1、第一章 耕作制度原理v 耕作制度的含义与功能耕作制度的含义与功能 v 资源环境与耕作制度资源环境与耕作制度 v 我国耕作制度目标与方向我国耕作制度目标与方向 v 我国耕作制度发展技术需求我国耕作制度发展技术需求第一节 耕作制度的含义与功能一、耕作制度的含义、内容及目的一、耕作制度的含义、内容及目的（一）耕作制度含义与内容（一）耕作制度含义与内容 耕作制度，亦称农作制度（Farming system）是指一个地区或生产单位农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。(中国农业百科全书，1991)以种植制度为中心，养地制度为基础。v 种植制度（Cropping System）是指一个地区
2、或生产单位农作物组成配置，熟制与种植方式的总称。其主要内容包括：v（1）作物布局：一个地区或生产单位作物组成和配置的总称，作物组成包括作物种类、品种、面积比例等，配置是指作物在区域或田地上分布。（2）种植方式：包括复种、间作、套种、混作等多熟种植方式；以及轮作、连作等。（3）熟制：即同一块农田上一年之内种植作物的季数。v 养地制度(soil management)是与种植制度相适应的以提高土地生产力为中心的的综合技术体系。主要包括：（1）土壤耕作：土壤的常规耕作以及少免耕、残茬覆盖耕作 （2）农田培肥：土壤水分与养分管理、有机质平衡等；（3）农田保护：土壤侵蚀（风蚀、水蚀）及水土流失控制、农田
3、防护林建设等。v 种植制度是耕作制度的主体 一个合理的种植制度能够充分合理地利用当地自然资源与社会经济资源；促进农作物持续增产稳产，保护资源，改善环境，培养地力。并能够有效地协调农户、地方与国家需求关系；从种植业角度促进养殖业、林业、农产品加工业等综合发展，使区域农业综合生产力得到提高和改善。v 养地制度是耕作制度的基础 一个合理的养地制度能够保障农田可持续生产能力，保护资源环境及农产品质量安全。（二）研究耕作制度的目的（二）研究耕作制度的目的v提高土地与农作物生产力v提高各类资源的利用效率v增加农民经济收入和促进农村经济发展v提高农业生产的可持续能力二、耕作制度的功能二、耕作制度的功能（一）
4、技术功能（一）技术功能 农作物种植的合理布局技术 复种、间套作等多熟种植技术 轮作倒茬技术 农牧结合技术 土壤耕作技术 区域耕作制度优化设计技术（二）宏观布局功能（二）宏观布局功能 种植业合理布局与结构调整 耕作制度结构分析和调整 耕作制度分类及区划 农业生产综合发展及技术体系构建三、耕作制度在农业生产中的地位三、耕作制度在农业生产中的地位耕作制度，从大范围讲是涉及到环境（地域性、季节性）耕作制度，从大范围讲是涉及到环境（地域性、季节性）生物（农作生物（农作物、林畜渔及土壤微生物）的管理理论；但其着重点主要是研究种植物、林畜渔及土壤微生物）的管理理论；但其着重点主要是研究种植业的结构、布局以及
5、实现农作物全面稳产、高产所得的用地和养地相业的结构、布局以及实现农作物全面稳产、高产所得的用地和养地相结合的技术体系。结合的技术体系。耕作制度具有系统性、结构性、目标性耕作制度具有系统性、结构性、目标性：层层 次次 内内 容容 管管 理理 体体 制制农村产业农村产业 农业农业 种植业种植业各种作物各种作物耕作制度耕作制度种植种植制度制度养地养地制度制度土壤耕作土壤耕作农田培肥农田培肥农田保护农田保护作物布局作物布局种植方式种植方式熟制熟制农业发展战略和规划农业发展战略和规划农村经济发展战略和规划农村经济发展战略和规划耕作制度在农业中地位示意图耕作制度在农业中地位示意图 泛指人类从事社会活动所需
