最新第五章 作物种植制度

最新第五章 作物种植制度
最新第五章 作物种植制度

第五章作物种植制度

第一节建立合理种植制度的原则

一、种植制度的概念及在农业生产中的意义

(一)种植制度的含义

种植制度是指一个地区或生产单位的作物组成、配置、熟制与种植方式总称。包括种什么作物,各种多少,种在哪里,即作物的布局;作物在耕地上一年种一茬还是几茬,以及哪一个生长季节或哪一年不种,即复种或休闲;种植作物时采用什么样的种植方式,即单作、间作、混作和套作;不同生长季节或不同年份作物的种植顺序如何安排,即轮作或连作。

(二)种植制度的功能和意义

种植制度作为全面组织种植业生产的制度,其研究与推广在农业生产中起着举足轻重的作用。其功能具体表现在两个方面。

1.技术功能种植制度具有较强的应用技术特征,它与研究某一作物的具体栽培技术

不同,它侧重于全面持续增产稳产高效技术体系与环节,涉及作物与气候、作物与土壤、作物与作物、作物生产与资源投入等方面的组合技术。种植制度的技术功能是种植制度的主体,括作物的因地制宜合理布局技术、复种技术、间套作立体种植技术、轮作连作技术等等。与单项技术不同,种植制度技术体系往往带有较强的综合性、地区性、多目标性,因而它在生产上所起的作用更大。当然上述有关技术要考虑作物与天、地、人、物的关系,因而难度也较大。

我国在种植制度的技术方面积累了丰富的经验与科研成果,某些领域如多熟种植在世界上也有重要地位。今后,要进一步使传统技术与农业现代化、商品化结合起来,使之发扬光大。

2.宏观布局功能即对一个单位土地资源利用与种植业生产进行全面安排。从作物生

产的战略目标出发,根据当地自然和社会经济条件,做出土地利用布局、作物结构与配置、熟制布局、养地对策以及种植制度分区布局的优化方案。要求统筹兼顾、主次分明,即从当前的实际需要出发,也要考虑长远目标的需要。宏观布局功能的主要意义为:①有利于妥善处理各类矛盾,减少片面性。农业上存在种种矛盾,如粮棉油的关系、灌溉与旱作关系、农林关系、农牧关系、供求关系、高中低产田的关系、一熟与两熟和三熟间的关系、用地与养地关系、资源利用与保护关系等等。处理不当,就会相互影响,轻则减产减收,重则影响农业与国民经济发展全局。②有利于协调利用各种资源和投入,包括自然资源、劳力资源和经济条件,以及物资、资金、科技等方面的投入。处理得当则协调发展,处理不当有的白白浪费,有的则成为增产增收的限制因素。③有利于统筹安排国家、地方、集体与农民之间的利益,调整城乡与工农之间的关系,促进农业与国民经济协调发展。

从运筹科学出发,种植制度强调系统性、整体性与地区性。即组合效益、整体效益大于各部分、各组分功能效益之和,这是种植制度宏观布局的理论依据所在。

一个合理的种植制度应与当地的自然资源和社会资源相适应,并能促进农业生产的全面持续发展,因而它在农业生产上具有重要意义。合理的种植制度,一是以作物的生态适应性为基础,能充分发挥当地的自然资源优势;二是以社会经济资源为条件,合理利用社会资源,促进畜牧业及林、副、渔业的全面发展;三是以多元多熟种植为途径,协调好种植业内部粮、经、饲、特等作物的关系;四是以提高土地利用率和光能利用率为目的,促进作物全面高产稳产,并提高经济效益;五是以保护并改善资源与环境为前提,促进农业可持续发展。

二、建立合理种植制度的原则

(一)合理利用农业资源,提高光能利用率

1.农业资源的类型农业资源大体分为两个基本类型,即自然资源和社会资源。自然

资源包括气候资源如太阳能、温度、大气等,水资源如自然降水、地表水、地下水等,土地资源,生物资源如动植物、微生物等;社会资源包括劳畜力、农机具、农用物资、资金、交通、电力和技术等。此外,农业资源按贮藏性能也可分为贮藏性资源如种子(苗)、肥料、农药、农膜、燃油、机具等和流失性资源如太阳光、热辐射、劳畜力等。

