作物栽培學(xué)2種植制度1課件

1、作物栽培學(xué)總論湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院第六章 耕作制度的基本原理與技術(shù) 第一節(jié) 耕作制度的基本原理 耕作制度的內(nèi)涵 、建立合理耕作制度的原理、我國(guó)耕作制度發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)第二節(jié) 種植制度 作物布局 、復(fù)種 上次課教學(xué)內(nèi)容54第六章 耕作制度的基本原理與技術(shù) 第二節(jié) 種植制度 間套作本次課教學(xué)內(nèi)容53本次課教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)間套作的概念、意義間套作的效益原理難點(diǎn)間套作的效益原理52三、間套作51 間套作的意義與發(fā)展動(dòng)向1、有關(guān)概念單作（sole cropping）：在同一田地上，一個(gè)完整的作物生長(zhǎng)季節(jié)內(nèi)只種植1種作物。純種、清種、凈種。間作（inter-cropping）：兩種或兩種以上生育季節(jié)相近的作

2、物在同一田塊上同時(shí)或同一季節(jié)成行間隔種植。玉米/大豆混作（mixed cropping）：兩種或兩種以上生育季節(jié)相近的作物在同一田塊上同時(shí)混合種植。紫云英滿園花50套作（relay cropping）：在前作物生育后期于其株行間播栽后作物。油菜/棉花。間套作的差別在于共生期長(zhǎng)短不同。立體種植（multistorey cropping）：在同一農(nóng)田上，兩種或兩種以上的作物（包括木本）從平面、時(shí)間上多層次利用空間的種植方式。是間混套作的總稱。立體種養(yǎng)（multistorey cropping and raising）：在同一田塊上，作物與食用微生物、農(nóng)業(yè)動(dòng)物或魚類分層利用空間進(jìn)行種植和養(yǎng)殖的結(jié)構(gòu)；

3、或在同一水體內(nèi)，水生植物與魚類、貝類相間混養(yǎng)、分層混養(yǎng)的結(jié)構(gòu)。492、意義 增產(chǎn)：充分利用了自然資源（太陽(yáng)能、土壤養(yǎng)分、水分）和社會(huì)資源（勞力、科技密集），顯著提高單位面積生產(chǎn)力。48土地當(dāng)量比（land equivalent ratio, LER）：國(guó)際上通用的一個(gè)指標(biāo)，用來反映間混套作的土地利用率LER：為了獲得與間混套作中各個(gè)作物同等的產(chǎn)量，所需各種作物單作面積之比的總和，亦即等于間混套作中各作物的產(chǎn)量分別與其同面積單作產(chǎn)量之比的總和：LERYi/Yj，其中Yi為單位面積內(nèi)間混套作中各作物的實(shí)際產(chǎn)量；Yj為各作物在同面積下單作的產(chǎn)量47例如玉米/大豆中，玉米和大豆的產(chǎn)量分別為300和90

4、kg/667m2，單作下分別為400和150 kg/667m2，此間作模式是否增產(chǎn)？LER300/40090/1501.35LER1，表示增產(chǎn)。46 增收：利用和發(fā)揮作物間的互利關(guān)系，提高產(chǎn)投比；納入高效益的經(jīng)濟(jì)作物，增收更明顯。 穩(wěn)產(chǎn)保收：利用復(fù)合群體內(nèi)不同作物的生態(tài)適應(yīng)性不同，增強(qiáng)抗逆能力。 協(xié)調(diào)作物爭(zhēng)地矛盾：如綠肥套作；棉花套作。 協(xié)調(diào)勞力矛盾：可以調(diào)劑勞畜力，錯(cuò)開勞力高峰。453、發(fā)展面積擴(kuò)大，分布廣泛南北方、旱地水田均有分布。類型方式多種多樣，逐步向規(guī)范化發(fā)展大田作物間套作、糧菜間套作、糧飼間套作、林果地間套作、立體種養(yǎng)結(jié)合等。集約種植水平提高多物種多層次程度加強(qiáng)科技含量增加：設(shè)施栽

