《农作系统管理》PPT课件

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1、第十章 农作生产系统管理,2 学时,第十章 农作生产系统管理,内容提要 一、作物及作物生态系统； 二、农作资源及其管理； 三、农作过程管理； 四、作物生产面对全球变迁的挑战。,第十章 农作生产系统管理,重点和难点 1、农作生态系统的特点及合理经营管理； 2、农作过程管理的基本原理和方法； 3、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。,一、作物及作物生态系统,（一）作物 1.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。 我国所搜集保存的水稻品种资源达4.3万余份，其中地方品种占80%，引进品种占1

2、0%，育成品种占4%。 小麦品种约3万份，其中地方品种和育成品种1.9万份，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、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。,一、作物及作物生态系统,（一）作物 2.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。 生态型：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相同或相近的要求及适应机理。,一、作物及作物生态系统,（一）作物 2.

3、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，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，这在习惯上称之为品种生态型。,一、作物及作物生态系统,（二）作物生态系统 1.定义： 作物生态系统以农田为样块、以作物为中心，由作物与其他生物及非生物组分所建立的、按人类社会需求进行物质生产的一种人工生态系统。 作物生态系统与其他自然生态系统的最大区别是不仅受自然生态规律的支配，而且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。,2.基本特性 作物生态系统区域性强，并通过多种多样

4、的农作制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。 生态特性 生产力：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控，因此作物生态系统的生产力比自然生态系统高。 稳定性：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变化的反应敏感性。,(二) 作物生态系统,2.基本特性 生态特性： 可持续性：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的安全、有效与永续利用。,(二) 作物生态系统,2.基本特性 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生产资料、科

5、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息，从而使作物生产具重要社会特性，即公平性与自主性。,(二) 作物生态系统,2.基本特性 社会特性 公平性：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节，但政府的农业政策对公平性有重要影响。 自主性：是指作物生产对社会的依赖程度。传统自给自足农业因不使用化肥、农药及动力机械，自主性高，但生产力水平低、对社会贡献小。现代集约化农业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，对社会的贡献大。,(二) 作物生态系统,3.作物生态系统的结构

6、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植制度与种植方式。 种植制度是指一个地区或生产单位（农场、农户）的作物组成、配置、熟制与间套作、轮连作等种植方式的总称。 种植方式是指在一块土地上，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、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。,3.作物生态系统的结构 （1）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（如日长、温度、水分、土壤类型等）。也即不

7、同作物只有生长在与其要求相适应的环境条件下，才能顺利完成生活周期和形成高额的产量。 在组建作物生态系统时，应因地制宜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所处的环境条件及其季节性变化相偶合，这也是作物生产成败的关键。,表 川西滇北地区山地立体农业生态系统的垂直分布结构,3.作物生态系统的结构 （2）空间结构 空间结构是指在地块中作物的种植方式,包括单作、间作、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：等行距种植可均衡利用光热、养分、水分资源，宽窄行种植有利充分发挥边行优势，

8、单一作物的产量高。 间套作、混作：选择不同生物学特性和生育期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，土地生产力高。禾谷类作物与豆类、绿肥、牧草等的间套作、混作，还具生理机能互补性，有利于用地养地结合及农牧结合。,间套作和混作中的种间竞争与协调： 设作物A和B的混作（包括间、套作），其总相对产量（RYT）可能表现如下： * 当A和B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： * 当A和B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1:1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0.6倍，总产量则为1.2，相当于提高了土地利

9、用率。,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3个月，因行距大光能利用率低，最适于间、套作其他作物，以提高光能和土地利用率。,番茄,1500株/亩 3月中移栽,棉花 2500株/亩 4月中下旬直播或移植,番茄 750kg/亩 皮棉 48kg/亩,芝麻 20kg/亩 皮棉 75kg/亩,2.4m,芝麻,1500株/亩 5月下旬播种,棉花 3500株/亩 4月中下旬直播,2.4m,花生 花生,550株/亩 3月中移播,棉花 2000株/亩 4月上旬直播,西瓜 1500kg/亩 花生 250kg/亩 皮棉 50kg/亩,2.4m,3000株,西瓜 4月上旬移栽,棉花 2500

