农牧交错带不同间套作模式的土地生产力_苟芳
红壤旱地不同复种方式养地效果
红壤旱地不同复种方式养地效果黄国勤;周丽华;杨滨娟;王淑彬;赵其国【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2014(034)018【摘要】为了提出适宜南方红壤区旱地质量提升的持续高效种植模式,在江西农业大学科技园开展田间试验,以传统复种方式为对照,从土壤理化性状、微生物及酶活性等多方面分析比较不同复种方式对土壤的养地效果,为提出可持续发展的农田耕作模式提供理论基础.结果表明:不同复种方式中,绿肥种植和绿肥翻压还田对土壤具有明显养地效果,其中处理C“黑麦草-花生‖玉米-粟‖荞麦”具有较高的土壤阳离子交换量、有机质、碱解氮、全磷含量以及土壤酶活性和较多的土壤微生物种类、数量,从而显著提高土壤肥力和土壤持续生产力,养地效果最佳;处理B“混播绿肥(油菜、紫云英、肥田萝卜)-大豆‖玉米-绿豆‖芝麻”降低土壤容重,增加土壤孔隙度,改善土壤的通气性、透水性,明显提高土壤pH值、全氮、有效磷、全钾和速效钾含量,养地效果次之.因此,大力推广应用冬季绿肥是促进红壤旱地生态系统可持续发展的有效耕作措施.【总页数】9页(P5191-5199)【作者】黄国勤;周丽华;杨滨娟;王淑彬;赵其国【作者单位】江西农业大学生态科学研究中心,南昌330045;江西农业大学生态科学研究中心,南昌330045;江西农业大学生态科学研究中心,南昌330045;江西农业大学生态科学研究中心,南昌330045;中国科学院南京土壤研究所,南京210008【正文语种】中文【相关文献】1.红壤旱地不同种植方式的增产效果 [J], 赵安洁;宋淑琼2.不同施肥方式对红壤旱地芝麻农艺性状及产量的影响 [J], 汪瑞清;肖运萍;魏林根;吕丰娟;杨爱萍;3.不同施肥方式对红壤旱地芝麻农艺性状及产量的影响 [J], 汪瑞清;肖运萍;魏林根;吕丰娟;杨爱萍4.不同种植方式对红壤旱地土壤水分及抗旱能力的影响 [J], 钟义军;武琳;黄欠如;廖绵清;叶川;成艳红;孙永明;章新亮;熊春贵5.红壤旱地几种复种方式的周年生产力及生态经济效益研究 [J], 刘秀英;黄国勤;苏艳红;刘隆旺因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
四川农业大学22春“农学”《耕作学(本科)》作业考核题库高频考点版(参考答案)试题号1
四川农业大学22春“农学”《耕作学(本科)》作业考核题库高频考点版(参考答案)一.综合考核(共50题)1.减轻作物病虫草害效果最好的轮作方式是()。
A.作物轮作B.复种轮作C.水旱轮作D.换茬式轮作参考答案:C2.我国常见的土壤基本耕作措施有()。
A.翻耕B.旋耕C.深松耕D.免耕参考答案:ABC3.合理间混作增产的主要原因是()。
A.充分利用时间B.充分利用土地C.充分利用水分D.充分利用空间参考答案:D4.我国是一个水资源较贫乏的国家,北方主要为()A.资源性缺水B.水质性缺水C.工程性缺水D.污染性缺水5.作物的茬口特性包括()。
A.季节特性(时间特性)B.土壤肥力特性C.生物特性D.化感特性参考答案:ABC6.世界农业发展经历了三个阶段,()阶段最长。
A.原始农业B.传统农业C.现代农业D.观光农业参考答案:A7.在下列土壤耕作措施中,作用土层最深的是()。
A.深松耕B.耙地C.中耕D.翻耕参考答案:A8.简述土壤耕作的作用(任务)。
参考答案:1)调整耕层三相比,建立适宜的耕层构造;2)创造深厚的耕层与适宜的播床;3)翻埋残茬、绿肥,混和土肥;4)减轻病虫草害。
A.正确B.错误参考答案:A10.气候生产潜力(YLTW)、光合生产潜力(YL)、土地生产潜力(YLTWS)和光温生产潜力(YLT)的大小顺序()。
A.YLTW≥YL≥YLTWS≥YLTB.YL≥YLTW≥YLTWS≥YLTC.YL≥YLT≥YLTWS≥YLTWD.YL≥YLT≥YLTW≥YLTWS参考答案:D11.根据作物对光的适应性可将作物分为()。
A.喜光作物与喜凉作物B.C3作物与C4作物C.喜光作物与耐荫作物D.短日照作物与长日照作物参考答案:BCD12.生活因子是对生物生长发育具有直接或间接影响的环境因子。
()A.正确B.错误参考答案:B13.多熟种植是指在同一田地上在同一年内种收多种或多季物的种植方式,包括()。
A.净作B.复种C.间套作D.轮作14.与发达国家不同,我国农业生产发展的方向是()。
土壤养分含量的协同克里格法插值研究
Sp i ldit i uto t fe e a p i um b r fs i ut intusng C o r gng ata sr b i n wih dif r nts m lng n e s o o ln r e i k i i
L a . U D n — t I n X o gr .WU Y n -e N u a gj i
浙 江农 业 学 报 A t A r u ua hj n es , 0 l2 ( ) 10 —10 c gi h reZ eagni 2 1 ,3 5 :0 1 0 6 a c i s
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李 楠 , 东 瑞 , 杨 洁 .土 壤 养 分 含 苣 的 协 同 克里 格 法 插 值 研 究 [ ] 浙 汀农 业 学报 ,0 ,3 5 :0 1—10 . 徐 吴 J. 2 1 2 ( ) 10 1 06
Ab ta t p t li tr oa in i i t o o b ann e s a il i r u i n o oln tin h c s a m— s r c :S ai n e p lt s aman meh d fr o ti i g t p t s i t fs i u r tw i h i n i a o h a d tb o e
( oeeo e uc a dE v om n Si c, ee N r a nvrt, h i h ag0 0 1 ,hn ) C lg R s r n ni n et c ne H bi om l i sy S i zu n 5 0 6 C ia l f o e r e U ei j a
空 间插 值 。 关键 词 : 土壤 养 分 ; 间插 值 ; 通 克 里 格 法 ; 同 克 里 格 方 法 ; 叉检 验 空 普 协 交
间作对土壤水热·温室气体排放及作物的影响综述
间作对土壤水热㊃温室气体排放及作物的影响综述杨沛文,柴红敏,刘小梦,李昱儒,张又天,张镇企,陈可莹,李陆生∗㊀(华北水利水电大学,河南郑州450046)摘要㊀为了因地制宜地选择种植模式,充分利用水土资源㊁保护粮食安全㊁减少农田温室气体排放和促进我国绿色农业可持续发展,归纳了国内外关于间作系统的耗水量㊁土壤蒸发㊁土壤温度㊁温室气体排放㊁间作种间关系的影响因素及其对作物的影响㊂结果表明,间作模式的耗水量主要受环境因素与作物类型的影响,并且可以通过整合单作常用的水分调节措施减少耗水量,提高水分利用效率;间作具有双向调节土壤温度的功能;合理的间作模式可以改变田间小气候和土壤中微生物的生存环境,从而降低CO 2㊁N 2O 的排放,增加CH 4的吸收量;间作可以使水㊁肥在时空尺度上得到充分吸收,达到增加产量㊁改善品质的目的㊂关键词㊀间作;土壤水热;温室气体;种间关系;生长发育中图分类号㊀S 344.2㊀㊀文献标识码㊀A㊀㊀文章编号㊀0517-6611(2023)13-0008-06doi :10.3969/j.issn.0517-6611.2023.13.002㊀㊀㊀㊀㊀开放科学(资源服务)标识码(OSID):Review on the Effects of Intercropping on Soil Moisture and Heat ,Greenhouse Gas Emissions and CropsYANG Pei-wen ,CHAI Hong-min ,LIU Xiao-meng et al㊀(North China University of Water Resources and Electric Power,Zhengzhou,Henan 450046)Abstract ㊀The aims of this study are to select planting mode according to local conditions,make full use of water and soil resources,protect food security,reduce greenhouse gas emissions from farmland and promote sustainable development of green agriculture in China.The effects of intercropping on water consumption,soil evaporation,soil temperature,greenhouse gas emissions,factors affecting interspecific relationship of intercropping system and their effects on crops were reviewed both at home and abroad.The results show that the water consumption of inter-cropping mode is mainly affected by environmental factors and crop types.Water consumption can be reduced and water use efficiency can be improved by referring to common water regulation measures in monoculture.Intercropping has the function of bidirectional regulation of soil temperature ,and can change the field microclimate and the living environment of microorganisms in the soil,thus reducing the emission of CO 2,N 2O and CH 4.Intercropping can make water and fertilizer be fully absorbed in space-time scale to increase yield and improve quality.Key words ㊀Intercropping;Soil moisture and temperature;Greenhouse gas;Interspecific relationship;Growth and development作者简介㊀杨沛文(1998 ),男,河南新乡人,硕士研究生,研究方向:农业水资源高效利用㊂∗通信作者,讲师,博士,从事水土资源高效利用研究㊂收稿日期㊀2022-12-23㊀㊀当前,水资源短缺情况加剧㊁耕地面积日益缩减,使我国粮食安全问题面临严峻挑战,并且随着人口的增长以及对饲料㊁纤维和生物燃料的需求增加,预计到2050年粮食需求量会翻一番[1],供需关系不平衡使粮食安全问题更突出㊂温室效应也是当今重大的环境问题,会造成粮食减产和极端天气频繁等自然灾害,农业系统的温室气体排放在近十年增加了10.1%[2],并占全球温室气体总量的14.0%[3]㊂因此,面临资源与环境的多重挑战,需要选择一种高产高效且生态友好的农业发展方式来挖掘农业生产潜力,保障粮食安全,带动我国农业的绿色可持续发展㊂间作是提高农田生产能力㊁降低农业生产环境成本㊁推动我国绿色农业可持续发展的重要手段㊂其最早可追溯到西汉时期,在‘祀胜之书“中出现了有关瓜豆间作的记载㊂20世纪60年代,间作在我国得到了广泛推广,有粮饲间作㊁农林间作㊁林果间作㊁粮菜间作等多种类型,尤其玉米和豆科植物间作最为普遍[4]㊂间作的主要优势包括可以充分吸收利用土壤中的多余水分与养分[5],可以通过影响温室气体排放的关键因子来减少土壤温室气体的排放[6],可以充分利用光能㊁时间和空间资源来提高生产力[7]㊂所以发展间作对提高农业生产的经济效益㊁社会效益㊁环境效益㊁节约土地资源和保障粮食生产等具有重大现实意义㊂虽然国内外学者对间作条件下的土壤㊁作物与生态环境影响等方面做了较多研究,但缺乏系统的归纳应用于指导实践㊂因此,该研究综述间作系统的土壤水热㊁土壤温室气体排放以及作物生长发育特点,旨在为农业生产过程中选择合适的耕作方式,充分利用水土资源㊁降低温室气体排放㊁增加作物产量和改善作物品质,为我国绿色农业可持续发展提供参考㊂1㊀间作系统的土壤水热状况1.1㊀间作系统的耗水量㊀间作系统的耗水量主要受环境条件和作物类型的影响[8]㊂间作条带之间由于水分竞争,会存在大量水分运移[9],为了满足间作系统的高产,就需要足够的水分支撑,所以在水资源充足地区发展间作具有巨大潜力㊂了解间作系统耗水规律,将供水与作物耗水规律相结合可以有效降低间作群体耗水量,从而使水资源短缺地区的间作得以发展㊂当前对间作耗水量的研究主要集中在空间布局㊁灌溉制度㊁施肥制度㊁耕作方式和覆盖措施等方面[10]㊂减少耗水量的基础是合理的作物搭配与适当的灌溉施肥㊂从空间布局上看,徐鹏等[11]指出,间作耗水量随着棉花行数的增加和株距的减少显著增大,因为间作棉花可以充分利用土壤贮水,间作系统的耗水量比单作加权平均高9.5%㊂Wang 