农作生产系统管理课件

1、第十章第十章 农作生产系统管理农作生产系统管理2 2 学时学时农作生产系统管理第十章第十章 农作生产系统管理农作生产系统管理内容提要内容提要一、作物及作物生态系统；一、作物及作物生态系统；二、农作资源及其管理；二、农作资源及其管理；三、农作过程管理；三、农作过程管理；四、作物生产面对全球变迁的挑战。四、作物生产面对全球变迁的挑战。农作生产系统管理第十章第十章 农作生产系统管理农作生产系统管理重点和难点重点和难点1 1、农作生态系统的特点及合理经营管理；、农作生态系统的特点及合理经营管理；2 2、农作过程管理的基本原理和方法；、农作过程管理的基本原理和方法；3 3、在全球变迁的大背景下如何应对未

2、来作物生产面、在全球变迁的大背景下如何应对未来作物生产面临的挑战。临的挑战。农作生产系统管理一、作物及作物生态系统一、作物及作物生态系统（一）作物（一）作物1.1.我国的作物资源我国的作物资源 我国幅员辽阔、纬度垮度大，具寒带至热带的各种我国幅员辽阔、纬度垮度大，具寒带至热带的各种气候类型，适于各种作物的生长，而且是多种作物的气候类型，适于各种作物的生长，而且是多种作物的起源地，作物资源极其丰富。起源地，作物资源极其丰富。 我国所搜集保存的水稻品种资源达我国所搜集保存的水稻品种资源达4.34.3万余份，其万余份，其中地方品种占中地方品种占80%80%，引进品种占，引进品种占10%10%，育成品

3、种占，育成品种占4%4%。 小麦品种约小麦品种约3 3万份，其中地方品种和育成品种万份，其中地方品种和育成品种1.91.9万万份，引进品种近万份。份，引进品种近万份。 我国作物种类和品种的多样性，为作物生产的因地、我国作物种类和品种的多样性，为作物生产的因地、因气候种植，抗逆性种植，高产稳产种植，提供了充因气候种植，抗逆性种植，高产稳产种植，提供了充分的选择余地。分的选择余地。农作生产系统管理一、作物及作物生态系统一、作物及作物生态系统（一）作物（一）作物2.2.作物生态型与品种生态型作物生态型与品种生态型 作物的种类繁多，并因起源地不同及长期异地驯化作物的种类繁多，并因起源地不同及长期异地驯

4、化栽培和人工选择，形成了在生长发育和生理特性上要栽培和人工选择，形成了在生长发育和生理特性上要求特定环境的各种生态类型。求特定环境的各种生态类型。生态型：生态型：不同作物因遗传上的差异或同种作物因发不同作物因遗传上的差异或同种作物因发生了可遗传的变异而形成适应不同生态环境的作物群生了可遗传的变异而形成适应不同生态环境的作物群或品种群。或品种群。 某一特定生态型的不同作物对其特定生态环境具备某一特定生态型的不同作物对其特定生态环境具备相同或相近的要求及适应机理。相同或相近的要求及适应机理。农作生产系统管理一、作物及作物生态系统一、作物及作物生态系统（一）作物（一）作物2.2.作物生态型与品种生态

5、型作物生态型与品种生态型 同种作物因长期异地驯化栽培或经人工杂交选育，同种作物因长期异地驯化栽培或经人工杂交选育，可在形态、生理和生态性状上产生相对稳定的遗传可在形态、生理和生态性状上产生相对稳定的遗传变异，从而形成新的生态型，这在习惯上称之为变异，从而形成新的生态型，这在习惯上称之为品品种生态型。种生态型。农作生产系统管理一、作物及作物生态系统一、作物及作物生态系统（二）作物生态系统（二）作物生态系统1.1.定义：定义： 作物生态系统作物生态系统以农田为样块、以作物为中心，由作以农田为样块、以作物为中心，由作物与其他生物及非生物组分所建立的、按人类社会需物与其他生物及非生物组分所建立的、按人

6、类社会需求进行物质生产的一种求进行物质生产的一种人工生态系统人工生态系统。 作物生态系统与其他自然生态系统的最大区别是作物生态系统与其他自然生态系统的最大区别是不不仅仅受自然生态规律的支配，受自然生态规律的支配，而且而且在很大程度上受人为在很大程度上受人为过程和社会经济规律的支配。也即系统中的作物生产过程和社会经济规律的支配。也即系统中的作物生产不仅要利用自然科学的原理，而且需要技术、经济和不仅要利用自然科学的原理，而且需要技术、经济和农民本身的技能。农民本身的技能。农作生产系统管理2.2.基本特性基本特性 作物生态系统作物生态系统区域性强区域性强，并通过多种多样的农作制，并通过多种多样的农作

7、制度来体现其结构和功能。农作制度尽管很复杂多样，度来体现其结构和功能。农作制度尽管很复杂多样，但均具以下基本特性。但均具以下基本特性。 生态特性生态特性n 生产力：生产力：是指单位土地面积上有用产物的产量。它是指单位土地面积上有用产物的产量。它受环境的制约，但作物的生态环境可人为相对优化调受环境的制约，但作物的生态环境可人为相对优化调控，因此作物生态系统的生产力比自然生态系统高。控，因此作物生态系统的生产力比自然生态系统高。n 稳定性：稳定性：是指系统生产力随时间的变化情况，即产是指系统生产力随时间的变化情况，即产量的可重复性和可预见性。稳定性取决于作物对环境量的可重复性和可预见性。稳定性取决

