耕作学本科试题及答案

耕作学本科试题及答案一、名词解释（每题3分，共30分）1.耕作学2.种植制度3.土地当量比4.复种指数5.轮作6.连作障碍7.套作8.保护性耕作9.茬口特性10.农作制参考答案1.耕作学是研究农作制度及其相关配套技术体系，实现土地用养结合、农田系统生产力持续提升与农业绿色可持续发展的综合性应用学科，是农学学科的核心分支之一，核心研究范畴覆盖农田作物布局、种植模式优化、土壤地力培育、农田生态调控四大领域，为区域农业生产制度设计提供理论与技术支撑。2.种植制度是指一个地区或生产单位的作物组成、空间配置、熟制与种植方式的综合，是耕作制度体系的核心组成部分，直接决定农田的光能利用率、资源利用效率与产出水平，主要内容包含作物布局、复种、间混套作、轮作与连作四大模块。3.土地当量比是衡量间混套作模式土地利用效率的核心指标，指同一农田中，间混套作模式下各作物的产量，与各作物单独种植时对应产量的比值之和，当土地当量比大于1时，表明该种植模式的土地利用效率高于单作模式，小于1则表明间混作存在明显的作物间负向竞争，土地利用效率不及单作。4.复种指数是反映耕地熟制利用程度的量化指标，计算公式为：全年作物收获总面积/耕地核算总面积×100%，复种指数越高，表明单位耕地面积上全年的作物种植茬口数量越多，光温水土资源的年度利用强度越大，我国全国耕地平均复种指数目前稳定在125%~130%区间，南方水热条件优越区域复种指数最高可超过250%。5.轮作是指在同一田块上，有顺序地轮种不同类型作物，或轮换不同类型种植模式的种植方式，核心特征是作物种类的时空有序轮换，通过作物生态位差异实现减轻病虫草害、均衡利用土壤养分、调节土壤理化性状的目标，是传统农田用养结合的核心农艺措施之一。6.连作障碍是指同一田块连续多年种植同一作物，或同一科属作物后，出现作物生长势变弱、产量降低、品质下降、土传病虫害发病率显著升高的负面现象，形成机制包含四大核心路径：土壤特定养分的持续片面消耗、根系自毒物质的逐年累积、根际有害微生物群落的定向富集、土壤理化性状的持续劣化。不同作物的连作障碍耐受程度差异极大，茄科作物、葫芦科作物连作障碍最为突出，禾本科大宗粮食作物的连作耐受程度相对较高。7.套作是指在前季作物生长发育的后期，在其株行间播种或移栽后季作物的种植方式，核心优势是通过作物共生期的资源重叠利用，延长单位农田的全年光合时间，充分衔接两季作物的农时缺口，在不额外增加耕地面积的前提下提升全年作物收获面积，是我国多熟制农区缓解热量资源不足、提升复种指数的核心技术途径。8.保护性耕作是以秸秆残茬覆盖地表、免少耕播种为核心的农田耕作技术体系，核心目标是减少土壤风蚀水蚀、培肥土壤有机质、降低农田耕作能耗，核心技术构成包含秸秆残茬覆盖技术、免少耕播种技术、杂草病虫害的绿色防控技术、深松作业技术四大模块，是当前我国东北黑土地保护、北方旱作农业提质增效的主推技术。9.茬口特性是指前茬作物收获后，后续种植作物的农田地块所表现出的对后茬作物生长发育产生不同影响的属性，是前茬作物的养分利用特征、残茬腐解特性、病虫草害残留情况、土壤理化性状改造效应的综合体现，是作物布局与轮作顺序设计的核心参考依据。10.农作制是指一个农业区域内，自然条件、社会经济条件、生产技术水平共同作用下形成的农业生产体系，是耕作制度的区域化集成表达，不仅包含农田耕作种植相关的技术环节，还覆盖区域种养结合模式、农产品加工流通、农业资源投入产出关系等内容，具有鲜明的区域适应性和动态演变特征。二、填空题（每空1分，共20分）1.我国现行耕地保护的法定红线为____亿亩，截至2023年全国官方公布的耕地实有面积为____亿亩。2.确定一个区域能否实现复种的首要自然条件是____，通常以大于等于____℃的活动积温作为核心量化指标。3.我国耕作学界根据作物对连作的耐受差异，将作物划分为三大类型，分别是____、耐短期连作作物、____。4.农田土壤耕作的两大核心任务分别是____与____。5.黄淮海平原传统冬小麦-夏玉米一年两熟模式，要求区域大于等于10℃活动积温达到____℃以上，该区域是我国____超采问题最为突出的农区。6.间混套作模式设计中，选择作物搭配组合的核心互补原则为____互补、____互补、资源利用强度互补。