等[12]认为在小麦/玉米间作系统中,耗水量随着玉米种植密度的增加而减少,并指出玉米根长密度的增加,地下相互作用的增强,使得土壤蒸发降低,减少了无效耗水量;从灌溉制度上看,牛伊宁等[13]研究指出,玉米/豌豆间作系统降低10%灌水水平并没有对耗水量产生显著影响,适当降低灌水水平可以在不影响产量的情况下减少无效耗水量;从施肥制度上看,李倩倩等[14]通过小麦/玉米间作试验发现,氮肥的使用会显著增加作物的耗水量,李含婷等[15]指出减氮㊀㊀㊀安徽农业科学,J.Anhui Agric.Sci.2023,51(13):8-1325.0%施肥可以减少玉米/绿肥间作系统的整体耗水,这些研究表明可以通过施肥调节间作耗水量㊂也有研究认为间作系统的耗水量受氮肥影响不显著[16]㊂通过优化耕作方法和覆盖也可以减少耗水量㊂例如,在小麦/玉米间作中,小麦留茬收割并压倒覆盖与不留茬相比,耗水量减少了0.8%~6.3%[17]㊂垄作交替灌溉可使高㊁低灌溉水平的耗水量分别比传统灌溉降低5.3%㊁3.0%[18]㊂研究表明,通过整合单作中常用的水分调节措施,可以有效减少间作的耗水量㊂1.2㊀间作系统的土壤蒸发㊀土壤蒸发作为无效耗水量在农田总耗水中所占的比重较大㊂间作模式对土壤蒸发的影响较为复杂,其可以通过种间竞争和互补对土壤蒸发和土壤水分消耗的空间梯度产生影响㊂间作系统的土壤蒸发与单作相比,受到配对作物㊁种植空间与时间等多种因素的影响,明确影响间作土壤蒸发的关键因子,对减少无效耗水有重要的指导作用㊂柴强等[19]研究表明,间套作生育期较长,对于整个生育期土壤的总蒸发量大于单作,但是间作系统的日平均土壤蒸发量较低㊂刘浩等[20]指出,棵间土壤蒸发主要受表层土壤含水率和叶面积指数的影响,在返青前小麦/玉米间作和单作土壤蒸发差距不大,而返青后间作的土壤蒸发显著高于单作,因为单作小麦冠层覆盖率高,而间作的预留行裸漏导致无效的水分消耗㊂高阳等[21]通过玉米/大豆间作试验指出玉米条带对地面的覆盖度小于大豆,玉米ʒ大豆2ʒ3带型的土壤蒸发量大于1ʒ3带型㊂多年来,研究者提出了各种减少间作无效农田用水量的策略,通过优化灌溉水平㊁施肥方式㊁覆盖和耕作措施来减少土壤蒸发㊂交替灌溉可通过减少地表土壤含水率来减少土壤水分蒸发[18],氮肥后移有利于间作玉米在豌豆收获后的生长发育,增加地表覆盖度可使间作系统的土壤蒸发减少15%~30%[16],免耕和铺设地膜增加了土壤与大气之间水热交换的物理阻隔,阻断了交换途径从而降低土壤蒸发[22]㊂1.3㊀间作系统的土壤温度㊀土壤温度是植物生长的关键因素,也是评估间作功能的重要参数㊂适宜的土壤温度有助于土壤和大气之间的气体交换,增强土壤中的微生物和根系的活性,并且可以降低温室气体的排放[23]㊂土壤温度的变化不仅取决于大气温度的波动,还受到种植制度的影响㊂间作系统复杂的边界条件会影响其土壤温度的变化㊂间作可以抑制土壤温度的升高,在一些炎热的月份,间作叶面积指数较大的作物可以有效缓解高温胁迫对作物造成的损害㊂Ai等[24]进行了3年枣/棉间作试验,结果表明,与单作枣树相比,间作使枣树与棉花6月以后的土壤温度均下降㊂Nyawade等[25]研究认为,间作增加了地表覆盖率和土壤水分含量,提高了植物拦截辐射的能力,并显著降低了0~ 30cm土层的土壤温度㊂紫云英/油菜间作[26]和核桃/小麦间作[27]等也得到了间作在高温时段可以降低土壤温度的结论㊂间作也可以抑制土壤温度的降低,起到保温作用㊂Olasantan[28]研究得出,在间作系统中,低位作物阻碍了夜间土壤温度向高水平作物的消散㊂王来等[27]研究得出,核桃与小麦间作模式推迟了11月份土壤温度的下降,并指出是由于落叶覆盖地面起到了保温的作用,这种情况对冬小麦的生长有利㊂间作具有双向动态调节土壤温度的功能,因此间作的土壤温度稳定性显著高于单作㊂采取不同的间作模式,可以通过改变作物的冠层结构与生长情况使作物根系处于适宜的温度,促进作物生长㊂2㊀间作对温室气体排放的影响2.1㊀间作对CO2排放的影响㊀部分研究表明,间作可以降低CO2排放㊂从排放量上看,章莹等[29]指出,减量施氮处理下,甘蔗ʒ大豆1ʒ2间作CO2排放量较甘蔗单作显著降低35.58%㊂Wu等[30]通过小麦/板蓝根间作试验发现,间作处理的小麦生育期总CO2排放通量与小麦单作相比降低了29.3%㊂Qin等[31]通过3年的小麦/玉米间作和豌豆/玉米间作试验表明,2种间作模式的平均碳排放量分别比玉米单作降低32.0%和38.0%㊂从排放速率上看,曹永庆等[32]同时对3块试验田进行山稻/油茶间作试验发现,间作山稻使土壤呼吸速率比单作油茶分别降低54.6%㊁20.5%和13.8%,土壤呼吸受到抑制的关键原因是土壤含水率的下降㊂赵财等[33]测算对比了河西绿洲灌区不同种植模式下的土壤呼吸速率,指出不同间作模式下的土壤呼吸速率均小于单作玉米,其中小麦/玉米间作系统的土壤呼吸速率比玉米单作和小麦单作分别降低20.9%和26.3%㊂也有研究表明,间作并不会降低CO2的排放㊂常规施氮处理下甘蔗ʒ大豆1ʒ1间作模式与1ʒ2间作模式CO2排放总量较甘蔗单作CO2排放量均显著增加[29]㊂简忠领等[34]研究不同行距条件下玉米与白三叶草间作,认为土壤呼吸速率主要受行距的影响,受间作影响不显著㊂孟平等[35]对石榴/玉米间作试验发现,间作系统整个生育期的土壤呼吸速率平均值为3.0μmol/(m2㊃s),高于绿豆单作系统的平均值2.8μmol/(m2㊃s)㊂玉米/豇豆间作试验[36]和玉米/蚕豆间作试验[37]也得到了间作使CO2排放量增加的结论㊂综上,间作对土壤CO2的调控作用受作物种类㊁种植间距㊁施肥方式和试验时长的差异影响较大㊂对于间作是否具有减少CO2排放效果还存在争议㊂由于农业系统的稳定需要较长的时间,对农田CO2排放监控超过10年才能得出准确结论㊂2.2㊀间作对N2O排放的影响㊀农田土壤N2O排放量约占大气N2O排放总量的70.0%~90.0%[38]㊂氮肥的使用为土壤提供了充足的氮源,使N2O的排放量显著增加[39]㊂间作系统中,豆科植物的固氮作用可以为植物提供氮元素,所以研究者多研究包含豆科植物的间作系统对N2O排放的影响㊂间作豆科植物可以降低N2O的排放㊂Huang等[40]通过2年的间作试验得出,玉米与豆类间作可以有效降低N2O的排放量,其中玉米与大豆间作的减排幅度最大,2010与2011951卷13期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀杨沛文等㊀间作对土壤水热·温室气体排放及作物的影响综述年玉米/大豆间作的N2O排放量与玉米单作相比分别减少了25.5%与48.8%,并指出是由于间作使土壤含水量降低进而抑制了土壤N2O的排放㊂陈津赛等[41]研究发现,间作系统提高了土壤中的氮素吸收量,降低了土壤中微生物可利用的无机氮的含量,玉米/大豆间作的N2O排放量分别比单作玉米和单作大豆降低了36.7%和49.0%㊂但也有研究表明,间作并不会降低N2O的排放㊂Vachon[42]研究表明,玉米ʒ大豆1ʒ2和2ʒ3间作与单作系统土壤N2O累积排放量差异不显著㊂刘辉娟[43]指出,在整个生育期玉米/大豆间作的N2O排放量始终高于玉米单作,并且随着施氮量的增加,N2O排放量随之增大㊂甘蔗/大豆间作[29]和玉米/蚕豆间作试验[37]也得到了间作使N2O排放速率加快的结论,对比分析后发现,产生此结果的原因可能与取样方式方法㊁施肥方式㊁土壤性质㊁种植品种㊁种植比例以及不同地区气候不同有关㊂由此可见,N2O减排的主要原因是间作引起环境因子发生变化或者氮肥使用量的减少;增排的主要原因是间作环境在短时间内加快了土壤氮矿化速率㊂从长远来看,间作是否具有N2O增排效应还需对农田土壤长期监控㊂2.3㊀间作对CH4排放的影响㊀CH4的增温效果比CO2高28倍,在过去200年间,CH4的浓度持续增加[44]㊂甲烷的产生需要厌氧环境,因此旱作农田的CH4通常表现为吸收,研究表明每年旱地透气土壤可以吸收30t CH4[45]㊂增加旱作农田的吸收量,对环境保护有重要意义㊂间作可以促进土壤对CH4的吸收㊂尚小厦等[45]通过冬小麦/板蓝根间作试验得出,同等施肥条件下板蓝根/冬小麦间作比冬小麦单作CH4吸收量高34.0%,并推测是由于板蓝根的根系释放出的物质改变了土壤环境,对CH4的吸收产生影响㊂冬小麦与大蒜间作试验也得出了间作使土壤CH4吸收量增加的结论,并推测是由于间作模式改变了土壤中有关CH4菌群的活性[46]㊂也有研究表明,间作不利于CH4的吸收,沈亚文[6]进行了3年的玉米/大豆间作试验,发现间作CH4吸收速率均低于玉米和大豆单作㊂施肥可以对间作系统CH4的排放起调控作用㊂施肥不利于土壤对CH4的吸收,一方面是因为产CH4基质增加从而生产出更多的CH4,另一方面土壤中氮素的增加抑制土壤对CH4的氧化[45],可以在不影响总产量的前提下通过减少施肥量,来减少温室气体的排放[29]㊂也有研究表明施肥对CH4吸收没有明显影响[6]㊂合理的间作模式和施肥制度可以通过调节土壤环境,影响微生物的活性,增加CH4的吸收量㊂3㊀间作种间关系的影响因素及其对作物的影响3.1㊀间作种间关系的影响因素㊀间作条件下,种间促进和竞争同时对作物生长产生影响㊂物种间的促进作用可以通过提高土壤微生物的数量和酶的活性等来体现[47];竞争作用是由于有限资源的非比例共享或不同物种之间的相互影响使作物的生长受到抑制[48]㊂间作种间关系的影响因素包括作物组合㊁空间布局与环境因素㊂配对作物的选择是影响间作种间关系的首要因素㊂不同的作物具有不同的生物学特性,充分利用作物的特征以使间作系统的互补效应大于竞争㊂禾本科作物与豆科作物间作是一种典型的种植模式,豆科作物根系的固氮作用可以增加土壤肥力,同时禾本科作物根系分泌物可以促进豆科作物根系有关结瘤固氮基因的表达,提升豆科作物固氮作用[49]㊂深根系与浅根系作物搭配可以使土壤中的水分㊁养分得到高效利用,高秆作物与矮秆作物搭配可以在空间上使光能得到充分利用,生育期不同的作物搭配可以在时间上达到资源高效利用的目的㊂配对作物的选择有时可能与资源本身并不相关,麦/棉间作系统中小麦带为棉花提供了类似 