8、于作物对环境变化的反应敏感性。变化的反应敏感性。( (二二) ) 作物生态系统作物生态系统农作生产系统管理2.2.基本特性基本特性 生态特性：生态特性：n可持续性：可持续性：是指在同一地点生产力水平能否保持长是指在同一地点生产力水平能否保持长期不衰减。它取决于生态环境的适宜性和对农作资源期不衰减。它取决于生态环境的适宜性和对农作资源的安全、有效与永续利用。的安全、有效与永续利用。( (二二) ) 作物生态系统作物生态系统农作生产系统管理2.2.基本特性基本特性 社会特性社会特性农业是更大外部社会的延伸，社会为作物生产提供农业是更大外部社会的延伸，社会为作物生产提供生产资料、科技、知识、农产品市

9、场，而国家农业政生产资料、科技、知识、农产品市场，而国家农业政策、市场需求及价格水平又为作物生产的决策提供信策、市场需求及价格水平又为作物生产的决策提供信息，从而使作物生产具重要社会特性，即息，从而使作物生产具重要社会特性，即公平性公平性与与自自主性主性。( (二二) ) 作物生态系统作物生态系统农作生产系统管理2.2.基本特性基本特性 社会特性社会特性n 公平性：公平性：是指农民所经营的作物生产体系与外部社是指农民所经营的作物生产体系与外部社会的利益均衡性。公平性受市场需求和价格水平的调会的利益均衡性。公平性受市场需求和价格水平的调节，但政府的农业政策对公平性有重要影响。节，但政府的农业政策

10、对公平性有重要影响。n 自主性：自主性：是指作物生产对社会的依赖程度。是指作物生产对社会的依赖程度。传统自传统自给自足农业给自足农业因不使用化肥、农药及动力机械，自主性因不使用化肥、农药及动力机械，自主性高，但生产力水平低、对社会贡献小。高，但生产力水平低、对社会贡献小。现代集约化农现代集约化农业业则极大依赖于社会所提供的生产资料和科技知识投则极大依赖于社会所提供的生产资料和科技知识投入、市场需求，其自主性低，但生产力水平高，对社入、市场需求，其自主性低，但生产力水平高，对社会的贡献大。会的贡献大。( (二二) ) 作物生态系统作物生态系统农作生产系统管理3.3.作物生态系统的结构作物生态系统

11、的结构 在一定意义上，作物生态系统的结构主要是指依据在一定意义上，作物生态系统的结构主要是指依据气候资源、生产条件和当地经济发展水平所设计的种气候资源、生产条件和当地经济发展水平所设计的种植制度与种植方式。植制度与种植方式。 种植制度种植制度是指是指一个地区一个地区或或生产单位生产单位（农场、农户）（农场、农户）的作物组成、配置、熟制与间套作、轮连作等种植方的作物组成、配置、熟制与间套作、轮连作等种植方式的总称。式的总称。 种植方式种植方式是指在是指在一块土地一块土地上，一季或一年内，栽种上，一季或一年内，栽种作物的种类及其配置方式。包括单作、间作、混作、作物的种类及其配置方式。包括单作、间作

12、、混作、套作、复种以及沟、垄、穴、畦、厢种的作物搭配和套作、复种以及沟、垄、穴、畦、厢种的作物搭配和株、行、带距的配置方式。株、行、带距的配置方式。农作生产系统管理3.3.作物生态系统的结构作物生态系统的结构（1 1）环境与作物适应结构）环境与作物适应结构 作物的生长发育程序受基因控制，但基因表达的时作物的生长发育程序受基因控制，但基因表达的时间和强度受环境的制约。不同作物因遗传特性的不同，间和强度受环境的制约。不同作物因遗传特性的不同，在完成生活周期的过程中，要求不同的环境条件（如在完成生活周期的过程中，要求不同的环境条件（如日长、温度、水分、土壤类型等）。也即不同作物只日长、温度、水分、土

13、壤类型等）。也即不同作物只有生长在与其要求相适应的环境条件下，才能顺利完有生长在与其要求相适应的环境条件下，才能顺利完成生活周期和形成高额的产量。成生活周期和形成高额的产量。 在组建作物生态系统时，应在组建作物生态系统时，应因地制宜因地制宜选择作物种类选择作物种类和熟制，因地制宜确定播种期，使作物的生长发育与和熟制，因地制宜确定播种期，使作物的生长发育与所处的环境条件及其季节性变化相偶合，这也是作物所处的环境条件及其季节性变化相偶合，这也是作物生产生产成败的关键成败的关键。农作生产系统管理表表 川西滇北地区山地立体农业生态系统的垂直分布结构川西滇北地区山地立体农业生态系统的垂直分布结构农作生产

14、系统管理3.3.作物生态系统的结构作物生态系统的结构（2 2）空间结构）空间结构 空间结构空间结构是指在地块中作物的种植方式是指在地块中作物的种植方式, ,包括单作、间作、包括单作、间作、混作、套作和种养结合的结构形式。混作、套作和种养结合的结构形式。 合理的空间结构（种植方式）可以充分利用光能、地力和合理的空间结构（种植方式）可以充分利用光能、地力和作物种间关系，最大限度地提高单位面积产量和经济效益。作物种间关系，最大限度地提高单位面积产量和经济效益。 单作：单作：等行距等行距种植可均衡利用光热、养分、水分资源，种植可均衡利用光热、养分、水分资源，宽窄行宽窄行种植有利充分发挥边行优势，单一作

15、物的产量高。种植有利充分发挥边行优势，单一作物的产量高。 间套作、混作：间套作、混作：选择选择不同生物学特性和生育期不同生物学特性和生育期的作物的作物进行间套作或混作可充分利用不同空间的自然资源，土地生进行间套作或混作可充分利用不同空间的自然资源，土地生产力高。禾谷类作物与豆类、绿肥、牧草等的间套作、混作，产力高。禾谷类作物与豆类、绿肥、牧草等的间套作、混作，还具还具生理机能互补性生理机能互补性，有利于用地养地结合及农牧结合。，有利于用地养地结合及农牧结合。农作生产系统管理间套作和混作中的种间竞争与协调：间套作和混作中的种间竞争与协调： 设作物设作物A A和和B B的混作（包括间、套作），其总