7.传统轮作体系中，公认的养地作物核心类群是____科作物，该类作物可通过根瘤菌固定空气中的游离氮素，每公顷年固氮量最高可达____kg。8.我国东北黑土区当前主推的保护性耕作技术模式全称是____技术模式，该模式要求农田地表秸秆覆盖率不低于____%。9.耕作制度的两大组成系统分别是____制度与____制度，二者是相互匹配、协同作用的有机整体。10.我国南方稻区常见的水旱轮作模式中，最典型的旱作茬口类型是____，该茬口可有效缓解长期淹水种植水稻导致的土壤____等障碍问题。参考答案1.18；19.182.热量条件；103.忌连作作物；耐连作作物4.为作物播种发芽与生长发育创造良好的土壤环境；实现农田保水保土保肥5.4100；深层地下水6.生态位；生育期7.豆科；2258.梨树；309.种植；养地10.旱作作物（或油菜、玉米）；还原物质累积（或次生潜育化）三、单项选择题（每题1分，共10分）1.下列选项中，不属于耕作制度核心研究范畴的内容是（）A.作物布局优化B.土壤地力培育C.畜禽品种选育D.农田生态调控2.下列作物中，连作障碍表现最为严重的是（）A.春小麦B.茄子C.玉米D.水稻3.当一个间作模式的土地当量比等于1.4时，代表该模式比单作模式的土地利用效率提升（）A.40%B.140%C.60%D.无法判断4.我国热带区域（海南、西双版纳等）实现一年三熟制（水稻-水稻-甘薯）所需的大于等于10℃活动积温最低阈值是（）A.4000℃B.5800℃C.8000℃D.10000℃5.下列耕作措施中，不属于土壤基本耕作措施的是（）A.翻耕B.深松C.旋耕D.耙地6.保护性耕作体系中，能够有效打破犁底层、加深土壤耕层深度的技术环节是（）A.秸秆覆盖B.免耕播种C.年度间隔深松D.化学除草7.下列种植模式中，属于套作类型的是（）A.小麦行间同时种植豌豆B.小麦收获后直播夏玉米C.小麦收获前7天在行间套播夏玉米D.玉米行间种植大豆8.我国南方红壤丘陵区长期连作双季稻最容易出现的土壤障碍问题是（）A.风蚀加剧B.次生潜育化C.有机质含量超过5%D.地下水位持续下降9.耕作学研究中，茬口评价的核心对象是（）A.前茬作物对后茬作物的影响B.后茬作物对前茬作物的影响C.作物对土壤的影响D.土壤对作物的影响10.下列措施中，无法有效缓解大田粮食作物连作障碍的是（）A.增施高浓度速效氮肥B.施用微生物菌肥C.采用秸秆还田培肥地力D.接入拮抗性根际微生物参考答案1.C2.B3.A4.C5.D6.C7.C8.B9.A10.A四、简答题（每题5分，共20分）1.简述耕作学的核心学科任务2.简述轮作防控连作障碍的四大核心机制3.简述免耕技术的主要优缺点4.简述我国新时期构建绿色高产农作制的基本原则参考答案1.耕作学的核心学科任务可分为四个维度：第一，面向区域资源禀赋特征，构建适配的作物布局与种植制度体系，最大化利用区域光温水土资源，提升耕地产出效率；第二，建立农田用地与养地相结合的技术体系，持续培育土壤地力，实现土壤生产力的代际均衡，避免耕地质量退化；第三，构建农田病虫草害的绿色生态调控体系，减少化学农药、化肥的不合理投入，降低农业面源污染排放；第四，适配不同区域农业发展的需求，集成配套种养结合、农作制多功能拓展的技术模式，实现农田生产、生态、生活功能的协同提升，支撑农业绿色可持续发展。2.轮作防控连作障碍的核心机制包含四点：第一，均衡利用土壤养分，不同作物的根系分布深度、养分吸收特征存在显著差异，轮作可避免同一类养分被持续片面消耗，维持土壤养分的供给均衡；第二，消解根系自毒物质，不同作物根系分泌的自毒物质种类存在差异，轮作条件下前茬作物的自毒物质可被后茬作物分解利用或吸附固定，避免自毒物质累积产生毒害效应；第三，阻断土传病虫害的传播循环，多数土传病原菌、专性杂草的宿主范围有限，轮作条件下病原菌、害虫、杂草种子无法获得适宜的生存宿主，种群规模会逐年下降，实现自然控害效果；第四，改善根际微生物群落结构，不同作物的根际分泌物组分差异显著，轮作可定向富集有益微生物种群，避免根际有害微生物的定向富集，维持根际微生态系统的稳定。3.