2.农业资源的基本特性与合理利用

(1)资源的有限性及经济利用无论自然资源或是社会资源,在一定时限或一定地域

内均存在数量上的上限,即使像降水、光、热等气候资源也不例外。因此,合理的种植制度在资源利用上应充分而经济有效,使有限的资源发挥最大的生产潜力。在具有多种可能选择的措施中,尽可能采取耗资较少的措施,或采用开发当地数量充裕资源的措施,以发挥资源的生产优势。

(2)自然资源的可更新性与合理利用农业中的生物种群,通过生长、发育、繁殖年

复一年地自我更新,土壤中的有机肥、矿质营养等资源也借助生物循环,循环往复地更新得以长期使用。气候资源尽管属于流失性资源,年际变化大,但仍可年年持续供应,永续利用,属可更新资源。人、畜力也属可更新资源范畴。然而,农业资源的可更新性不是必然的,只有在合理利用下,在资源可供开发的潜力范围内,才能保持生物、土地、气候等资源的可更新性,超过其潜力范围的利用,会适得其反,资源的可更新性就会丧失。因此,合理种植制度一定要合理利用农业资源,协调好农、林、牧、渔之间的关系,不宜农耕的土地应退耕还林、还牧,以增强自然资源的自我更新能力,为农业生产建立良好的生态环境。

(3)社会资源的可贮藏性与有效利用投入农业生产的化肥、农药、机具、塑料制品、

化石燃料,以及附属于工业原料的生产资料等物化的社会资源,不能循环往复长期使用,是不可更新资源,但却具有贮藏性能。这类资源的大量使用,不仅会增加农业生产成本,而且会加剧资源的消耗,导致某些资源的枯竭。对这类资源应选择最佳时期和数量,做到有效利用。

3.提高光能利用率的途径生产上作物对太阳能的转化效率是很低的,一般只有

0.1%~1.0%,与理论值5%左右相比,存在着巨大潜力。在南方地区,采用麦—稻—稻三熟制,年产量15000kg/hm2,光能利用率也只有2.8%,若光能利用率达5%,在四川攀枝花市,水稻产量可达42000kg/hm2,小麦产量可达30000kg/hm2,可见提高光能利用率对提高作物产量潜力巨大。

提高光能利用率的主要途径有:①适当延长作物的光合时间。如选用生育期较长的品种,进行复种和合理的肥水管理等;②扩大光叶面积指数。如进行合理间、套种植,合理密植等;

③提高作物的光合能力。如选用高光效作物或品种,进行合理密植和合理肥水管理等;④减少光合产物的无效消耗。如进行适期播种,防止作物病、虫、草、鼠害等;⑤促进光合产物的运转和分配,提高收获指数等。

(二)用地养地相结合,提高土地利用率

1.用地养地的概念用地就是利用土地种植农作物,生产农产品的过程。养地就是培

养地力,不断保持、恢复和提高土壤肥力,使土壤具有良好的肥力条件,充足和协调的水、肥、气、热,没有或较少有土壤感染的不利于作物生长的有害因素。用地养地相结合就是指在用地过程中积极地培养和提高地力,使用地与养地水平相协调、不断提高用养水平,使之处于动态平衡状态。

2.提高土地利用率的途径用地与养地相结合是建立合理耕作制度的基本原则。用

地过程中地力的损耗主要有有以下原因:物产品输出带走土壤营养物质;土壤耕作促进有机质的消耗;土壤侵蚀严重损坏地力。通过作物自身的养地机制和人类的农事活动,可以达到培肥地力的目的。提高土地利用率的途径有:增加投入,提高土地综合生产能力;提高单位播种面积产量;实行多熟种植,提高复种指数;因地种植,合理作物布局;保护耕地,维持土地的持续生产能力。