防风带的屏障,很大程度地保障了棉农的收益[50]㊂所以,应在充分了解不同作物生长特性的基础上,因地制宜地发展间作模式,灵活利用不同形式的互补作用,以充分发挥间作的优势㊂适宜的空间布局是使间作模式的产量达到稳产㊁高产的基础㊂间作作物的空间布局包括配对作物的种植比例㊁株行距和共生期的长短㊂因间作的资源利用率高于单作,所以相同条件下间作的适宜的种植密度通常大于单作[51]㊂随着种植密度的增大,配对作物之间的种间关系也会随之改变[52]㊂过高的种植密度会加剧种内竞争,不利于作物生长;过低的种植密度会造成资源的浪费,达不到间作的目的㊂种间竞争的对象通常为水分㊁养分和光照等环境因子㊂作物所需资源是否充足往往影响着种间竞争的强弱[53],在竞争条件下其会优先发育获取限制性资源的器官,如玉米与其他作物间作会使玉米的根长㊁根体积㊁根表面积增加,以显著提高玉米吸收水分㊁养分的能力[54]㊂对限制性资源的竞争可以通过外部资源投入的方式来减弱,补充灌溉㊁氮肥后移等措施均已得到验证[16,18]㊂滴灌与其他灌溉措施相比具有高度可控性,精确控制不同作物在不同发育阶段的水分来调控作物生长,把滴灌引入间作模式可以达到调节种间关系的目的㊂3.2㊀间作对作物生长发育的影响㊀植株高度㊁叶面积指数和干物质积累动态可以直观反映作物的生长发育情况㊂玉米与大豆间作时,玉米的植株高度㊁叶面积指数和干物质积累量会得到增加,大豆的生长遭到抑制,增加大豆和玉米行距或者带距有利于促进这两种作物的生长发育[55]㊂艾鹏睿等[56]通过枣/棉间作试验发现,盆栽和大田间作条件下棉花的株高和叶面积指数在不同生育期均大于单作棉花㊂作物生长速度也是生长发育的一项重要指标,柏文恋等[57]通过对小麦/蚕豆间作研究发现,在小麦生长中后期,间作降低了小麦种内竞争压力,显著提高了小麦的生长速度㊂玉米与大豆间作时增加行距或带距可以使作物获得更大的生存空间,获取更多的光热资源,有利于缩短作物的生育期[58]㊂作物的生长发育情况要考虑地上和地下两部分㊂刘丽娟等[59]对玉米/木薯间作研究发现,木薯地上部分会由于受到遮阴而长高长细,地下部分木薯的根系不仅会促进玉米根系的生长,还使木薯根系氮磷钾的含量间作高于单作,可能01㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀安徽农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2023年是玉米根系呈上窄下宽分布,木薯根系呈上宽下窄分布使玉米和木薯根系构型形成互补,提高了养分利用效率,也可能是玉米与木薯根系之间的酶或微生物促进了养分的吸收㊂Jiao等[60]对玉米和花生间作研究发现,根系隔离开之后间作的产量和生物量优势分别降低了82.0%和67.0%,这表明玉米/花生间作系统的地下相互作用比地上相互作用更有利于间作作物的生长发育㊂在其他间作系统中也观察到相同的结果[61-62]㊂然而,在玉米/大豆套作系统中,地上相互作用比地下相互作用对作物生长发育的影响更大[63]㊂可能是花生/玉米间作比玉米/大豆间作有更长的共存期,根系形态和时空分布不同㊂也可能是限制作物生长的主导因素不同,水肥充足时,地上竞争会占主导地位㊂综上,作物生长发育因作物种类组合而异,并进一步受到土壤养分㊁种植间距等的影响㊂对间作系统进行优化,就必须充分了解地上和地下的相互作用在作物生长发育中的影响㊂3.3㊀间作对作物品质的影响㊀合理的间作模式可以提高作物的品质㊂方旭飞等[64]通过不同耕作模式下的玉米/大豆间作试验发现,间作可以提高玉米的粗蛋白和粗淀粉的含量,降低玉米的含水量和粗灰分含量,从而使玉米品质得到提高,其中地膜覆盖条件下玉米/大豆间作提高玉米品质的作用最明显㊂张向前等[65]通过对玉米与大豆㊁花生豆科植物间作研究发现,间作可以提高土壤中微生物的数量和酶的活性,无论施肥与不施肥间作均可以提高玉米籽粒蛋白质㊁赖氨酸和淀粉的含量㊂李美等[66]对不同比例玉米花生间作研究认为,间作时玉米的蛋白质和脂肪含量高于单作;花生由于受到遮阴作用影响其碳水化合物的积累,导致蛋白质含量高于单作,脂肪含量低于单作,调整间作比例可以使花生受到的不利影响减少㊂巩雪峰等[67]对茶树和松树间作发现,间作改善了茶园小气候,提高了土壤养分,茶叶的品质与单作茶园茶叶相比有明显提高㊂陈映彤等[68]指出辣椒/紫苏间作改变了群体结构的水㊁热㊁光以及土壤环境,从而显著提高了辣椒果实中的可溶性蛋白质㊁糖和V C的含量㊂刘天学等[69]对不同基因型玉米间作研究发现,不同的基因型玉米组合间作可以改善群体结构和利用杂交优势,达到提高产量和改善品质的目的㊂综上,通过调控耕作方式㊁作物品种㊁种植间距和水肥等因素,可以改变系统内环境和土壤环境,提高作物品质㊂3.4㊀间作对作物产量的影响㊀间作可以提高作物产量已被大量研究证实㊂例如,Li等[62]在玉米/豌豆间作研究中发现,玉米和豌豆的产量与相应单作相比均增加㊂间作模式下蚕豆是优势竞争者,具有产量优势,蚕豆收获后玉米获得了较长的恢复生长时间,并且蚕豆的根留在土壤中会使土壤中氮含量增加,使玉米增产㊂蔡倩等[7]对不同种植比例的玉米/大豆间作研究认为,玉米与大豆间作比例为2ʒ2㊁4ʒ4和6ʒ6时,间作系统中玉米均表现出产量优势,大豆均表现出产量劣势,玉米与豆科植物间作时,豆科植物产量降低主要是由于玉米对大豆产生遮光效应,可以通过选择耐阴的大豆品种,或者调节玉米/大豆条带间作系统中的冠层结构和茎秆特性来减少产量损失[70]㊂玉米/紫花苜蓿间作[71]和玉米/花生间作[72]也得到了间作会牺牲部分弱势作物的产量,来获得总产量优势的结论㊂也有研究发现,间作并没有明显产量优势㊂杨欢等[73]对玉米/花生间作研究得出土地当量比(LER)为0.89~ 1.13,主要原因是种间竞争不平衡,并且共生期较长,花生长期处于荫蔽状态下,虽然间作增加了养分吸收量但降低了利用效率㊂综上,间作产量受多种因素影响,并且对配对作物产量的影响结果不一致,在大部分情况下间作仍具有总产量优势㊂可以通过施肥㊁改变种植比例和间距和优化灌溉制度等使间作产量优势更加明显㊂3.5㊀间作对作物水分利用效率的影响㊀间作系统中,当其中一种作物处在生长旺期时,可以从另一条带吸收水分,利用两种作物的生态位的差异,可以提高水分利用效率[74]㊂刘斌等[75]指出,甜瓜/向日葵间作系统的水分效率比甜瓜单作和向日葵单作都有明显提高,高频少量灌水有利于提高间作系统的水分利用效率㊂李倩倩等[14]指出,小麦/玉米间作种植水分利用效率大于小麦和玉米单作,并且氮肥的使用提高了水分利用效率优势,一方面氮肥可以影响作物生长,增加地表覆盖面积,减少无效水分的消耗;另一方面合理添加氮肥可以通过增加产量,使水分利用效率提高㊂施肥对水分利用效率的影响与施用时期也有较大关系,滕园园等[16]对玉米和豌豆间作研究指出,氮肥后移可以使玉米在豌豆收获后迅速生长,提高间作系统冠层覆盖度,降低无效的水分消耗,提高水分利用率㊂水肥量要控制在合理范围,施肥量过高会造成徒长,籽粒灌浆减少[76];水肥量过低,会不利于作物的生长发育[71],降低水分利用效率㊂种植比例和间距直接影响水分的分布与利用㊂王照霞等[77]对4种带型结构的玉米豌豆间作研究发现,3ʒ3带型间作的水分利用效率最高且高于玉米和碗豆单作,是因为3ʒ3带型和2ʒ2带型中玉米所占比例高于3ʒ6带型和2ʒ4带型,玉米的高产量有利于提高水分利用效率;3ʒ3带型与2ʒ2带型相比具有较少的共生区,降低了豌豆与玉米的竞争㊂Rahman等[78]指出,不同带宽和不同宽窄行间距,可以影响间作系统的冠层覆盖度和叶面积指数,从而影响土壤蒸发㊁土壤含水量和水分利用效率㊂间作系统作物根系生长发育会对水分利用效率产生影响㊂张恩和等[79]对小麦/蚕豆间作研究表明,小麦与蚕豆根系生长的峰值时间不同,可以通过作物需水关键期的错位,使水肥得到充分的利用,从而提高水分利用效率㊂刘丽娟等[59]对玉米/木薯间作根系构型研究指出,玉米上窄下宽与木薯上宽下窄的根系形成互补,土壤上层的水分交替形成水分亏空带,再由土壤水势和根系提水作用使水分得到及时补充,使得间作水分利用效率高于单作㊂综上,间作有利于调配土壤中的水分,满足不同作物各1151卷13期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀杨沛文等㊀间作对土壤水热·温室气体排放及作物的影响综述。
耕作方式对早稻-再生稻土壤肥力、氮素吸收及产量的影响
(T1)、翻耕 1 次旋耕 2 次(T2)、不翻耕旋耕 2 次 (T3)、不翻耕旋耕 3 次(T4),其中 T1 为农民习
分别于两季水稻成熟后,在每小区选定 3 个样 方,每个样方 3 m2 实收计产。成熟期调查有效穗
惯耕作方式。每个处理 3 次重复,共计 12 个小区, 数,每小区按其平均数取代表性植株 5 穴进行考 小区面积为 240 m2。冬前进行翻耕,耕深 20 cm; 种,主要考察每穗粒数、结实率、千粒重。
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用这种耕作方法会导致犁底层变浅,通透性变差, 水 分 难 以 渗 透, 不 利 于 水 稻 的 生 长[7]; 刘 世 平 等[8] 认 为, 与 翻 耕 相 比, 免 耕 水 稻 的 土 壤 硬 度 较 大, 耕 作 层 裂 缝 较 多, 导 致 土 壤 中 的 氮 素 下 移,土壤深层氮素吸收能力变差,不利于保肥保 水,也不利于免耕水稻对氮素的吸收和利用。国 内关于双季稻干物质积累、氮素吸收和产量的研 究 多 围 绕 单 一 翻 耕、 免 耕 和 旋 耕 进 行[9-12], 国 外 有 关 再 生 稻 土 壤 培 肥 与 耕 作 的 研 究 未 见 报 道[13-14],对翻耕和旋耕组合条件下水稻植株干物 质积累与氮素利用及转运的研究较少。然而,与 双季稻和水旱轮作稻田不同,再生稻稻田由于特 殊的田间管理与栽培耕作措施,其土壤肥力及变 化动态明显不同,特别是在翻耕和旋耕组合条件 下的耕作方式对早稻 - 再生稻植株各器官养分吸 收规律缺乏系统的研究。因此,本研究在调查江 汉平原再生稻稻田耕作方式的基础上,根据冬前 是否翻耕和水稻插秧前旋耕的情况,在田间管理 完全一致的条件下,通过 4 种耕作方式田间定位试 验,分析再生稻各器官干物质积累、氮素吸收利用 及产量的差异,以便为再生稻高产栽培提供科学 依据。
耕作学(第一章 耕作制度引论)
(二)世界农业发展趋势
1、立体高效型农业 从平面、时间、空间多层次利用农业资源,
生产高产优质农产品。
(二)பைடு நூலகம்界农业发展趋势
2、高新技术农业 利用高新技术如生物工程技术,培育动植物
品种,大幅度提高农物产量和品质。
(二)世界农业发展趋势
3、快速型农业 采用速生快繁技术,进行动植物繁殖、生产。 4、设施农业 利用人工设施来创造适于动植生长的环境而进
行农业生产。 5、工艺型农业 生产工艺型农产品,如方形西瓜,彩色水果、
蔬菜。
(二)世界农业发展趋势
6、保健型农业 生产保健型、营养型、食疗型产品,如燕
麦片、苦荞、有机茶等。 7、观光农业
二、中国农业现状与发展趋势
(一)传统农业向现代农业转变; (二)以数量型为主的农业向数量、质量、效
益型并举农业转变; (三)小规模、分散型农业向规模化、产业化
(三)中国农业发展趋势
1、科技成为农业发展的主要因素 通过科技、教育的发展,促进农业发展。 2、以劳动密集型为主的多元化生产方式 中国自然条件多样,人多地少各地区经济发
展不平衡,经济基础不够雄厚,因此,不可 能像西方国家那样走高耗能的“石油农业” 的道路,只能走劳动密集型、集约化生产, 因地制宜发展与当地条件相适应的特色农业 之路。
(二)中国农业发展趋势
3、合理配置资源,农村城镇化发展步伐加 快;
4、发展中国特色的生态农业; 5、产业化、规模化、商品化生产是农业发
展的主要方向
第三节 中国耕作制度改发展方向
一、集约化 (一)集约多维利用土地 从平面上、时间上、空间上充分利用土地。 (二)在单位耕地面积上增加投入 建立高投入、高产出、高效益耕作制度。 (三)采用先进的科学技术,提高劳动生产
贵州喀斯特河谷区农业产业化发展探析
实践交流|四川农业与农机/2024年1期|>>>农业是国民经济的基础,耕地安全、粮食安全已成为当下国家安全最重要的部分。
贵州属于我国典型的喀斯特地貌区,喀斯特石漠化分布广泛,耕地资源匮乏,土壤贫瘠,山高沟深,农业基础设施建设滞后,农业水土资源匮乏,农业产业发展之路任重道远。
关于贵州农业产业化研究比较少,如王晓燕[1]以长顺县为例,在分析存在土地流转规模化低等限制因素基础上,提出立足资源优势打造农业品牌等措施加快农业发展;聂绍科[2]以毕节喀斯特试验区为例对石漠化地区农业发展提出一些试探性想法;伍应德[3]针对不同区域提出喀斯特山区的“农工贸旅一体化”“农旅一体化”统筹城乡产业发展模式;李永垚等[4]采用索洛速度增长方程具体测算了农业科技进步等因子对于农业经济增长的贡献率,提出生态恢复重建与农业综合开发并重农业生产结构调整与农业生态产业化并举、强化科技支撑和提高农业科技进步贡献率等促进喀斯特石漠化区域农业可持续发展。
以养牛羊为主的生态畜牧业成为喀斯特山区群众增收致富的有力抓手,成为发展山区农业的倡导模式[5-6]。
总的来说,关于贵州喀斯特地区农业产业化发展研究较少,无贵州喀斯特河谷地带农业产业化发展研究。
基于此,本文以贵州典型喀斯特高山河谷区域为例,探讨该区域农业产业化发展之路,旨在为指导贵州喀斯特高山河谷区农业发展提供一些思路,并助力贵州乡村振兴实践。
1研究区农业发展概述1.1研究区概况贵州位于我国西南部云贵高原,地势西高东低,是西南地区重要的内陆省份。
总面积17.61万km 2,其中山地和丘陵占全省总面积的92.5%;喀斯特发育充分,约占总面积62.0%,是世界上岩溶发育最典型的地区之一。
贵州喀斯特河谷区主要是指贵州高山峡谷区域,河流纵横交错,河底与山顶海拔高程差大于300m 。
该区域土壤有黄壤、红壤、石灰土等多种类型,水土资源分布随着海拔差异而不同;农业以传统种植业为主,现状旱地主要种植玉米,套种红薯、土豆、黄豆等粮食作物,水田主要种植水稻。
第三章_种植方式-间套作.ppt
耕作学 第三章 种植方式 单作有什么特点?