5、培、化學(xué)調(diào)控、種苗脫毒等。44 間套作效益原理1、空間上的互補(bǔ)與競(jìng)爭(zhēng)：主要表現(xiàn)在光與CO2等方面作物群體內(nèi)光分布的基本規(guī)律據(jù)日本人門司和佐伯研究，太陽(yáng)輻射通過植物群體時(shí)，其強(qiáng)度逐層削減，基本上遵守Beer-lambert定律。以群體消光系數(shù)表示：I=I0e-kL其中，I為L(zhǎng)層葉的水平光強(qiáng)；I0為群體頂部所接受的光強(qiáng)；K為消光系數(shù)；L為群體自上而下的累積葉面積指數(shù)；e為自然對(duì)數(shù)的底數(shù)43此公式說明，太陽(yáng)輻射進(jìn)入作物群體后，其強(qiáng)度呈指數(shù)函數(shù)遞減。即葉的層數(shù)按算術(shù)級(jí)數(shù)增加，光的透過率按幾何級(jí)數(shù)減少。一般作物群體的K值在0.7左右，透光率T=e-k約0.5，即每通過葉面積指數(shù)1，光強(qiáng)約減少一半。42為

6、了使太陽(yáng)光在群體內(nèi)合理分布，人們正在研究理想的群體結(jié)構(gòu)。理想的群體結(jié)構(gòu)：適宜的LAI，密植下的葉傾斜狀況是上直下平，呈傘狀結(jié)構(gòu)，群體內(nèi)光分布上下均勻，經(jīng)過葉群結(jié)構(gòu)的調(diào)整使強(qiáng)光變?yōu)橹械裙?，等。間混套作有利于實(shí)現(xiàn)理想的群體結(jié)構(gòu)。41合理的間混套作在空間上配置的共性是將空間生態(tài)位不同的作物進(jìn)行組合。使其在形態(tài)上一高一矮，或兼有葉型上的一圓一尖，葉角的一直一平，生理上的一陰一陽(yáng)，最大葉面積出現(xiàn)時(shí)間上的一早一遲等。利用這些生物學(xué)特性差異，使其從各方面適應(yīng)其空間分配的不均一性，則可在苗期擴(kuò)大全田的光合面積，減少漏光損失；在生長(zhǎng)旺盛期，增加葉片層次，減少光飽和浪費(fèi)；生長(zhǎng)后期提高葉面積指數(shù)，在整個(gè)生育期內(nèi)實(shí)現(xiàn)

7、密植效應(yīng)。40密植效應(yīng)：是指間混套作復(fù)合群體的混合密度大于單作所起到的增產(chǎn)增值效應(yīng)。間套作能實(shí)現(xiàn)密植效應(yīng)，而又不出現(xiàn)過密的弊害，主要原因39 透光，能充分經(jīng)濟(jì)地利用光能高矮作物間套作，群體結(jié)構(gòu)高矮交錯(cuò)，相當(dāng)于單一作物種植時(shí)的傘狀結(jié)構(gòu)，改單一作物群體的平面受光為分層用光高矮作物間套作，高稈作物除了能獲取直射光外，還增加了側(cè)面受光，增加中下部葉片的受光面積，改單作的平面用光為立體用光；高矮作物間套作，光線由射到平面上，改為射到側(cè)面，使受光面積由小變大，由強(qiáng)光變?yōu)橹械裙猓蔡岣吡藢?duì)光的經(jīng)濟(jì)利用；采用喜光作物與耐陰作物合理搭配，還可在采光上起到異質(zhì)互補(bǔ)作用，充分用光。38 通風(fēng)，能改善二氧化碳的供應(yīng)目

8、前大氣中二氧化碳濃度約0.04%，遠(yuǎn)低于大多數(shù)作物的飽和點(diǎn)，因此，提高二氧化碳濃度可提高光合速率。在同樣的二氧化碳濃度下，加速葉面空氣流速，也能提高光合強(qiáng)度。采用高矮作物間套作，矮稈作物行或帶成了高稈作物通風(fēng)透光的走廊，有利于空氣的流通，加速二氧化碳的交流。37必須指出的是，復(fù)合群體內(nèi)也存在光的競(jìng)爭(zhēng)。高位作物所獲得的立體受光優(yōu)勢(shì)往往是建立在矮稈作物受光劣勢(shì)基礎(chǔ)上的。爭(zhēng)光的后果：低位作物受光面積減少，受光時(shí)間縮短，光合效率下降，產(chǎn)量降低。36高位作物株型松散、葉角大、矮位作物行數(shù)少、高矮作物高度差大，矮位作物受遮蔭嚴(yán)重。遮蔭還影響群體內(nèi)的光質(zhì)分布，頂部接受的是完全光譜，越接近底部紅外部分的比例越