16、相对产量的混作（包括间、套作），其总相对产量（RYTRYT）可能表现如下：）可能表现如下： * * 当当A A和和B B在生育期和空间分布上不存在时间差和空间差，在生育期和空间分布上不存在时间差和空间差，在生理机能上也无互补效应时：在生理机能上也无互补效应时： * * 当当A A和和B B存在时间和空间差或具生理机能互补性时：存在时间和空间差或具生理机能互补性时： 通常当两种作物按通常当两种作物按1:11:1混作时，因共同分享单位土地面积中混作时，因共同分享单位土地面积中的资源，每种作物的产量为单种时的的资源，每种作物的产量为单种时的0.60.6倍，总产量则为倍，总产量则为1.21.2，相当于

17、提高了土地利用率。相当于提高了土地利用率。1)()(单作混作单作混作BARYT1)()(单作混作单作混作BARYT农作生产系统管理棉田间、套作生态结构模式：棉田间、套作生态结构模式： 棉株生育期长，特别是播种至封行期约棉株生育期长，特别是播种至封行期约3 3个月，因行距大个月，因行距大光能利用率低，最适于间、套作其他作物，以提高光能和光能利用率低，最适于间、套作其他作物，以提高光能和土地利用率。土地利用率。番茄番茄1500株株/亩亩3月中移栽月中移栽棉花棉花 2500株株/亩亩4月中下旬直播或移植月中下旬直播或移植 番茄番茄 750kg/亩亩皮棉皮棉 48kg/亩亩芝麻芝麻 20kg/亩亩 皮

18、棉皮棉 75kg/亩亩2.4m芝麻芝麻1500株株/亩亩5月下旬播种月下旬播种棉花棉花 3500株株/亩亩4月中下旬直播月中下旬直播2.4m农作生产系统管理花生花生 花生花生550株株/亩亩3月中移播月中移播棉花棉花 2000株株/亩亩4月上旬直播月上旬直播西瓜西瓜 1500kg/亩亩花生花生 250kg/亩亩皮棉皮棉 50kg/亩亩2.4m3000株株西瓜西瓜4月上旬移栽月上旬移栽棉花棉花 2500株株/亩亩4月下旬移栽月下旬移栽甜玉米甜玉米 400kg/亩亩四季豆四季豆 1000kg/亩亩皮棉皮棉 50kg/亩亩2.6m3000株株早玉米早玉米3月上旬播月上旬播1500株株/亩亩矮四季豆矮

19、四季豆3月上旬播月上旬播矮四季豆矮四季豆2000株株豌豆豌豆 250kg/亩亩鲜平菇鲜平菇 1000kg/亩亩西瓜西瓜 1500kg/亩亩皮棉皮棉 60kg/亩亩2.7m食用菌食用菌4月下旬收月下旬收棉棉 4月下月下旬移栽旬移栽2500株株/亩亩棉棉 棉棉 棉棉 食用菌食用菌豌豆豌豆 西瓜西瓜 豌豆豌豆头年头年冬播种冬播种2500穴穴/亩亩,摘鲜豆摘鲜豆4月上旬移月上旬移栽栽550株株/亩亩农作生产系统管理 稻田种养结合生态模式稻田种养结合生态模式稻稻鱼（包括蟹、虾）：鱼（包括蟹、虾）：宽垄半旱式栽培：宽垄半旱式栽培： （田边或田角设（田边或田角设1m1m深以上鱼涵，并与鱼沟相通）深以上鱼涵，

20、并与鱼沟相通） 鱼种以草鱼为主，可搭配鲤、鲫、罗非鱼等。鱼种以草鱼为主，可搭配鲤、鲫、罗非鱼等。 水稻一般可增产水稻一般可增产10-15%10-15%，鱼获量，鱼获量750-1125kg/ha750-1125kg/ha稻稻萍萍鱼：鱼：种植及管理同上，向全田垄沟投放萍种种植及管理同上，向全田垄沟投放萍种3000-4500kg/ha3000-4500kg/ha1.0-1.2m0.3m25cm沟沟20 20 30cm 20 20宽窄行宽窄行株距（株距（12cm）农作生产系统管理稻稻鸭：鸭：水稻栽培同一般模式。选择形体中等、生长迅水稻栽培同一般模式。选择形体中等、生长迅速的鸭种，每公顷投放速的鸭种，每

21、公顷投放225225只幼鸭，无需投放饵料。稻谷只幼鸭，无需投放饵料。稻谷产量可增加产量可增加11%11%左右，总产值可提高左右，总产值可提高2.52.5倍。倍。中稻中稻菜：菜：一般为水旱轮作，可种植稻一般为水旱轮作，可种植稻芥菜（或榨芥菜（或榨菜）。菜）。稻稻草莓，稻草莓，稻各种蔬菜：各种蔬菜：稻稻池杉、大豆（或绿豆）：池杉、大豆（或绿豆）：田埂种池杉、桑、蔬菜、田埂种池杉、桑、蔬菜、大豆、绿豆等，不仅充分利用空间，而且可改善农田小大豆、绿豆等，不仅充分利用空间，而且可改善农田小气候，减少病虫害，增加经济效益。气候，减少病虫害，增加经济效益。 稻田种养结合生态模式稻田种养结合生态模式农作生产系

22、统管理（3 3）营养结构）营养结构 作物生态系统的基本营养链（食物链）可分为三类：作物生态系统的基本营养链（食物链）可分为三类：作物作物人类，作物人类，作物动物动物人类，牧场人类，牧场动物动物人类。人类。此外，也为工业提供有机原料。此外，也为工业提供有机原料。 如果还包括杂草、昆虫、动物和土壤微生物，则营如果还包括杂草、昆虫、动物和土壤微生物，则营养链会变成复杂的网。其中的作物和牧草是自养型绿养链会变成复杂的网。其中的作物和牧草是自养型绿色植物，称为色植物，称为初级生产者初级生产者；杂草也是初级生产者，但；杂草也是初级生产者，但与作物竞争光、水分和养分；食草昆虫和动物是与作物竞争光、水分和养分

