2013年土壤耕作学复习题（终）

复习题 1、​ 土壤耕作学的概念 常规概念：土壤耕作(soil tillage)是通过农具的机械力量作用于土壤，调整耕作层和地面状况，以调节土壤水分、空气、温度和养分的关系，为作物播种、出苗和生长发育提供适宜土壤环境的农业技术措施。 新概念：土壤耕作是通过机械力，调节土壤肥力条件而控制土壤肥力因素的措施。 土壤耕作是在一定的时间和空间里进行的作业。确立与气候、土壤和作物相适应的土壤耕作方式，是提高土壤耕作质、增进土壤耕作成效的关键。 2、​ 土壤耕作的实质 土壤耕作的实质：是通过农机具的物理机械作用创造一个良好的耕层构造和适度的孔隙比例，以调节土壤水分存在状况，协调土壤肥力各因素之间的矛盾，为形成高产土壤奠定基础。 3、​ 土壤耕作的措施有哪些？ 土壤耕作措施包括土壤初级耕作（primary tillage）和次级耕作（secondary tillage）两类。 初级耕作措施 （1）翻耕（plowing）翻耕对土壤起三种作用：一是翻土，可将原耕层上层土翻入下层，下层土翻到上层；二是松土，使原来较紧实的耕层翻松；三是碎土，犁壁有一曲面，犁前进的动力使垡片在曲面上破碎，进而改善结构．松碎成团聚体状态（水分适宜时〕。翻耕的主要作用是，使土壤耕层上下翻转后比较疏松，同时也有翻理作物根茎、化肥、绿肥、杂草以及防除病虫害的作用，对增加耕层厚度、增加土壤通透性、促进好气微生物活动和养分矿化等也是有利的。然而，翻耕后留下疏松、裸露的表层，加剧了土壤水分的蒸发和水蚀、风蚀的可能，对干旱、半干旱地区、水蚀、风蚀地区不利。翻耕方法：由于采用的犁，其犁壁形式不同，垡片的翻转有全翻垡、半翻垡和分层翻垡三种 （2）深松耕（subsoiling）以无壁犁、深松铲、凿形铲对耕层进行全面（无壁犁或靴式犁）或间隔的（凿形铲或铧形铲）深位松土，不翻转土层。耕深可达25～30cm，最深为50crn。与翻耕相比，只松不翻、不乱土层是深松耕的最大特点。 深松耕可以分散在各个适当时期进行，避免翻耕作业时间过分集中，做到耕种结合和耕管结合，可以间隔深松，做到纵向虚实并存，节省动力；深松耕可以打破翻耕形成的犁底层，利于降水入渗，增加耕层土壤持水性能；深松耕可以保持地面残茬覆盖，防止风蚀，减轻土壤水分的蒸发，雨水多时可以大量吸收和保存水分，防旱防涝；盐碱地深松耕，可以保持脱盐土层位置不动，减轻盐碱危害。深松耕的不足之处是翻埋肥料、残茬和杂草的作用效果差，地面比较粗糙等。它适合于土层深厚的干旱、半干旱地区，以及耕层土壤瘠薄，不宜耕翻的盐碱土、白浆土地区。 （3）旋耕（rotary tillage）运用旋耕机进行旋耕作业，既能松土，又能碎土，地面也相当平整，集犁、耙、平三次作业于一体。旋耕多用于农时紧迫的多熟制地区和农田土壤水分含量高、难以耕翻作业的地区。用于水田或旱地，一次作业就可以进行旱地播种或水田插秧，省工省时，成本低。临播前旋耕，深度不能超过播种深度，否则因土壤过松，不能保证播种质量，也不利于出苗。旋耕机按其机械耕作性能可耕深16～18cm，故应列为基本耕作措施范畴。但实际运用中常只耕深10～12cm。从国内实践看，无论水田旱地，多年连续单纯旋耕，易导致耕层变浅、理化性状变劣，故旋耕应与翻耕轮换应用。 次级耕作措施 次级耕作措施，又称表土耕作措施，是在初级耕作基础上采用的入土较浅，作用强度较小，旨在破碎土块、平整土地、消灭杂草，为作物创造良好的播种出苗和生产条件的一类土壤耕作措施。次级耕作深度一般不超过10cm。 （1）耙地（harrowing）是收获后、翻耕后、播前或播后苗前、幼苗期采用的一类次级耕作措施，深度一般5cm左右。 不同场合采用的目的不同，工具也因之而异。圆盘耙应用较广，可用于收获后浅耕灭茬，耙深可达8～10cm，也用于水旱田翻耕后破碎垡块或坷垃，耙深5～6cm；钉齿耙作用小于圆盘耙，但它常用于播后出苗前耙地，破除板结，保蓄耕层土壤水分。也用于冬小麦越冬前后的早春顶凌耙地。冬前耙地增强麦苗抗性，冬后耙地清除田间枯枝落叶；振动耙主要用于翻耕或深松耕后整地，质量好于圆盘耙；缺口耙入土较深，可达12～14crn，常用缺口耙代替翻耕。 （2）耱地（dragging）又称擦地、耪地，是一种耙地之后的平土碎土作业。一般用于表土，深度为3crn。耱子除联结耙后外，也有联结播种机之后，起碎土、轻压、精严播种沟、防止透风跑墒等作用。耱地多用于半干旱地区旱地上，也常用在干旱地区灌溉地上，多雨地区或土壤潮湿时不能采用。水田耙后应用称作耙耖田，平整田面，细碎土块。 （3）中耕（cultivate）中耕是在农田休闲期或作物生育期间进行的表土耕作措施，能使土壤表层疏松，形成幂层，能很好地保持土壤水分，减少地面蒸发。在湿润地区，或水分过多的地上，还有蒸散水分的作用。中耕还可以调节地温，尤其在气温高于地温时，能起到提高地温的作用。因为中耕松土改善了水分、温度和空气状况，从而改善了土壤养分状况。消灭杂草是中耕的重要任务，中耕可以铲除草株和繁殖器官，减轻杂草的危害。 （4）镇压（packing）镇压是以重力作用于土壤，达到破碎土块、压紧耕层、平整地面和提墒的目的，一般作用深度3～4cm，重型镇压器可达9～10cm。