9、大，所以，遮蔭易使作物莖稈細(xì)長(zhǎng)。要發(fā)揮復(fù)合群體密植的互補(bǔ)關(guān)系，抑制其爭(zhēng)光的矛盾，需要從作物種類、品種選擇、田間結(jié)構(gòu)的配置等多方面考慮。352、時(shí)間上的競(jìng)爭(zhēng)與互補(bǔ)復(fù)合群體在時(shí)間上的互補(bǔ)，表現(xiàn)為時(shí)間效應(yīng)，即根據(jù)時(shí)間的延續(xù)性，正確處理前后茬作物之間的盛衰關(guān)系，因延長(zhǎng)光合時(shí)間所起的增產(chǎn)效應(yīng)。343、地下養(yǎng)分水分的互補(bǔ)與競(jìng)爭(zhēng)表現(xiàn)為營(yíng)養(yǎng)異質(zhì)效應(yīng)，即利用作物營(yíng)養(yǎng)特性的差異，正確組配作物所起的增產(chǎn)增收作用。作物的營(yíng)養(yǎng)生態(tài)位不同，利用其營(yíng)養(yǎng)生態(tài)位的異質(zhì)性，可全面、均衡利用地力，提高產(chǎn)量。33營(yíng)養(yǎng)生態(tài)位不同的表現(xiàn)不同作物根系不同，有深有淺，有疏有密，分布的范圍也不同；不同作物養(yǎng)分需要類型不同，如禾谷類需氮多，豆類

10、可固氮；不同作物利用土壤中難溶性養(yǎng)分的能力不同，禾谷類只能利用土壤中易溶性的磷和鉀，而豆科、十字花科作物利用難溶性磷、鉀能力強(qiáng)；不同作物根系分布的時(shí)間差也有助于養(yǎng)分的互補(bǔ)。32間混套作時(shí)，水肥競(jìng)爭(zhēng)是不可避免的，可加強(qiáng)水肥管理，掌握合理的種植密度，確定作物適宜間距，合理地確定套作時(shí)間，都有利于發(fā)揮營(yíng)養(yǎng)異質(zhì)效應(yīng)，緩和水分競(jìng)爭(zhēng)。314、生物間的互補(bǔ)與競(jìng)爭(zhēng) 邊行的相互影響邊行優(yōu)勢(shì)與邊行劣勢(shì)間套作時(shí)，作物高矮搭配，或存在空帶，作物邊行的生態(tài)條件不同于內(nèi)行，由此而表現(xiàn)出來的特有產(chǎn)量效應(yīng)稱為邊際效應(yīng)。高位作物通風(fēng)透光條件好，根系競(jìng)爭(zhēng)能力強(qiáng)，吸收范圍大，生育狀況和產(chǎn)量?jī)?yōu)于內(nèi)行，表現(xiàn)為邊行優(yōu)勢(shì)或正邊際效應(yīng)。矮稈

11、作物表現(xiàn)為邊際劣勢(shì)。3029邊行優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)的大小因作物種類和品種而異 病蟲害和抗災(zāi)的相互影響補(bǔ)償效應(yīng)或致害效應(yīng)復(fù)合群體由于多物種共處，能減輕病蟲草害和旱澇風(fēng)等自然災(zāi)害的效應(yīng)稱為補(bǔ)償效應(yīng)。復(fù)合群體改變了作物單作時(shí)的田間小氣候狀況，直接影響到病蟲害發(fā)生環(huán)境，可減輕生態(tài)可塑性較小的病蟲害；復(fù)合群體作物種類增多，可因害蟲天敵的增多而減輕蟲害；如麥棉套作田，瓢蟲和食蚜牤等天敵增加，棉蚜發(fā)生較輕。復(fù)合群體中，因有其它作物隔離，減少接觸傳染，也可抑制某些病蟲害。如間套作煙田，煙草花葉病毒發(fā)生較輕。28復(fù)合群體由于多物種共處，導(dǎo)致病蟲害加劇的效應(yīng)為致害效應(yīng)。田間生態(tài)環(huán)境改變，也可使某些病蟲害易于發(fā)生；或者間套