23、；食草昆虫和动物是初级初级消费者消费者；而微生物是分解各层次动、植物残体的；而微生物是分解各层次动、植物残体的分解分解者者，起着使化学元素再循环的重要作用。，起着使化学元素再循环的重要作用。 作物生态系统的基本营养链很短，与自然生态系统作物生态系统的基本营养链很短，与自然生态系统的长链相比，能更多地把最初级产物传递给的长链相比，能更多地把最初级产物传递给最后消费最后消费者（人类）者（人类）。农作生产系统管理图图农作生产系统管理4.4.作物生态系统功能作物生态系统功能 （1 1）进行能量、物质、信息和价值的转换）进行能量、物质、信息和价值的转换 作物生态系统是一种转换器，可将光能、辅助能转作物生

24、态系统是一种转换器，可将光能、辅助能转换成价值增殖的农产品。换成价值增殖的农产品。 作物生态系统的能量、物质、信息和价值转换是相作物生态系统的能量、物质、信息和价值转换是相互交织的，并可延伸到系统外：互交织的，并可延伸到系统外：n 能量、信息和价值都依附于一定的物质，而物质的能量、信息和价值都依附于一定的物质，而物质的转换又以能量来驱动；转换又以能量来驱动；n 信息的转换调节系统中能量和物质的转换，使系统信息的转换调节系统中能量和物质的转换，使系统更加协调、和谐。更加协调、和谐。 （二）作物生态系统（二）作物生态系统农作生产系统管理4.4.作物生态系统功能作物生态系统功能（2 2）环境保护功能

25、）环境保护功能 作物生态系统具有改善大气组成，净化大气污染、作物生态系统具有改善大气组成，净化大气污染、水质污染和土地污染，涵养水土、维持景观、调节气水质污染和土地污染，涵养水土、维持景观、调节气候等多方面的环保功能。候等多方面的环保功能。 不合理的耕作，大量使用化肥和有毒农药也会造成不合理的耕作，大量使用化肥和有毒农药也会造成生态环境的恶化。生态环境的恶化。（二）作物生态系统（二）作物生态系统农作生产系统管理表表 农林生态系统的环保机能评价农林生态系统的环保机能评价 生态系统生态系统环保项目环保项目自然自然林林草草地地水田水田 旱作地旱作地水域水域市街市街地地大气组成改善大气组成改善COCO

26、2 2的吸收、减少的吸收、减少COCO2 2被固定为有机物被固定为有机物3.83.84.04.02.92.92.12.12.92.92.02.02.62.62.02.02.12.11.61.60.40.40.30.3大气净化大气净化SOSOX X、NONOX X的吸着、沉降的吸着、沉降尘埃过滤和吸着尘埃过滤和吸着3.73.73.63.62.12.12.12.12.42.42.62.62.32.32.32.31.71.72.32.30 00 0温度、湿度及风力的缓和温度、湿度及风力的缓和调节调节3.83.82.12.1 2.52.52.22.22.62.60.70.7防洪（调节流出量）防洪（调节

27、流出量）3.93.92.72.7 3.13.12.32.33.03.00 0水源涵养水源涵养4.04.02.72.7 3.03.02.12.13.73.70.20.2水质净化水质净化3.83.83.33.3 2.92.92.72.73.33.30 0农作生产系统管理续续 生态系统生态系统环保项目环保项目自然林自然林草草地地水田水田 旱作地旱作地水域水域市街市街地地土地崩坏防止土地崩坏防止3.83.83.13.1 3.33.32.22.20 02.12.1地表侵蚀防止地表侵蚀防止3.93.93.43.4 3.53.52.12.10 02.02.0地盘下沉防止地盘下沉防止2.32.32.72.7

28、3.23.22.12.12.02.00.50.5污染物净化污染物净化3.43.42.92.9 3.23.23.23.21.61.60.30.3景观维持景观维持4.04.03.83.8 3.03.02.82.83.83.80.30.3生物多样性保护生物多样性保护4.04.02.72.7 2.02.01.81.83.63.60 0有害动植物发生防止有害动植物发生防止2.82.83.33.3 2.42.42.42.42.32.32.02.0注：注：4=4=机能极大，机能极大，3=3=较大，较大，2=2=较小，较小，1=1=极小，极小，0=0=全死全死农作生产系统管理（一）农作资源（一）农作资源农作资

29、源农作资源是指参与作物生产或被加工成生产资料用是指参与作物生产或被加工成生产资料用于促进作物产量形成的于促进作物产量形成的自然要素自然要素，通常称为自然资源。，通常称为自然资源。合理利用农作自然资源，对可持续发展作物生产具重合理利用农作自然资源，对可持续发展作物生产具重大战略意义。大战略意义。对于作物生产而言，自然资源的种类、数量、质量对于作物生产而言，自然资源的种类、数量、质量及其匹配情况、资源的可利用程度、利用效率、资源及其匹配情况、资源的可利用程度、利用效率、资源的再生能力、再生速度，以及作物对资源要求的波动的再生能力、再生速度，以及作物对资源要求的波动特性及波动周期等，都是重要的影响因

30、素。特性及波动周期等，都是重要的影响因素。二、农作资源及其管理二、农作资源及其管理农作生产系统管理1.1.农作资源类型农作资源类型* * 按自然存在属性分：按自然存在属性分： 气候资源、水资源、耕地资源、生物资源气候资源、水资源、耕地资源、生物资源* * 按再生性能分：按再生性能分：（一）农作资源（一）农作资源农作资源农作资源可再生资源可再生资源非再生资源非再生资源生物资源：动、植物及微生物生物资源：动、植物及微生物非生物资源：气候资源、土地资源、水资源非生物资源：气候资源、土地资源、水资源耗竭性资源：矿物能源耗竭性资源：矿物能源非耗竭性资源：部分营养元素（如非耗竭性资源：部分营养元素（如P