镇压器种类很多，简单的有木磙石磙，大型的有机引V型镇压器、环型式网型镇压器。较为理想的是网型镇压器，它既能压实耕层，又能使地面呈疏松状态，减轻水分蒸发，镇压保墒，主要应用于半干旱地区旱地上，半湿润地区播种季节较旱也常应用。播种前如遇土块较多，则播前镇压可提高播种质量。播种后镇压使种子与土壤密接，引墒反润，及早发芽。冬小麦越冬前也常用镇压，防止漏风，引墒固根，提高越冬率。 正确镇压是一项良好的技术措施，如使用不当，也会引起水分的大量蒸发。所以，应用时应注意在土壤水分含量适宜时镇压，过湿则会使土壤过于紧实，干后结成硬决或表层形成结皮。根据经验，以镇压后表土不生结皮，同时表面有一层薄的干土层最为适宜。镇压后必须进行耢地，以疏松表土，防止土壤水分从地面蒸发。在盐碱地或水分过多的黏重土壤不宜过度镇压，应选择轻压或不镇压。 （5）起垄（ridging）起垄可增厚耕作层，利于作物地下部分生长发育，也利于防风排涝、防止表土板结、改善土壤通气性、压埋杂草等。我国东北地区与各地山区盛行垄作，目的是为了排水，提高局部地温，山区垄作主要是为了保持水土。近年来我国南方稻区在排水不良的浸水稻田上实行垄作栽培水稻，起到了一定的增产效果。起垄是垄作的一项主要作业，用犁开沟培土而成。垄宽50一70cm不等，视当地耕作习惯、种植的作物及工具而定。有先起垄后播种、边起垄边播种及先播种后起垄等作法。 （6）作畦（bedding）我国农业生产中常见两种畦，北方水浇地上种小麦作平畦，畦长不等，畦宽2～4m，为播种机宽度的倍数。四周作宽约20cm、高15cm的畦埂。灌水时由畦的一端开口，水流至畦长80％位置即关水闭口，让余水流到畦的另一端；南方种小麦、棉花、油菜、大豆、蔬菜等旱作物时常筑高畦，畦宽2～3m，长10～20m，四面开沟排水，防止雨天受涝。作畦于播种前进行，力求有地做到畦的大小一致，灌排水自如。作畦用筑埂机和开沟培土而成。 4、​ 土壤耕作的主要作用和依据是什么 土壤耕作的作用 各项土壤耕作都由相应的农机具来完成，根据它们对土壤影响的深度和强度不同，可划分为基本耕作措施（basic tillage）和表土耕作措施（surface　tillage）两类，两者必须配合才能创造作物播种所需的土壤条件。土壤耕作的机械作用主要表现为： （1）松碎土壤 作物种植过程中，由于各方面的作用，使土壤逐渐下沉，耕层变紧，总孔隙减少，大孔隙所占比例降低，土壤容重加大。特别是机具和车辆轮胎的碾轧，对耕层土壤的压实效应更为严重，使土壤通气不良，影响好气微生物活动和养分的分解，也影响作物根系下扎和活动。所以，根据各地不同的气候土壤条件和不同作物的要求，以及耕层土壤的紧实状况，每隔一定时期，需要进行土壤耕作，用犁铧、耙齿、松土铲等将耕层切割破碎，使之疏松而多孔隙，以增强土壤通透性，这是土壤耕作的主要作用之一。（2）压紧土壤 在某些情况下，土壤经过耕作或自然调节，造成土壤过于疏松，甚至垡块架空，耕层中出现大孔洞。在这种过松的情况下，就要采取镇压的措施，将耕层土壤压紧，使大孔隙减小，增加毛细管孔隙，抑制气态水的扩散，减少水分蒸发。还可以使耕层以下的土壤水分通过毛管孔隙上升，集聚到耕作层，为作物的种子发芽出苗和幼苗生长创造适宜的土壤水分条件。（3）开沟培垄、挖坑推土、打埂作畦 在高纬度和高海拔地区，气候冷凉，积温较少，开沟培垄可以增加土壤与大气的接触面，增加太阳的照射面，多接受热量，提高地温，有利于作物的生长发育，提早成熟。在多雨高温地区开沟培垄作高畦，其目的主要是为了排水，增强土壤通透性，促进土壤微生物的活动和植物根系的生长。在种植块根、块茎类作物的地上开沟培垄，可以使耕层土壤相对加厚，使土壤通气排水，提高地温，有利于块根块茎的生长膨大，提高产量。水浇地上打埂作畦，便于平整地面，有利于浇水。风沙严重地区挖沟作垄，可以挡风积沙，减轻风蚀。岗坡地上，时常是耕后不耙，保持垡块和高低不平整的垄形，可以阻止雨后径流，防止表土流失。 土壤耕作的主要依据 （1） 作物对土壤条件的要求 作物对土壤的要求，实际是作物根系对土壤物理条件的要求。作物生长状况极大程度上取决于根系发育的好与差，而根系发育又赖于土壤物理性质的优劣。比较直接影响作物生长的土壤物理性状，主要包括土壤孔隙度、通气性、温度、湿度及土壤紧密度（土壤机械阻力）。 土壤孔隙除贮存水分与空气外，也是根系伸展的空间。 孔隙的数量及质量与根系生长有极密切的关系。从数量上讲，耕层中总孔隙度为50％对根系生长较为适宜。从质量上讲，耕层上部大孔隙较多，下部毛管孔隙较多。孔隙稳定性变化很大，这种稳定性有赖于土壤的结构性，结构性良好则土壤孔隙较为稳定，反之，则不稳定。有机肥料的投入可以改善土壤结构，而土壤耕作往往破坏土壤的结构性。 土壤通气性是指土壤孔隙与大气之间二氧化碳与氧气的交换性能。 这种交换主要通过大孔隙进行，耕层上部大孔隙较多则土壤通气性良好。如果土壤紧实，则土壤通气性不良，不利于作物生长。 土壤温度既受制于土壤水分影响，也随季节变化而变动，各种作物对土温要求不同。在适宜的温度范围内，根系吸收养料的能力较大，土温过高或过低都会影响根系吸收能力。 