立体农业

第一章立体农业的概述第一节立体农业的定义一、立体农业=立体种植=复种、间种、套种定义：利用农作物在生育过程中的时间差和空间差，进行合理组装，科学配套，形成各种类型的多功能，多层次，多途径的高产生产系统。

1复种：指在一块地一年内种植收获两季或两季以上作物的种植方式。

意义：a充分利用光能b均衡利用土壤养分c改善土壤的理化性质。

2间种：在同一田块上同一生长期内进行的几种作物相间种植的方式。

意义：a充分利用光能b可以抑制病虫害的发生。

3：套种：在前一茬作物即将收获之前就将后一作物种入其行间、株间的种植方式。

意义：a提高种植复数b充分利用时间和空间，提高光能利用率c避开灾害性气候d有效调节双抢季节劳力过分紧张的矛盾。

二、立体农业：利用植物、动物和微生物对外界环境条件要求不同空间差、时间差和生物差特点，在一定地域（或水域）或一定区域内建立起来的多种作物共处，多层次配置，多级质能循环利用的新型农业生产结构。

三、立体农业=集约农业：在一定的区域（或水域）内，充分利用时间、空间、光、热、水等条件，建立多层次配置，多物种共处的一种立体种植，立体养殖或立体种养相结合的高产、高效、集约的农业生产形式。

四、立体农业=开发农业=农业综合开发主要内容：种植业、养殖业、加工业一体化，产、供、销一条龙，实现农业发展的经济效益，生态效益和社会效益的统一。

第二节立体农业的效益一、经济效益增加单位面积上获得各种农产品的总产量，同时也部分降低了生产成本。

如麦/棉，大麦/凤尾菇二、生态效益增加了生物多样性，促进了生态系统的平衡，提高了农业的生态效益；改良了农田小气候，提高了光能利用率，增强了生物的抗逆性。

如云南的橡胶/肉桂/茶树/砂仁三、社会效益吸收了社会的剩余劳动力，给市场提供了丰富的农副产品，有利于社会的稳定繁荣。

第二章立体农业的基本原理第一节立体农业的结构1、物种的结构指立体农业模式内农业生物种类的组成，数量及其相互关系。

植物——初级生产者——作物产品动物——次级生产者——畜产品微生物——分解者——食用菌理想的结构是最大限度地利用自然资源和社会资源，达到最高的生产效率和最佳的经济效益。

2、空间结构指各物种的空间分布（包括地上、地下、水域）要求：增加种植空间厚度、覆盖率、减小叶角，从而提高光能利用率。

3、时间结构指各种物种在时序（季节）上的不同安排考虑条件：自然条件，生产条件，生产发育规律，市场需求4、食物链结构指生物与生物之间的食物营养的关系，彼此联结起来的一种链环依存关系。

5、技术结构指立体农业模式中的技术结合重点研究物质、能量投入的内容、时间、用量和方法，以及通过外加的技术协调模式和内部种、养、加的关系等。

第二节立体农业的符合尺度一、土地当量比（LER）：指立体农业中不同作物的单位面积产量与相应单作的单位面积产量的相对比值之和（LER=R1/M1+R2/M2+……）二、收益当量比（RVT）:立体种植产生的产值与两个单作中产值最高的一种作物的比较值（RVT=(p1+ap2）/am1)三、间作置换值（RVI）: RVI=(p1+ap2）/(am1-C)第三节立体农业的生态学原理一、整体效益原理：整体功能大于个体功能之和的原理二、生态位原理：群落内的各种生物通过复杂的关系有机的结合在一起，每一种生物都处在一个对它来说最合适的位置上，这个位置称为生态位。

1、基础生态位：一个物种在理论上所能生存占据的最大资源空间2、实际生态位：当物种存在竞争或者捕食关系时，物种生存和利用条件没有基础生态位那么大，只能占据基础生态位的一部分的情况三、食物链原理：立体农业中立体农业中食物链较短，物质和能量的利用率较低。

四、物质循环与再生原理：整体的自然生态系统自我调节能力很强，物质循环和再生能力很强。

例如：可以充分利用系统中的废弃物五、生物种群的相生相克原理：通过物种结构、时间结构来调节生物种群，以达到充分利用资源、提高经济效益、生态效益和社会效益的目的六、生物与环境协调进化原理第四节立体农业的种群竞争生产原理一、定义：自然界中，尽管有些物种对环境资源的利用相似，但由于存在物种间的生态位分异现象，对资源需求各有其特殊性，竞争较弱，两者之间可以长期共存二、竞争生产原理的增益机制（一）、光环境的共利机制单一群体最适宜密度情况下，光也有一部分通过透射、散射、反射漏光而成为无用光。

只有一部分被叶片吸收，且被吸收的也只有部分用来进行光合作用合成有机物。

光能利用率=光截获率x光转化率即lue=pn/lo(pn为净光合产物；lo为总的入射光)增加第二作物后：光截获率增加，转化率增强，所以净光合同化率增加（二）、土壤环境共同机制单一群体：1、吸收养分比例不同；2、根系分布层不同；3、不同养分在土壤中的移动性不同立体农业中，通过作物间套作实现土壤环境共同机制第五节、立体农业中的化感作用一、定义化感作用：一种植物释放某种化学物质，对另一种植物的萌芽，生长发育产生直接或间接的作用二、化感物质（1）水溶性有机酸、直链醇、脂肪族醛和酮（2）简单的不饱和内酯（3）长链脂肪酸和多炔（4）鲲类（5）简单的酚、苯甲酸及其衍生物（6）肉桂酸及其衍生物（7）类黄酮（8）单宁（类菇）和甾类的化合物（9）氨基酸和多肽（10）生物碱和氰醇（11）硫化物和芥子油苷（12）嘌呤和核苷三、化感作用的植物（一）相互抑制的植物（1）木本植物：胡桃、刺槐、柳树、苹果树、桃树、桉树、女贞、皂类、蔷薇、柏树、松鼠、榆树、油桐等。

