耕作学Chapter 2.ppt

1、耕作学,Chapter 2 资源辨识与耕作制度,资源、环境条件决定种植 作物生产包容于生态系统,耕作学 第二章 资源辨识与耕作制度,种什么？,种多少？,种哪里？,何时种？,如何种？,温度，光照，降水，土壤， 生物，资金，技术，市场，政策.,畜禽水养殖,依据和保障,Section 1 农业资源与环境,1.1 农业资源的种类与特点 1、概念 能被人类的活动转化为资财的一切。 农业资源是农业生产的物质基础。 2、种类 （1）自然资源（Natural resource）与社会资源（Social resource） 自然资源来源于自然界，是天然的，身外地的。包括气候、水、土地、生物等，其中生物资源是农业

2、生产的对象，气候、水、土地资源是其环境；,耕作学 第二章 资源辨识与耕作制度,社会资源是通过开发利用自然资源创造出来的、有助于提高农业生产力的生产资源，包括劳畜力与机械、电力与燃料、化肥与农药、资金与技术等。 自然资源是农业生产的基础，社会资源是保障； 农业生产过程实际是人类通过社会资源对自然资源加以利用和加工，把自然资源中潜在的能量转变为现实的农产品的过程。 （2）物质（基础）与精神（关键，无穷，变物质） （3）原生（原初，本性）与次生（创造，培育） （4）可再生（宇宙，生物，社会经济）与不可再生（枯竭、丢失）,耕作学 第二章 资源辨识与耕作制度,3、基本特性,整体性 相互联系、相互影响，有

3、机整体，综合考虑利用 区域性 地区、地域差异，南北、东西、高低、城乡，因地制宜利用 有限性 明显不足，时间、空间、形式，手段 ，核心是提高效率 可变性 变幻莫测，日、季、年，量、质、功能，重点是捕捉、对策 多用性 一物多用，日光（光温钟）、土（种养用），必须合理配置 无限性 时间、世代、进化，发现、替代、技术进步，必须创新养护,耕作学 第二章 资源辨识与耕作制度,（1）资源的有限性与经济利用 在一定的时间、范围内，农业资源是有限的充分而经济利用，提高其转化效率； 不同国家和地区的多少不同决定发展途径和特色； 不同资源种类不同因地制宜，发挥优势，扬长避短。 （2）自然资源的可更新性与合理利用 生

4、物可繁衍、气候可循环、土地可培肥； 自然资源的可更新性是有条件的合理利用。 （3）社会资源的不可更新性与有效利用,耕作学 第二章 资源辨识与耕作制度,1.2 环境因子与生活要素,1、概念 环境因子： 生物有机体的所有环境要素，包括无影响的要素 生态因子： 对生物生长发育具有直接或间接影响的环境因子 生态环境： 生态因子的总和 （基本）生活因子： 生物的生命活动必不可少的环境因子，包括光、温、水、肥、气。,耕作学 第二章 资源辨识与耕作制度,耕作学 第二章 资源辨识与耕作制度,2、生态因子种类,3、生活因素的特性与调控,耕作学 第二章 资源辨识与耕作制度,（1）基本生活因素的同等重要性与不可代替

5、性 每一种生活因子均发挥着独特的生理功能，不可缺少，也不可代替。栽管上不一定同等重要。 （2）作物的产质量是全部生活因素综合作用的结果 各生活因素相互联系和影响，综合作用于作物。,表 沃里尼春黑麦盆栽试验结果（19世纪，德国） （0.1g/盆）,耕作学 第二章 资源辨识与耕作制度,耕作学 第二章 资源辨识与耕作制度,（3）最小因子定律 植物的生长取决于数量最不足的生态因子。理解三要点： 存在最小因子 最小因子是关键 最小因子可变化 （4）耐性定律 各种生物对每个生态因子都有一个适应的范围，过多、过少都会影响生物的正常生长活动,耐性范围 生物对生态因子的最大忍耐量和最小需求量之间的差异（生态幅、

6、生态价）。理解四要点： 一种生物对各种生态因子的耐性范围不同 一种生物不同发育阶段对生态因子的耐性范围不同 一种生态因子的状况会影响生物对其他生态因子的耐性范围 对多种生态因子的耐性范围都很宽的生物，其地理分布范围也很广,耕作学 第二章 资源辨识与耕作制度,（5）生活因素的适应与调控,耕作学 第二章 资源辨识与耕作制度,2.1 光资源 1）光质（光谱） 有效生理辐射(PAR)0.38-0.76微米，45%-50% 高效辐射段（红橙、蓝紫光），绿光不易吸收 热量辐射段（红外波段） 影响 产品品质，茶、水果、蔬菜 生长和产量，健壮、倒伏、病害，育苗 红光利于醣的合成，蓝光利于蛋白质合成，利于甜瓜发