作物根系生长抵抗外界束缚力而产生的生长压力，因作物不同而异。 土壤湿度既直接影响作物的生理需水，又间接影响土壤组成和土壤紧密度。土壤水的增减，首先反映在对养料的利用上。增加土壤水分不仅能保证谷物需水，而且有利于养料扩散，促进根系吸收，对干旱半干旱地区提高水分利用效率极为重要。但是，渍水对土壤组成也有不利的一面，主要是土壤嫌气状况，除了养分恶化、产生还原性有害物质外，还滋生病菌。 土壤紧密度是指土壤对作物根系穿透的阻力。作物根系在土层内伸展取决于细胞内膨压克服细胞壁和土壤阻力的结果。因此，无论黏质土或砂质上，当阻力很大时，根系向前很难伸展，并需消耗大量能量，导致地上部分产量下降。土壤孔隙少、孔径小是土壤阻力增大的基本原因。在土壤过湿的情况下进行耕作，往往带来这一不良后果。在富有孔隙的土壤上，如含水量不足，土壤强度也会明显增大。反之，如含水充足，土壤孔隙虽小，其强度就能相对减弱。可见在一定孔隙范围内，土壤强度受含水量的调节。 （2）与土壤特性相适应 农田土壤在长期耕种中，土壤剖面有其自己的特点，一般可分为四层，每层的物理、化学和生物性质以及调节土壤肥力因素的作用不同，所采取的耕作措施也应不同。 表土层（0～10cm）： ①覆盖层（0～3cm）。该层受气候条件影响最大，其结构状况直接影响渗入土壤的水分总量、地表径流、水分蒸发、土壤流失、土壤气体交换和作物出苗等等。覆盖层要保持土壤疏松，并具有一定粗糙度，以促进透气透水，防止蒸发，又要避免土粒过细形成极结，封闭表面和遭受侵蚀。 ②种床层（3～10cm）。是播种时放置种子的层次，应适当紧实，毛管孔隙发达，使水分易沿毛管移动至该层，保证种子吸水发芽。当地面没有残茬覆盖时，表土层的水、气、热因素变动频繁，表土耕作要围绕维护表土结构，促进通气透水，防止水分蒸发，控制表土发生不利于保证播种质量、种子发芽出苗和幼苗生育的情况进行。 稳定层（10～20～30cm）： 也称根际层，为根系活动层次，依耕层深度而变，如耕深0～20cm，根系活动就主要在20cm之内；如耕深0～30cm，则根系可集中在30cm深度。 犁底层：多年应用一个深度耕作的土壤，在耕层和心土层之间会出现容重较大、透性不良的犁底层。这是由农具摩擦和黏粒沉积的结果。犁底层隔开了耕层与心土层之间的水、肥流通。对于薄层土、沙砾底易漏土壤来说，犁底层有保水、保肥、减少渗漏的作用。但对土层深厚的农田，则不利于将水分深贮在心土层，并有造成耕层渍水的危险。这对盐碱土壤更为不利。 心土层：犁底层以下的土壤一般称为心土层。该层土壤结构紧密，毛管孔隙占绝对优势，是保水蓄水的重要层次。深层贮水对西北黄土性土壤具有普遍增产意义。作好深层贮水，必须消除犁底层，并且要防止耕层土壤水分蒸发，提高渗透性以及配合其他生物和化学措施，稳定贮水效果。 （3）与气候条件相适应 气候条件不仅影响作物，也深刻影响土壤，这种影响利弊兼有。土壤耕作在一定程度上也可协调由气候引起的土壤与作物需求之间的矛盾。不同的气候条件对土壤耕层构造有较大影响。 ①降水与蒸发　土壤耕作调节易旱农田土壤水分有两条途径：一是尽量把降水蓄存于土壤，防止和减少地面径流的产生；二是尽量减轻地面蒸发。调节湿润多雨或低洼易涝农田土壤水分也有两条途径：一是在农田里开沟排水；二是减少外水浸入并促进蒸发。 ②干湿交替与冻融交替　干湿交替是根据土壤胶体遇湿膨胀、干燥收缩的特性，利用水热因素季节变化引起土壤水分的变化，使土壤变得松碎，促进团聚体的形成；冻融交替则是利用冬季低温，土壤里的水分因结冰而体积膨胀，引起土块崩解。而春季较暖时，扩大的土壤孔隙却不能还原，于是土壤变得疏松，并形成团粒结构。干湿交替和冻融交替，对提高土壤耕作质量有辅助作用，并能补救因耕作失误而带来的质量问题，有利于降低作业成本。 ③水蚀与风蚀 由于降雨次数和一次性降雨量过大等因素，常常会引起对坡耕地土壤的冲刷，造成水蚀。采用保护耕作措施，如等高耕作、残茬覆盖耕作，有助于农田水蚀的控制。我国北方地区，每年冬春都有不同程度的大风出现，大风刮走了地表肥沃的土壤，这就是风蚀。一般沙性土壤风蚀严重。在风蚀地区，土壤耕作应创造紧密的表土层，减少耕作次数，保持良好的表土结构。如地面留茬或覆盖、少（免）耕、开沟起垄增大地表粗糙度等均有助于防治农田风蚀。 （4）配合有关农业技术的需要 农业生产的其他技术措施也要求有相应的土壤耕作措施配合，才能发挥其效益。如施肥的数量、时期和种类不同，耕作措施和耕作深度都不相同。基肥施入后要求翻耕，或结合播种翻压；追肥可结合灌溉、中耕施用。有机粪肥和绿肥施用量大，必须深翻；化肥施用量较少，可结合播种、中耕施入。又如，豆类作物茬口较好，为肥茬或软茬，收后可以不翻耕，而采用耙茬即可；高粱、谷子耗地较重，其茬口为硬茬或瘦茬，使土壤板结、贫瘠，所以高粱茬、谷子茬应进行翻耕。 5、​ 耕作的概念 耕作制度(Cropping system and soil management or Farming system)，是指一个地区或生产单位的作物种植制度以及与之相适应的养地制度的综合技术体系。包括种植制度和养地制度。 6、​ 区域农业资源与耕作制度的关系 7、​ 作物生态适应性的概念 作物的生态适应性是指在一个地区，作物与自然生态条件相适应的程度。