单作
耕作学 第三章 种植方式
耕作学 第三章 种间植混方套式作
耕作学 第三章 种植方式
耕作学 第三章 种植方式
耕作学 第三章 种间植混方套式作
耕作学 第三章 种植方式 (一) 间混套作及其相关概念
1. 间作(intercropping) :在同一田块上分行或分带相 间种植两种或两种以上生育期相近作物的种植方式
✓ 化感作用(他感作用)
注意间套作也可能加重某些病虫草害
注意监控与防治
耕作学 第三章 种植方式 (四)生物间互补与竞争
2. 边际效应 ✓边际优势:间套作中的高杆作物边行通风条 件好、根系吸收范围大、吸收能力强,生长 发育状况及产量优于内行的现象 ✓边际劣势: 间套作中的矮作,边行 生长发育状况及产量劣于 内行的现象
耕作学 第三章 种植方式
(一)空间上的互补与竞争(光资源)
1. 增加了采光数量
✓ 伞状结构,改平面受光为分层立体受光,减少漏光损失
2. 提高了光合效率
✓ 变强光为中等光,增加有效受光面积,减少光饱和损失 ✓ 采光异质互补,喜光作物与耐荫作物的组合
3. 改善通风与CO2及温度、湿度等田间小气候状况 发挥密植效应,提高LAI
小麦大豆间作
耕作学 第三章 种植方式 第三章 种植方式
同位素标记法的运用
耕作学 第三章 种植方式
(三)地下因素的互补与竞争(水肥资源)
1.间套作可以互为补充地、全面均衡地利用地力 ✓不同作物根系分布深浅与吸收范围的差异 ✓不同作物根系吸收水分和养分种类与数量的 差异
……
耕作学 第三章 种植方式
二、间混套作的效益原理
间套作复合群体内存在种间关系,即种 间互补(Facilitation)与竞争 (Competition)
水稻间作生产模式的综合效应研究进展及展望
㊀山东农业科学㊀2023ꎬ55(6):166~172ShandongAgriculturalSciences㊀DOI:10.14083/j.issn.1001-4942.2023.06.022收稿日期:2022-10-20基金项目:国家自然科学基金项目(32001190)ꎻ广东省重点领域研发计划项目(2021B0202030002)ꎻ岭南现代农业实验室科研项目(NT2021010)ꎻ广东省科技计划项目(2019B030301007)作者简介:邓毓灏(1996 )ꎬ男ꎬ硕士研究生ꎬ研究方向:农业生态学ꎮE-mail:1012756423@qq.com通信作者:向慧敏(1985 )ꎬ女ꎬ博士ꎬ讲师ꎬ主要从事农业生态学和土壤生态学研究ꎮE-mail:hmxiang@scau.edu.cn章家恩(1968 )ꎬ男ꎬ博士ꎬ教授ꎬ主要从事农业生态学㊁土壤生态学和入侵生态学等研究ꎮE-mail:jeanzh@scau.edu.cn水稻间作生产模式的综合效应研究进展及展望邓毓灏1ꎬ邝美杰1ꎬ黑泽文1ꎬ章家恩1ꎬ2ꎬ3ꎬ4ꎬ5ꎬ向慧敏1ꎬ3ꎬ4ꎬ5(1.华南农业大学资源环境学院ꎬ广东广州㊀510642ꎻ2.岭南现代农业科学与技术广东省实验室ꎬ广东广州㊀510642ꎻ3.广东省生态循环农业重点实验室ꎬ广东广州㊀510642ꎻ4.广东省现代生态农业与循环农业工程技术研究中心ꎬ广东广州㊀510642ꎻ5.农业部华南热带农业环境重点实验室ꎬ广东广州㊀510642)㊀㊀摘要:间作种植模式近年来日益成为稻田生态农业模式的研究热点之一ꎮ本文通过文献检索对国内外水稻间作生产模式及其综合效应研究进行了综述分析ꎮ在稻田系统中ꎬ水稻可与水生豆科作物㊁水生蔬菜㊁水生草本花卉㊁萍类间作ꎬ具有改善农田小气候㊁提高养分利用率㊁防控病虫草害㊁增加土壤微生物多样性㊁修复污染土壤㊁提高土地利用当量比㊁增产增收等综合效应和效益ꎬ值得推广应用ꎮ但在其产业化发展过程中面临着缺少生产标准㊁综合效应未能同步发挥㊁推广难度高等现实问题ꎬ仍需要开展品种多样化优选及优化配置㊁生产技术规程及标准化㊁与农艺农机技术综合集成应用㊁与水生植物间套作修复土壤污染㊁温室气体排放与碳汇功能影响等一系列科学问题与关键技术的深入㊁系统研究ꎮ关键词:间作ꎻ水稻ꎻ生态农业模式ꎻ综合效应ꎻ产业化发展中图分类号:S511.33㊀㊀文献标识号:A㊀㊀文章编号:1001-4942(2023)06-0166-07ResearchProgressandProspectofIntegratedEffectsofRiceIntercroppingProductionPatternsDengYuhao1ꎬKuangMeijie1ꎬHeiZewen1ꎬZhangJiaen1ꎬ2ꎬ3ꎬ4ꎬ5ꎬXiangHuimin1ꎬ3ꎬ4ꎬ5(1.CollegeofResourcesandEnvironmentꎬSouthChinaAgriculturalUniversityꎬGuangzhou510642ꎬChinaꎻ2.GuangdongLaboratoryforLingnanModernAgriculturalScienceandTechnologyꎬGuangzhou510642ꎬChinaꎻ3.GuangdongProvincialKeyLaboratoryofEco ̄CircularAgricultureꎬGuangzhouꎬ510642ꎬChinaꎻ4.GuangdongEngineeringTechnologyResearchCentreofModernEco ̄AgricultureandCircularAgricultureꎬGuangzhou510642ꎬChinaꎻ5.KeyLaboratoryofAgro ̄EnvironmentintheTropicsofSouthChinaꎬMinistryofAgricultureandRuralAffairsꎬGuangzhou510642ꎬChina)Abstract㊀Intercroppinghasbecomeoneoftheresearchhotspotsofecologicalagriculturemodelsinricefieldsinrecentyears.Thispapersummarizedtheresearchesonriceintercroppingproductionmodelsandtheircomprehensiveeffectsathomeandabroadbyliteratureretrieval.Ricecouldbeintercroppedwithaquaticlegu ̄minouscropsꎬaquaticvegetablesꎬaquaticherbaceousflowersandduckweedsinthepaddysystemꎬwhichhadcomprehensiveeffectsandbenefitssuchasimprovingfarmlandmicroclimateꎬimprovingnutrientutilizationef ̄ficiencyꎬpreventingandcontrollingdiseasesꎬpestsandweedsꎬincreasingsoilmicrobialdiversityꎬrepairingpollutedsoilꎬimprovinglanduseequivalentratioꎬincreasingyieldandincomeꎬsothesemodelswereworthyofpopularizationandapplication.Howeverꎬintheprocessoftheirindustrializationdevelopmentꎬthereweresomepracticalproblemssuchaslackofproductionstandardsꎬnonsynchronousrealizationofcomprehensiveeffectꎬhighdifficultyinpromotion.Itwasstillnecessarytocarryoutin ̄depthandsystematicresearchesonaseriesofscientificissuesandkeytechnologiessuchasvarietydiversificationandallocationoptimizationꎬpro ̄ductiontechnologyregulationandstandardizationꎬintegratedapplicationofagronomicandagriculturalmachin ̄erytechnologiesꎬsoilpollutionremediationusingriceintercroppedwithaquaticplantsꎬeffectsofriceinter ̄croppingsystemongreenhousegasemissionandcarbonsinkfunction.Keywords㊀IntercroppingꎻRiceꎻEco ̄agriculturemodelꎻComprehensiveeffectsꎻIndustrializationdevel ̄opment㊀㊀水稻是全球近50%人口的主要粮食作物ꎬ90%水稻产于亚洲ꎮ我国是水稻生产的主要国家之一ꎬ种植面积3000万公顷左右ꎬ居世界第二ꎬ总产量高达2亿吨以上ꎬ是世界上水稻产量最高的国家[1]ꎮ水稻也是广东省最重要的粮食作物之一ꎮ近30多年来ꎬ广东省水稻年平均播种面积为283万公顷ꎬ水稻总产量占广东省粮食产量的80.07%~92.06%ꎬ占全国稻谷总产量的8.23%[2]ꎮ长期以来ꎬ我国对水稻的相关研究多集中在遗传育种㊁栽培㊁病虫害防治等方面ꎬ而对其绿色生态栽培技术模式研究相对较少ꎮ然而ꎬ随着水稻生产所带来的农业面源污染越来越严重ꎬ可利用耕地越来越少等问题的出现ꎬ亟需研究和推广应用一些具有更高效且生态效应更好㊁经济效益更高的水稻种植模式ꎬ以同时满足当前水稻绿色生产和生态环境保护的需求ꎮ间作是指将两种或两种以上不同种属但生长周期相似的作物在田间按一定行比间隔种植的生产模式ꎮ通常而言ꎬ间作可以使作物更好地利用光㊁热㊁土和水等自然资源ꎬ对增加作物产量㊁提高土壤养分利用率和控制病虫害有显著的效果[3]ꎮ水稻间作是间作技术在稻田中的具体应用ꎬ也具有间作系统相关的生态效应[4]ꎬ但就目前而言ꎬ水稻间作相关研究及其在水稻生产中的占比较少ꎮ为此ꎬ本文对近年来国内外水稻间作生产模式与技术的研究进展进行综述ꎬ总结水稻间作模式的综合效应ꎬ分析水稻间作生产存在的问题与原因ꎬ并提出相关的研究展望与建议ꎬ旨在为水稻间作模式的高效应用和推广提供参考ꎮ1㊀水稻间作生产研究现状水稻在世界上分布非常广泛ꎬ除南极洲之外ꎬ几乎大部分大洲上都有水稻生长ꎮ当前ꎬ水稻生产大多为单一化生产方式(单作)ꎮ以往关于水稻遗传育种㊁栽培㊁病虫害防治等方面研究比较多ꎬ关于水稻间作生产模式尤其是水稻与其它水生植物间作进行绿色生产方面的研究较少ꎮ当前国内外围绕水稻间作生产的研究现状如下:(1)国内外开展水稻间作模式研究的国家较少ꎬ主要集中在我国ꎬ而世界其他国家开展此方面研究缺乏[5]ꎮ(2)国内外已研究的水稻间作模式主要有水稻与水生蔬菜间作㊁水稻与花卉类草本植物间作㊁水稻与水生豆科作物间作以及水稻与萍类间作这四大类(表1)ꎮ但总体而言ꎬ水稻间作水生植物模式数量有限ꎮ㊀㊀表1㊀稻田水稻间作模式类型间作类型间作植物名称参考文献水稻//水生蔬菜雍菜[3ꎬ10ꎬ11ꎬ18ꎬ19ꎬ22]水芹[2]慈姑[18]荸荠[26]水稻//水生草本植物美人蕉[6ꎬ11ꎬ25]梭鱼草[11ꎬ12]再力花[11ꎬ12]婆罗米[24]菖蒲[11]水稻//水生豆科植物水合欢[5ꎬ7ꎬ20]水稻//萍类红萍[8]㊀㊀注:表中 // 代表间作ꎮ㊀㊀(3)以上各水稻间作模式当前研究的内容主要涉及土壤养分利用㊁土壤重金属修复㊁水稻病虫草害防治㊁土壤微生物等多个领域ꎮ研究结果表明水稻间作可以充分发挥生物多样性和边际效应761㊀第6期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀邓毓灏ꎬ等:水稻间作生产模式的综合效应研究进展及展望的优势ꎬ提高氮素利用率和水稻产量ꎬ降低水稻植株和土壤中的镉含量ꎬ减少杂草滋生并降低病害发病率ꎬ提高土壤微生物量ꎬ增强土壤微生物多样性ꎮ但此类研究大多仅停留在效应层面ꎬ而缺乏较为深入的机理研究ꎮ总之ꎬ从水稻间作的研究区域㊁间作植物种类组成和研究深度而言ꎬ水稻间作模式仍有较大的发展潜力ꎬ有待进一步开展创新研究ꎬ形成关键技术ꎬ以便更好地应用到生产中ꎮ2㊀稻田间作综合效应2.1㊀对土壤理化特性的改善效应氮素是组成水稻体内器官和支持水稻进行一切生命活动的重要元素ꎮ研究发现ꎬ水稻与其它作物间作ꎬ在不影响其它作物营养元素吸收的条件下ꎬ能显著增加水稻对氮素养分的吸收和利用ꎬ其中水稻与水生豆科作物水合欢间作时ꎬ水合欢的固氮作用可为水稻生长提供更多的氮素营养ꎬ进而提高水稻产量和质量[6ꎬ7]ꎮ在间作系统中适当增加磷和钾等元素ꎬ更有利于水稻对氮素的吸收ꎬ例如ꎬ水稻与红萍间作系统中ꎬ施加磷肥可以提高水稻的氮素吸收和产量ꎬ这是由于磷肥的增加使氮肥更好地发挥作用ꎬ使水稻的实粒数和穗数增加ꎬ从而增加水稻产量[8ꎬ9]ꎮ水稻间作不仅可提高氮素利用ꎬ也可促进其它元素的吸收ꎮ研究表明ꎬ水稻和水雍菜间作显著增加水稻对氮素和硅元素的吸收量ꎬ并使水稻成熟期叶片中的硅含量上升ꎬ改善水稻的营养组成ꎬ此外还可增加土壤有效硅㊁铵态氮和速效钾含量ꎬ但不会影响土壤的全量养分[10ꎬ11]ꎮ同时ꎬ水稻间作多年生水生植物ꎬ可以提高土壤生物量碳和生物量氮ꎮ水稻与菖蒲间作系统与单作系统相比ꎬ其土壤总有机碳㊁全氮㊁可溶性有机碳含量和水分含量均较高ꎬ明显改善土壤肥力状况[12ꎬ13]ꎮ2.2㊀对土壤重金属污染的修复效应土壤重金属污染修复通常包括物理修复㊁化学修复和生物修复三种方法ꎬ其中生物修复因其具有环保㊁成本低等优势而日益受到青睐ꎮ已有研究表明ꎬ稻田间作也可发挥植物修复的作用ꎬ水稻与超累积植物间作可以解决土壤污染的原位修复问题[14]ꎮ镉和砷等重金属污染是当前水稻生产过程中面临的重要生态环境问题ꎮ镉和砷污染主要来自工业 三废 的不合规排放ꎬ其中镉大多以六价出现并最终合成镉化合物ꎻ砷元素本身毒性极低ꎬ但砷化合物均有毒性(其中三价砷化合物毒性更强)ꎬ食用镉和砷含量超标的稻米会严重影响人体健康[15-18]ꎮ相关研究表明ꎬ水稻间作系统可以提高被污染土壤的pH值ꎬ降低镉的生物有效性ꎬ增强铁斑ꎻ而高的铁斑会促进超累积植物对镉的吸收ꎬ进一步削弱水稻根部对镉的吸收ꎬ从而降低土壤污染ꎬ达到修复土壤污染的作用[16]ꎮ如在水稻与再力花间作模式下ꎬ由于再力花的生物量大ꎬ吸收镉的能力强ꎬ因而可明显减少水稻对镉的吸收ꎬ同时不会明显影响水稻产量ꎬ可以实现对轻度镉污染土地 边修复㊁边生产 的目标[17]ꎮ此外ꎬ在水稻与水雍菜间作等间作模式下ꎬ土壤重金属含量也显著降低ꎬ可见ꎬ稻田间作其它水生植物(特别是非食用的水生植物)有利于重金属污染土壤的修复与可持续利用[19-21]ꎮ2.3㊀对病虫草害的防控效应在水稻生产过程中ꎬ病㊁虫㊁草害是影响水稻产量和质量的重要因素ꎮ控制水稻病虫草害的常规方法有光诱捕害虫等物理方法和施用杀虫剂㊁杀菌剂和除草剂等化学方法ꎬ还有引入害虫天敌等生物方法ꎮ运用物理防控方法通常需要消耗过多的人力物力ꎬ而使用除草剂和农药又势必会加重农业面源污染㊁降低土壤生物多样性ꎬ且长期使用会致病虫草产生抗药性而使危害加重[22]ꎬ更为严重的是会影响水稻安全生产和人体健康ꎮ研究表明ꎬ间作可实现水稻病虫草害的绿色防控目标ꎮ例如ꎬ水稻与水雍菜㊁慈姑间作能有效降低水稻纹枯病和稻纵卷叶螟的发生率ꎬ使间作系统的病虫草害明显低于水稻单作ꎬ同时由于间作中水生蔬菜生物量的增加ꎬ有效地抑制杂草滋生[23ꎬ24]ꎮ此外ꎬ水稻与婆罗米㊁美人蕉㊁梭鱼草等[25ꎬ26]水生植物间作也可以显著减少水稻病虫草害的发生ꎻ水稻间作荸荠时ꎬ荸荠的根系分泌物中含有对水稻纹枯病和稻瘟病有明显抑制作用的活性物质ꎬ可抑制水稻纹枯病和稻瘟病的发生[27]ꎮ2.4㊀对土壤微生物的影响作物生长过程中ꎬ地上部和地下部相互作用㊁相互影响ꎬ而且作物地下部的生长又与土壤微生861山东农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第55卷㊀物的作用密切相关ꎮ相比水稻单作而言ꎬ两种作物间作一方面可以增加土壤微生物多样性ꎬ另一方面可通过土壤微生物与水稻根系及土壤养分的相互作用ꎬ进而不同程度地提高水稻的产量㊁质量和抗逆性等[28-30]ꎮ有关研究表明ꎬ水稻间作多年生水生植物可以明显提高稻田土壤微生物生物量ꎬ显著改善土壤特性ꎬ同时水生植物可为微生物提供更有利的栖息地ꎬ增强土壤微生物多样性及土壤的可持续性[12]ꎮ另外ꎬ水稻间作对土壤病菌有一定程度的抑制作用ꎮ水稻纹枯病和稻瘟病的发生也与土壤中的病原菌有关ꎬ研究表明ꎬ在水稻与荸荠间作模式中ꎬ荸荠对这些病原菌有明显的抑制作用ꎬ从而有助于水稻纹枯病和稻瘟病的控制[27]ꎮ3㊀稻田间作生产面临的现实问题从研究现状来看ꎬ有关稻田作物间作的研究日益增多ꎬ但目前大多研究还停留在间作效应层面ꎬ深层次的机理研究以及关键技术研发与生产技术体系集成构建还较为缺乏ꎮ同时ꎬ间作植物的种类与数量也十分不足ꎬ在未来还有很大的研究和发展空间ꎮ3.1㊀水稻间作技术缺少规范化生产标准目前ꎬ水稻间作的相关研究与推广应用还处在起始阶段ꎬ与水稻间作的植物物种开发较少ꎮ从表1可以看出ꎬ目前研究的间作植物只有四大类ꎬ水稻与这四大类植物间作的综合效应尚未得到全面系统研究ꎬ同时ꎬ较为成熟的水稻间作模式与技术体系较少ꎬ且缺少正式发布的生产技术规程或标准ꎮ在整个水稻间作生产过程中ꎬ仍然缺少相应的技术标准去指导农民生产ꎮ例如ꎬ在种植过程中ꎬ水稻与间作植物的品种选择及机械化生产㊁田间管理等问题ꎻ在收获过程中ꎬ仍存在水稻和间作植物之间不同的收获方式及轻简生产㊁农产品产量和品质参考的质量标准等问题ꎮ上述一系列问题所涉及到的技术参数和标准均需进一步深入研究并制定规范化的生产技术规程或标准ꎮ3.2㊀水稻间作模式综合效益未能同步发挥稻田间作具有农田生态改善效应㊁修复效应㊁防控效应等多种生态效益ꎬ可以减少农药和化肥的施用ꎬ达到绿色生产的要求ꎮ但由于水稻间作其它作物需占用稻田面积ꎬ进而减少水稻的实际生产面积ꎬ使水稻产量达不到最大化粮食生产目标ꎮ而且水稻间作相较于单作ꎬ生产成本会有所增加ꎬ若间作植物的经济产出不能超过间作所增加的成本投入ꎬ则其经济效益也随之下降ꎬ使得水稻间作的社会效益和经济效益相对降低ꎬ这势必会对农民收入和生产积极性产生一定程度的影响ꎬ不利于水稻间作生产的推广应用及可持续发展ꎮ因此ꎬ如何实现轻简生产ꎬ如何在提高稻田间作生态效益的同时兼顾经济效益和社会效益ꎬ进而使农民和社会广泛接受ꎬ仍是影响其能否大面积推广应用的一个重要限制因素ꎮ3.3㊀稻田间作推广难度高我国作为一个人口大国ꎬ水稻产量始终是水稻研究和农业生产的重中之重ꎬ人们一直在探寻更高产的品种ꎬ以满足社会的需求ꎮ然而ꎬ相对单作模式ꎬ水稻间作生产模式一定程度上减小了水稻面积ꎬ影响水稻产量ꎮ同时ꎬ水稻间作生产中ꎬ由于其它作物的育苗㊁移栽㊁田间管理及收获等均比单一种植水稻费时费力ꎬ且对管理人员的专业技术要求更高ꎬ这些因素都加大了水稻间作模式的推广应用难度ꎮ此外ꎬ当前农业劳动力日益减少ꎬ人工成本日渐升高ꎬ这就使水稻间作较单作增加的收入ꎬ不一定能很好地弥补其生产成本及技术难度提升所带来的附加成本ꎬ这更加大了水稻间作模式的推广难度ꎮ目前ꎬ机械化生产主要集中在水稻单作生产区域ꎬ间作生产由于 耕种管收 两种作物会增加机械运行的难度和成本ꎬ而且当前可用于水稻间作的机械化生产技术尚未配套ꎬ因此ꎬ在水稻间作生产中亟需开展大量研究ꎬ实现稻田间作的机械化生产技术的突破与集成应用[31]ꎮ4㊀研究展望水稻间作生产符合农业绿色发展目标ꎬ展示出良好的生产应用前景ꎬ但仍存在一系列的理论与关键技术以及生产应用问题ꎮ为此ꎬ提出以下几点建议ꎬ以便更好地推进稻田间作技术模式的推广应用与可持续发展ꎮ4.1㊀关于水稻间作品种的多样化优选与优化配置研究总体而言ꎬ当前水稻与其它植物间作的优化961㊀第6期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀邓毓灏ꎬ等:水稻间作生产模式的综合效应研究进展及展望模式及其适宜种类十分有限ꎬ需进一步扩展水稻间作模式种类的相关研究ꎬ其中不仅是间作植物的选择和优化ꎬ水稻优良品种选择也十分重要ꎮ近年来ꎬ大量研究证明不同水稻品种间作可以减少病虫害的发生率ꎬ从而提高水稻产量[32ꎬ33]ꎮ不同水稻品种与同种间作植物的间作效益不同ꎬ同种水稻品种与不同种类间作植物的间作效益也各异[34ꎬ35]ꎮ相关研究表明ꎬ水稻品种有7000多种ꎬ这对水稻生态型品种改良具有重要意义[36]ꎮ因此ꎬ在与水稻间作品种的多样化优选与优化配置研究中ꎬ若要提高水稻产量和相应的田间综合效应ꎬ这不仅需要加大除水稻以外的间作植物种类的筛选㊁优化和开发利用ꎬ还需要同步进行不同水稻品种的优选和优化配置研究ꎮ4.2㊀关于水稻间作生产技术规程及标准化研究水稻间作模式缺少一系列的技术参数ꎬ如水稻与间作植物品种的优化匹配标准㊁间作规格㊁栽培技术标准㊁田间管理标准㊁收获技术标准㊁农产品质量标准等ꎬ均需要开展大量研究才能制定出相关的标准化技术规程ꎬ从而为稻田间作生产应用提供详细的指导方案ꎮ其它的水稻生产模式ꎬ如稻田种养模式和水稻单作机械化生产体系ꎬ相对而言较为成熟ꎬ若将水稻间作模式与这些成熟的生产模式相结合ꎬ可以兼顾水稻间作模式与其它生产模式的优势ꎬ提高水稻产量和品质ꎬ扩大生产收益ꎬ从而让农民更乐于接受水稻间作模式[37]ꎮ同时ꎬ加强水稻间作模式在不同土地㊁不同气候