耕作学实验指导2011-8-9

耕作学实验实习指导农学专业用内蒙古农业大学农学院作物栽培学与耕作学教研室编写2011年08月耕作学实验实习指导赵宝平主编刘景辉李立军王莹参编农学专业用内蒙古农业大学作物栽培学与耕作学教研室2011年08月目录实验一农田生产潜力估算 (1)实验报告：实验一农田生产潜力估算 (5)实验二不同种植模式光能利用率分析 (7)实验报告：实验二不同种植模式光能利用率分析 (10)实验三不同种植模式效益评价 (12)实验报告：实验三不同种植模式效益评价 (19)实验四作物布局优化方案设计 (21)附一线性规划BASIC程序 (29)实验报告：实验四作物布局优化方案设计 (36)实验五间套作复合群体及农田小环境观测 (39)实验报告：实验五间套作复合群体及农田小环境观测 (44)实验六农牧结合种植制度的调查分析 (47)实验报告：实验六农牧结合种植制度的调查分析 (52)实验七不同种植制度农田养分和水分平衡分析 (54)实验报告：实验七不同种植制度农田养分和水分平衡分析 (59)实验八一个地区（或农户）耕作制度的综合设计 (61)实验报告：实验八一个地区(或农户)耕作制度的综合设计 (69)实验一农田生产潜力估算一、实验目的1．学习和掌握农田生产潜力的估算方法及利用生活要素逐步法计算作物生产潜力的基本原理。

2．全面考虑光、温、水、土、肥对农田生产潜力的综合影响。

学会分析实际产量和潜在产量存在差异原因。

二、内容说明（一）、内容说明农田生产潜力指农作物在自然资源存在的可能范围内，应该实现的生产能力，亦称产量潜势，最高产量。

影响作物生产潜力因素：影响作物生产潜力因素有：一是作物遗传特性，表现为不同的作物种类和品种生产潜力不同；二是作物所处环境条件，同一作物与品种在不同的光、温、水、土、养分条件下所表现的生产潜力不同。

生活要素逐步订正法的基本原理是根据科学实验数据，分析作物生产力形成与其生产要素光、温、水、土壤、肥料等函数关系，然后计算假设其它诸要素完全满足时，某一要素所具有的生产潜力，如在假设温度、降雨、肥料、土壤条件完全满足作物生长的条件下，某地光资源具有的潜力叫光合潜力，除光与温度以外的其它条件完全满足时的潜力叫光温潜力，依次进行逐步订正，每订正一次，增加一个订正因素。

（二）、光、热、水、土对作物生产潜力影响表达式1．光合生产潜力Y L=F（Q）2．光温生产潜力Y LT=F（Q）·F（T）3．气候生产潜力Y LTW= F（Q）·F（T）·F（W）4．土壤生产潜力Y LTWS = F （Q ）·F （T ）·F （W ）·F （S ） 三、农田生产潜力估算方法（一）光合生产潜力 估算公式：Y L =F （Q ）=KEQ 其中：Y L 为光合生产潜力（kg/亩） K 为能量转化系数 E 为光能利用率（%）Q 为作物生长期光合有效辐射（KJ/亩）而K=HF（F ：经济系数，H ：每公斤干物质热量（KJ/kg ）Q=∑L ·P （∑L ：太阳总辐射量。