适应程度高，则生产力高，适应范围广，在该地条件下种植该种作物就会得到较高的产量与收益。 8、​ 作物布局的概念、决定作物布局的因素有哪些？影响作物布局的主要环境因素？ 作物布局含义 作物布局是指一个地区或生产单位作物结构与配置的总称。 作物结构包括作物种类、品种、面积比例等。配置是指作物在区域或田地上的分布。 即解决一个地区或生产单位种什么作物、种多少与种在哪里的问题。 作物结构一般指的是作物种类与比例，作物布局则除指作物种类与比例外，还包括空间或田间的配置。生产结构则指一个地区或生产单位，农、林、牧、副、渔各业种类与比例而言。 决定作物布局的因素 人的需要（前提）、生态适应性（基础）、社经科因素 （条件）、综合因素（决定）、多样化与专业化 影响作物布局的主要环境因素 温度、光照、水分、土壤、生物、地形地貌 ①作物对光的适应性：光合生产力（C3、C4植物）、光照时间（短日照、长日照、中性植物）光强（喜光、耐阴） ②作物对温度的适应性：喜凉作物要求温度水平低，整个生长期一般需要积温1500～2200℃左右，有的喜凉作物只需1000～1500℃即可,出苗后60～80天即可成熟。喜凉耐霜型：如油菜、豌豆、春小麦、大白菜、胡萝卜、芜箐及箭舌豌豆、毛苕子等绿肥作物。生育期适宜生长的温度在１５～２０℃左右，生物学最低温度为２～８℃，不怕霜，可耐短期的零下５～８℃的低温。喜凉耐寒型：如冬小麦、冬大麦、黑麦、青棵等。这类作物适宜生长温度为20℃左右,冬季可耐-18～-20℃的低温，黑麦更可耐-25℃的低温，故这类作物作物的耐寒品种可在我国西北暖温带的半湿润半干旱地区安全过冬。喜温作物 喜温作物要求温度水平高，整个生长期积温都大于2200℃。这类作物大致三种类型温凉型：如大豆、谷子、糜子、莜麦、甜菜、大麻、红麻等作物，生长期适宜温度为20～35℃左右，低于15℃或高于35℃则不利于生长。温暖型：如水稻、玉米、棉花、甘薯等，生长期适宜温度25～30℃。低于25℃或高于30℃则不利于生长。耐热型：如高粱、花生、烟草、苜蓿和南瓜、西瓜等，可以耐更高一些的温度。 ③作物的水旱适应性：按照水旱适应性的不同，把作物分为以下几种类型：喜水耐涝型、喜湿润型、中间水分型、耐旱怕涝型 、耐旱耐涝型 ④作物对土肥的适应性：1.对土壤养分的适应性：耐瘠型、喜肥型、中间型2.对土壤酸碱度和含盐量的适应性宜酸性（ＰＨ＝5.5~6）宜中性（ＰＨ＝6.2~6.9）宜碱性（pH〉7.5）耐强盐渍化、耐中等盐渍化、不耐盐。 ⑤作物对地貌的适应性 地势对作物布局的影响：地势对作物布局的影响集中表现在作物分布的垂直地带性上。随着地势的升高，温度减低，海拔每升高100米，气温降低约0.4～0.7℃，积温要减少150℃，相当于纬度北移一度多。地形对作物布局的影响：地形也影响光、热、土、水、肥的重新分配。 9、​ 如何理解生态适应性与作物布局的关系？ 生态适应性是作物布局的基础，生态适应性是客观存在的。 ①一种作物（或品种）只能在一定的环境条件下生长发育。作物生态适应性有宽有窄，适应性较广的作物分布较广。 ②能够存在并不意味着适应性是最优的，即或是分布较广的种或作物也具有其最适分布的范围。 3​ 一个地方总有其最适或较适的生长作物或植物，有其较佳的作物布局。 10、​ 决定复种条件主要包括哪几大方面？间作套种有哪些大效应与竞争？ 一个地区复种能否复种与成功，决定于以下条件： （一）热量条件 热量是决定能否复种的首要条件。热量条件中，积温、生长期和界限温度是复种的决定因素。1.积温 复种所要求的积温，喜凉作物以≥0℃积温计，喜温作物以≥10℃积温计。一般情况下，在一年内，≥10℃积温2500~3600℃，可实行两年三熟，或复种早熟青饲料作物、蔬菜或套种早熟作物；3600~4000℃，则可以一年两熟，但要选择生育期短的早熟作物或采用套种、移栽的方式；③4000~5000℃之间，可进行多种作物的一年两熟；④5000~6500℃之间，可一年三熟；⑤＞6500℃可一年四熟。2.生长期 作物从播种、出苗到开花结实，需要一定的生长期。生长期常用于大于0℃，10℃日数表示。一般大于10℃日数：①少于180天地区，多为一年一熟区；②180～250天，可实行一年两熟；③250天以上，可实行三熟。3.界限温度 界限温度是指作物各生育时期的起点温度、生育关键时期的下限温度以及作物停止生长的温度等。冬天的低温应能让冬作物安全越冬，夏季的高温要满足喜温作物抽穗开花的需要。 （二）水分条件—是复种可行性中关键条件 实行复种在一年内种植作物的次数增多，耗水量增加。所以一个地区的降水量、降水分配规律、地上与地下水资源、蒸发量、农田基本建设等都影响着复种。从降水量看，一般年降水量达：600毫米地区，且热量满足，可实行一年一熟；大于800毫米地区，可实行一年两熟；大于1000毫米地区，可实行一年三熟。 （三）地力与肥料条件 光、热、水条件具备的情况下，地力条件往往成为复种产量高低的主要矛盾，而且需要增施肥料才能保证多种多收，地力不足、肥料少，往往出现两季产量不如一季产量的现象。因此，在肥料运筹上必须满足两季作物的需求。 （四）劳畜力、机械化条件 复种主要是从时间上充分利用光热和地力的措施，因而，需种、管、收都要保证时间，保质保量，这就需有充足的劳畜力和机械化条件做保证。 （五）经济效益的大小 复种是一种集约化的种植，高投入，高产出，所以经济效益也是决定能否复种的重要因素。 间作套种效应：异质效应、密植效应、边际效应、时空效应、补偿效应 利用作物生物学特性的差异，正确选配，组合作物结构所起到的互利作用，叫异质效应（一高一矮、一阳一阴）。密植效应就是利用作物形态学的不同，可以适当提高间作套种混合密度，增加光合面积，以便充分利用资源条件，获得增产效益。边际效应是由于边行或空带存在所提供的较好资源条件，使靠近它们的若干行作物表现出的增产效应。时空效应包括时间效应和空间效应，时间效应：是根据时间的延续性，正确处理作物之间的盛衰关系，更有效地利用气候资源所起的增产效应。空间效应：是利用不同作物间冠、根在空间分布上的层状结构，充分利用空间生态小生境所起到的增产效应。间混套作复合群体中，由于多种作物共处，能减轻病虫、草害和旱涝风害，且当一种作物受害时，其它作物能充分利用未被受害作物利用的环境因素，以弥补受害作物的产量损失。这种效应就称为补偿效应。 间作套种竞争：主要表现在两个方面，1、水肥竞争 水肥竞争发生在作物的地下部分，又叫根竞争。竞争的主要对象是水和肥。根是作物的吸收器官，在土层内占有一定的领域，它吸收水肥之后，造成水肥梯度差，于是在根和根系附近会出现水肥梯度较低的亏空带。 根幼小时，根域小，亏空带也小，彼此连接不起来，个体之间或成分之间不会出现竞争现象。随着亏空带的不断扩大，相互连接起来时，竞争开始发生，相互重叠，特别是严重重叠时竞争加剧。水肥竞争越剧烈，间作套种成功的机会越小。水肥竞争的强弱取决于水肥供应量和种植密度。 2光竞争发生在作物的地上部分，又叫冠竞争。竞争主要对象是光。在间作套种中，当一个作物的地上部比另一个高时，高位作物就能截获较多的光，这对它本身是有利的，但对低位作物不利，于是开始了光竞争。光竞争大小因作物的高度差的加大而加剧，反之则减少。 11 、论述怎样建立合理的轮作？ 1.作物组成中要有各种不同生态型的作物。 实践证明，不同生态型作物间换茬效果较大，而同类型作物间换茬效果较小。作物种类多，有利于轮作。 2.考虑前后茬作物病虫害以及对耕地的用养关系 3．有不耐连作的作物参加其轮作的年限较长，间歇的年数就多。针对连作存在的问题，采取措施，避免或减轻其弊端，轮作的年限也可适当缩短。比较耐连作的作物，轮作年限伸缩性较大，可长可短。 12、试论述耕作制度的历史演变的阶段性及特点？ 我国农耕历史至少已有六七千年，从原始社会的刀耕火种，到现在的机械化集约生产，经历了原始农业→传统农业→现代农业的发展历程。耕作制度也相应经过了撂荒制、休闲制、连年耕种制和集约农作制等典型阶段。 ㈠．撩荒耕作制（原始耕作制） 中国在原始农业时期，采行撂荒耕作制。包括生荒制和熟荒制两个阶段 生荒耕作时期，主要使用石刀、石斧和尖头木棒之类的原始工具，实行以砍倒烧光为特点的刀耕火种。一般是砍种一年后撂荒，实行年年易地的粗放经营。这一时期的土地利用率极低，人工养地的能力很差，在地力消耗殆尽之后，只好把土地废弃，利用自然植被自发地恢复地力。因此，此期采行的撂荒制其撂荒期很长。 熟荒耕作时期采用连种若干年、撂荒若干年的办法。在该时期，已经发明并使用了石犁、耘田器等耕具，加强了土地中耕的能力。此期，在土地利用上已经采取连种几年和撂荒几年的办法，在养地采用半靠自然力和半靠人工的措施。 生荒制与熟荒制无实质性区别，都是依靠自然植被来恢复地力，用地也极为粗放。生产力水平极低，以“刀耕火种”特征。 ㈡、休闲耕作制-也即是已耕地和撂荒地之间定期轮换的轮荒耕作制。 我国始于春秋时期，其主要特点是：耕种后的土地，保持１~２年轮休时间。休闲期间，有的可能是休而不耕，等到播种时再耕而种之；有的进行耕耘，以消灭杂草和熟化土壤；居民点附近的休闲地，有结合施肥耕作的情况。 “三圃制”是西方国家休闲制的代表。就是将用于种植的农作耕地划分为三个一样大小的区，第一区休闲，第二区种冬谷类作物（如小麦或黑麦），第三区种春谷类作物（如大麦、燕麦、豆类等）。然后，逐年逐区依次进行轮换，每一块地耕种两年，休闲一年。 ㈢、轮种耕作制（常年耕作制） 所谓轮种耕作制就是以豆类作物，并配合土壤耕作、施肥等养地手段与谷类及工业原料类的大田作物轮换种植体系，称之为“轮种耕作制”。包括禾豆制、绿肥制、草田制。草田耕作制是以多年生混合牧草来恢复和提高土壤肥力为基础的一套农业技术措施。 ㈣、集约耕作制 所谓集约化耕作制，就是通过追加较多的物化劳动和活劳动提高单位土地面积上的产量而提高总产的经营方式，是以较多的资源投入换取较多的农产品为特征的一种高效耕作制。 包括两种集约化，即栽培集约化（一熟地区），种植集约化（多熟地区）。 一熟地区：主要实行栽培上的集约化，即在一年一熟轮种制基础上，投入较多的资金和物质，并采用适当的优良品种及栽培技术，以获得单位耕地面积上的一季作物高产。 多熟地区：既实行种植上的集约化，又实行栽培上的集约化。