，蔬菜的可食,（2） 生产潜力,由生物内部的生理活动和生物生长环境条件决定的人类技术控制下的可能获得的最大生产力.A)特点：潜在性不能实现，方向、目标，理论上的可能结果，现实不可能达到的水平现实性可通过努力向这一目标前进、在一定误差范围内可能实现的最大值极限性不可超越的界限，可以不断地靠近,耕作制度的基本原理,（2） 生产潜力由生物内部的生理活动和生物生长环境条件决定的,b)研究生产潜力的意义,摸底自然界和自己的能力、家底，最多能有多少产品、能够支撑多少人技术进步方向研究影响潜力的因素，寻找技术进步方向和最佳突破口行为判定和决策依据需要努力否？值得努力否？如何努力？,耕作制度的基本原理,b)研究生产潜力的意义摸底耕作制度的基本原理,C)生产潜力的类型（层次性）,光合生产潜力YL=f1(Q)光温生产潜力温度影响系数函数YLT=f1(Q) f2(T)光温水生产潜力水分影响系数函数YLTW= f1(Q) f2(T) f3(W)光温水土生产潜力土壤影响系数函数YLTWS= f1(Q) f2(T) f3(W) f4(S),耕作制度的基本原理,C)生产潜力的类型（层次性）光合生产潜力耕作制度的基本,（3） 生产潜力估算方法,a)光合生产潜力(YL)q：产热率（4.25kcal/kg)；Q： （生理有效）辐射量；K：经济系数；：反射率（假设无漏射）；Pt：相对光合速率；R：呼吸率。,耕作制度的基本原理,（3） 生产潜力估算方法a)光合生产潜力(YL)耕作制度的基,b)光温潜力（生态区域法）联合国推荐的光温生产潜力计算方法：干物质生产率大于20公斤醣/小时公顷YLT=CL CN CH GF(0.8+0.01Ym)Yo+(1-F)(0.5+0.025Ym)Yc干物质生产率小于20公斤醣/小时公顷YLT=CL CN CH GF(0.5+0.025Ym)Yo+(1-F)(0.05Ym)Yc不同干物质生产力，不同参数,耕作制度的基本原理,b)光温潜力（生态区域法）耕作制度的基本原理,式中：YLT 作物的光温生产力（公斤/公顷）CL 叶面积指数对产量的订正值CN 净干物质生产量的校正值CH 收获指数Ym 一定气候条件下的干物质生产率（公斤/公顷小时）Yo 一定地点作物在全阴天条件下干物质生产率（公斤/公顷天）Yc 一定地点作物在全晴天条件下干物质生产率（公斤/公顷天）G 作物总生长天数F 云层覆盖度,耕作制度的基本原理,式中：耕作制度的基本原理,附表1 几种作物的干物质生产率（Ym, kg/ha.hr）,I 凉气候作物：苜蓿、菜豆、豌豆、马铃薯、蕃茄、甜菜、小麦、油菜；I 温气候作物：苜蓿、棉花、花生、水稻、红花、大豆、向日葵、烟草；II 凉气候作物：某些玉米和高梁品种；II 温气候作物：玉米、高梁、甘蔗、甘薯。,耕作制度的基本原理,附表1 几种作物的干物质生产率（Ym, kg/ha.hr）作,附表2 最大短波入射辐射量(Rse,106J/m2)和某种标准作物在阴天(Yo)和晴天(Yc)里的干物质生产总量（kg/ha.d）,耕作制度的基本原理,附表2 最大短波入射辐射量(Rse,106J/m2)和某种标,CL：叶 面 积 修 正 系 数,CN：是指净干物质生长量修正系数,即总生长率向净生长率的转化系数。根据联合国粮农组织的试验结果，表明大多数地区作物的CN值存在以下关系：CN=0.72/（1+0.25CtG)，其中：G为生育期天数，Ct=C30（0.044+0.0019t+0.001t2），Ct与作物种类和温度有关，C30为30时维持呼吸作用的常数，它取决于作物种类，C30=0.0108(非豆科)或0.0283(豆科),t为生育期平均温度。,Ym、Yc、Yo：与作物种类、地理位置、生长季节等有关，可查表得。,耕作制度的基本原理,CL：叶 面 积 修 正 系 数L,F：是指一天中阴天所占的部分，计算公式为F=（Rse-0.5Rs）/0.8Rse，其中Rse为晴天短波入射最大有效辐射量，用焦耳/米2日表示，Rse与当地纬度和作物生长时期有关，可查附表获得。Rs为当地实际的短波入射辐射量，用焦耳/米2日表示，Rs可从各地太阳辐射月总量资料表中查得。