31、P、K K等）等）农作生产系统管理（一）农作资源（一）农作资源2.2.农作资源的基本特点农作资源的基本特点（1 1）相对有限性）相对有限性u任何资源在数量上都是有限的。如太阳能虽属恒定任何资源在数量上都是有限的。如太阳能虽属恒定性资源，取之不尽，用之不竭，但在某一时段或地区，性资源，取之不尽，用之不竭，但在某一时段或地区，其实际日照时数是多变的、有限的。其实际日照时数是多变的、有限的。u可再生的生物资源，受自身遗传因素的制约、外界可再生的生物资源，受自身遗传因素的制约、外界环境的限制，过度的开发利用等均会影响其再生速率，环境的限制，过度的开发利用等均会影响其再生速率，甚至丧失再生能力。甚至丧失

32、再生能力。u非再生性资源则是随开发利用而逐渐减少，以至完非再生性资源则是随开发利用而逐渐减少，以至完全枯竭，更需合理循环利用、保护及寻求替代途径。全枯竭，更需合理循环利用、保护及寻求替代途径。农作生产系统管理（一）农作资源（一）农作资源2.2.农作资源的基本特点农作资源的基本特点（2 2）共生性与整体性）共生性与整体性农作资源的各种要素通过农作资源的各种要素通过相互联系相互联系、相互制约相互制约构成构成整体，它们在空间上是整体，它们在空间上是共生的共生的，彼此间不断进行物质，彼此间不断进行物质和能量的交换。如：和能量的交换。如：光、温、水是在共生的整体上对作物生产发挥作用光、温、水是在共生的整

33、体上对作物生产发挥作用的，当温度降至生物学温度范围以外时，光和水便会的，当温度降至生物学温度范围以外时，光和水便会失去有效性；失去有效性；耕地和水的污染也会导致其它资源有效性的下降。耕地和水的污染也会导致其它资源有效性的下降。农作生产系统管理2.2.农作资源的基本特点农作资源的基本特点（3 3）区域性）区域性农作资源的分布在数量和质量上是不平衡的，存农作资源的分布在数量和质量上是不平衡的，存在明显的地域性差异。在明显的地域性差异。在开发、利用时，应因地制宜，充分考虑区域自在开发、利用时，应因地制宜，充分考虑区域自然环境和社会经济特点，使农作制度、种植方式与然环境和社会经济特点，使农作制度、种植

34、方式与之相适应，做到在经济效益、生态效益和社会效益之相适应，做到在经济效益、生态效益和社会效益上的统一。上的统一。（一）农作资源（一）农作资源农作生产系统管理2.2.农作资源的基本特点农作资源的基本特点（4 4）不稳定性）不稳定性一个地区的农作资源也是历史发展的产物，并处在一个地区的农作资源也是历史发展的产物，并处在不断变化发展之中，具不稳定性。这种不稳定性不仅不断变化发展之中，具不稳定性。这种不稳定性不仅表现为年际间和季节性差异，而且受人类生产、生活表现为年际间和季节性差异，而且受人类生产、生活活动的影响。活动的影响。若人类活动符合生态规律，可促使资源优化与相对若人类活动符合生态规律，可促使

35、资源优化与相对稳定；反之，则导致某些资源的恶化和枯竭。稳定；反之，则导致某些资源的恶化和枯竭。（一）农作资源（一）农作资源农作生产系统管理 农业气候资源主要是指日照、降水量和热量资源，农业气候资源主要是指日照、降水量和热量资源，这这三大资源三大资源的的共生适宜性共生适宜性制约着农业的可行性、农业制约着农业的可行性、农业布局、种植制度及生产水平。人类可通过科技手段充布局、种植制度及生产水平。人类可通过科技手段充分发挥气候资源的生产潜力。分发挥气候资源的生产潜力。1.1.日照资源日照资源 日照提供辐射能是作物生产的必要条件。总体上，日照提供辐射能是作物生产的必要条件。总体上，我国日照资源充沛，除华

36、南、西南山区因云雾日多，我国日照资源充沛，除华南、西南山区因云雾日多，日照率较低外，均可满足作物生产的要求。日照率较低外，均可满足作物生产的要求。（二）我国农业气候资源（二）我国农业气候资源农作生产系统管理1.1.日照资源日照资源 日照资源三大指标：日照资源三大指标：（1 1）年总辐射量）年总辐射量（2 2）光合有效辐射）光合有效辐射（3 3）日照时数）日照时数（我国日照资源具体分布见第五章）（我国日照资源具体分布见第五章）（二）我国农业气候资源（二）我国农业气候资源农作生产系统管理2.2.热量资源热量资源 分布极不平衡，青藏高原大部地区分布极不平衡，青藏高原大部地区1010的年积温的年积温不

37、足不足10001000。表表8-1农作生产系统管理3.3.降水资源降水资源 我国陆地降水总量为我国陆地降水总量为6188961889亿亿m m3 3/ /年，平均降水量为年，平均降水量为648mm/648mm/年。年。 我国水资源特点：我国水资源特点： 可利用水资源总量不少，达可利用水资源总量不少，达2812428124亿亿m m3 3，居世界居世界第第6 6位，但人均及亩均水量少，亩均水量（按位，但人均及亩均水量少，亩均水量（按2020亿亩亿亩计）约计）约1400m1400m3 3/ /亩，为世界平均的亩，为世界平均的60%60%； 地区分布极不均匀，长江以南降水量占地区分布极不均匀，长江以