1、柏树与梨、苹果、海棠、葡萄、不能共生。

2、松鼠与梨树不能相伴（否则梨树的叶子、果实会产生黄斑）。

3、榆树对葡萄有很强的抑制作用（榆树使柑桔天牛发生严重）。

4、油桐和泡桐会使苹果紫纹羽病加重。

5、刺槐严重抑制苹果、梨、李等多种果树的生长。

6、核桃叶和根系分泌的胡桃醌，经雨淋进入土壤后毒性很大，危害松树，苹果，西红柿等植物。

（榆树—枣树松树—云杉白蜡树—栎树白桦—松树）相克（2）花卉植物丁香—铃兰香薄荷、月季—其香味对其他花卉有抑制作用丁香—水仙丁香—紫罗兰—郁金香—勿忘我玫瑰—木槿草夹竹桃叶和根、皮分泌夹竹桃和胡桃醌绣球花—茉莉大丽花—月季玫瑰—丁香水仙—铃兰（3）蔬菜植物番茄—黄瓜、萝卜、生菜、白色、甘蓝芹菜—莴苣（种子有抑制发芽的作用）（4）大田作物小麦、高粱、向日葵、水稻、燕麦、稞麦、甘蔗、芝麻、烟草、黄豆、花生、玉米——作物本身有自毒作用，故不能连作。

（5）中草药根类药材：人参、三七、地黄、丹参、贝母、桔梗—作物本身有自毒作用。

（二）相互促进的植物（可共生）马铃薯—豌豆、菜豆烟草—玉米洋葱—甜菜葡萄—紫罗兰白菜—甜玉米百合—玫瑰（插花时延长花期）山茶花、茶梅、红梅油菜—减少霉病朱顶红—夜来香山茶—葱兰石榴花—太阳花举绣球—月季松树—杨树四、化感作用的方式直接作用：直接影响间接作用：借助于其他物质而起作用化感物质释放的途径：根系分泌、残体微生物分解、茎叶挥发、雨水或露水淋洗五、影响化感物质产生释放及其作用的因素1、遗传因素（不同作物）2、环境因素：胁迫：干旱、淹水3、微生物六、植物化感效应的应用1、生物防治：（1）杂草（如提取桉树脑制成除草剂）（2）有益的植物组合（如豆科与玉米间套作）（3）减少化感效应造成的损失（4）河道清理（5）藻类生物的控制（如水葫芦）第六节立体农业的增产原理一、提高农业资源的利用率。

1、土地资源（空间）2、光能3、水资源（利用深浅根分布的间套种）4、营养二、提高物质能量的转化效率。

如：多物种，高转化效率、链加环三、充分利用生物学的互补效益间套种：高矮、阳生与阴生、深根与浅根第三章立体农业模式一、稻田立体模式1、形式（充分利用水、茬口、田埂、土地、光资源）稻——鱼——鸭——灯稻——鱼——鸭——萍稻——鱼——萍——大豆/果树（田埂）第一层次：田埂，如瓜，果，豆等第二层次：水稻第三层次：萍（水面或地面）第四层次：鱼（水体）2、稻田立体模式的结构分析①物种结构初级生产：稻为主体；萍、藕、瓜、豆、果等；地上、地下初级生产者：鱼、鸭、娃、蟹分解者：食用菌、微生物②空间结构五个层次，包括1、中的四个层次，第五层次：莲藕③时间结构不同茬口④食物链结构第一生产者：水稻、莲藕、浮萍、瓜果等第二生产者：鱼、鸭、蛙、蟹等第三生产者：食用菌等⑤技术结构第一生产者的高产栽培技术；第二生产者的高产养殖技术，农产品加工营销技术。

二、蔗田立体模式1、形式：行间、株间下种——封行→光资源、土地资源、人力资源砍收——封行（利用方式：实行间套种，如大豆、花生、西瓜、蔬菜→封行前食用菌→封行后）3、蔗田（旱地）立体模式的结构分析①物种结构初级生产者（甘蔗）、次级生产者（如禽畜——鸭、牛、鹅）、分解者（食用菌、微生物）②空间结构第一层次——甘蔗、第二层次——瓜果、蔬菜等、第三层次——鸡、鹅、牛③时间结构砍收——下种——封行④食物链结构第一生产者：甘蔗、间套种作物次级生产者：鸡、牛、鹅分解者：食用菌⑤技术结构第一生产者的高产栽培技术，第二生产者的高产养殖技术，农产品加工养殖技术三、果园立体模式四、综合型立体农业模式（生态农场）特点：①因地制宜②综合性的（产中、产前、产后）③稳定性如：马亚农场——农业、林业、养殖业（猪、牛、鸭、鱼等）。