12、作作物有共同的病蟲害，而使一些病蟲害加劇。如：麥棉套作，紅蜘蛛、小地老虎發(fā)生早而快。27 分泌物的相互影響化感效應(yīng)(allelopathy)作物在生育期間，不斷向環(huán)境中分泌代謝產(chǎn)物，對(duì)周圍的微生物或其它作物產(chǎn)生影響。作物之間通過生物化學(xué)物質(zhì)直接或間接產(chǎn)生有利的相互影響，稱為正對(duì)應(yīng)效應(yīng)；產(chǎn)生不利的相互影響，為負(fù)對(duì)應(yīng)效應(yīng)。26對(duì)病蟲害產(chǎn)生影響作物與蒜、蔥、韭菜間作，可減輕病蟲害。油菜與大蒜間作，蚜蟲率1%以下，菌核病發(fā)病率0.5%，而單作油菜田分別為50%和10%。洋蔥的分泌物在數(shù)分鐘內(nèi)能殺死豌豆黑斑病菌。25對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生影響促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育：如洋蔥對(duì)甜菜和萵苣，馬鈴薯對(duì)玉米和菜豆，大麻對(duì)向日葵

13、等。抑制生長(zhǎng)發(fā)育：如向日葵對(duì)玉米和蓖麻，豌豆對(duì)洋蔥和大蒜，大麻對(duì)大豆，蕎麥對(duì)玉米，鷹咀豆對(duì)玉米、馬鈴薯、蓖麻等有強(qiáng)烈抑制作用。24在間混套作中，邊際效應(yīng)、補(bǔ)償效應(yīng)和化感效應(yīng)發(fā)揮得愈充分，增產(chǎn)效果愈好。但實(shí)際上，一種間套作方式往往難以全部兼有各種效應(yīng)一般間混作至少要利用空間生態(tài)位的差異，能表現(xiàn)密植效應(yīng)；套作在利用空間生態(tài)位差異的基礎(chǔ)上，能表現(xiàn)時(shí)間效應(yīng)。這是最基本的。23 間套作技術(shù)特點(diǎn)1、作物及其品種選配 生態(tài)適應(yīng)性的選擇 特征特性對(duì)應(yīng)的選擇 要求經(jīng)濟(jì)效益高于單作22生態(tài)適應(yīng)性的選擇根據(jù)生態(tài)位完全相同的物種不能共存于同一生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的高斯原理或競(jìng)爭(zhēng)排斥原理，合理選擇不同生態(tài)位的作物，是取得間套作全

14、面增產(chǎn)的重要依據(jù)。競(jìng)爭(zhēng)排斥原理（competive exclusion priciple）或高斯（Gause,1934）原理：如果許多物種占據(jù)一個(gè)特定的環(huán)境，他們要共同生活下去，必然要存在某種生態(tài)學(xué)差別（具有不同的生態(tài)位），否則它們不能在相同的生態(tài)位內(nèi)永久地共存。 21特征特性對(duì)應(yīng)的選擇選擇作物的形態(tài)特征和生育特性要相互適應(yīng)，以利于互補(bǔ)地利用環(huán)境。如高矮搭配；株型緊松對(duì)應(yīng)；葉片大小尖圓互補(bǔ)；根系深淺疏密結(jié)合；生育期長(zhǎng)短前后交錯(cuò)。群眾形象地總結(jié)為：一高一矮；一胖一瘦；一圓一尖；一深一淺；一長(zhǎng)一短；一早一晚。202、田間結(jié)構(gòu)配置垂直結(jié)構(gòu)：植物群落的成層現(xiàn)象在田間的表現(xiàn)水平結(jié)構(gòu)：作物群體在田間的橫向