免耕技术的优势主要体现在五个方面：一是减少土壤耕作环节的能耗，降低农业生产成本，每亩可减少耕作成本30~60元；二是减少土壤风蚀水蚀，秸秆覆盖条件下可降低农田扬尘量60%以上，减少坡面水土流失量50%以上；三是提升土壤蓄水保墒能力，秸秆覆盖可减少土壤无效蒸发量30%左右，提升自然降水的利用效率；四是持续培肥土壤有机质，秸秆还田可每年提升表层土壤有机质含量0.05~0.1g/kg；五是有效缓解农业生产的农时紧张问题，免耕播种无需提前整地，可充分利用短间隙的农时窗口提升复种指数。免耕技术的缺点主要体现在三个方面：一是长期连续免耕容易在土壤表层形成犁底层，导致耕层深度变浅，作物根系下扎受阻；二是田间杂草防控难度提升，初期需要配套采用化学除草或者机械除草技术；三是秸秆残茬覆盖条件下，土壤温度回升速度变慢，在高纬度冷凉区域可能导致作物苗期生长发育延迟。4.我国新时期构建绿色高产农作制需要遵循四个基本原则：第一，资源适配原则，种植制度的设计不能突破区域水热资源的禀赋底线，严禁在地下水超采区域强制性扩大高耗水作物种植面积，避免资源承载过载；第二，用养结合原则，作物产出强度必须与地力培育的投入强度相匹配，确保土壤地力实现持续提升，避免耕地质量的不可逆退化；第三，生态优先原则，将农业面源污染防控、农田生物多样性保护、黑土地等优质耕地资源保护作为农作制设计的核心约束条件，减少高污染、高消耗的不合理生产环节；第四，效益协同原则，兼顾农作制的生产效益、经济效益与生态效益，在保障粮食安全产出的前提下，提升农业生产的综合收益，调动农户采用绿色农作制模式的积极性。五、论述题（共20分）论述当前我国黄淮海冬小麦-夏玉米一年两熟主产区，针对地下水超采、耕地质量退化、周年光温资源利用效率偏低三大突出问题，如何通过耕作制度的系统优化实现区域农业绿色可持续发展。参考答案黄淮海平原是我国最大的粮食主产区，冬小麦-夏玉米一年两熟种植面积超过1.6亿亩，粮食总产量占全国粮食总产量的35%左右，但是当前区域农业生产面临三大核心约束：一是地下水超采总量每年超过150亿立方米，部分区域深层地下水年下降速度超过1米，已经形成大面积的地下水漏斗区；二是耕地质量退化严重，土壤有机质平均含量仅为12g/kg左右，长期过量施用化肥导致土壤板结、面源污染问题突出；三是传统种植模式下周年光温资源匹配度偏低，小麦玉米两茬的农期矛盾突出，常年存在晚收晚种导致的作物光温资源浪费。针对上述问题，耕作制度优化可从四大维度系统推进：第一，优化种植制度结构，因地制宜推广周年资源高效的节水型多熟种植模式。在地下水超采一级管控区，全面压减冬小麦的种植面积，推广“冬绿肥-夏玉米”一年一熟轮作模式、“春玉米-花生”两年三熟轮作模式，减少冬小麦生长季的地下水灌溉消耗量；在地下水超采二级管控区，推广冬小麦限量灌溉的“两晚”种植模式，将冬小麦的播种时间从传统的10月上旬推迟到10月中旬，夏玉米的收获时间从传统的9月下旬推迟到10月上旬，将两季作物的周年生育期与自然降水节律高度匹配，可减少小麦季地下水灌溉量50立方米/亩以上，同时周年粮食产量还可提升10%左右。在水热条件充足的南部区域，推广“冬油菜-夏玉米”“冬马铃薯-夏玉米”的水旱轮作模式，既丰富种植制度多样性，又提升农户的综合种植收益。第二，集成配套保护性耕作与秸秆还田一体化技术体系，持续培育耕地地力。全面推广小麦秸秆粉碎覆盖还田、玉米免耕播种的周年保护性耕作模式，每两年配套一次间隔深松作业，打破长期旋耕形成的犁底层，将土壤耕层深度从传统的15厘米提升到30厘米以上。该技术模式可全面避免传统秸秆焚烧带来的空气污染问题，连续应用5年以上可将表层土壤有机质含量提升2g/kg以上，土壤蓄水保墒能力提升30%，农田土壤风蚀水蚀量降低60%，同时每亩耕作环节的生产成本可减少80~120元，实现节本增效培肥的多重目标。第三，构建轮作减害、绿色防控的病虫草害管控体系。在县域层面建立轮作分区制度，推行禾本科粮食作物与豆科作物、油料作物的有序轮作，轮作周期设置为3~5年，通过作物生态位差异定向调控根际微生物群落，将小麦根腐病、玉米茎腐病等土传病虫害的发病率降低40%以上，减少化学农药的使用量30%。同时集成配套农田杂草的生态防控技术，利用秸秆残茬的物理抑制作用抑制杂草出苗，减少农田除草剂的使用量，降低农业面源污染排放