农业经营学总论(7)

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1、 农业经营总论 9/1/20241第七章 复合农业 物种多样性是复合农业的重要特征，在人工控制的复合农业经营系统中，种群的组成受人为调控。个体、种群、多种群组合成了复合农业。它们在共存环境中相互协调、制约、发展，导致了多状态的空间现象、行为关联，整合成特有的生物系统。9/1/20242第一节 种群复合基本原理一、复合种群的结构 种群是指在特定生态空间中同一物种个体的总合。复合农业由多个种群组成。 复合种群的组成：构成复合种群的种群成分、数量比例及其相互关系。在不同阶段复合种群也有差别，如林农复合种植，在幼林阶段通常与阳性农作物间作，随着林9/1/20243木的长大，林间农作物只能改成阴性作物，

2、或放牧、培育食用菌等。主要有： 以种植业为主的复合种群组成，即以粮食作物为主的复合种群，包括混作、间作、套作等；以林为主的复合种群；以蔬菜为主的复合种群。 以养殖业为主的复合种群组成，即以渔9/1/20244为主的复合种群，包括水体立体养殖，如渔贝藻、渔螺混养。水岸结合，如渔牧、渔草、渔林结合等；以畜牧业为主的复合种群。（一）复合农业的种群分布 1、种群分布的空间 复合种群的空间形式：构成多种群复合9/1/20245 体的各种群在环境空间内的排列方式。一是平面空间形式。如带状式，种间竞争势弱、易于调节、操作管理方便。块状式，农林复合种植大多为块状分布。混合式，通常采用两种或两种以上作物混合播种

3、。还有群状式等；二是垂直空间形式。包括复合种群在同一环境空间中的垂直分层和9/1/20246不同海拔高度的垂直分布带。如森林-灌木-草原、林-农-渔-水生作物等。 2、种群空间分布类型 种群空间分布类型：某一种群个体在其生存空间的分布形式。一是均匀分布，采用不同树种植株隔株种植；二是随机分布，物种个体在相互独立条件下的分布形式；聚集分布，种群个体呈群状9/1/20247 、簇状、斑状密集分布。物种个体间相互吸引。 在复合农业的种群时空分布过程中，初始期由于种群内和种群间未出现竞争，种群的密度不出现变化。但随着时间的变化相互作用或竞争日益加剧，如林下阳性作物种群被阴性作物种群代替等。 9/1/2

4、0248二、种群复合尺度 土地当量比：相对于间作、单作而言的一种土地需求相对值，是判断复合农业效果的最常用指标。如1公顷土地在复合经营条件下，能获得10单位的玉米和50单位的大豆。假设，在单作条件下，生产20单位的玉米、75单位的大豆各需1公顷土地。那么9/1/20249获得间作的10单位玉米，需要单作条件下的0.5公顷土地；获得间作的50单位大豆，需要单作条件下的0.67公顷土地。 P1 P2土地单量比 LER= + M1 M2P1、P2为间作产量、M1、M2为单作产量9/1/2024109/1/202411 收益单量比：用货币计算的土地需求相对量值尽管土地当量比大于1，但每亩间作地收入29

5、0元（220元+70元）小于油菜300元。单作（1亩）间作（1亩）油菜150公斤 300元110公斤 220元蚕豆100公斤 100元70公斤 70元9/1/202412n aP1+bP2收益当量比RVT= aM1a为第一种作物的价格；b为第二种作物的价格，且aM1大于bM2。 RVT的零界值大于或等于1，间作有利，反之单作有利。9/1/202413 间作置换值：用间作去代替某些农业投入。如种植玉米引诱棉花芽虫，减少杀虫剂的使用量。可采用把复合种植的净生产与单作的生产减去杀虫剂的使用成本的数值进行比较计算。9/1/202414 aP1+bP2间作置换值RVI= aM1-cC为间接设计所要置换的

6、项目投入成本，其他同上。 RVI大于1，是间作有利的评判尺度。9/1/202415三、复合农业的生态位生态位：a、物种在环境中的最后分布单位，在分布单位中，每个物种自身的结构、本能上的界限得以保持（Grinnell 1917）。b、生态位是一个物种在生物群落中的机能作用和地9/1/202416位（Elton 1927）。C、超体积生态位，把生态位看作多维或超体积的（Hutchinson 1957）。复合农业中，各个物种都要占据一定的生态空间，同时又要吸收利用一定的营养元素。因此，在空间和营养吸收上常会造成重叠或竞争。按生态重叠理论，考虑两个或多个物种的最大容许重叠度。9/1/2024179/1