(三)协调社会需要,提高经济效益

种植制度是全面组织作物生产的宏观战略措施。种植制度合理与否,不仅影响到作物生产自身的效益,而且对整个农业生产甚至区域经济产生决定性影响。因此,在制定种植制度时,应综合分析社会各方面对农产品的需求状况,确立与资源相适宜的种植业生产方案,尽可能实现作物生产的全面、持续增产增效,同时为养殖业等后续生产部门发展奠定基础。要按照资源类型及分布,本着“宜农则农,宜林则林,宜牧则牧”的原则,使农田、森林、草地、水面占有比例得当,以发挥当地的资源优势,满足各方面的需要;合理配置作物、实行合理轮作、间作、套种以及复种等,避免农作物单一种植,减少作物生产风险,提高经济效益。

第二节作物布局

一、作物布局的概念、地位和作用

(一)作物布局的概念

作物布局是指一个地区或生产单位作物组成与配置的总称。作物组成包括作物种类、品种、面积与比例等;作物配置是指作物在区域或田土上的分布。作物布局应以满足社会需要为目的,以农业资源为基础,以社会经济技术为条件,对本地区或生产单位在一定时间内种什么、种多少和种在哪里作出时间和空间上的生产部署。作物布局范畴有大有小,大可以是全国的,全省、市、县的,小可以到一个生产单位或一家一户;时间上有长有短,长的有5年、10年、20年不等,短的可以是一年或一个生长季节的安排。在一年多熟制地区,作物布局既包括各季作物的平面布局,又有连接上、下季的熟制布局。因此,作物布局是种植制度的主要内容和基础。作物组成确定后,才可以进行适宜的种植方式,即复种、间套作、轮连作等的安排。因而不同的种植方式会受到作物布局的制约,作物布局又要受到间套、复种和轮连作等种植方式的影响。

(二)作物布局的地位

由于作物布局是一个地区或生产单位的作物种植计划或规划,是一项复杂的、综合性较强的、影响全局的生产技术设计,因而在农业生产上占据十分重要的地位。

1.作物布局是农业生产布局的中心环节农业生产布局是指农、林、牧、副、渔各部

门生产的结构和地域上的分布,作物布局必须在整体的农业生产布局的指导下进行。我国种植业在农业生产中占有重大比例,可见,作物布局是农业生产的中心环节。因此作物布局关

系到增产增收、资源合理利用、农村建设、农林牧结合、多种经营、环境保护等农业发展的战略部署。

2.作物布局是农业区划和规划的主要依据综合农业区划必须以各种单项区划和专业

区划为基础,农作物种植区划则是各种单项区划与专业区划的主体,而它又是以作物布局为前提。作物布局还是制定农业发展规划、土地利用规划、农业基本建设规划等各种农业规划的依据。

3.作物布局是种植业较佳方案的体现一个合理的作物布局方案应该综合气候、土壤

等自然环境因素,以及各种社会因素,统筹兼顾,以满足个人和社会的需要,充分合理利用土地与其他自然与社会资源,以最少的投入,获得最大的经济、社会与生态效益。

(三)作物布局的作用

合理作物布局是根据社会需要将作物安排在相对最适的生态条件和生产条件下进行生产,以充分发挥农作物的生产优势,促进农、林、牧、渔等的持续发展,因而它具有如下作用:①充分利用自然资源和社会资源;②解决各类作物争地、争光温水肥、争季节和劳畜力及机械的矛盾;③有利于复种、间套作和轮连作的合理安排;④有利于充分发挥作物的生产潜力,提高生产效益;⑤有利于恢复、保持和提高地力,维持农田生态平衡,促进作物生产向持续高产、优质和高效发展;⑥有利于促进林、牧、渔、副业及其他生产部门的发展。

二、作物布局的原则

(一)作物生态适应性是基础

作物的生态适应性是指作物的生物学特性及其对生态条件的要求与某地实际环境条件相适应的程度,简单的说就是作物与环境相适应的程度。适应性好,说明能种植某作物和可能获得较高产量和效益;适应性差,说明种植的可能性小,或勉强种植,则产量低,效益差。生态适应性较广的作物分布较广,种植的面积可能较大;生态适应性较差的作物分布较窄。生态条件较好的地区,适宜种植的作物种类多,作物布局的调整余地大,选择途径多;生态条件较差的地区,适宜种植的作物种类少,作物布局的调整余地小。在制定作物布局时,要以生态适应性为基础,以发挥当地资源优势,克服资源劣势,扬长避短。