15、排列。包括以下內(nèi)容： 密度：提高種植密度，增加LAI是間套作增產(chǎn)的中心環(huán)節(jié)。高位作物占地密度要高于單作，以充分利用邊行優(yōu)勢(shì)。生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)：高位作物采用寬窄行、寬行密株等形式，既創(chuàng)造良好的通風(fēng)透光條件，又能保證密度。19生產(chǎn)運(yùn)用中，各種作物密度還要結(jié)合主次、土壤肥力等條件考慮。一般以基本上不影響主作物的產(chǎn)量為原則，主作物的密度和田間結(jié)構(gòu)不變；副作物的多少依水肥條件而定，水肥條件好則多從土壤肥力看，水肥條件較好的地上，耗地作物比例應(yīng)大些，反之，養(yǎng)地作物比例要較大套作時(shí)，各種作物的密度與單作時(shí)相同。18 行數(shù)、行株距和幅寬行數(shù)間作作物的行數(shù)，要根據(jù)計(jì)劃作物產(chǎn)量和邊際效應(yīng)來確定。一般高位作物不可多于、

16、而矮位作物不可少于邊際效應(yīng)所影響行數(shù)的2倍。套作行數(shù)的確定也與作物主次有關(guān)，如麥/棉，以棉花為主時(shí)，應(yīng)按棉花豐產(chǎn)要求，播小麥時(shí)預(yù)留足夠空行。17幅寬：是指帶狀間套作時(shí)，每種作物的兩個(gè)邊行相距的寬度。行株距：高位作物帶內(nèi)的行距一般比單作時(shí)?。话蛔魑飵?nèi)的行距應(yīng)小于單作的行距，以加大其與高位作物的間距。16 間距即相鄰兩作物邊行的距離。是作物邊行競(jìng)爭(zhēng)最激烈的地帶。間距過大則浪費(fèi)土地；過小則加劇競(jìng)爭(zhēng)。在水肥和光照條件充足時(shí)，可適當(dāng)?。环粗?，應(yīng)適當(dāng)大。15 帶寬是間套作中各作物順序種植一帶所占地面的寬度，包括各種作物的幅寬和間距。適宜帶寬的確定，應(yīng)根據(jù)作物、品種類型，土壤肥力及機(jī)械化水平。當(dāng)主作物占

17、種植計(jì)劃的比例大，而矮位作物又不耐蔭，兩者都需要大的幅寬時(shí)，應(yīng)采用寬帶種植；反之可采用窄帶種植。株型高大的作物和品種或肥力高的土地，行距和間距都大，帶要加寬；反之，縮小。此外，機(jī)械化程度高的地區(qū)一般采用寬帶間作。14帶寬幅寬間距3、田間管理技術(shù) 適時(shí)播種，保證全苗套作時(shí)期是套作成敗的關(guān)鍵之一。套作過早或前作物遲播晚熟，延長(zhǎng)了共生期，抑制后作物苗期生長(zhǎng)；套作過晚，增產(chǎn)效果不明顯。間作時(shí)，要兼顧各種作物的適宜播種期，減少彼此的競(jìng)爭(zhēng)，并盡量兼顧到它們的各生育階段都能處在適宜的時(shí)期?；熳鲿r(shí)，播種期和收獲期一致。13 加強(qiáng)肥水管理按株數(shù)確定施肥量，不應(yīng)按占地面積確定；加強(qiáng)套作后作物的苗期管理，促健壯生長(zhǎng)

18、；必要時(shí)，施用偏心肥、水，促進(jìn)平衡生長(zhǎng)。 合理進(jìn)行化學(xué)調(diào)控控上促下，協(xié)調(diào)各種作物正常生長(zhǎng)發(fā)育，塑造理想株型。 綜合防治病蟲害根據(jù)復(fù)合群體的病蟲害發(fā)生規(guī)律，重視生物防治，保護(hù)天敵。12 湖南省主要間套作方式簡(jiǎn)介1、玉米/大豆是生產(chǎn)上最常用的一種類型，用養(yǎng)結(jié)合好。農(nóng)諺“大豆間玉米，占天不占地”，“上一畝，下一畝；上一石，下八斗”。玉米與大豆生態(tài)位的差異：高矮不同；株型、葉型不同；玉米需氮多，大豆可固氮；根的深淺和發(fā)達(dá)程度不同。所以，兼有密植效應(yīng)、營(yíng)養(yǎng)異質(zhì)效應(yīng)、邊行優(yōu)勢(shì)、補(bǔ)償效應(yīng)、正對(duì)應(yīng)效應(yīng)，能全面體現(xiàn)間作復(fù)合群體的各種互補(bǔ)關(guān)系，增產(chǎn)增收效果好。11主要矛盾：玉米對(duì)大豆遮光。田間配置：肥力差時(shí)，玉米