7、/2024189/1/202419 一般而言，没有两个物种会具有完全一样的生态位关系。物种对环境资源的不同利用使得不同物种能同时生存于同一空间，也称为生态位分异。 基础生态位：一个物种在与别的种类竞争时，不会受到抑制的生态位。 实现生态位：受到生物抑制后的生态位9/1/2024209/1/202421 图中，a、b两物种在基础生态中的生态重叠大，但只有a的竞争激烈；在c、d中重叠小，竞争也小，但在d出现过，激烈的竞争。一般而言，b、c和d的间作效果较好。9/1/202422 四、种群竞争生产原理 竞争生产原理机制:在弱竞争状态下的物种共存，而且对单一种群而言，具有增益效果的机制。 P1 P2土

8、地单量比 LER= + = 1 M1 M29/1/202423 9/1/202424 9/1/202425（一）光环境共生机制 当两个生长在一起的种群组成群体冠层时，由于复合冠层的多层次光截留，导致了不同一单一种群的光环境。 Ii Pn Pn 光利用效率（LUE）= = I0 Ii I0 9/1/202426 Ii 被冠层截留的光； I0为冠层以上的光； Ii / I0为截留光的比值； Pn为净光合作用； Pn / Ii为光转化率。在单一种植条件下，作物群体不可能完全利用进入群体的光线，这一部分可被其他群体所利用，从而提高光转化率。9/1/2024271、增加第二种作物有利于提高Pn / Ii

9、 当阳性作物与阴性作物间作时，两种作物都处于高光合效率的光环境，可以取得高产。一般而言，光合作用的强度随光强度的增加而增加，但达到光饱和点后，光合作用的强度不会增加。2、复合种群系统有利于提高Ii / I0 9/1/202428 在单一种植下，特别在作物初期，作物的漏光率很高。幼林内的漏光率达90%以上。水稻在全生育期内漏光率达30%、小麦、玉米单产250-300公斤的群体平均漏光40-50%。3、多种群形成的复层结构有利于提高冠层的净同化效率9/1/202429 净同化率(net assimilation rate,NAR)是指一昼夜中在1m2叶面积上所积累的干物质量，它实际上是单位叶面积上

10、白天的净光合生产量与夜间呼吸消耗量的差值。光合产量净同化率光合面积光照时间 9/1/202430光能净同化效率主要取决于植物光合作用强度和呼吸消耗。Donald（1961），某一植株第一层叶的光合产量12个单位，呼吸消耗2单位，净同化效率10单位；第二层叶的光合产量10个单位，呼吸消耗2单位，净同化效率8单位；第五层叶的光合产量1个单位，呼吸消耗2单位，净同化9/1/202431效率-1单位等若采用耐荫作物代替，可使有效叶面积的数值得到提高。 叶片光合作用强度：每平方分米绿色叶面积在一小时内同化二氧化碳的毫克数（mg CO2/dm2/h）。 光合作用率：叶片可转化利用的那部分光能和它接受的总光

11、能的比值或百分率。 9/1/202432 光合作用效率=光合作用制造的有机物中的能量/光合作用中吸收的光能；光能利用率=光合作用制造的有机物中的能量/种植面积内所照射的光能。 4、间作有利于延长群体的光合作用时间9/1/2024339/1/202434（二）土壤环境共用机制 土壤养分供应有三种方式：一是质流，土壤中养分通过植物的蒸腾作用而随土壤溶液流向根部到达根际的过程。由于蒸腾作用产生了由植物叶片开始沿茎、根到土壤的水势梯度。在这一梯度作用下，水由9/1/202435土壤经根表面进入根内，溶在水中的养分也随水流近根表，供植物吸收。土壤中的硝态氮、钠、铁、铜、锌、钙、镁大部分是靠质流由土壤供给

12、植物的。 二是扩散，当植物从土壤中吸收的某种养分的数量多于土壤的供应量时，在垂直于根表的土壤范围内会出现该养分的亏缺区9/1/202436，产生浓度梯度，于是，该养分就从高浓度区向低浓度区扩散而渐近于根表，扩散距离一般为0.10.5mm。扩散除了决定于浓度外，还受土壤性质的影响。三是根系截获，植物根系在土壤中生长延伸过程中必将要与土壤颗粒接触，土壤颗粒上呈离子态的养分与根面发生接触交换，因根9/1/202437系在土壤中所占体积小（土壤总体积的1-5%），所以作物以此方法吸取的养分只占总养分的百分之几。 一般说来，在土壤溶液中溶解度高的养分离子向植物根系运移以质流为主，溶解度低的以扩散为主，而

13、溶解度极低的养分离子以根系截获而吸收利用 。9/1/202438如，Donahue（1977），玉米根系吸养方式，氮以质流为主98.3%、根截留1.2%，扩散为0；磷以扩散为主90.9%、质流6.3%、根截留1.2%；钾以扩散为主77.7%、质流20%、根截留2.3%。9/1/2024399/1/202440土壤养分含量因土而异，变化极大 9/1/2024419/1/2024429/1/202443第二节 复合种群的能量流动 和物质循环利用 一、生态系统的结构与功能 生态系统结构由生物、非生物两个基本成分组成。生物成分包括：a、生产者（植物、光合细菌等）在生态系统中进行初级生产，为消费者、还原