(二)社会需求是导向

作物生产的目的是生产社会需要的产品,作物布局也要服从和服务于这一根本目的。社会需求包括两个方面,一是自给性生产需要,即直接用于生产者吃穿用烧等各种产品。二是商品生产需要,即市场经济需要。社会需求状况和发展变化,制约作物布局类型,引导作物布局的发展方向。满足自给性需要的布局称为自给性作物布局,满足市场经济需要的布局称为商品性作物布局。我国正处在由传统农业向现代农业转变的时期,作物生产的商品性特征越来越明显,市场对作物布局的制约和导向作用也愈加突出。

(三)社会经济和科学技术是重要条件

社会经济和科学技术可以改善作物的生产条件如水利、肥料、劳力和农机具等,为作物生长发育创造良好的环境,解决能不能种植某一作物的问题。同时,也为作物的全面高产、优质高效、持续发展提供保障,解决能否种好的问题。因此,在进行作物布局调整时,必须考虑当地的社会经济和科学技术状况。

作物生态适应性、社会需求、社会经济与科学技术对作物布局的影响各具特色,同时彼此间又相互联系、相互影响。在自然状态下不能种植某作物的地区和季节,通过社会经济和科学技术的投入,可使种植该种作物成为可能。社会对某种产品需求迫切性的增加,也会促进社会经济向该方面增加人力、物力、财力和科技的投入,从而促进该作物面积扩大、增加产品数量和改善质量。

三、作物布局的内容与步骤

(一)明确对产品的需要

包括自给性与商品性需要两大部分。要了解市场价格、对外贸易、交通、加工、贮藏以及农村政策等方面的内容。

(二)调查环境条件

包括自然条件和社会经济及科学技术条件,主要有:①热量条件:包括≥0℃积温,≥10℃积温,年平均温度,最冷月平均温度,最热月平均温度,冬季最低温度,无霜期;②水分条件:包括年降水量与变率,各月降水量,干燥度,空气相对温度,地表径流量,地下水储量,地下水位深度,水源、水质;③光照条件:包括全年与各月辐射量,年日照时数;④地貌:包括海拔高度,大地形(山、丘陵、河谷、盆地、平面、高原),小地形(平地、洼地、岗坡地),坡度,坡向;⑤土地条件:包括总面积,土地利用状况(农田、林地、草地、荒地等),耕地面积,水田、水浇地与旱地面积,人地比;⑥土壤条件:包括土壤类型,土层厚度,平坦度,质地,土壤pH,土壤有机质含量,氮磷钾养分含量,土壤水分状况,土地整理与水土流失状况;⑦肥料条件:包括肥料种类,数量,亩施肥水平,养分平衡;⑧能源条件:包括燃油,电,煤,生物能源;⑨机械:包括拖拉机,排灌机具等;⑩植被包括乔木、灌木、草;(11)作物种类:包括面积、产量、生产力、品种、栽培技术;(12)现有种植制度,人口劳力;(13)畜牧业种类和数量;(14)灾害如旱、涝、病、虫;(15)收入状况:包括产值收入,每人每年纯收入,农林牧副渔各业产值与收入,粮食与多种经营收入;(16)市场:国家收购,自由市场,外贸市场,及其地理位置和交通;(17)价格:各种农产品收购价格与市场价格,各种生产资料价格;(18)政策:包括收购政策,奖励政策,商品流通政策,外贸政策等;(19)科学技术水平和文化水平。

(三)农作物生态适应性的确定

研究作物生态适应性的方法有:作物生物学特性与环境因素的平行分析法,地理播种法,地区间产量与产量变异系数比较法,产量、生长发育与生态因子的相关分析,生产力分析法等。通过研究,区分出各种作物生态适应性的程度。