P 光合有效辐射占∑L 的比例。

） （二）光温生产潜力 公式：Y LT =F （Q ）·F （T ） 其中：F （T ）为温度订正系数Y LT 为光温生产潜力（kg/亩） T 为作物生长期、月或旬平均气温 且：喜凉作物F （T ）=⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧120t 喜温作物F （T ）=⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-120100t （三）气候生产潜力 公式：Y LTW =Y LTcE PT ≤0℃ 0＜T ＜20℃T ≥20℃ T ≤0℃ 10＜T ＜20℃T ≥30℃其中：Y LTW 气候生产潜力（kg/亩）cE P水分订正系数（P 为供水量，c E 为需水量） 两种情况：1．灌溉农田通过合理灌溉能满足作物需水不成为限制因子时，即P=E c 水分订正系数，则Y LTW = Y LT2．对于旱作农田有下面公式Y LTW =ε∙-⨯⨯)100(107.6662C K P b b其中：P b 为有效降水量=全年降水－（流失量＋蒸发量） K b 为作物需水系数 C 为籽粒含水量（%）ε为粒秆比积值（如谷物粒秆比1：1.5，则比积值2.5） （四）土壤生产潜力 公式：Y LTWS = Y LTW ·K S 其中：Y LTWS 为土壤生产潜力K S 肥力订正系数 K S =作物需肥量实际供肥有效量四、作业1．利用《耕作学》P254~P259中数据资料及下面给出的已知条件对河套地区春小麦生产潜力进行估算，并对结果作简要分析。

已知当地作物生长期间太阳总辐射值为87.31千卡/cm 2.年，光合有效辐射占总辐射的比例为0.6，光能利用率为6%，小麦经济系数为0.35，小麦干物质燃烧值为17782kJ/kg ，小麦籽粒含水量为12%，该地区属于灌溉农田，假设灌溉水能够满足作物需要，每亩施肥量为磷二铵20公斤，尿素25kg ，碳铵150kg ，氮肥利用率为21%，作物需肥量按每100kg 小麦需N3.0kg 计算，T=17.5℃。

2．根据表1-1与表1-2所给资料，估算内蒙古东4盟市玉米光、温、水、土生产潜力，并简要分析不同地区限制玉米产量的原因。

其它参考数据：1．玉米最大光能利用率按5%计算2．P b按降水量60%计算3．玉米需水系数K b按280计算，经济系数按0.45计算，籽粒含水量10%计算4．玉米每公斤籽粒需肥：N为2.57kg，P2O5为0.86kg，K2O为2.14kg 5．玉米对氮的利用率按40%，磷的利用率为20%，钾的利用率为50%。

6．玉米能量转化系数为16300KJ/kg实验报告：实验一农田生产潜力估算专业：班级：姓名：实验二 不同种植模式光能利用率分析一、实验目的1．明确光能利用率的概念及其计算原理。

2．准确掌握不同作物、不同种植模式光能利用率的计算与分析方法 二、原理光能利用率是在一定时期内（全年或某作物生育期或种植模式整个生长期），单位土地面积上干物质积累的化学潜能与同期投入该面积上的太阳辐射能之比。

它是光合时间、光合面积、光合净生产率的综合反映。

光能利用率依当地太阳辐射量、作物叶面积指数、肥水供应，生育期长短，种植模式而发生变化，能够反应一个地区的作物的生产水平，光能利用率决定了作物产量；反之，从作物产量可以计算光能利用率。

计算公式： E μ=QM ∙∙αβμ/×100%或E μ=Q H Y H Y ∙+α2211×100%其中：E μ为光能利用率（%） M 为作物经济产量（kg/亩） μ为作物经济系数β为干物质的燃烧热（J/g ），一般可按17782J/g 计算Q 为太阳辐射总量（J/cm 2.t ）α为生理辐射占总辐射的比例，一般按0.5计算 Y 1为经济产品（如籽粒）产量 Y 2为非经济产品（如秸秆）产量 H 1经济产品折能系数 H 2非经济产品折能系数三、计算并步骤 1．数据资料的整理作物产量、生育期太阳在一年或一个生育期的辐射总量。

2．各参数值的确定作物经济系数、作物干物质燃烧值、生理辐射与太阳总辐射的比例3．利用公式E μ=QM ∙∙αβμ/×100%计算4．结果分析 四、举例例：呼和浩特市某块农田小麦单产为275kg/亩，生育期天数为105天（4月10日出苗~7月24日成熟），呼和浩特市1~12月太阳辐射量分别为：6.9，8.6，12.4，14.7，17.4，17.9，16.3，15.6，12.7，10.5，6.9，6.2（千卡/cm 2.月）。