14、者不断提供能量和物质；b、消费者（主要是动物）以其他生物或有机物为食料；c、还原者（细菌、9/1/202444真菌和一些原生动物、腐食性生物），把复杂的动植物有机残体分解为简单的化合物，在进一步分解为无机物，归还自然界。非生物成分包括：气候、无机质、有机质（蛋白质、腐殖质等）。 生态系统中的生物、非生物成分，通过能量流动、物质循环紧密连接，系统内的能9/1/202445量沿食物链不断流动，物质循环反复，从而维持生态系统的协调和稳定。（一）能量流动 太阳辐射能被植物光合作用所截留，成为地球上一切生命的源泉。据测算，太阳照射到大气上层的太阳辐射能8.35焦耳/cm2/分，但到达地面的只有50%，而

15、落到植物9/1/202446体上的平均1.02焦耳/cm2/分，这些也只有40-50%被植物吸收。自然界充分利用太阳能，森林-灌木-草本-蕨类-苔藓-微生物等，林间还有各种动物。模拟不同种类生物的共生结构与功能是复合农业的基本依据。9/1/202447（二）物质循环 碳、氢、氧、氮、磷占全部原生质的97%以上。此外，还需钙、镁、钾、硫等大量营养元素和铜、锌、镁等微量元素。这些元素被称为生物性元素。能量流动是单项的，物质流动是循环反复的，能量储存于物质的化学键上，当物质在生态系统9/1/202448中流动时，由一种化合物转变为另一种化合物时，储存的能量也随之变化和转移。 物质不断在生物与生物之间

16、、生物与环境之间循环流动。如，牧草-食草动物-食肉动物-排泄物、动植物尸体-土壤-牧草。 1、水循环 以汽态、液态、固态存于生物圈。1颗橡胶树 蒸发量每天570公斤、1株玉米2公斤，水稻每公9/1/202449顷70吨等。这些被吸收的水绝大部分蒸发到大气层中。 2、气态循环 氧、二氧化碳、氮、水蒸气以及氯、溴、氟等。植物通过光合作用把水和二氧化碳合成碳水化合物，积蓄能量形成初级生产，同时放出大量氧气。9/1/202450 氮是植物合成蛋白质的基本元素，是构成生命的物质基础。氮占大气总量的79%，但绝大多数植物不能直接利用。氮的固定主要有三条途径：一是通过闪电、宇宙线等高能作用，使空气空气中游离

17、态游离态的氮气转化为含氮化合物（如硝酸盐、氨、二氧化氮），随降水进入土壤。二是生物固氮 ， 9/1/202451具有固氮作用的微生物，包括细菌、放线菌和蓝细菌（即蓝藻）等，将游离氮固定为可利用的氨。大气中90以上的分子态氮都是通过固氮微生物的作用还原为氨。三是工固氮 ，用化学方法，使氮气转化为含氮的化合物。即：氮气氮气与氢气氢气9/1/202452在高温高压催化剂（铁）作用下发生化合生成氨，然后再经一系列的反应转化为其他有价值的化合物，如硝酸、氮肥等。 3、沉积循环 通过岩石风化作用和沉积物自身的分解作用，将岩石中的物质转化为生态系统中可利用的物质。9/1/202453（三）营养级理论 生物群

18、落通常包括多种植物、动物和微生物，它们由食物的关系结合在一起，互相影响，互相依存，形成食物链。在食物链上位于不同的层次，形成不同的营养级 。绿色植物、藻类和一些光能自养微生物物，利用太阳能，在光合作用中吸收二氧9/1/202454化碳，释放出氧气，把由环境中摄取的简单的无机物转化为复杂的有机物。此外，一些化能自养微生物也能利用化学能把无机物转化为有机物。这些有机物的最初制造者，属于第一营养级，或称为基级。动物以现成的有机物为食物，完成自己的代谢过程。直接以生产者（主要是绿色植物9/1/202455）为食物的动物（草食动物）是一级消费者，属第二营养级；以草食动物为食物的肉食动物是二级消费者，属第

19、三营养级；以二级消费者为食物的动物是三级消费者，属第四营养级，依此类推。9/1/202456 食物链越长，营养级的数目越多，物质和能量由低位营养级生物向高位营养级生物传递和转化过程中均有损耗，如草食动物食用绿色植物，只能消化和同化其中的一小部分有机物。人类处于最高位的营养级。各种环境污染物可通过食物链逐级富集进入人体。 9/1/202457 具有分解能力的微生物，包括一些鞭毛虫、土壤线虫等微型动物，能把动、植物的残体和排泄物等的有机成分分解成简单化合物。这些化合物重新回到环境里去，供生产者利用。微生物和这些微型动物被称为分解者。 9/1/2024589/1/202459生态系统组成 9/1/2