前者，充分利用单位耕地可能利用的生长季节，因地制宜地扩大复种、套种，提高土地生产率，实行作物种植的时间与空间集约化；后者，就是在种植集约化的基础上，在投入较多的人力、物力实行精耕细作，争取多熟种植季季高产。 近50年中国耕作制度发展和演变 1.以恢复生产，引进国外先进耕作技术为主的阶段（1949－1955年） 主要特点：土地利用率低，休闲或者撩荒较多，复种指数为133“低投入、抵产出”，平均粮食单产1320kg/hm2；种植方式单一，南方稻田多为间作稻，双季稻面积不大，中部地区以单种轮作为主，东北地区以清种为主，一年一熟，西北地区实行休闲制； 2.以用养结合，发展化肥、灌溉为主导的阶段 （1956－1970年） 进行耕作改制，长江以南水稻单季改双季、间作改连作，长江以北、秦岭淮河以南则扩大冬种（小麦、油菜），发展稻麦两熟，北方推广三种三收，复种指数达到140；用地与养地相结合，灌溉面积30％以上，化肥投入迅速增加，1970年已经达到26kg／hm2，农业机械和电能增长；粮食单产达到1841kg／hm2。 3.以农作物间套作及高产技术为主导的阶段（1971－1985年） 进行大规模耕作制度改革，耕作制度进入了的创新和全面发展的阶段。 粮食作物面积下降，经济作物面积增加；小麦、水稻、玉米和棉花、油料、糖料发展迅速，杂粮作物如谷子、高梁下降 复种指数大幅度提高；北方小麦、玉米两熟面积中约有75％实行套作，东北地区玉米、大豆间作面积约占玉米播种面积的一半左右，鄂西、云贵、四川等南方丘陵旱地上间作套种广泛 农业生产力迅速提高，粮食单产连续跨上了2000kg／hm2和3000kg／kg两个台阶，到1985年左右粮食总产3.7亿t以上 4.以种植作物结构与作物布局调整为主导的阶段（1985－1998年） 种植制度方式多样化，南方冬季农业开发，小麦、油菜、绿肥、蔬菜扩大，长江中下游的再生稻， 北方地区麦套玉米、麦套花生大豆；一熟地区小麦玉米间作面积逐年增加。 作物布局调整。东北改造低洼易涝地发展水稻，近5000万亩；黄淮海和新疆地区的棉花生产优势开发利用；蔬菜开始发展迅速发展。 可持续发展理论成为耕作制度方向。高效集约型可持续农业模式、生态建设型可持续农业模式、节水高效型可持续农业模式等。 5、全面调整结构，以优质、高效及产业化为主导的阶段（1998年－现在） 农业结构调整上升到战略高度，WTO给农业发展带来的机遇和挑战，增加农民收入和与农产品竞争的压力加大 农产品品种结构发生了积极变化，优质专用农产品快速发展；农业生产结构发生了积极变化，高效经济作物、畜牧业、水产业成为新的增长点。 主要农产品逐步向优势产区集中。黄淮海优质小麦带、长江流域油菜带、新疆的棉花、黄土高原苹果等 13、土壤耕作对温室气体排放的影响 农业是一个重要的温室气体来源，土壤中的有机物质经微生物分解，以CO2 的形式释放入大气；CH4可在长期淹水的农田中经发酵作用产生；全球一半以上的N20来自土壤的硝化和反硝化过程 土壤耕作与CO2的排放 降低农业土壤中CO2释放量的管理措施之一是减少或免除土壤耕作。 土壤扰动最小的耕作实践是免耕。传统耕作(使用犁)有损于土壤构造，增加团聚体被破坏的敏感性。研究资料表明，当将传统耕作转变为免耕作之后，土壤团聚体的数量和稳定性有明显增加。从而减少了团聚体内部有机质的分解作用。 美国、加拿大和法国的实验资料表明，免耕与传统耕作相比．有机质的平均滞留时间增加了约1倍。 土壤耕作与N2O 和CH4的排放 改变施肥方式、灌溉方式、种植制度，提高化肥利用率和加强农田管理可减少温室气体的排放。 施肥类型上，实行化肥和有机肥混施、发展沼气、施用腐熟度较高的沼渣、采用包被复合肥、施用长效缓释性肥料对N2O及稻田CH4的排放均有一定减弱作用，并能保持较高的产量，对土壤及生态环境不会产生太大的不良影响。 施用KCI、含SO2的肥料及施用弱氧化剂“氧化硅粉”有可能降低稻田CH4的排放量。施肥方式采用少量频施、叶面喷施、深施及停止使用新鲜秸秆还田等措施，均可在一定程度上减少N2O及CH4的排放量； 改变灌溉方式，深浅干湿交替灌水或冬季停止灌永露田均可减少CH4。的排放。 采用间歇灌溉技术比不采用此技术CH4排放通量下降11．8 ～59．3 。深灌(约10cm)水对CH4的排放有一定抑制作用，旱作农业的大量、少次浇水能减少土壤N2O的排放； 改变种植制度，采用间歇落干晒田及稻田在冬季排水种植旱作物，均使稻田土壤CH4排放量显著低于冬季淹水土壤。 其他措施如疏松土壤、调节微生物活动，避免作物秸秆等生物质的直接燃烧，施用硝化抑制剂双氰铵(DCD)及脲酶抑制剂氢醌(HQ)、高压灭菌及施用甲醛等化学措施均可在一定程度上减少土壤N2O的排放量。选育和种植植株较大、产量较高、通气组织鞍弱但又不影晌大气中氧气进入植株根部的水稻品种将大为减少稻田CH4的排放量。 14、保护性耕作的概念与技术特点 保护性耕作技术是对农田实行免耕、少耕，尽可能减少土壤耕作(只要能保证种子发芽即可)，并用作物秸秆、残茬覆盖地表，用化学药物来控制杂草和病虫害，从而减少土壤风蚀、水蚀，提高土壤肥力和抗旱能力的一项先进农业耕作技术。 15、保护性耕作与常规耕作的区别 1.