38、南降水量占81%81%，耕，耕地占地占36%36%； 降水季节性、年际性变化大，水旱灾害频繁；降水季节性、年际性变化大，水旱灾害频繁； 河川、湖泊泥沙游积严重，地表水和地下水污河川、湖泊泥沙游积严重，地表水和地下水污染加剧，有效性降低。染加剧，有效性降低。（二）我国农业气候资源（二）我国农业气候资源农作生产系统管理表表 中国多年平均水资源总量中国多年平均水资源总量分区名称分区名称地表水资地表水资源量源量（亿（亿m m3 3）地下水资地下水资源量源量（亿（亿m m3 3）重复计重复计算量算量（亿（亿m m3 3）水资源总水资源总量量（亿（亿m m3 3）产水模数产水模数（万（万m m3 3/km

39、/km2 2）东北诸河东北诸河1652.91652.9624.9624.9349.3349.31928.51928.515.4515.45海滦河海滦河287.8287.8265.2265.2131.8131.8421.2421.213.2413.24淮河和山东半岛诸河淮河和山东半岛诸河741.3741.3393.0393.0173.4173.4960.9960.929.1929.19黄河黄河661.5661.5405.8405.8323.6323.6743.7743.79.369.36长江长江9513.09513.02464.22464.22363.92363.99613.39613.353.

40、1653.16华南诸河华南诸河4685.04685.01115.51115.51092.41092.44708.14708.181.0881.08东南诸河东南诸河2557.02557.0613.1613.1578.4578.42591.72591.7108.08108.08西南诸河西南诸河5853.15853.11543.81543.81543.81543.85853.15853.138.7538.75内陆诸河内陆诸河1163.71163.7862.2862.2722.0722.01303.91303.93.863.86北方五区北方五区4507.24507.22551.12551.11700.

41、11700.15358.25358.28.838.83南方四区南方四区22608.122608.15736.65736.65578.55578.522766.222766.265.4165.41全国全国27115.327115.38287.78287.77278.67278.628124.428124.429.4629.46农作生产系统管理4.4.气候资源的合理利用气候资源的合理利用（1 1）选择与气候资源水平相适应的农作制度（下表）。）选择与气候资源水平相适应的农作制度（下表）。（二）我国农业气候资源（二）我国农业气候资源农作生产系统管理表表 中国农作区划中国农作区划农作生产系统管理图图 双

42、季稻三熟制区可能的作物组合方式双季稻三熟制区可能的作物组合方式（前提条件是能满足对有效积温的要求）（前提条件是能满足对有效积温的要求） 4.4.气候资源的合理利用气候资源的合理利用（2 2）科学选配作物组合、品种间熟性组合。）科学选配作物组合、品种间熟性组合。农作生产系统管理图图 双季稻不同熟性品种搭配所需积温及生育日数双季稻不同熟性品种搭配所需积温及生育日数4.4.气候资源的合理利用气候资源的合理利用（2 2）科学选配作物组合，品种间熟性组合。）科学选配作物组合，品种间熟性组合。农作生产系统管理4.4.气候资源的合理利用气候资源的合理利用（3 3）合理的间作、套作充分利用光、热资源。）合理的

43、间作、套作充分利用光、热资源。（4 4）适时播种，使作物生长发育进程对光、热的要求）适时播种，使作物生长发育进程对光、热的要求与其季节性变化相适应。与其季节性变化相适应。 （二）我国农业气候资源（二）我国农业气候资源农作生产系统管理图图 武汉地区作物生活周期与季节气候的时间结构武汉地区作物生活周期与季节气候的时间结构农作生产系统管理（三）我国的耕地资源（三）我国的耕地资源 “民以食为天，食以土为本民以食为天，食以土为本”，耕地是我国最根本，耕地是我国最根本的战略资源。的战略资源。1.1.我国耕地资源的基本特点我国耕地资源的基本特点（1 1）耕地类型多）耕地类型多，有不同气候带的土壤耕地，可种植

44、，有不同气候带的土壤耕地，可种植从寒带至热带的各种作物，保证了作物种类的多样性，从寒带至热带的各种作物，保证了作物种类的多样性，能提供丰富多样的农副产品。能提供丰富多样的农副产品。（2 2）耕地资源人均占有量少，后备耕地资源严重不足）耕地资源人均占有量少，后备耕地资源严重不足 我国耕地总量约我国耕地总量约18.318.3亿亩，居世界第四位，但人均亿亩，居世界第四位，但人均耕地面积少，不足世界人均的耕地面积少，不足世界人均的1/31/3。后备耕地资源虽有。后备耕地资源虽有2222亿亩，但主要是林、牧用地，适于粮、棉、油、糖亿亩，但主要是林、牧用地，适于粮、棉、油、糖等农作物的后备土地资源人均不足

45、等农作物的后备土地资源人均不足0.10.1亩。亩。农作生产系统管理1. 1. 我国耕地资源的基本特点我国耕地资源的基本特点（3 3）耕地质量不高，相当部分耕地退化严重）耕地质量不高，相当部分耕地退化严重 按质量等级分类的情况如下：按质量等级分类的情况如下： 一等耕地：一等耕地：对耕作无限制，具高产稳产性能，质量对耕作无限制，具高产稳产性能，质量好。占好。占41.33%41.33%。 二等耕地：二等耕地：对耕作种植有一定限制，需一些特殊管对耕作种植有一定限制，需一些特殊管理措施，高产稳产性能较差，质量中等。占理措施，高产稳产性能较差，质量中等。占34.55%34.55%。 三等耕地：三等耕地：对