20、02460 营养级9/1/202461生态系统生态系统 - -生产生产 9/1/202462生态系统-分解 9/1/202463生态系统-能量流动 单向流动、逐级递减 9/1/202464生态系统-物质循环 9/1/202465物质循环与能量流动 9/1/2024669/1/202467（四）保持生态系统平衡 生态系统平衡：生态系统内生物之间和生物与环境之间相互高度适应，种群结构和数量比例长久保持相对稳定，生产与消费和分解之间相互协调，系统能量和物质的输入与输出之间接近平衡。9/1/202468 现实中生态系统常受到外界的干扰，但干扰造成的损坏一般都可通过负反馈机制的自我调节作用使系统得到修复

21、。当外界干扰压力很大，使系统的变化超出其自我调节能力限度时，系统的自我调节能力随之丧失，即生态平衡失调。 9/1/2024699/1/202470 生态危机主要由于人类的活动导致局部地区甚至整个生态系统结构和功能的严重破坏。如森林覆盖面积缩小、草原退化、水土流失、沙漠扩大、水源枯竭、环境污染、环境质量恶化、气候异常、生态平衡失调等等现象。 9/1/202471 9/1/202472 过去20年间，中国因环境污染和生态退化造成的损失占GDP的720%。2007年，40%的城市生活污水直接排放；60%的大型湖泊因矿物质和有机物污染而出现富营养化；在监测的287个大中城市中，只有60.5 %的空气质

22、量达到环境保护部的标准（另一种说法是，全国只有44.9%的城市空气质量达到国家二级标准）。 9/1/202473 青藏高原草地生产力由上世纪60年代的300公斤/亩下降到100公斤/亩以下；地下鼠量由过去的810增至30只/公顷；土地裸露率由不到10%增加到30%以上。全国90%的可利用天然草原出现不同程度的退化，并以每年200万公顷的速度递增。9/1/202474联合国国际濒危物种贸易公约列出的740种世界性濒危物种中，中国占189种。 大化肥、大农药、除草剂、激素、添加剂、农膜，甚至反季节种植、转基因技术滥用，使得土壤板结、环境污染、生物多样性下降、病虫害加剧，食品安全问题突出。 9/1/

23、202475 中国化肥年使用量4766万吨，占世界的30%以上。每公顷达41吨 ，远超过发达国家设置的每公顷22.5吨的安全上限。目前，东部已有许多地区面源污染占污染负荷比例超过工业污染。 农药年使用量约130万吨，只有约1/3能9/1/202476被作物吸收利用，大部分进入了水体、土壤及农产品中，直接威胁到人群健康。 近20年来，中国的地膜用量和覆盖面积已居世界首位。2003年地膜用量超过60万吨。9/1/2024779/1/202478 每年因不合理施肥使得超过1000多万吨的氮流失到农田之外，直接经济损失约300亿元、农药浪费造成的损失达到150多亿元以上。受不同程度污染的耕地面积近20

24、00万公顷；畜禽养殖、水稻种植、肥料施用以及农业秸秆燃烧等活动还向大气中排放大量的温室气体。 9/1/202479 生活、工业用水未经处理直接排放到江河，如滇池、太湖等。全国近80%的地表淡水和约50%的地下水被污染，一些地方的水污染导致草木枯死、人畜中毒等严重事件。华北、西北、东北和黄淮海平原地区有6300多万人饮用水含氟超标. 2亿农村人口饮用水有害物质超标。9/1/202480 2007年5月，国土资源部的数据中国受污染的耕地约1.5亿亩。而自1997年以来，癌症成为中国人的第一死因，每年有近200万人死于癌症。城乡居民的癌症死亡率在过去30年中增长了八成以上。癌症患者的增长，与生活方式

25、改变、生态环境恶化等有着密切的关系。 9/1/202481 构建现代农业生产体系：构建现代农业生产体系：落实“高产、优质、高效、生态、安全”的科学发展观，走可持续发展之路。 发展环境友好型农业、有机农业、可持续发展农业、生态农业。9/1/202482二、物质能量多层分级利用 利用植物生产、动物转化、微生物还原的原理，以种促养。种植业生产的饲料，通过家畜家禽过腹还田，实现物质的良性循环，还可对食物链加环，延长生态链条，使物质能量多级利用。 9/1/202483例如：对秸秆的利用，不经过处理直接返回土壤，须经过长时间的发酵分解，方能发挥肥效，参与再循环。但如果经过糖化或氨化过程，使之成为家畜的饲料

26、，饲养家畜增加畜产品产出，利用家畜排泄物生产沼气，用沼渣培养食用菌，用菌床繁殖蚯蚓，将蚯蚓利用后的残余物质返回农田9/1/2024849/1/202485作肥料，使能量转化率大大提高。（一）稻鱼复合生态 水田生态系统：水稻、杂草、藻类、光合细菌是生产者。其中水稻是人类的生产对象，杂草、藻类、光合细菌合成的有机物质没有得到充分利用。因此，造成稻田生态系统物质、能量的大量浪费。稻田养9/1/202486鱼，鱼作为稻田中的消费者，能食用杂草、浮游生物、底栖动物等，粪便回归土壤。据浙江大学分析，稻田养鱼的土壤有机质含量比不养鱼的高6.25%，速效氮、磷、钾分别高9.5%、50%、16.4%。土壤中，0