10、株/亩 4月下旬移栽,甜玉米 400kg/亩 四季豆 1000kg/亩 皮棉 50kg/亩,2.6m,3000株,早玉米 3月上旬播1500株/亩,矮四季豆 3月上旬播,矮四季豆 2000株,豌豆 250kg/亩 鲜平菇 1000kg/亩 西瓜 1500kg/亩 皮棉 60kg/亩,2.7m,食用菌 4月下旬收,棉,4月下 旬移栽 2500株/亩,棉,棉,棉,食用菌,豌豆 西瓜 豌豆,头年冬播种 2500穴/亩,摘鲜豆,4月上旬移 栽550株/亩, 稻田种养结合生态模式 稻鱼（包括蟹、虾）： 宽垄半旱式栽培： （田边或田角设1m深以上鱼涵，并与鱼沟相通） 鱼种以草鱼为主，可搭配鲤、鲫、罗非鱼等

11、。 水稻一般可增产10-15%，鱼获量750-1125kg/ha 稻萍鱼：种植及管理同上，向全田垄沟投放萍种3000-4500kg/ha,1.0-1.2m,0.3m,25cm,沟,20 20 30cm 20 20,宽窄行株距（12cm）,稻鸭：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225只幼鸭，无需投放饵料。稻谷产量可增加11%左右，总产值可提高2.5倍。 中稻菜：一般为水旱轮作，可种植稻芥菜（或榨菜）。 稻草莓，稻各种蔬菜： 稻池杉、大豆（或绿豆）：田埂种池杉、桑、蔬菜、大豆、绿豆等，不仅充分利用空间，而且可改善农田小气候，减少病虫害，增加经济效益。, 稻田种养结合生态

12、模式,（3）营养结构 作物生态系统的基本营养链（食物链）可分为三类： 作物人类，作物动物人类，牧场动物人类。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，称为初级生产者；杂草也是初级生产者，但与作物竞争光、水分和养分；食草昆虫和动物是初级消费者；而微生物是分解各层次动、植物残体的分解者，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，与自然生态系统的长链相比，能更多地把最初级产物传递给最后消费者（人类）。,图,4.作物生态系统功能 （1）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，

13、可将光能、辅助能转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互交织的，并可延伸到系统外： 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； 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。,（二）作物生态系统,4.作物生态系统功能 （2）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、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。 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。,（二）作物生态系统,表 农林生态系统的环保机能评价,续,注：4=机能极大，3=较大，2=较小，1=极小，0=全死,（一

14、）农作资源 农作资源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自然要素，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大战略意义。 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，都是重要的影响因素。,二、农作资源及其管理,1.农作资源类型 * 按自然存在属性分： 气候资源、水资源、耕地资源、生物资源 * 按再生性能分：,（一）农作资源,农作资源,可再生资源 非再生资源,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,耗竭性资源：矿物能源

15、 非耗竭性资源：部分营养元素（如P、K等）,2.农作资源的基本特点 （1）相对有限性 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，其实际日照时数是多变的、有限的。 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，甚至丧失再生能力。 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。,（一）农作资源,2.农作资源的基本特点 （2）共生性与整体性 农作资源的各种要素通过相互联系、相互制约构成整体，它们在空间上是共生的，彼此间不断进行物质和能量的交换。如： 光、温、水是

16、在共生的整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。,（一）农作资源,2.农作资源的基本特点 （3）区域性 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、种植方式与之相适应，做到在经济效益、生态效益和社会效益上的统一。,（一）农作资源,2.农作资源的基本特点 （4）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稳定；反之，则导致某些资源的恶化和枯竭。,（一）农作资源,农业气候资源主要是指日照、降水量和热量资源，这三大资源的共生适宜性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