等条件下的标准化技术规程及其与不同生产模式结合的研究ꎬ进而集成为高效㊁多样㊁生态的水稻绿色生产技术标准体系ꎬ才能使水稻生产更标准㊁更高效㊁更绿色[38]ꎮ4.3㊀关于水稻间作与农艺农机技术综合集成应用研究水稻生产机械化是水稻生产的根本出路ꎬ我国的水稻机械化生产正走向全程机械化ꎮ水稻生产全程机械化主要以整地㊁种植㊁田间管理㊁收获㊁烘干㊁秸秆处理为重点作业环节ꎬ配置相应的机具进行生产ꎬ达到提高生产效率㊁节约生产成本㊁缓解用工难问题㊁减少农业面源污染等目的[39ꎬ40]ꎮ水稻间作模式的发展应与水稻生产全程机械化相结合ꎬ以较少的人力资源使用ꎬ使水稻间作生产更高效[41]ꎮ水稻间作的机械化生产发展需要以标准化生产技术规程为基础ꎬ根据种植要求㊁田间管理㊁收获方式等条件ꎬ制定相关的农艺与农机相结合的技术方案ꎬ以此研发配套的农机技术来达到同时节省人工成本和规范稻田间作生产的目的[42ꎬ43]ꎮ4.4㊀关于水稻间作修复土壤污染的关键技术与应用研究已有研究表明ꎬ水稻间作模式具有减少土壤重金属污染的作用ꎬ水稻根系对重金属的吸收是重金属进入籽粒的首要环节ꎬ而超积累植物对重金属的竞争能力比水稻强ꎬ使水稻根系对重金属的吸收减少ꎬ降低了水稻植株中的重金属含量[44ꎬ45]ꎮ因此ꎬ水稻与超积累植物间作修复重金属污染土壤ꎬ可以作为稻田间作关键技术的一个重要研究方向[46]ꎮ同时ꎬ有研究表明在施用生物炭等钝化材料的条件下ꎬ土壤pH升高ꎬ有效降低了土壤和水稻中的有效镉含量ꎬ因此在水稻间作模式中施用生物炭可能会进一步提高稻田间作修复重金属污染土壤的效率[47ꎬ48]ꎮ重金属超富集植物的后期处理是水稻间作模式中的技术难题ꎬ也需要开展研究来解决ꎬ进而集成修复重金属污染土壤的水稻间作模式体系与整体方案[49]ꎮ目前ꎬ有关水稻间作模式对土壤有机污染的修复研究还很少ꎬ今后需要进一步加强该方面的研究ꎮ4.5㊀关于水稻间作对稻田温室气体排放与碳汇功能影响研究在当今全球变暖的背景下ꎬ我国提出要在2030年和2060年分别实现碳达峰和碳中和目标ꎮ全球变暖的原因主要是温室气体增加产生的温室效应ꎬ最终使地球气温上升ꎮ温室气体中CH4和N2O对地球生态系统的能量流动与全球变暖有着重要影响ꎬ农业生产活动是CH4和N2O产生的重要来源之一ꎬ分别占全球人为排放总量的45%~50%和20%~70%[50]ꎮ有关研究表明ꎬ旱地作物间作(如玉米/大豆间作等)可以明显降低温室气体的排放[51ꎬ52]ꎬ但稻田水稻间作能否减排温室气体却少有研究ꎬ因此ꎬ有关稻田间作的碳源/汇功能及温室气体减排技术等方面有待开展进一步深入研究ꎮ参㊀考㊀文㊀献:[1]㊀吴媛媛.我国水稻生产现状及发展趋势[J].新农业ꎬ2018071山东农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第55卷㊀(7):27-28.[2]㊀向慧敏ꎬ章家恩ꎬ罗明珠ꎬ等.水稻与水芹间作栽培对水稻病虫草害和产量的影响[J].生态与农村环境学报ꎬ2013ꎬ29(1):58-63.[3]㊀宁川川.水稻和雍菜间作的生态效应及其促进水稻吸收硅的机理研究[D].广州:华南农业大学ꎬ2018. 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高中生物 第1章 生态工程 第2节 农业生态工程同步备课教学案 高二生物教学案
第2节农业生态工程[目标导读] 1.结合教材P8~9图文,列举我国农业生态工程的主要技术。
2.阅读教材P10~11内容,举例说明我国种植业生态工程。
3.分析教材P11~13的四幅图片,举例说明养殖业生态工程。
[重难点击] 1.我国农业生态工程的主要技术。
2.种植业生态工程。
3.养殖业生态工程。
金字塔农场是一种设想的未来农业发展模式(如图),由埃里克·埃林森教授和迪克森·戴斯波米尔教授联手设计。
在农田资源有限的地球,如何满足日益增长的人口对食物的需求是所有政府必须要面对和解决的问题。
金字塔农场正是一个富有创意的解决之道。
除了种植水果和蔬菜外,金字塔农场还装有一个加热和加压系统,能够将污水转换成水和碳,为机器和照明设备提供能量。
金字塔农场实质就是一个一个完整的生态系统,这个农场的设计需要遵循什么原理,还有,这样的金字塔农场有何优点,有没有值得改进的地方,就让我们通过本节课来一起了解吧!一、我国农业生态工程的主要技术由农业环境因素、生产者、消费者和分解者四大基本要素构成。
农业环境因素一般包括光能、水分、空气、土壤、营养元素和生物种群,以及人和人的生产活动等。
生产者指自养型生物,主要是绿色植物,包括各种农作物和人工林木等。
它们通过光合作用制造有机物,除供应本身的生长繁育外,还作为其他异养型生物的食物和能量来源。
消费者包括草食动物、肉食动物、杂食动物、寄生动物等,均为异养型生物。
分解者主要指依靠动植物残体生存、发育、繁殖的各种微生物,包括真菌、细菌和放线菌等。
它们能把生物的残体、尸体等复杂有机物最终分解成二氧化碳、水和其他无机养分,并释放能量。
南京古泉生态农场是生态农业的典范。
该农场将养猪、养鱼、沼气工程、养鸭、种植农作物、养蘑菇、种桑养蚕、种植果树等多个生产过程合理地有机结合起来,成为一种高效良性循环,生态效益达到了良性发展。
请就此生态农场的特点,分析下列问题:1.该生态农场充分体现了生态工程的哪些基本理论?答案物质循环再生理论、生物多样性理论和系统论。
高考地理真题(2022)及模拟题专题汇编解析—区域与区域发展
高考地理真题(2022)及模拟题专题汇编解析—区域与区域发展(2022年全国甲卷)近年来,吉林、河南两省相继提出实施“秸秆变肉”工程和“秸秆变肉换奶”计划。
一是重点推进秸秆饲料化进程(2021年吉林、河南秸秆产量分别为4000万吨和6550万吨);二是稳妥推进具有良好经济与生态意义的“粮改饲”工作,即在玉米产区规模化种植青贮玉米、甜高粱、苜蓿等饲料作物,以满足肉牛等发展需求。
据此完成下面小题。
4.(农业熟制、区域差异)导致吉林、河南两省年秸秆产量差异的主要因素是()A.年降水量B.作物结构C.耕地质量D.作物熟制5.(农业可持续发展)在玉米产区推广“粮改饲”的经济意义是()A.提高秸秆产量B.增加秸秆种类C.调整农牧结构D.推动种植技术进步6.(农业可持续发展)体现“粮改饲”生态意义的农事是()①作物轮作②土壤深翻③圈舍养殖④土地平整A.①③B.①④C.②③D.②④【答案】4.D 5.C 6.A【解析】4.由材料“2021年吉林、河南秸秆产量分别为4000万吨和6550万吨”可知,吉林秸秆产量小于河南。
吉林和河南均位于我国东部季风区,降水丰富,故年降水量不是导致两省秸秆差异原因,A错误。
两省均属于秦岭淮河以北地区,农业发展以旱作谷物为主,作物结构相差不大,B错误。
吉林有黑土分布,土壤肥力充足,条件更好,C错误。
吉林主要位于的温度带是寒温带、中温带,作物熟制是一年一熟;而河南地处暖温带和北亚热带地区,热量资源可满足作物一年两熟或喜温作物两年三熟的要求,导致河南比吉林秸秆产量更多,D正确。
故选D。
5.根据材料““粮改饲”工作,即在玉米产区规模化种植青贮玉米、甜高梁、苜蓿等饲料作物,以满足肉牛等发展需求。
”可知,“粮改饲”将单纯的粮仓变为“粮仓+奶罐+肉库”,调整了农牧结构,创造更多经济收益,C正确。
根据题意秸秆最终也是作为饲料发展畜牧业,与秸秆种类关系不大,B错误。
对于种植的青贮玉米、甜高梁、苜蓿等本身就是饲料作物,与秸秆产量联系不大,A错误。
中国北方农牧交错带植被恢复的水文气候效应
植被恢复是应对气候变化的重要手段之一,但其在农牧交错带的水文气候效应尚 不明确。
研究意义
通过研究植被恢复对农牧交错 带水文气候的影响,为该地区 应对气候变化提供科学依据。
有助于深入理解植被恢复对水 文气候的调控机制,为全球变 化研究提供重要参考。
02
植被恢复能够改变土壤温度和蒸腾作用,从而改变土壤水分的
分布。
提高土壤水分利用效率
03
植被恢复能够增加地表覆盖面积,降低土壤水分蒸发速度,从
而提高土壤水分利用效率。
04
植被恢复对气候的影响
植被恢复对气温的影响
总结词
植被恢复对气温具有显著影响。
详细描述
通过数据分析,研究发现植被恢复增加了地表反照率,从而影响了气温。在植被覆盖率较高的地区,地表反照 率较低,使得更多的太阳辐射被地表吸收,导致气温升高。反之,在植被覆盖率较低的地区,地表反照率较高 ,更多的太阳辐射被反射回大气中,导致气温降低。因此,植被恢复对气温具有显著影响。
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THANKS
研究意义
揭示植被恢复对水文气候的影响机制,为全球变化背景下生态恢复和农业可持续发展提供科学依据。
研究方法
调查取样
实验设计
在研究区域内选择典型样地,进行野外调查 和取样,收集不同植被类型的植物、土壤和 水文数据。
ห้องสมุดไป่ตู้
在实验室条件下,进行植物生长模拟实验, 分析不同植被类型对水文气候的影响机制。
数据处理
结果分析
植被恢复对湿度的影响
总结词
植被恢复对湿度具有显著影响。
详细描述
通过实验和数据分析,研究发现植被恢复增加了空气湿度。这是因为在植被覆盖率较高的地区,植物 通过蒸腾作用释放水分到大气中,增加了空气湿度。同时,植物的茂盛枝叶也阻碍了水分的蒸发,进 一步提高了空气湿度。因此,植被恢复对湿度具有显著影响。
02-间混套作相关概念讲义
小麦/西瓜
小麦/棉花
Wheat relay-intercropped by tomato and then by cabbage 来源:自然农法国际研究开发中心徐会连
套作与间作的判别标准
间套作本质区别:套作增加一季作物 增产机制和效果的本质差异: 间作主要利用作物间的形态差异从空间方面提高对耕地的利用效果,合理
间作效应
例如,在小麦/玉米‖大豆模式中,小麦、玉米、大豆 产量分别为5250、10500、1200kg/hm2,单作产量 分别为7500、13500、3000 kg/hm2,则:
土地当量比(LER)=
套作玉米产量 +套作小麦产量 单作玉米产量 单作小麦产量 间
作大豆产量 +
单作大豆产量
= 10500/13500 + 5250/7500 + 1200/3000 = 0.7778 + 0.7 + 0.4 = 1.8778
五、土地当量值(Land equivalent ratio)
土地当量值(LER)是指在同样管理水平下,单位面积内间混套
作下作物产量与相应作物单作产量比值之和表示。
n
LER yi y i1 ii
单位面积内间、混、 套作中第i个作物的 实际产量
单位面积上第i个作 物单作时的产量
LER> l,表示间混套作有利 LER> 1,幅度愈高,增产效益愈大 LER< 1,表示间混套作无利可图