27、.05mm的微团粒明显减少。浙江青田的稻田养鱼是亚洲惟一的世界农业遗产 。9/1/2024879/1/202488 稻田养鱼投入产出分析 1010焦耳/公斤 处 理 投入能有机能 无机能 合计产出能产投比光能利用率%稻田养鱼 对 照 6.9 5.7 12.6 4.2 7.9 12.1 32.527.42.62.32.01.79/1/2024899/1/2024909/1/202491（二）桑、蚕、畜、禽复合生态系统 传统的栽桑养蚕对自然资源和设备的利用率较低。桑树无叶期长达5个多月，每公顷桑园浪费1.261013焦耳的太阳辐射，约占全年辐射量的30%。桑、蚕、畜、禽复合生态系统可利用桑园空闲期

28、，间作蚕豆、 9/1/202492饲料作物，利用小蚕炕房空闲养鸡苗，蚕粪、桑园杂草、间作饲料、枯落桑叶养羊，桑园养鸡食虫，家禽粪便肥桑。 9/1/202493 据中国农科院蚕业研究所试验9/1/202494（三）水陆物质交换的复合生态系统 多层次立体渔农牧综合养殖模式，以物质能量流为主线，以渔农畜禽为主的多专业横向并联。它们之间相互利用产品废弃物形成空中果、水面禽、水中鱼、堤边林、坡上畜的立体生产格局。 9/1/202495 1、渔、农综合经营模式 鱼与饲草（或菜）、鱼与 水生植物、鱼与蔗、鱼与果、鱼与花综合经营等类型。 利用鱼池堤面、斜坡和零星土地，种植高产饲草作为鱼的饲料，以塘泥作饲草或菜

29、地的肥料，也可排干鱼池进行鱼、草轮作 9/1/202496。鱼与蔗综合经营是在鱼池边种甘蔗，以蔗叶和蔗尾（顶端幼嫩部分）喂鱼，塘泥作蔗地的肥料等。而且各种作物土壤中的部分有机质和养分，随降水流入鱼池。形成堤面和鱼池中的物质地循环，构成水、陆相互作用的复合人工生态系统。 9/1/2024972、渔、牧综合经营 鱼、畜（猪、牛、羊等），鱼、禽（鸭、鸡、鹅等），鱼、畜、禽综合经营等类型。在池边或池塘附近建 猪舍、牛房或鸭棚等。把畜、禽的废弃物作为鱼池的饵料。 9/1/2024983、渔、牧、农综合经营 猪草（菜） 鱼、牛草（菜）鱼及菜猪鱼等模式。畜（禽）粪便施于牧草，用草养草食性鱼类，以草食性鱼类的

30、粪便和排泄物肥水，养杂食性鱼类，鱼池的塘泥再作种草的肥料。 9/1/2024994、桑基鱼塘 珠江三角洲独具地方特色的农业生产形式。全年气候温和，雨量充沛，日照时间长，土壤肥沃，地势低洼 。当地农户把低洼的土地挖深为塘，饲养淡水鱼；将泥土堆砌在鱼塘四周成塘基，塘基上种桑树养 9/1/2024100蚕。蚕沙（蚕粪）喂鱼，塘泥肥桑，栽桑、养蚕、养鱼三者有机结合，形成桑、蚕、鱼、泥互相依存、互相帮促进的良性循环。 9/1/20241019/1/20241029/1/20241039/1/20241049/1/2024105三、农业有机废物的循环利用 农业有机废物:农、林、牧、渔生产和加工过程中剩余或

31、排出的物质。 据有关资料统计，中国农作物秸秆年产生量约7亿吨，除部分作为造纸原料和畜牧饲料外，大约3亿吨可作为燃料使用。 9/1/2024106畜禽养殖业粪便排放量约18亿吨，实际排出污水总量约200亿吨，可生产沼气约500亿立方米；农产品加工废弃物，包括稻壳、玉米芯、花生壳、甘蔗渣和棉籽壳等，大约2亿吨以上；全国工业企业每年排放的(可转化为沼气)有机废水和废渣约259/1/2024107亿立方米，可生产沼气约100亿立方米；每年城市垃圾量为1.3亿吨。 中国现有森林面积1.75亿公顷，各类林木质资源量在200亿吨以上，林木枝丫和林业废弃物年可获得量约为9亿吨，大约3亿吨可作为能源利用，折合约