46、耕作、种植有较大限制，生产力低且对耕作、种植有较大限制，生产力低且很不稳定，质量差。占很不稳定，质量差。占20.47%20.47%。 四等不宜农耕地：四等不宜农耕地：在某些情况下只适于放牧，占在某些情况下只适于放牧，占3.65%3.65%。农作生产系统管理表表 耕地质量统计表耕地质量统计表资料来源：资料来源：中国中国1 1：100100万土地资源图万土地资源图，土地资源数据集，第，土地资源数据集，第6767页。页。农作生产系统管理1.1.我国耕地资源的基本特点我国耕地资源的基本特点 因受盐碱化、砂化、风蚀、水土流失及环境污染的因受盐碱化、砂化、风蚀、水土流失及环境污染的影响，我国耕地退化日益加

47、剧的现象尚未得到遏制。影响，我国耕地退化日益加剧的现象尚未得到遏制。全国耕作和种植受限的耕地类型主要有：全国耕作和种植受限的耕地类型主要有： * * 受侵蚀为主的占：受侵蚀为主的占：8.6%8.6% * * 受坡度限制的占：受坡度限制的占：11.38%11.38% * * 受洪涝限制的占：受洪涝限制的占：9.19%9.19%，其中华北，其中华北- -辽南达辽南达35%35%，东北区达东北区达27%27%，长江中下游达，长江中下游达24%24%。 * * 受盐碱化限制的占：受盐碱化限制的占：6.62%6.62%（主要在华北和西北干（主要在华北和西北干旱区）。旱区）。（三）我国的耕地资源（三）我国

48、的耕地资源农作生产系统管理1.1.我国耕地资源的基本特点我国耕地资源的基本特点全国耕作和种植受限的耕地类型主要有：全国耕作和种植受限的耕地类型主要有： * * 受土质过粘、过沙限制及薄土层限制的达受土质过粘、过沙限制及薄土层限制的达13.89%13.89% * * 受水分和温度限制的耕地面积也相当大（如西北区受水分和温度限制的耕地面积也相当大（如西北区的雨养旱地、高寒区的耕地、各地受水源限制的水田的雨养旱地、高寒区的耕地、各地受水源限制的水田和水浇地）。和水浇地）。 * * 受环境污染的限制，据受环境污染的限制，据19881988年的统计就达年的统计就达1.9-2.41.9-2.4亿亩。亿亩。

49、（三）我国的耕地资源（三）我国的耕地资源农作生产系统管理1.1.我国耕地资源的基本特点我国耕地资源的基本特点（4 4）耕地分布不平衡，土地生产力地区间差异大）耕地分布不平衡，土地生产力地区间差异大 我国我国30%30%的国土不适人类生存，且山地多，占的国土不适人类生存，且山地多，占2/32/3，平地少，占平地少，占1/31/3。 适宜耕作的区域与土地生产力：适宜耕作的区域与土地生产力： 东南部湿润、半湿润季风区：集中东南部湿润、半湿润季风区：集中92%92%的耕地及的耕地及87%87%的生物生产量。的生物生产量。 西北部干旱、半干旱内陆地区、西南部青藏高原区西北部干旱、半干旱内陆地区、西南部青

50、藏高原区耕地占耕地占8%8%，生物生产量占，生物生产量占13%13%。（三）我国的耕地资源（三）我国的耕地资源农作生产系统管理1.1.我国耕地资源的基本特点我国耕地资源的基本特点（5 5）耕地与人口矛盾尖锐，土地承载力长期处于临）耕地与人口矛盾尖锐，土地承载力长期处于临界状态界状态 19991999年我国粮食总产达年我国粮食总产达50805080亿亿kgkg，此后多年徘徊，此后多年徘徊，甚至略有下降，按甚至略有下降，按1313亿人口计算人均仅亿人口计算人均仅390.76kg390.76kg；20072007年，粮食总产年，粮食总产50165016亿亿kgkg。若至。若至20302030年人口增

51、至年人口增至1616亿，要保证人均亿，要保证人均400kg400kg，需达，需达64006400亿亿kgkg的粮食总产，的粮食总产，而耕地反而减少而耕地反而减少1/41/4，所面临的压力十分严峻。，所面临的压力十分严峻。（三）我国的耕地资源（三）我国的耕地资源农作生产系统管理2.2.耕地管理耕地管理（1 1）宏观管理确保耕地面积的稳定）宏观管理确保耕地面积的稳定 切实保护耕地的绝对量和人均占有量。切实保护耕地的绝对量和人均占有量。 19961996年至年至20062006年年1010年间，全国耕地净减年间，全国耕地净减1.241.24亿亩。保亿亩。保护耕地已是当务之急，必须坚守护耕地已是当务之

52、急，必须坚守1818亿亩耕地红线。亿亩耕地红线。 调整土地利用结构，促进农、林、牧全面发展。调整土地利用结构，促进农、林、牧全面发展。 增加林、草地比例，防土地沙化、水土流失，扼制非增加林、草地比例，防土地沙化、水土流失，扼制非农用地挤占耕地。农用地挤占耕地。 加强农业田基本建设，改造中低产田。加强农业田基本建设，改造中低产田。 修复被毁、被污染和退化耕地。修复被毁、被污染和退化耕地。 科学开发荒地资源。科学开发荒地资源。（三）我国的耕地资源（三）我国的耕地资源农作生产系统管理2.2.耕地管理耕地管理（2 2）土壤肥力管理）土壤肥力管理 土壤肥力土壤肥力是指通过土壤溶液和从离子交换复合物中是指

53、通过土壤溶液和从离子交换复合物中供给作物必需养分的能力。它是土壤物理、化学及生供给作物必需养分的能力。它是土壤物理、化学及生物特性的综合反应，也是土地生产力的重要指标。物特性的综合反应，也是土地生产力的重要指标。 土壤肥力合理管理详见第三章。土壤肥力合理管理详见第三章。 （三）我国的耕地资源（三）我国的耕地资源农作生产系统管理 农作的农作的策略策略是通过对环境适宜性和作物生长发育过是通过对环境适宜性和作物生长发育过程进行优化调控，使程进行优化调控，使作物群体作物群体充分发挥生产潜力，从充分发挥生产潜力，从而获取对人类安全、优质的丰硕有用产品。而获取对人类安全、优质的丰硕有用产品。 农作成功的农