(四)作物生态区、种植适宜区的划分与适生地的选择

在确定作物生态适应性的基础上,可以划分作物的生态区,从光、热、水、土等自然生态角度区分作物的生态最适宜区、适宜区、次适宜区与不适宜区。作物的生态区划是作物布局的内容之一,它提供了自然规律方面的可能范围。另一方面,为了生产应用的目的,单纯从自然角度划分或选择适生地是不够的,必须在社会经济和科学技术条件相结合的基础上,进一步确定作物的生态经济区划或适宜种植地区的选择。这就要在光热水土的基础上考虑水利、肥料、劳力、交通、工业等条件。

作物的生态经济适宜区可划分为四级:①最适宜区。光热水土以及水利、劳力等条件都很适宜,作物稳产高产、品质好、投资省而经济效益高;②适宜区。作物生态条件存在少量缺限,但人为地采取某些措施(如灌溉、排水、改土、施肥)后容易弥补,作物生长与产量较好,产量变异系数小。投资有所增大,经济效益仍较好,但略低于最适宜区;③次适宜区。作物生态条件有较大缺陷,产量不够稳定,但通过人为措施可以弥补(如盐碱地植棉)或者投资较大,产量较低,但综合经济效益仍是有利的;④不适宜区。自然条件中有很多缺陷,技术措施难于改造,投资消费巨大,技术复杂。虽勉强可种,但产量、经济上或生态上得不偿失。

(五)作物生产基地和商品基地的确定

选定了适宜区和适生地,再结合历史生产状况和远景生产任务,大体上可以选出某种作物的集中产地,进一步选择商品生产基地。商品生产基地的条件是:有较大的生产规模,土地集中连片;生产技术条件较好,生态经济分区上属最适宜区或适宜区;生产水平较高;资

源条件好,有较大发展潜力,包括目前经济落后,但发展有潜力的地区;作物产品的商品率较高。

(六)作物组成的确定

在单一的各个作物适宜区与适生地选择的基础上,确定各种作物间的比例数量关系。包括:①种植业在农业中的比重;②粮食作物与经济作物、饲料作物的比例;③春夏收作物与秋收作物的比例;④主导作物和辅助作物的比例;⑤禾谷类与豆类的比例。

(七)综合划分作物种植区划或配置

在确定作物结构(同时考虑到复种、轮作和种植方式)后,进一步要把它配置到各种类型土地上去,即拟定种植区划,在较小规模上(如农户)则直接进行作物在各块土地上的配置。为此,按照相似性和差异性的原则,尽可能把相适应相类似的作物划在一个种植区,划出作物现状分布图与计划(或远景)分布图。

(八)可行性鉴定

将作物结构与配置的初步方案进行下列各项可行性鉴定:①是否能满足各方面需要;②自然资源是否得到了合理利用与保护;③经济收入是否合理;④肥料、土壤肥力、水、资金、劳力是否平衡;⑤加工储藏、市场、贸易、交通等可行性;⑥科学技术、文化、教育、农民素质方面的可行性;⑦是否促进农林牧、农工商综合发展等。

第三节复种

一、复种的概念、意义与发展

(一)复种的概念

复种是指同一年内在同一块田地上种植或收获两季或两季以上作物的种植方式。复种方法有多种,可在上茬作物收获后,直接播种下茬作物,也可在上茬作物收获前,将下茬作物套种在其株、行间(套作)。此外,还可以用移栽、上茬作物再生等方法实现复种。

根据一年内在同一田块上种植作物的季数,把一年种植二季作物称为一年两熟,如冬小麦—夏玉米;种植三季作物称为一年三熟,如绿肥(小麦或油菜)—早稻—晚稻;两年内种植三季作物,称为两年三熟,如春玉米→冬小麦—夏甘薯、棉花→小麦/玉米(符号“→”表示年间作物接茬种植,“—”表示年内接茬种植,“∕”表示套种)。

为表明大面积耕地复种程度的高低,通常用“复种指数”来表示,即全年作物收获总面积占耕地面积的百分比。公式为:

全年作物收获总面积

复种指数(%)= ×100

耕地面积

式中“全年作物收获总面积”包括绿肥、青饲料作物的收获面积在内。根据上式,也可计算粮田的复种指数以及其他类型耕地的复种指数等。国际上通用的种植指数含义与复种指数相同。套作是复种的一种方式,计入复种指数,而间作、混作则不计。一年一熟的复种指数为100%,一年两熟的复种指数为200%,一年三熟的复种指数为300%,两年三熟的复种指数为150%。

(二)复种的意义

1.扩大播种面积和提高单位面积年产量我国人均耕地少,但自然条件较好,特别是

南方各省一年四季均可生长作物。发展复种,提高土地利用率,是发展作物生产的一条重要途径,也可充分发挥现有耕地的增产潜力。如重庆丘陵地区的冬水田,一年种植一季水稻,全年近200d左右被浪费掉,土地利用率和光能利用率极低。若增加复种,改一季稻为麦稻双季两熟,乃至油—稻—再生稻或麦—稻—秋作(秋菜、秋洋芋、秋甘薯等)三熟,土地利

用率将大大提高,光能利用时间大大延长,从而光能利用率得以提高。

实践证明,只要因地制宜,扬长避短,合理提高复种指数,推广多熟种植,就能促进农

业生产全面发展。今后我国人口还将增加,而耕地面积正逐年减少,实行合理复种与提高单

产是解决人多地少矛盾行之有效的方法。

2.调节土壤肥力合理提高复种,采用用养结合的复种方式,在复种方式中安排一定

比例的绿肥或豆科作物,增施肥料,可以补充和增加土壤有机质与氮素养料的含量,加速物

质循环,维持农田的物质动态平衡。

3.保持水土复种可以增加地面覆盖,减少地面径流、土壤冲刷和养分的流失。

4.缓解作物争地、争时、争肥矛盾合理扩大复种面积,有利于粮、经、饲作物全面

发展。如在棉区,实行麦(棉)套种,有利于解决粮棉争地矛盾。在水稻产区,冬季种植一

定比例的小麦、油菜、绿肥,形成“肥—稻—稻”、“油—稻—稻”、“麦—稻—稻”等三熟种

植,粮、油、肥均得到合理安排与发展,既解决对油料作物需要,又解决了对肥料的需要。

5.有利于稳产在旱涝灾害频繁的地区,复种有利于全年产量互补。

二、复种的条件

一定的复种方式要和一定的自然条件、生产条件与技术水平相适应。影响复种的自然条

件主要是热量和降水量,生产条件主要是劳畜力、机械、水利设施、肥料等。

(一)热量

一个地区能否复种或复种程度的高低,当地的热量条件是决定因素。主要采用以下方法

来确定。

1.年平均气温法年平均温度可以粗略地表示一个地区的热量状况。在我国一般以年

均温8℃以下为一年一熟区,8~12℃为两年三熟区或套两熟区,12~16℃为一年两熟区,

16~18℃以上为一年三熟区。

2.积温法在我国,≥ 10℃积温低于3 000℃为一年一熟,3 000~5 000℃可以一年

两熟, 5000℃以上可以一年三熟。中国农业科学院气象研究所以≥0℃积温作指标,一熟区

低于4 000℃,两熟区为4 000~5 500℃,三熟区为5 500℃以上。

一个地区复种程度的高低以及采取何种复种方式,除了解当地积温外,还需了解不同作

物完成一个生育期对积温的要求。一个作物品种具有大致恒定的积温值(见表5-1)。例如

重庆地区≥0℃积温为6 518.4℃,稻麦两熟(用中熟种)共需≥0℃积温4 800℃,加上农

耗积温150℃,共4 950℃,还余1 568.4℃,还可以种植一季生育期短的作物,如蔬菜、

马铃薯、秋苕等。水源条件好的可以发展再生稻,旱

表5-1 不同作物对≥10℃或≥0℃积温的要求

冬小麦≥0℃,1 700~2 000 2 000~2 200 2 200~2 400 油菜直播≥0℃,2 000~2 200 2 200~2 400 2 400~2 600 油菜(移栽)≥0℃,1 400~1 600 1 600~1 800 1 800~2 000 玉米≥10℃,2 000~2 200 2 500~2 800 >3 000

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