32、2亿吨标准煤。 9/1/2024108 据国家能源领导小组办公室预测，目前全国生物质资源可转换为能源的潜力约5亿吨标准煤。（一）传统利用方式 1、一次直接利用。将有机废物如秸秆、树枝等直接燃烧；把饼粨、枯枝、粪便直接还田。秸秆燃烧只能利用热能的10%左右9/1/2024109，有机质、氮素被氧化成空气中的二氧化碳或氮气，只剩下6-10%的碳分元素。粪便直接还田所含能量几乎全部不能利用，所含营养元素也要损失40-50%。 2、二次利用。把秸秆、谷糠、饼粨等先粉碎处理，再配合部分粮食制成饲料，经牲畜过腹后，其粪便作肥料。二次利用较9/1/2024110一次利用提高了物质能量的利用率和转换率。9/1

33、/2024111（二）多次利用方式 1、三次利用。有机废物加工后，配合部分精饲料喂养禽畜；禽畜粪便配合青饲料、秸秆等制取沼气；再将沼气液和沼渣还田。把有机废物中的能量元素转化成甲烷、二氧化碳，其余各种元素较多的留在残渣中。据观测，5公斤稻草经发酵后的沼9/1/2024112气可烧90公斤开水，直接燃烧只能烧50公斤开水。各种有机质经沼气池厌氧发酵，速效养分增加较多，由发酵前的5%左右提高到10-20%。速效氨因池内有大量的有机酸，可被吸收固定为铵盐，防止速效氮的发挥。有机磷、钾元素约50%可转化为速效磷、钾。9/1/20241139/1/2024114 2、多次利用。在上述基础上，将沼液喂鱼，

34、沼渣和禽畜粪养蚯蚓，将塘泥和剩余沼渣还田。据测定：沼液中有效氮占总氮的75-95%，有效磷占总磷的77%，有利于鱼塘藻类和浮游动物的大量繁殖。而且有机腐渣多为厌氧发酵后的中间产物，如低分子糖类、低级脂肪酸、氨基酸、蛋白质9/1/2024115等易被水生生物消化吸收。9/1/2024116 农业有机废物多次利用9/1/2024117（三）多层次循环利用方式 1、以养殖业为主的物质再循环利用 河北蓟县采用鸡粪喂猪，猪粪养蝇蛆，蝇蛆喂鸡的循环利用方式。据资料分析：干鸡粪中，粗蛋白27.25%、真蛋白13.1%，粗纤维13.06%，还有多种维生素、微量 9/1/2024118元素等。鸡粪与玉米、高粱、

35、麦麸等相比，除代谢能较低外，粗蛋白、钙、磷的含量较高，经半干乳酸菌发酵，可消除异味，提高消化蛋白质含量。利用发酵后的鸡粪与其他饲料混合喂猪，每头节约饲料188-282公斤，提高瘦肉率2-6%。9/1/2024119 农业有机废物的循环利用9/1/2024120 蝇蛆营养成分9/1/20241212、以沼气为纽带的有机废物再循环利用 2003-2007年，中央累计安排国债资金80亿元，在7.3万个村支持建设823万户沼气。2007年使用沼气的农户达2650万户，年产沼气102亿立方米，用标准煤换算1600万吨，农民节约开支130亿元。9/1/2024122 2008年在1000多个村开展绿色工程

36、试点，力争秸秆、粪便、生活垃圾、污水的处理率达90%以上。 2009年中央1号文件明确表明加快农村沼气建设。争取每年新增沼气用户400万到600万。 案例，江苏省建湖县董徐村，9/1/2024123用粮食、稻草配合骨粉等原料，以沼气为动力加工配合饲料35万公斤，养蛋鸡1500只。用鸡粪和配合饲料养猪900头，猪粪+青草+秸秆投入沼气池发酵，产生沼气。 沼渣、棉子壳、塘泥作为基质，培养蘑菇和蚯蚓，蘑菇渣、蚯蚓粪、沼液、塘泥等还田。9/1/2024124 江苏省建湖县董徐村模式9/1/2024125 有机肥与无机肥投入比较 （公斤/公顷）9/1/20241269/1/20241279/1/2024

37、128（四）资源化综合利用 类 型纤维素半纤维素木质素灰 分 稻 草 39171012 麦 秆38191510 玉米秆3515195 稻 壳 36 162218 甘蔗渣4529152花生壳3518254针叶林51-5814-2124-250.2-0.4阔叶林45-5024-3618-220.4-1.09/1/2024129 农林业废弃物的资源利用，主要开发纤维素、半纤维素和木质素 。纤维素是由葡萄糖组成的大分子多糖，不溶于水及一般有机溶剂，是植物细胞壁的主要成分。纤维素是重要的造纸原料，通过水解后，可将多糖转化为单糖，再经过化学、生物处理，提取酒精、葡萄糖、多元醇等产品。9/1/2024130