间作可以提高耕地利用效率 套作主要利用共生作物生长发育的时间和形态差异,着重从时间维度方面
提高对耕地的利用程度,处理得当可以延长资源利用期(增收一季作物), 大幅度提高耕地生产力
资源节约型和环境友好型农业生产体系的基本内涵与特征研究上
资源节约型和环境友好型农业生产体系的基本内涵与特征研究(上)2012年08月06日10:05 来源:《农业现代化研究》2012年第3期作者:齐振彪齐济周慧字号打印纠错分享推荐浏览量 102 摘要:建立资源节约型和环境友好型农业是我国农业加快转变生产方式,实现农业可持续发展的需要。
本文分析了发展“两型农业”根源,通过与传统农业比较研究,系统分析了“两型农业”的科学内涵、本质特征和发展模式。
认为“两型农业”就是以转变农业生产方式为根本目的,以发展优质、高产、高效、生态、安全的现代农业为主要目标,以提高资源利用效率和保护生态环境为重点内容,依靠技术创新和政策创新为支撑动力,大力发展循环农业、生态农业、集约农业的循环经济农业形态,促进农业实现可持续发展的现代农业综合生产体系。
关键词:资源节约型农业,环境友好型农业,生产方式转变,循环经济,可持续发展基金项目:国家自然科学基金项目“基于循环经济的养猪业生态产业链共生模式与绩效研究”(编号:41171436);国家社科基金项目“基于生态链与产业链耦合的养猪业循环经济长效机制研究”(编号:08BJY068)。
农业作为国民经济的基础产业和战略产业,其生产方式的最大特点是自然再生产与经济再生产的有机统一,严重依赖自然资源和生态环境,同时,反过来又对自然资源和生态环境产生巨大影响。
目前我国农业生产仍然没有摆脱“高投入、高消耗、高污染、低效益”的粗放式发展模式,它带来农业增产的同时也带来了一系列的资源环境问题:大量化石资源消耗、土壤退化、环境污染、食品安全问题突出、灾害严重频发,这种粗放式农业生产方式正在对我国粮食安全和农业可持续发展构成巨大威胁,因而迫切需要寻找新的生产方式以转型发展。
为此,十七届三中全会明确提出要加快转变农业生产方式,到2020年要基本形成资源节约型、环境友好型农业生产体系(以下简称“两型农业”)。
加快转变经济发展方式是我国“十二·五”时期的发展主线,加快农业生产方式转变,建设“两型农业”是我国经济发展转型的重点和难点,也是薄弱点和短板。
农林牧复合生态工程
从表中可见,农林牧复合生态系统中产品输出大约有20%-55%为无效 输出,若这中无效输出留在农村,可以使其产生两种效果:一是“加环” 再转化,增大系统产出,提高系统的功能;二是直接返回土壤库,使系 统物质损失减少,实质上就是减少了系统外物质、能量的输入,从而减 少了系统能耗,降低产品成本,提高系统经济效益。 ②不合理的输出加大了运输消耗,从上表可以看出,农林牧复合生态 系统的无效输出带来的能赢、运输、搬运、劳力等方面的浪费是巨大的。 ③由于不合理的输出,造成了城市有机质的不正常“富集”,加大了 城市生态系统的污染和负荷。虽然有机质富集,对农田生态系统是有利 的,但对城市生态系统是却是有害的,也可以说,农林牧复合生态系统 的产品的不合理输出,实际上是“化利为害”,这对城市生态系统的平 衡是一种相当严重的干扰。
作物
桑叶 蚕 蚕沙 粉坊
秸草 驴 粪 泥塘
下脚料
粪 鸡 粪
鱼
土壤
粪
猪
农牧业复合生态工程模式图
②以加工业为主,发展农牧业模式:随着我国对工业生产结构的改 改与调整,中小型食品加工厂发展的很快,但是生成过程中的许多下脚 料却未能充分利用,甚至严重污染了当地的生态环境。在加工业的生产 基础上,增加种植业和养殖业环节,使得工厂农场化,变废为宝多级利 用,不失为一种好办法,不仅使在生产工业产品的同时获得了大量的农 副产品,而且解决了工厂废弃物的污染问题,节省了处理废弃物的费用。
设计: 林业的畜牧也生态工程主要适用于交错带的荒芜地、疏林地和灌 木林地。 (1)原则:林牧共生、多重利用、可持续发展。 (2)模式:林果牧型、农牧型、林牧型。 ①林果牧型 根据地形的中高低和空间的上中下等不同的生态位, 建立多层次的生产结构,实行等高种植采取山顶陡坡松柏,刺槐防 护林带;山腰缓坡杂果林带;山下沟边基本田,地边堰旁花椒、桑 树、花草以及乔灌草结合,配合各种拦蓄工程,达到土不下山和涵 养水源的目的。 ②农牧型 林区耕地不足,提高单产尤为重要。该类型强调以农 业兴牧、以牧促农促林,农林牧全面发展。增加农业投入,扩大高 产基本农田面积,促进退耕造林种草,在粮食、饲料、燃料等增加 的基础上。大力发展以牛、羊、兔、猪、禽等为主的畜牧业,改善 畜牧结构。畜牧业为农业发展提供有机肥,粮食增产,从而减少农 田面积,建立人工草场,加速畜牧业的发展。 ③ 林牧型 自然森林生态系统食物链网络最复杂,但其生物种群 几乎都是自然选择的野生自然种群。而人工生态系统的主要种群则 是人类定向选择形成的人工种群。常见模式有:林-昆-虫-鸡-貂;林畜-蚯蚓;林-鸭-鱼等(下图)
广西壮族自治区南宁市第三中学2024届高三12月月考历史试题
广西壮族自治区南宁市第三中学2024届高三12月月考历史试题1. 仰望星空,观象授时,在中国古代是极其重要的一件大事。
考古材料证明,距今约4700年的陶寺古观象台,由十三根夯土柱组成,形成了十二条宽窄不一的观测缝,第二条对应冬至,第七条对应春秋分,第十二条对应夏至。
这可以用于研究()A.早期国家的初步形成B.黄河流域的领先地位C.农耕文明的多元一体D.具备国家的初始形态2. 江淮以及苏杭地区,战国、西汉曾为瘴气重病区,但至隋唐时,瘴气已经完全销声匿迹。
秦汉时,人们认为“南方恶地,疾病流行,环境卑湿”;但在唐人观念中,江南地区已变成为令人向往的地区,白居易曾说“江南好”“能不忆江南?”。
导致这些变化的主要原因是()A.江南成为经济中心B.社会防疫经验丰富C.南方农耕区的拓展D.北方流民大量南迁3. 有学者据《晋书》《梁书》《陈书》《魏书》《北齐书》《周书》《南史》《北史》统计,魏晋南北朝时期人的名字,以孝为字者甚众,较带有明确宗教信仰的“之”“道”“灵"僧"等远为普遍。
该学者意在强调这一时期()A.三教合流趋势日益明显B.民族交融使社会思想趋于集中C.儒学开始成为官方哲学D.正统观念具有广泛社会影响力4. 唐代出身贫寒的科举官员,由于“来自田间,多由寒峻,其见识迂陋”,也不会逢迎阿谀,故对上司“作奸犯科,类不当行”之事,往往引经据典,加以阻拦;若由其经办处理,也能坚持律条,加以严惩。
材料反映科举制()A.客观上有利于政治清明B.提高了官员的道德品质C.拓宽了政治参与的途径D.加强对官员的思想控制5. 清代漠南蒙古地区的汇宗寺立有镌刻满、蒙、汉、藏四种文体的碑铭;避暑山庄丽正门上镶有汉、满、蒙、回、藏五种文字题写的匾额;清朝官修辞书——《五体清文鉴》,包括汉、满、蒙、藏、回五种文字对译分类。
这些现象表明,清代()A.继承了中国传统的华夷之辩观念B.推动中华民族多元一体的形成C.促进了中华优秀传统文化的发展D.推行满汉分治的二元治理模式6. 关于丁汝昌在黄海湾战中负伤的原因,史料有不同的记载(见下表所示)。
贵州省平坝区耕地土壤地球化学质量综合评价
量监控相结合的方法控制分析质量ꎬ内部样中基
础样所有元素测试合格率为 100%ꎬ元素重复分析
按三倍检出限内 RD≤30%ꎬ三倍检出限外 RD≤
降样 3 件ꎬ位于高峰镇小白岩村、乐平镇高院村及
25%统计质量ꎬ并对全部突变高点和突变低点进
月采 集ꎬ 大 气 干 湿 沉 降 物 采 样 器 为 顶 面 直 径 为
硼、锌( Zn) 、有效锌、钼( Mo) 、有效钼、铜( Cu) 、钴
氟( F) 21 个参数ꎬ以及土壤环境元素砷( As) 、镉
( Cd) 、 铬 ( Cr) 、 汞 ( Hg ) 、 铅 ( Pb ) 、 镍 ( Ni ) 和 铊
素的平均值作为背景值ꎮ
和背景值均低于中等土壤养分含量要求ꎬ其余 B、
酸性( pH5 0 - 6 5) 耕地面积 38 70 万亩ꎬ占全区
2 结果与讨论
耕地面积的 63 23%ꎻ强酸性( pH < 5 0) 耕地面积
2 54 万亩ꎬ占全区耕地面积的 4 15%ꎮ
一般以石灰岩、白云岩等较纯碳酸盐岩类为
2 1 土壤地球化学环境
平坝区耕地土壤以酸性为主ꎬ强碱性( pH≥
格率均大于 90%ꎬ各批次各元素相关系数均大于
十字乡四甲村ꎬ于 2017 年 11 月布设ꎬ2018 年 11
43 cmꎬ底面直径为 35 cmꎬ高为 48 cm 的塑料桶ꎻ
以及灌溉水样品 16 件ꎮ
行重新取样分析ꎮ 外部控制样中各批次各元素合
0 91ꎻ双样本方差检验( F 检验) 各批次均小于临
界值ꎮ
图 1 采样点位图
Fig 1 Sampling position
1—平坝乡镇名称ꎻ2—灌溉水采样点ꎻ3—剖面采样点ꎻ4—大气沉降采样点ꎻ5—表层土壤采样点ꎻ6—平坝区县界ꎻ7—平坝区乡镇界线
第四章 间套作
第五章
间
套
作
2.间混套作组成的作ຫໍສະໝຸດ 群体是人工复合群体 摹拟自然群落的分层性和演替性。
合理选择作物种类,运用田间管理技术,能
动的发挥种间的互补作用,削弱、抑制种间和种
内的竞争。体现为互补为主,竞争为辅。充分利
用土地资源,提高土地利用率。
耕作学
第五章
间
套
作
3.A、B两种作物间混套作总产量与单产A+B总产量比较: (看见混套作是否合理可行) (1)A多增,B少减,大于A+B单作,多采取推广; (2)A增产,B增产;大于A+B单作,最理想,但难以实现; (3)A少增B多减,小于A+B单作,间混套不成功; (4)A减B减,小于A+B单作,间混套不成功。
耕作学
第五章
间
套
作
2. 优点 (1)不仅能阶段性的充分利用空间,更重要的是能 延长后作物对生长季的利用。 (2)在一年两熟不足,但一熟有余的地方可通过套 作实现一年两熟。 (3)间(混)作主要是集约利用空间,套作主要是 集约利用时间(季节)。
耕作学
第五章
间
套
作
(五)立体种植multistory cropping
耕作学
第四章
间套作
耕作学
第五章
间
套
作
第一节
间套作的意义与发展 一﹑概念
(一)单作sole cropping 指在同一块土地上(田、土)种植一种作物的 种植方式。又称为纯种、清种、净种或平作。
耕作学
第五章
间
套
作
1.特点: (1)单作只有一种作物,群体结构单一。 (2)全田作物对环境条件的反应总体一致。 (3)整个生育过程中,群体只存在种内竞争关系。 2.优点: (1)便于田间统一种植、管理 (2)便于机械化作业 (3)劳动生产率高 如种收、施肥、中耕除草、病虫害防等。
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赵沛义 2,妥德宝 2,潘学标 1