,耕作制度的基本原理,F：是指一天中阴天所占的部分，计算公式为F=（Rse-0.5,C)气候生产潜力（光温水生产潜力）ETm 作物需水量ETa 实际耗水量(ETa/ETm) 各生育阶段的水分满足率Ky 各生育阶段对产量的反应系数f3(w) 各生育阶段的产量降低率,耕作制度的基本原理,C)气候生产潜力（光温水生产潜力）耕作制度的基本原理,我国土地生产潜力及其开发,1）土地生产潜力,黄淮海地区四大作物逐级生产潜力（kg/亩）,耕作制度的基本原理,我国土地生产潜力及其开发1）土地生产潜力小麦玉米大豆棉花光温,2）农业生产潜力开发途径a)国家和社会增加投入，改善农田生产条件，提高土地和资源综合生产潜力（水利、化肥、农药、技术）b)品种更新和改良（提高资源转化效率）c)提高复种指数，推行多熟种植，增加耕地年产量d)合理布局（因地制宜、适当集中、产业链开发）e)保护建设耕地（培肥、改良、复垦、开荒、围海）,耕作制度的基本原理,2）农业生产潜力开发途径耕作制度的基本原理,f)保护和改善生态环境（植被、水系、山水综合治理）g)农牧结合（提高耕地有效生产力）h)开发野生资源和非耕地资源（林、水、山、路、城）i)调整农业结构、增加农民收入、刺激农民投入,耕作制度的基本原理,f)保护和改善生态环境（植被、水系、山水综合治理） 耕,2.1 强烈的地域性 地带性（纬度和海陆）和非地带性（地形地貌）因地制宜，因土种植2.2 明显的季节性 地球绕太阳公转致四季变化不误农时，适时种植 2.3 生产的连续性 人类的需求和生产的繁衍之需瞻前顾后，用养结合，可持续发展,2.农业生产的特点,耕作制度的基本原理,2.1 强烈的地域性 2.农业生产的特点耕作制度的基本原,农业生态系统有明显的人为影响，它是一个输入和输出较大的非闭合系统。系统是输入与输出是否能保持平衡首先反映到土壤肥力的变化。,2.4 农业是人工开放系统,耕作制度的基本原理,农业生态系统有明显的人为影响，它是一个输入和输出较大的非闭合,3.1 产业结构农业生产是自然在生产的过程。同时，它也是社会经济再生产的过程。农业生产即使转化太阳能的事业，又是一个收入大于支出的经济系统。,3 农村的农业结构,耕作制度的基本原理,3.1 产业结构 3 农村的农业结构耕作制度的基本原理,3.2农业生产的结构农业生产结构是产业结构的一个子系统。通常是指农林牧副渔五个产业生产值得比例。,耕作制度的基本原理,3.2农业生产的结构 耕作制度的基本原理,3.3农业的三个“车间”1 植物生产2 畜牧生产3 土地的培肥管理-B.P. 威廉斯（苏联）上述3个“车间”是合理农业所必须具备的基本生态结构！现在我国的情况如何？,耕作制度的基本原理,3.3农业的三个“车间” 耕作制度的基本原理,3.4农业生产结构的稳定性,耕作制度的基本原理,3.4农业生产结构的稳定性 耕作制度的基本原理,三、耕作制度在农业生产中的地位,耕作制度，从大范围讲是涉及到环境（地域性、季节性）生物（农作物、林畜渔及土壤微生物）的管理理论；但其着重点主要是研究种植业的结构、布局以及实现农作物全面稳产、高产所需的用地和养地相结合的技术体系。耕作制度具有系统性、结构性、目标性： 其系统性表现于它本身是一个技术系统，而这个技术系统又经常受到农业生态、经济系统的左右。 其结构性体现在种植业的结构性，即可从粮、饲、经、菜等等大处区分，也可从夏粮、秋粮；主作物、副作物等方面区分。 其目标性，总的是追求社会、经济、生态三个效益的统一，当难以统一时也需要兼顾这三个效益。,耕作制度的基本原理,三、耕作制度在农业生产中的地位耕作制度，从大范围讲是涉及到环,各种作物,种植业,农业,农村产业,层 次 内 容 管 理 体 制,耕作制度,种植制度,养地制度,土壤耕作农田培肥农田保护,作物布局种植方式熟制,农业发展战略和规划,农村经济发展战略和规划,耕作制度在农业中地位示意图,耕作制度的基本原理,各种作物种植业农业农村产业层 次 内 容,演讲完毕，谢谢听讲!,再见，see you again,3rew,2022/11/22,耕作制度的基本原理,演讲完毕，谢谢听讲!再见，see you again3rew,