38、木质素是构成植物细胞壁的成分之一，具有使细胞相连的作用。不能被动物所消化，在土壤中能转化成腐殖质。木质素及其衍生物可作为分散剂、吸附剂/解吸剂、石油回收助剂、沥青乳化剂等。 9/1/2024131四、复合农业生态系统的加环增益 农业生态系统是以栽培农作物、林、果、草等为主的人工生态系统。（一）食物链加环食物链加环：以人工生物种群代替自然生物种群，达到废弃物的多级综合利用，9/1/2024132抑制物质和能量损失的生物工艺过程。食物链加环是要尽早从链条中获取更多的产品。1、提高农业生态系统的稳定性 农业生态系统由于作物构成单一，食物链较短，虽可增加第一级的产品，但易发生病虫害。如引入捕食性昆虫、

39、青蛙的营养9/1/2024133级就可减少病虫害的发生。2、提高农副产品的利用率 农业生态系统中，一般农作物净产量的20-30%可被人类直接食用。加入新食物链环，营养级升级后，余下的70-80%副产品就可以被人类使用。9/1/2024134 3、提高能量的利用率和转化率 物质、能量通过食物链流动时，高一营养级生物只能利用低一级的部分物质和能量。未被利用的部分经加级后，可被部分利用。如稻谷-喂级-鸡粪-喂猪-猪粪还田。9/1/2024135（二）食物链加环的种类1、生产环 在原有农业生态系统的生产过程中，加入一个或几个新的食物链环节，能使生产过程中生产的副产品和部分主产品，经过消费者的吸收、转化

40、和消费后，生产人类直接需要的产品。这种新的食物链环节被9/1/2024136称为生产环。如人工养蜂、放养紫胶虫。9/1/20241379/1/20241382、增益环 利用食物链中不能被人类直接利用，而可为其他动物利用的生物种群作为新的营养级，为下一级营养级提供原料，下一级营养级的产品可被人类消费。这种新的营养级被称为增益环。9/1/20241393、减耗环 农业生态系统中只起消费作用，而无任何商品价值的食物链环节称损耗环。能抑制耗损的生物群称为减耗环。如抑制棉花蚜虫，放瓢虫；人工养灰喜鹊，捕食松毛虫等。9/1/20241409/1/20241419/1/20241424、复合环 复合环可以连

41、接两种或两种以上物质和能量流动的新的食物环。9/1/2024143第三节 农田复合种植业一、农田复合种植业概述 复合种植业：在一定的生产周期内，在同一块农田上将多种作物按一定的时间顺序、空间位置、营养关系合理组合的农田种植业。 农田复合种植业的主要类型9/1/20241441、纯农型复合种植（1）纯粮型复合种植（2）粮经型复合种植（3）粮饲型复合种植 玉米-苜蓿（4）粮肥复合种植9/1/2024145 在 1个年周期内绿肥作物与其他作物换茬复种，如麦、肥复种，肥、稻复种，稻、肥、麦或肥、稻、稻复种，肥、棉复种等。绿肥作物多为豆类，以新鲜植物体就地翻压、异地施用或经沤、堆后主要作为肥料的栽培植物

42、。 9/1/2024146（5）粮菜复合种植 蔬菜种类多，许多具有高产早熟的特性，在安排上有较大的灵活性。大蒜-菠菜-大豆-稻等。2、农林复合种植3、农渔复合种养4、综合型复合种植9/1/2024147二、农田复合种植的设计原则（一）可持续发展的原则（二）物种搭配趋利避害原则（三）复合群落与环境、技术统一原则（四）综合效益原则9/1/2024148三、农田复合种植业的功能、效益评价 （一）经济效益评价 1、生产效果。对自然资源的利用程度，产品的生产水平。 （1）耕地利用率9/1/2024149 全年农作物播种面积耕地复种指数= 100% 耕地面积1熟制下复种指数未超过100%，称为种植指数。（

43、2）作物单产、复种亩产2、经济效果（1）单位面积某一作物亩产成本、产值或复种成本、产值。9/1/2024150（2）劳动生产率、劳动净产值。劳动生产率=总产值/活劳动消耗量；劳动净产值=净产值/活劳动消耗量。（3）资金生产率。总产值或净产值/消耗生产资料（4）单位产品或产值劳耗量。活劳动消耗量/单位产品或产值劳耗量9/1/2024151（二）社会效益评价 1、食物能产量 食物中只有蛋白质、脂肪、碳水化合物能提供人体所需要的能量。1g蛋白质提供 4kcal 、1g脂肪提供 9kcal、1g碳水化合物提供 4kcal能量。 2、可食性蛋白质产量9/1/2024152常见食物所提供的能量（按100g