(1. 中国农业大学资源与环境学院农业气象系农业部武川农业环境科学观测实验站, 北京 100193; 2. 内蒙古农牧业科学 院植物营养与分析研究所,呼和浩特 010031; 3. 瓦格宁根大学作物系统与分析中心,瓦格宁根,荷兰 6807PB)
摘 要:农牧交错带不同带状间套作不但是一种高产高效的生产技术,而且还是一种冬春季节防风固沙的生态保 护措施。研究间套作对作物干物质积累过程和产量的影响,对于合理利用间套作技术提高土地生产力和改善生态 环境有重要意义。该研究从 2009 年到 2011 年在内蒙古武川县进行大田试验,通过地上部干物质质量随大于 0℃ 有效积温增长的指数线性(expolinear)关系对不同作物间作和单作的地上部干物质增长动态进行拟合,量化了间 作模式下作物的生长速率的变化和生长与发育延缓的程度。采用土地当量比(land equivalent ratio,LER)研究了 农牧交错带几种典型间作模式的土地生产力。 结果表明: 向日葵/马铃薯、 莜麦/马铃薯和莜麦/豆类大带宽 (2 m:2 m 带宽)间作具有显著的产量优势,基于经济产量的土地当量比 LER 分别为 1.12、1.09 和 1.05,说明间作能提高土 地生产力 5%~12%。窄带宽模式(1 m:1 m 带宽)间作优势小于大带宽模式,而且年际间的变幅较大。间作显著 提高了向日葵收获指数,对其他作物收获指数的影响不显著。间作中高秆作物如莜麦在莜麦和豆类的间作中具有 ;但相对生长速率 rm 和单作的差异不显 显著的边行优势。间作和单作相比,显著降低了作物最大生长速率(cm) 著;在间作中,矮秆作物(马铃薯和箭舌豌豆)的生长进程都有不同程度的延缓,到达冠层最大盖度时所需的有 效积温比单作多 117~387 ℃·d,考虑到试验区作物生长季内的日平均温度为 15℃左右,这 2 种间作作物的生长延 缓了约 8~26d。总体来讲,农牧交错带的这几种典型带状间作种植模式都具有一定的间作产量优势和更高的经济 效益,特别是大带宽间作模式,间作优势较为明显,而且还能降低农业生产的气候和市场风险。 关键词:土地利用,作物,土壤,带状间作,迟发,土地当量比(LER) ,生物篱,风障 doi:10.3969/j.issn.1002-6819.2013.06.017 中图分类号:S16 文献标志码:A 文章编号:1002-6819(2013)-06-0129-13 苟 芳,张立祯,董宛麟,等. 农牧交错带不同间套作模式的土地生产力[J]. 农业工程学报,2013,29(6): 129-141. Gou Fang, Zhang Lizhen, Dong Wanlin, et al. Productivity of strip intercropping systems in agro-pastoral ecotone[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2013, 29(6): 129-141. (in Chinese with English abstract)
第 29 卷 2013 年
第6期 3月
农 业 工 程 学 报 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering
Vol.29 No.6 Mar. 2013
129
农牧交错带不同间套作模式的土地生产力
苟 芳 1,3,张立祯 1 ,董宛麟 1,于 洋 1,3,邸万通 1,
收稿日期:2012-10-05 修订日期:2013-03-06
基金项目:国家 973 计划课题(2011CB100405) ;国家支撑计划项目 (2012BAD09B02) ;国家 973 课题(2012CB956204) 。 作者简介:苟芳,Wageningen 大学博士生。研究方向为间套作种植的 产量差。 北京 中国农业大学资源与环境学院农业气象系农业部武川农 业环境科学观测实验站,100193。Email:fang.gou@wur.nl ※通信作者:张立祯,副教授。研究方向为作物间套作种植。北京 中 国农业大学资源与环境学院农业气象系农业部武川农业环境科学观测 实验站,100193。Tel:010-62731423;Email:zhanglizhen@
0
引
言
农牧交错带是农业和畜牧业交汇和过渡的地 带,在该生态区域内,存在着较严重的水土流失和 内蒙古阴山北麓是典型的 草地退化等生态问题[1-4]。 农牧交错带和严重风蚀沙化区,该地区气候冷凉, 日照充足,昼夜温差大,风蚀沙化严重,农业的可 持续发展有待提高[5]。因此,在该地区开展资源高 效和环境友好型种植模式研究,对优化作物布局和
注:RD1 和 RD2 分别为第 1 种和第 2 种间套作物的行间距;WB 为 2 种间套作物相邻边行之间的距离。 Note. RD1 and RD2 indicates the row distance between two adjacent rows for crop1 and crop2 in the intercrops, respectively. WB indicates the distance between adjacent border rows of two intercropped crops.
Tห้องสมุดไป่ตู้ble 1
种植模式(作物 1/作物 2) Cropping system (crop1/crop2) 配置方式 Arrangement 行数 Row number 行距 RD Row distance/m 作物 1 Crop1 作物 2Crop2 作物 1Crop1 作物 2Crop2
为寸豆。图 1 为种植模式的示意图,以莜麦和箭舌 豌豆小带宽间作(图 1a,1 m:1 m,5N5B)和马铃 薯和向日葵大带宽间作(图 1b,2 m:2 m,4S4P) 为例。RD1 为高杆作物的行距,WB 为 2 种间作作 物相邻边行间的距离,RD2 为矮秆作物的行距。其 他所有种植模式的配置参数见表 1。
表 1 不同间作模式的株行配置参数 Experimental design and parameters for testing cropping systems
向日葵/马铃薯 Sunflower/potato 2S2P 2 2 0.5 0.5 0.5 2 4S4P 4 4 0.5 0.5 0.5 4 莜麦/马铃薯 Oats/potato 5N2P 5 2 0.2 0.5 0.35 2 10N4P 10 4 0.2 0.5 0.35 4 莜麦/豆类 Oats/beans 5N5B 5 5 0.2 0.2 0.2 2 10N10B 10 10 0.2 0.2 0.2 4 马铃薯 单作 Sole potato P 0.5 向日葵 单作 Sole sunflower S 0.5 莜麦 单作 Sole oats N 0.2 豆类 单作 Sole beans B 0.2 -
两间作作物相邻边行间的距离 WB Distance between adjacent strips/m 总带宽 Width/m
株距密度 P 2.5 2.5 32 32 32 32 2.5 32 作物 1Crop1 Plant distance -1 2.5 2.5 2.5 2.5 30 30 2.5 30 作物 2Crop2 Density/(plant·m ) 行长密度(RLD) 1 1 2.5 2.5 2.5 2.5 2 5 作物 1Crop1 Row length -1 1 1 1 1 2.5 2.5 2 5 作物 2Crop2 Density/(row·m ) 注:作物 1 表示配置中的前一种高秆作物,作物 2 表示配置中的后一种矮秆作物;配置方式中,字母表示某种作物,如 S 表示向日葵,P 表示马铃 薯,N 表示莜麦,B 表示箭舌豌豆或蚕豆。数字表示该作物在模式中的行数,如 2S2P 表示 2 行向日葵和 2 行马铃薯间作种植。 Note. Crop1 indicates the tall crop and crop2 indicates the short crop in the intercropping systems; the capital letter means different crops in the intercrops, e.g. S sunflower, P potato, N oats, B common vetch or faba bean. The number indicates the number of rows for each intercropped crops in the system, e.g. 2S2P is 2 rows sunflower intercropped with 2 rows potato.
Fig.1
图 1 2 种不同作物和带宽间作的田间种植模式示意图 Intercropping sketches for two example crops and row arrangements at the fields
第6期
苟
芳等:农牧交错带不同间套作模式的土地生产力
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供试作物马铃薯(Solanum tuberosum)在 2009 年和 2010 年为克新 1 号,2011 年为紫花白;向日 葵(Helianthus annuus)在 2009 年和 2010 年为科 阳 7 号,2011 年为 T33;莜麦(Avena nuda)为草 莜 1 号;豆类在 2009 和 2010 年为箭舌豌豆(Vicia sativa L.) ,2011 年为蚕豆(Vicia faba L.) ,品种名
区域农业可持续发展具有重要意义。 间套种植是指在同一片土地上同时种植 2 种 或 2 种以上的作物 [6],可提高资源利用,降低气 候和市场风险,适应农业生产的现实需要 [7-8]。农 牧交错 带带 状间作 和冬 季留茬 耕作 模式具 有集 水、保墒等良好的生态效应,可以有效地控制农 田风蚀沙化 [9-14]。很多的研究表明,间套作种植具 有明显的产量优势,能提高农田光、水分和养分资 源的利用,并更能适应干旱频发的气候[15-19]。如小 麦/玉米、小麦/大豆和小麦/蚕豆间作种植具有明显 的产量优势,基于产量的土地当量比(LER)分别 达到 1.58、1.26 和 1.34,边行优势对小麦/玉米间作 中小麦增产的贡献达 2/3[20]。但是,对农牧交错带 以生态效应为主的间套作模式的产量、资源利用效 率和增产机理等问题研究较少,因此开展不同间套 作种植模式的作物干物质和产量的研究,对当地优