常规耕作能得到更多理想的效果：杂草和杂草种子被掩埋或破坏、植物残体被覆盖得到更快的降解，有助于土壤结构的形成、养分被带浸出到地表、下层较凉的黑色土壤被带到地表有助于提升低温。 2.保护性耕作土壤微生物含量和种类更为丰富。 3.耕作增加了土壤温度、水分和有机质含量的变换范围 4.耕作使土壤充分混匀，改变土壤结构但也存在土壤流失的危险 保护性耕作与传统翻耕相比，具有明显的社会效益、生态效益和经济效益。 (1)社会效益。①减少径流(水分流失) 60％、水蚀(土壤流失)80％左右。②减少风蚀(农田扬沙)60％，抑制沙尘暴。③不烧秸秆、减少大气污染。 (2)生态效益。①增加休闲期土壤贮水量14％～15％，提高水分利用效率15％～17％②增加土壤肥力，土壤有机质含量提高0.03％，速效氮和速效钾含量均有了提高． (3)经济效益。①提高小麦、玉米产量13％～17％。②减少作业工序，降低作业成本。③增加农民收入20％～30％。 16、水力侵蚀的过程及阶段划分 17、通用土壤流失方程及各参数意义 18、主要水土保持的耕作管理措施及其原理  19、我国建立节水农作制度的重要意义和主要途径 建立节水种植制度的重大意义 1、我国农业缺水形势严峻 我国的人均水资源量只有2200立方米，不到世界平均水平的1/3，是全球人均水资源最贫乏的国家之一。我国干旱缺水地区占到国土面积的72％，单位耕地水资源量仅为世界平均水平的19％。 地处秦岭淮河一线以北的广大地区总面积占全国土地面积的65%，人口占40%，集中了我国重要的能源、重工等基地和全国51%的耕地，但水资源总量只占全国的20%，许多地区人均水资源已大大低于1700m3的缺水警戒线，区域性缺水十分严重。 2、水资源短缺严重制约了我国农业的可持续发展。 我国耕地面积为18.31亿亩，农田有效灌溉面积为8.48亿亩 ，仅占46.3％，有效灌溉面积中每年尚有1亿亩左右得不到灌溉。全国每年由于缺水减产粮食700～800亿kg，造成的国民经济直接损失高达2000亿元，2000年严重干旱减产粮食达600亿公斤。 尤其是我国粮食主要产区—黄河、淮河和海河三流域的土地面积占全国的13.4%，耕地占39%，人口占35%，GDP占32%，而水资源总量（2164亿m3）仅占全国的7.7%，人均水资源量仅500m3，不足世界平均水平的1/17；耕地亩均水资源量不足400m3，如果不强化节水农业，农业将难以持续发展。 水资源紧缺已成为严重制约我国农业和农村经济可持续发展的瓶颈，我国农业和粮食生产靠大量消耗水资源、发展灌溉面积的外延型增长方式行不通了。 3、发展节水高效农业是保障粮食安全的重大基础战略 我国是一个人口大国，在提高粮食生产能力和保持较高的粮食自给率的同时，也必须提高粮食生产的稳定性。 据预测，到2030年我国的粮食总需求将达到7亿吨左右，如要保障我国的食物安全，那么我国的粮食自给率应控制在95%左右。要达到这一目标，我国粮食综合生产能力应达到6.4亿吨左右，比现状增加32%，平均每5年递增5.7%。 总耕地面积对我国粮食生产来说已成为刚性约束，依靠扩大耕地面积保证未来粮食生产能力的增长已不可能，未来粮食发展将主要依靠提高单位面积产出水平。而提高单位土地面积产出，必须高效利用农业资源。 4、我国节水种植制度研究相对滞后 我国由于人多地少，土地及水资源匮乏，在作物种植模式理论与技术研究上取得了举世瞩目的成就。多熟制及间、套、复种、立体种植等为人多地少、资源匮乏地区解决粮食安全问题树立了典范。 现有种植模式是以作物高产为目标而建立和推广应用的，仅仅将水分状况作为一个生产条件研究而没有将节水作为目标去考虑，即以水分利用率和利用效率为目标的高效节水种植模式至今国内研究非常欠缺。 5、种植制度节水潜力甚大 农作制度综合亩节水潜力可达80～ 100 m3 ，节水总量达200～ 260亿 m3 20、耕作制度综合效益评价的主要内容和综合评价步骤 耕作制度综合效益评价的主要内容 （一）产量效益 1、经济产量2、生物产量3、亩蛋白质产量 （二）资源利用效益 1光能利用效率 光能利用率：全年对总辐射的利用率。净同化率：单位面积上一定时间内的净光合产物。光合速率（光合强度）：单位时间内单 位面积上同化的CO2 毫克数。光合时间或光合面积。2.热量利用率：指某一作物或种植方式中作物生长期间的积温对全年积温（﹥10℃或﹥ 0 ℃）的百分率。3.水分利用率：水分利用系数（KW)表示 ，即每毫米水生产多少干物质。水分利用效率(WUE)：单位面积作物产量与耗水量的比值。4.土地利用率 土地垦殖率=农用地面积/土地总面积 耕地复种指数＝全年农作物总收获面积/耕地面积 （三）耕地的用养结合 1、有机质平衡分析RH=H*r/w*H%*R RH 为有机质平衡值；r为腐殖化系数；w为耕层土壤总重；H％为土壤有机质含量；R为有机质矿化系数（1－3％）﹥1时，平衡为正，有机质增加；反之有机质下降。 2.