19、長(zhǎng)勢(shì)不旺，對(duì)大豆遮蔭不很嚴(yán)重，可采用窄比間作1：1，1：2，2：2；高肥力下，玉米與大豆的爭(zhēng)光的矛盾激化，應(yīng)采用寬比間作，如2：4，2：6；4：4；4：6等。玉米與大豆的間距以3550cm為宜。2、玉米/甘薯多分布在水肥條件較差的旱地或山坡地，一般以甘薯為主。每隔46行甘薯，間作12行玉米。10技術(shù)要求： 選擇適當(dāng)?shù)钠贩N，以甘薯為主時(shí)，玉米選擇單株生產(chǎn)力高，早熟矮壯不倒伏的品種，在甘薯迅速膨大前收獲；甘薯要選擇后期薯塊膨大快的短蔓品種。 保證作物所需肥水，尤其滿足玉米對(duì)肥水的需要。 保持一定間距，一般應(yīng)在60 cm以上。3、玉米/馬鈴薯多分布于山區(qū)和冷涼地區(qū)。往往在馬鈴薯與玉米行間間作大豆，形

20、成馬鈴薯/玉米/大豆三種三收的種植方式。9技術(shù)要點(diǎn)： 品種選擇：馬鈴薯前期生長(zhǎng)快，對(duì)玉米苗期欺苗現(xiàn)象嚴(yán)重，因此，馬鈴薯應(yīng)選擇莖蔓直立、株型緊湊、早熟豐產(chǎn)品種；玉米選擇生育期較遲，苗期耐蔭蔽的高產(chǎn)品種；大豆選用生育期短的品種，至玉米吐絲封行時(shí)，大豆能夠鼓莢壯籽。 田間管理：在玉米苗期以促為主，同時(shí)控制馬鈴薯，以減少其對(duì)玉米的影響。4、玉米/花生主要分布在花生產(chǎn)區(qū)，以花生為主，行比多為2：6或2：8技術(shù)要求：花生耐蔭性差，玉米應(yīng)選擇中矮稈早熟品種花生為地下結(jié)果，要求土層深厚，可采用挖溝填高的方法，臺(tái)面加厚土層種花生，溝底深刨增施肥料種玉米，既可增強(qiáng)花生的抗?jié)衬芰Γ乐範(fàn)€果，又可防止玉米根系過多影響

21、花生生長(zhǎng)85、冬季綠肥混作主要方式：紫云英辣油菜（或滿園化，肥田蘿卜）混播比例：以紫云英為主，1.5 kg/667m2，油菜0.1-0.15或蘿卜0.4-0.5 kg/667m2。混播時(shí)間：紫云英在晚稻齊穗后播種；油菜和蘿卜在晚稻收獲前10天播。7混播的好處：提高對(duì)NPK的吸收量：紫云英能固氮；油菜、蘿卜對(duì)土壤中難溶性的PK吸收能力強(qiáng)；改善田間通風(fēng)田間：直立與半伏地的綠肥混播后，通風(fēng)改善。半伏地的紫云英可因直立的十字花科綠肥的支撐作用，大大減輕春季多雨時(shí)下部莖葉漚爛的現(xiàn)象；平衡綠肥對(duì)后作物的養(yǎng)分供應(yīng)：紫云英含氮高，油菜、蘿卜含PK多，調(diào)整了NPK比例；紫云英養(yǎng)分釋放快，油菜、蘿卜釋放慢，前后養(yǎng)分供應(yīng)平衡。66、冬作物/棉花套作的主要