7、育生长，果实早熟20天，糖分和维生素增加 紫色薄膜对茄子增产 蓝色薄膜对草莓增产，对洋葱不利 紫外光抑制细胞伸长、植株增高，促进植株健壮。 散射光利于光合作用,耕作学 第二章 资源辨识与耕作制度,Section 2 农业资源与耕作制度,计量单位： 照度Lux(晴天1013万Lux)， 辐射通量cal/cm2.s, J/cm2.s, W/cm2 1 cal/cm2.s=4.18 J/cm2.s=4.18 W/cm2 1 J/cm2.s=1 W/cm2=1/4.18 cal/cm2.s 1 cal/cm2.s7000080000 Lux,2）光强,耕作学 第二章 资源辨识与耕作制度,影响,适合作物

8、 碳3与碳4，耐荫与喜阳 辣椒、生姜、玉米 生产潜力 个体光合速率， 群体光合速率， 光饱和点,耕作学 第二章 资源辨识与耕作制度,玉米、高粱、甘蔗,小麦、甜菜,耐荫作物,3）光时,日照时间长度，小时 影响 光周期现象（晚稻） 长日照植物 短日照植物 中性植物 定日植物 4）中国光资源特点 多，分布差异，利用率不高,耕作学 第二章 资源辨识与耕作制度,190,150,80,120,130,140,120,120,150,150,150,140,160,170,180,110,110,100,90,120,北高南低 北方120-150千卡/平方厘米/年 南方90-110千卡/平方厘米/年,西高东

9、低 沿海100-110千卡/平方厘米/年 内陆140-160千卡/平方厘米/年,高高低低 青藏高原140 Kcal/cm2.y 长江以南100 Kcal/cm2.y,最低 四川盆地80 kcal/cm2.y 最高 西藏150-190 kcal/cm2.y,2.2 热量资源,1）热量指标 0 （活动）积温（喜凉作物起始温度） 10 （活动）积温（喜温作物起始温度） 无霜期（一年内连续无霜日平均数） 作物临界温度及其出现时间 冬小麦分布-20-22度， 水稻抽穗1820度， 喜温作物最热月份大于等于18度,耕作学 第二章 资源辨识与耕作制度,平均温度分布,固定 纬度（南高北低） 高度（低高高低）

10、季节（夏高冬低）,随机 云量（少高多低，旱高雨低） 大气环流、洋流（暖流高寒流低）,小范围 地形（阳坡高荫坡低，顶低谷高，水体冬高夏低） 人类热中心（城高乡低）,2）影响热量的因素,3）温度与作物生长及分布,温度与产量（同化量、消耗量、净生产量、生物量、同化产物分配） 温度与发育（生理活动、发芽、出苗、出叶、发育、春化） 适温范围（温度三基点） 温度与作物分布（积温需要量、小麦、玉米、花卉） 温度与熟制分布（一年一熟、一年两熟、一年三熟）,耕作学 第二章 资源辨识与耕作制度,温度影响小麦灌浆天数,气温与玉米小麦光合强度,耕作学 第二章 资源辨识与耕作制度,积温分布,6000,4000,丰富（=

11、10度积温2000-8000度，适合多熟种植地区占2/3，青藏高原最少）,夏季高温（南北相差2-4度，京广2度，喜温作物分布广，如水稻、玉米）,冬季差异大（南北相差30-40度，熟制差别大）,冷害频繁（西北、东北，寒潮，春寒，秋寒）,2.3 水资源,1、水分指标 年降水量（多年平均值，总量1） 季节月份分布（各月降水及差异，有效性） 干燥度K=(0.16t)/r t: 10 积温 r： 同期降水量 4, 4-1.5, 1.5-1.0, 1.0-0.5, 0.5 干旱， 半干旱， 半湿润， 湿润， 很湿润,耕作学 第二章 资源辨识与耕作制度,潜在蒸发蒸腾量(PET),土壤和植被共同的最大可能蒸腾

12、量（土壤水分充裕、植被全部覆盖地表）：决定于辐射、温度、风速等 湿润指数(MI)=P(降水量)/PET 0.75 极干旱， 干旱， 半干旱， 半湿润， 湿润 地下水深 地下水位距地表距离 可利用水资源量 过境水量 流经本区域的地表水量（包括灌溉条件）,耕作学 第二章 资源辨识与耕作制度,2、水分与作物生长及分布,作物类型需要（旱生、中生、湿生、水生）,不同作物耗水量,耕作学 第二章 资源辨识与耕作制度,蒸发蒸腾量,蒸腾量,蒸发量,玉米生长期累计蒸散量与土壤蒸发量,4/28 5/27 6/26 7/25 8/25 9/4,600 500 400 300 200 100,发育阶段需要和影响（临界阶