农田水分平衡分析 耗水量分析 水分平衡分析 水分利用效率分析 耕作制度综合评价的步骤 1、评价的目的2、评价的对象和范围3、评价的原则4、建立评价的指标体系5、评价指标权重的确定6、指标取值及无量纲化7、综合评价模型的确定与应用8、评价结果 土壤耕作的任务 从理论上讲，土壤耕作的核心任务是通过农具的物理机械作用创造一个良好的耕层构造和适宜的孔隙比例，以调节土壤水分和空气状况，从而协调土壤中水、肥、气、热等肥力因素之间的矛盾，为作物播种、出苗、根系生长创造一个松、净、暖、平、肥的土壤环境 。 土壤耕作的具体任务在于具体： 疏松耕层，破碎土块、翻转耕层、混拌土壤、平整地面、压紧土壤、开沟培垄、增加土壤一定粗糙度 土壤耕作的四大基本任务是： 调整耕层三相比例，建立适宜的耕层构造、 创造深厚的耕层，准备适宜的播床、翻埋残茬和肥料，消灭杂草和病虫害、改变地表形态，调控地表水热状况，保持水土，熟化土壤。 作物布局的原则： 人的需要是前提、生态适应性是作物布局的基础、经济效益与可行性、多样性与专业性 作物布局的内容、步骤： 1.明确对产品的需要 包括自给性与商品性需要两大部分。2. 查清环境条件 包括自然条件与社会经济科学技术条件，主要有：热量，水分，光照，地貌，土地总面积、利用现状，耕地面积，土壤类型及理化性质，肥料，能源，机械，植被，作物，现有种植制度，人口劳力，畜牧业，灾害，产值收入，市场，价格，成本，，科学水平，文化水平。.3.农作物生态适应性的确定4.作物生态区、种植适宜区的划分与适生地的选择。5.作物生产基地和商品粮基地的确定。6.作物组成的确定。7.综合区划作物种植区划或配置8. 可行性鉴定。 复种是指在同一田地上，一年内接连种植二季或二季以上作物的种植方式。 休闲（Fallow）是复种对义词，休闲是指耕地在可种作物的季节内只耕不种或不耕不种的方式。 多熟种植(Multiple croppingg) 是同际上 常用的概念，指时间和空间上的种植集约化。 撂荒(Shifting cultivation) 是指荒地开垦种植几年后，较长期弃而不种，待地力恢复时再行垦殖的一种土地利用方式 生产实践中，当休闲年限在两年以上并占到整个轮作周期的2/3以上时，称撂荒。 复种的增产作用：1.复种有利于增加播种面积与作物产量2.有利于缓和粮、经、饲、果、菜等作物争地的矛盾3.有利于稳产。 复种与热量资源的集约利用：1.复种与生长季节的集约利用2.复种与积温的集约利用3.复种对热量资源的集约与超额利用。 复种与地力的集约利用：1.复种增加了养分的消耗2.复种增加了土壤有机质源 复种的技术：（一）选择适宜的作物组合和品种（二）采用套作和育苗移栽（三）抢时播种（四）采用促进早发早熟的技术 轮作：是指在同一田地上将不同种类的作物，按一定顺序在一定年限内循环种植。如豌豆→春小麦→谷子。轮作的基本形式主要是换茬式轮作和定区式轮作 换茬：一种作物收获后换种上另一种作物。（或叫倒茬） 连作：在同一田地上连续种植同一作物。（或称重茬） 复种连作：在同一田地上将同一复种方式连续种植的情况，称作复种连作。 轮作在生产中的作用：㈠、轮作的技术效益1.能均衡地利用养分、水分，做到用养结合。①由于轮作的作物生物学特性不同，从土壤中吸收养分种类与吸收量及其比例不同。②不同作物从土壤中吸收养分层次、范围不同（水稻、谷子等浅根性植物；大豆、棉花等深根性植物）。③不同作物从土壤中吸收养分能力不同（如耐瘠与喜肥）。 ④不同作物从土壤中吸收水分数量、时期、能力不同（水稻、玉米、棉花需水较多，谷子、甘薯等作物较耐旱）。2.可以改善土壤理化性质，影响土壤微生物的多少，调节肥力。①轮作有利于土壤有机质的维持和供应。 ②作物生长对土壤理化性状也有很大影响。③通过水旱轮作，对于控制盐分有积极作用。④通过对棉花或大豆等深松作物轮作安排，加深耕层，不仅提高当年产量，而且在合理安排后作物时仍有增产作用。3.避免土壤中有毒物质的积累。①由于某些作物本身根系的分泌物，秸秆，残茬腐烂时产生毒素。如果连作，就会积累，对作物产量有利或毒害。（如西瓜根系分泌物为水杨酸）②某种作物使用某些农药，除草剂后残留的有毒有害物质，也可采用合理轮作而减轻或避免危害。 ㈡轮作的生态效益 1.轮作有利于病虫防除。2.轮作有利于防除杂草 ㈢、轮作的经济效益 合理轮作改善了作物与土壤环境的关系，在不需要特殊的投资或劳力，只是把作物合理地换茬，就可以获得比连作更高的经济效益。 农业自然资源特点： 光热资源较好:雨热同季、水资源南多北少（淮河以南85%水资源40%的耕地）农业供水仅能维持在3900-4000亿m3 之间，农业水资源缺口将达900 亿m3、季风性气候，旱涝频繁、一熟、二熟、三熟并存、生物资源丰富 农业社会资源特点：人均耕地少、耕地后备资源不足、耕地质量较差、劳动力多,战斗力差 386061部队、小农经济为主 耕作制度特点：主谷式作物结构：80%，经作饲料作物少：低于20%土地利用率高、复种指数128.4 %、间套作普遍、多样化（全国：一熟、二熟、三熟并存 同地：十里不同天）、用养结合（传统农业的典范、灌溉、水土保护） 立体种植：在同一农田上，两种或两种以上的作物（包括木本）从平面、时间、空间上多层次利用空间（资源）的种植方式。 立体种养：在同一田地上，作物与食用微生物、农业动物或鱼类分层利用空间种植和养殖的结构；或同一水体内，高经济价值的水生植物与鱼类、贝类相间混养、分层混养的结构。