1．计算小麦生育期间光能利用率：生育期太阳总辐射量=14 .7×3020＋17.4＋17.9＋16.3×3124=57.72（千卡/cm 2.生育期） E μ=Q M ∙∙αβμ/×100%=766610000241072575017782350/10002753⋅⨯⨯⋅⨯⨯⋅⨯⋅⨯⋅⨯=1.73%2．同样可计算小麦全年小麦光能利用率为0.68% 五、作业某地有小麦单作、玉米、大豆单作及小麦套种玉米、玉米间作大豆5种不同种植模式，试根据表2-1~表2-3资料，计算并分析该地区这5种种植模式光能利用率。

2实验报告：实验二不同种植模式光能利用率分析专业：班级：姓名：实验三不同种植模式效益评价一、实验目的通过对一个地区不同种植模式的综合效益分析，可以了解该地区的优势条件和劣势条件，资源利用情况、生产潜力等等；为进一步发挥当地的有利因素，挖掘潜在资源，提高转化效率，进而为达到高产、稳产、优质、低成本的目的提供依据。

本实验要求掌握不同种植模式各项效益指标的分析方法；培养与提高学生分析问题和解决生产实际问题的能力。

二、种植模式效益分析的指标体系1．产量效益包括：1）亩经济量2）亩生物量3．亩蛋白量2．经济效益包括：1）成本与收益：亩成本、公斤成本、亩产值、亩纯收入。

2）劳动生产率：单位工日收益，单位劳动力或工日产粮。

3）资金生产率：单位投资收益4）农产品商品率。

3．生态效益包括：1）物质循环状况：土壤有机质平衡分析，土壤氮素平衡分析，土壤磷素平衡分析，以上3项可根据资料单独分析。

2）能量转化效率（能量产投比）。

3）土壤水分平衡分析（可根据资料单独分析）。

4．资源利用率包括：1）光能利用率2）热量利用率3）水分利用率（同土壤水分平衡分析、耗水系数、降水生产力） 4）土地利用率（种植指数或土地当量值） 5）劳动力利用程度 6）．固定资产利用率三、种植模式效益指标的计算方法（一）产量效益 1．亩经济产量=）（（kg 亩总耕地面积主产品产量)2．亩生物产量=）（（kg 亩总耕地面积作物光合总量)3．亩热能产量=）（、亩总耕地面积数的之和副产品分别乘以折能系主4．亩蛋白产量=）（（kg 亩总耕地面积乘以蛋白质含量主产品总量)主产品是指栽培所需要的产品（如谷粒、皮棉、薯块等）。

（二）经济效益 1．成本与收益1）亩成本（元）=物化劳动+活劳动物化成本是指生产过程中所消耗的生产资料。

2）公斤成本（元）=亩成本/亩产量 3）亩产值（元）=单价（元）乘以亩产量 4）亩净产值（元）=亩产值－物质费用 5）亩纯收入（元）=亩产值－亩成本 2．劳动生产率： 1）劳动生产率=）（）（工日活劳动消耗量元农产品总产值2）劳动产值率=）（）（个消耗活劳动元农产品总产值3）劳动净产值率=）（）（）（个消耗活劳动元生产总费用元农产品总产值-4）劳动盈利值=）（）（）（）（个消耗活劳动元工资总额元生产总费用元农产品总产值--5）每个劳动力（或工日）产粮=）（）（（kg 个总数或工日劳动力主产品总量)3．资金生产率 1）每元生产费用产值=）（（元生产费用投资总额元农产品总产值)2）每百元资金产品率=）（（百元生产费用投资总额元农产品总产量)3）农产品商品率=))（kg （kg 农产品总产量农产品商品量×100%或农产品商品率=))元农产品总收入元出售农产品收入（（×100%（三）生态效益能量转化效益：是殖指在一定条件下，单位时间、单位土地面积上总的产出能与同时期面积上总的投入能比例（也叫做能量的产投比）。