13、段，苗期与成熟期，营养生长于生殖生长期、产量形成期）,耕作学 第二章 资源辨识与耕作制度,一些作物的水分利用效率,水分利用效率差异（产量/消耗水分量）,耕作学 第二章 资源辨识与耕作制度,增施氮肥对高粱产量和水分利用的影响,耗水量（消耗水分量/产量） 与肥料有关 与作物及生长期有关（豆科多碳四少，苗期少）,耕作学 第二章 资源辨识与耕作制度,3、中国水资源特点,1.水资源总量多，人均占有量少 全国的淡水资源总量为28000亿立方米，占全球水资源的6%，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，名列世界第四位。但是，我国的人均水资源量只有2300立方米，仅为世界平均水平的1/4，是全球人均水资源最贫乏的国家之

14、一。 据统计，我国目前缺水总量估计为400亿立方米，每年受旱面积200万260万平方千米，影响粮食产量150亿200亿千克，影响工业产值2000多亿元，全国还有7000万人饮水困难。,耕作学 第二章 资源辨识与耕作制度,水土资源区域分布不相匹配 全国水资源80%分布在长江流域及其以南地区，人均水资源量3490 m3，亩均水资源量4300 m3，属于人多、地少，经济发达，水资源相对丰富的地区。 长江流域以北广大地区的水资源量仅占全国14.7%，人均水资源量770m3，亩均约471m3，属于人多、地多，经济相对发达，水资源短缺的地区，其中黄淮海流域水资源短缺尤为突出。 北方资源性缺水！ 南方水质性

15、缺水！ 中西部工程性缺水！,耕作学 第二章 资源辨识与耕作制度,水资源补给年内与年际变化大 受季风气候影响，中国降水量年内分配极不均匀，大部分地区年内汛期四个月降水量占全年水量的70%左右（南方60%，北方80%左右）。中国水资源中约2/3是洪水径流量。降水和径流的年际变化很大，大部分流域出现连续丰水年或连续枯水年的情况，是造成水旱灾害频繁、开发利用难度大和水资源供需矛盾十分尖锐的主要原因。,耕作学 第二章 资源辨识与耕作制度,耕作学 第二章 资源辨识与耕作制度,2.4 地貌,1、地势 海拔高度，影响温水光进而影响土等资源： 温：海拔升高，温度降低； 水：海拔升高，降水增加； 光：海拔升高，光

16、增强；,耕作学 第二章 资源辨识与耕作制度,2、地形（地貌） 表层特征，山地、高原、丘陵、平原、盆地、河流、沼泽、沙漠、坡向、坡度等。 光热：阳坡大于阴坡； 水：南干北湿； 土：坡陡水土流失重、丘陵一、二、三台土。,耕作学 第二章 资源辨识与耕作制度,不同坡度和坡向所接受的太阳直接辐射（kcal/cm2/d）,耕作学 第二章 资源辨识与耕作制度,3、中国地貌特点: 比例结构各类地貌比例 西高东低，南山北平，西北沙漠,2.5 土地资源,（1）土地利用指标 面积 全国、四川、雅安、草坝、村、户（土地面积、陆地、水面） 位置 生态经济区、水、路、远近（土地质量指标之一） 利用适宜性 农、林、牧、鱼、

17、工、矿、商、城镇，稻、玉米、棉花（适合于不同的用途） 肥力、土地质量 水、旱、荒、平整、灌溉、产量（生产能力、开发潜力、价值）,耕作学 第二章 资源辨识与耕作制度,耕地面积,统计公布145000万亩，实测18-22亿亩，一般实际面积比上报面积增加30-50%（农业资源主要指标） 垦殖率（农耕面积占总面积比例） 西藏低、江苏高、上海更高，全国13%，江苏省50%，上海60%、西藏3%,森林 13.4%,宜林 荒山 8%,草地 41.7%,耕地 10%,其他 23.2%,世界 中国,土地 耕地 森林 草地,水田,旱地,森林,沙漠,宜农 荒地 3.7%,中国土地利用状况（亿亩）,（2）中国土地资源特点,比例结构 荒地多、耕地少 耕地13%，林地3%，草地40%，宜农荒地4% 人均耕地少 世界平均水平的三分之一，今后可能降至0.8亩的极限水平。 潜力 后备耕地少（2亿亩），单产水平高（300公斤）/亩）、复种指数高（160%）、增产潜力有限,耕作学 第二章 资源辨识与耕作制度,质量,优、中、差各占三分之一，三分之二受各种限制因子制约，19%侵蚀、11%土质差、9%洪涝、7%盐碱、3.6%应退耕 草原退化三分之一 植被 植被与耕作制度的关系（影响水、土、气候，生物资源、生态指示）,耕作学 第二章 资源辨识与耕作制度,工业装备与农