44、计算） 食物千卡 食物千卡 米饭 346 猪肉 395 面条285牛肉 190馒头 233 鸡肉 167 豆腐 312草鱼 112水果36 牛奶 54蔬菜24植物油 899 9/1/2024153 3、劳动力容纳量 某一种植制度所吸收劳动力的量。（三）生态效益评价 1、光能利用率 一定时间内在单位面积上作物通过光合作用积累的干物质所含能量与同时间内投射到该面积上的太阳总辐射能量之比。 9/1/2024154 2、生物转化率 投入物质、能量的生态学转化率。3、土地营养收支平衡（四）复种生产力的持续性与稳定性9/1/2024155 不同种植方式综合评价 项目食物能可食用蛋白质投入能量劳动力容量劳动

45、生产率光能利用率总分麦-稻1111111油-稻0.920.591.081.111.051.021麦-稻-菇1.111.480.5621.5411.22麦-瓜-稻0.740.791.111.851.20.820.99洋芋-稻-菜1.211.150.882.042.041.081.3麦-玉米-菜0.520.80.722.031.510.670.9洋芋-瓜-菜0.57o.70.612.722.180.410.989/1/2024156第四节 复合畜牧业一、复合畜牧业的主要类型（一）牧区复合畜牧业 1、草原、家畜、旅游业 内蒙古、新疆、西藏等地 畜牧业+旅游业 9/1/20241579/1/20241

46、589/1/20241592、林木、草地、家畜 林木结合的复合畜牧业，在草甸草原、天然草场放牧，可与林网草田轮作草场补饲结合。3、天然草原和人工草地、家畜、加工业 通过人工草地进行物质和能量的人工输9/1/2024160入，提高生产效率。人工草地主要分两类：放牧补饲；加工成干草或干草粉。畜产品经加工后再进入流通领域。9/1/2024161（二）农区复合畜牧业 农区畜牧业以饲养猪、禽、羊、兔等为主，牛、马、骡、驴则主要作劳役用。1、饲料（草）、家畜、鱼（1）鸭、鱼综合饲养（2）猪、鱼综合饲养 1头仔猪到出栏可产粪尿2000-2400公斤9/1/2024162，以40公斤粪尿产1公斤鱼计算，可产鱼

47、50-60公斤。（3）牛、鱼综合饲养 牛吃剩的青饲料可作为草鱼的食饵，1头奶牛产生的粪尿及废弃青饲料可增产鱼类360公斤/年。9/1/20241632、秸秆、家畜、食用菌 秸秆（牧草、家畜粪便）作食用菌培养基。食用菌下脚料培养蚯蚓，蚯蚓作为鸡的蛋白饲料。鸡粪经加工后喂猪，猪粪用于肥田或养鱼。3、饲料、家畜、沼气9/1/20241644、饲料加工、家畜、畜产品加工 利用饲料作物、粮棉油及其副产品，加工成配合饲料。畜产品经加工后进入流通领域，而屠宰、食品加工的下脚料经加工后，又可作为畜牧业的饲料。5、林木、家畜、食用菌9/1/2024165（三）半农半牧区复合畜牧业 种植业与畜牧业生产方式交替分布

48、，旱作农业与放牧畜牧业并存。（四）城市郊区与工矿区复合畜牧业 1、饲料加工、鸡、猪、鱼（沼气） 2、菜、家畜9/1/2024166二、复合畜牧业的设计原则（一）自然资源最优利用原则 1、合理利用各种自然资源 2、增值可再生生物资源（二）废料再资源化原则（三）生态经济原则9/1/2024167 1、生物产量高，经济效益好 n aijXjbi（i=1,2,3m） j=1 aij家畜的单位耗料量或单位资金占用量； bi限定值（所能够提供的资源限制量）； Xj各畜种的年饲养头数。9/1/20241682、生态平衡、系统风险小三、复合畜牧业的功能、效益评价（一）复合畜牧业的功能 1、有利于物质能量多层分

49、级利用 2、促进农业生态大系统的养分循环 3、改善农业系统向市场提供农副产品 结构9/1/2024169 4、促进农村剩余劳动力的就业（二）复合畜牧业效益评价 1、主要指标 产品产量或产值劳动生产率= 活劳动消耗量9/1/2024170 利润 成本利润率= 100% 产品成本 畜产品产量 饲料转化效率= 100% 饲料用量9/1/2024171 主产品利润 家畜利润率= 家畜年平均头数复合畜牧业的指标还可以用，单位耕地面积产值，复合系统总产值、利润，人均经营收入等度量。9/1/20241722、复合畜牧业效益的综合比较 K=0.5I1+0.5I2 I1经济效益指标总分；I2生态、社会效益指标；K复合系统的效益总分。 n I1=W1P1+W2P2+ WnPn =WiPi i=19/1/2024173 W1，W2 Wn为各经济效益评价项目的权重；P1，P2 Pn为各经济效益评价项目的评分。 m I1=W1E1+W2E2+ WmEm =WjEj j=1W1，W2 Wm为各生态、社会效益评价9/1/2024174项目的权重； E1，E Em 为各生态、社会效益评价项目的评分。 权重是指该指标在整体评价中的相对重要程度。9/1/2024175