54、作成功的关键关键，在于充分运用科学技术和丰富的，在于充分运用科学技术和丰富的实践经验，实行对生产过程的实践经验，实行对生产过程的最适管理最适管理。三、农作过程管理三、农作过程管理农作生产系统管理（一）农业发展阶段与管理特点（一）农业发展阶段与管理特点 人类社会有近万年的农耕史，历经不同的农作发展人类社会有近万年的农耕史，历经不同的农作发展阶段与管理方式。阶段与管理方式。1.1.原始农业（刀耕火种）原始农业（刀耕火种） 距今距今4500-10004500-1000年的原始农作，是通过利用自然地力，年的原始农作，是通过利用自然地力，实行刀耕火种、抛荒，自然恢复地力的方式生产农产实行刀耕火种、抛荒，

55、自然恢复地力的方式生产农产品。原始农作的生产水平低，产量不稳定，不能满足品。原始农作的生产水平低，产量不稳定，不能满足人类的生活需求，但人类的生活需求，但无意识地顺应无意识地顺应了自然规律和生态了自然规律和生态学原理，对生态环境不造成大的破坏和污染，且能自学原理，对生态环境不造成大的破坏和污染，且能自然修复，产品为自然产品，具安全性。然修复，产品为自然产品，具安全性。 农作生产系统管理 伴随人类文明的进步，生产工具革新、耕地固定，农伴随人类文明的进步，生产工具革新、耕地固定，农作进入自给自足的作进入自给自足的封闭式固定阶段封闭式固定阶段，即传统固定农业。，即传统固定农业。 在我国，传统固定农作

56、有数千年历史，并沿袭至上世在我国，传统固定农作有数千年历史，并沿袭至上世纪五十年代。其农作方式是依赖人力、畜力投入，使用纪五十年代。其农作方式是依赖人力、畜力投入，使用农家肥、农副产品废弃物，秸秆还田，种植绿肥，实行农家肥、农副产品废弃物，秸秆还田，种植绿肥，实行单作或间作、套作、轮作等，使营养物质大部分能被循单作或间作、套作、轮作等，使营养物质大部分能被循环利用，基本上维持了环利用，基本上维持了“地力常新地力常新”和和低水平的可持续低水平的可持续发展发展。其产品因不使用化肥、农药，具安全性。但伴随。其产品因不使用化肥、农药，具安全性。但伴随人口的增加，城市化的发展，传统固定农作产品商品率人口

57、的增加，城市化的发展，传统固定农作产品商品率低，不能满足现代社会的需求。为此，一方面加大土地低，不能满足现代社会的需求。为此，一方面加大土地利用强度，同时大量不合理拓荒，超强度利用自然资源，利用强度，同时大量不合理拓荒，超强度利用自然资源，带来生态环境的恶化，使传统固定农作难以持续。带来生态环境的恶化，使传统固定农作难以持续。2.2.传统固定农业传统固定农业农作生产系统管理 工业化农业是伴随工业社会的发展而形成的，是以工业化农业是伴随工业社会的发展而形成的，是以机机械化械化和和化学化化学化为特征的高投入农作管理形式。发达国家为特征的高投入农作管理形式。发达国家于上世纪于上世纪30-4030-4

58、0年代迅速发展，我国则在年代迅速发展，我国则在5050年代后才逐步年代后才逐步发展。发展。 工业化农业依靠投入大量工业化农业依靠投入大量矿物能矿物能来换取机械动力、化来换取机械动力、化肥、农药，以高投入来获取较高产量，并在一段时间内肥、农药，以高投入来获取较高产量，并在一段时间内大幅提高了土地生产力和劳动效率。但因过分强调机械大幅提高了土地生产力和劳动效率。但因过分强调机械和化学品的作用，忽视了农作中最根本的生物与环境的和化学品的作用，忽视了农作中最根本的生物与环境的相互作用关系，相互作用关系，加剧了农作资源的耗损、生态环境的恶加剧了农作资源的耗损、生态环境的恶化及产品安全性的下降化及产品安全

59、性的下降。这种以牺牲环境、资源和产品。这种以牺牲环境、资源和产品安全性为代价的农作形式，步入了难以持续发展的歧途。安全性为代价的农作形式，步入了难以持续发展的歧途。3.3.工业化农业工业化农业农作生产系统管理（1 1）自然农业）自然农业 自然农作是指走与自然合作，而不是自然农作是指走与自然合作，而不是“征服征服”自然的自然的道路。由日本福冈正延于上世纪五十年代所倡导，并延道路。由日本福冈正延于上世纪五十年代所倡导，并延续至今，可获得与工业化农作不相上下的产量，且生态续至今，可获得与工业化农作不相上下的产量，且生态环境和产品安全性有保障。其主要管理技术如下：环境和产品安全性有保障。其主要管理技术

60、如下： 在秋季水稻收获前，播种小麦或黑麦，稍后播种在秋季水稻收获前，播种小麦或黑麦，稍后播种三叶草，水稻收后将稻草铺于田中；在大麦收割前两周三叶草，水稻收后将稻草铺于田中；在大麦收割前两周撒播水稻，大麦收后又将麦撒播水稻，大麦收后又将麦秆秆散铺田面；稻田养鸭补充散铺田面；稻田养鸭补充粪肥，施用动物粪肥。粪肥，施用动物粪肥。 不翻耕和中耕，不使用化肥、农药。不翻耕和中耕，不使用化肥、农药。 利用生态平衡机制，降低病虫密度及防治杂草利用生态平衡机制，降低病虫密度及防治杂草。4.4.新型农业的探讨与实践新型农业的探讨与实践农作生产系统管理（2 2）生态农业）生态农业 生态农业是指遵循生态学原理，吸取