6、要的全部物泛指人类从事社会活动所需要的全部物质与能量来源。质与能量来源。在一定的技术、经济和社会条件下，人类农业活动在一定的技术、经济和社会条件下，人类农业活动所依赖的自然条件和社会条件构成农业资源。所依赖的自然条件和社会条件构成农业资源。资源与环境状况决定一个区域耕作制度形成与发展资源与环境状况决定一个区域耕作制度形成与发展第二节 资源环境与耕作制度v 环境环境(enviromoment)(enviromoment)：包括自然环境和人工环境：包括自然环境和人工环境 自然环境指自然生态系统中存在的或受到人类调控和影响的环境；人工环境包括生产、加工、贮藏设备和生活设施，以间接的方式对生物产生影响
7、。农业资源按其来源分类农业资源按其来源分类 是指在一定社会经济技术水平下，能是指在一定社会经济技术水平下，能够产生生态效益或经济价值，以提高够产生生态效益或经济价值，以提高人类当前或预见未来生存质量的自然人类当前或预见未来生存质量的自然物质、能量和信息的总和。农业资源物质、能量和信息的总和。农业资源包括来自岩石圈、大气圈、水圈和生包括来自岩石圈、大气圈、水圈和生物圈的物质。物圈的物质。是指通过开发利用自然资源创造出来的是指通过开发利用自然资源创造出来的有助于农业生产力提高的人工资源有助于农业生产力提高的人工资源。农业资源按其重复利用程度分类农业资源按其重复利用程度分类 这类资源不论怎样利用，都
8、可以年这类资源不论怎样利用，都可以年复一年地比较恒定数量被再（周而复始）利用，复一年地比较恒定数量被再（周而复始）利用，能够自然更新。如太阳辐射、温度、降水等气候能够自然更新。如太阳辐射、温度、降水等气候资源。资源。亦称再生资源，这类资源在合理经亦称再生资源，这类资源在合理经营管理条件与适宜的自然环境中可以更新、繁衍营管理条件与适宜的自然环境中可以更新、繁衍被人类继续利用，反之也可衰退、减少甚至灭绝。被人类继续利用，反之也可衰退、减少甚至灭绝。农业资源按其是否具有可存留性分类农业资源按其是否具有可存留性分类 如大部分消耗性资源如大部分消耗性资源石油、煤、化工产品、农机具等。石油、煤、化工产品、
9、农机具等。这类资源如果不及时这类资源如果不及时利用则立即流失，不能留存下来以后利用则立即流失，不能留存下来以后使用的资源。使用的资源。这类资源兼有存流和流这类资源兼有存流和流失两种性质。如土壤中的水分、养分失两种性质。如土壤中的水分、养分是可以积累的，但也有一定限度。是可以积累的，但也有一定限度。第一节 自然资源环境与耕作制度 我国南北相距我国南北相距55005500公里、东西公里、东西52005200公里，国公里，国土辽阔，气候、土壤及生物多样，社会经济条件及土辽阔，气候、土壤及生物多样，社会经济条件及技术水平等差异极大，形成多种多样的耕作制度类技术水平等差异极大，形成多种多样的耕作制度类型
10、。型。（一）光资源 大部分地区属中纬度地带，年总辐射量在80-240kcal/cm2之间160kcal/cm2以上以上（年辐射量最高）（年辐射量最高）年辐射量为年辐射量为110130kcal/cm2为为120140kcal/cm2为为110130kcal/cm2地区为地区为120130kcal/cm280100kcal/cm2（年辐射量最低）（年辐射量最低）1 1、辐射、辐射光一般1800小时，日照百分率45%分别为2000-2200小时及40-45%分别为2600小时与65%各地：3000小时及60-70%在塔里木盆地东部，内蒙西部、宁夏、甘肃北部、柴达木盆地和西藏西部地区，全年日照时数达3
11、100-3300小时，日照百分率达70%。光全年日照时数全年日照时数积温：作物生长发育阶段内逐日平均气温的总和。积温：作物生长发育阶段内逐日平均气温的总和。活动积温（一般简称积温活动积温（一般简称积温）。为大于某一临界温度值）。为大于某一临界温度值的日平均气温的总和，如日平均气温的日平均气温的总和，如日平均气温0的活动积温和日的活动积温和日平均气温平均气温10的活动积温等。某种作物完成某一生长发的活动积温等。某种作物完成某一生长发育阶段或完成全部生长发育过程，所需的积温为一相对固育阶段或完成全部生长发育过程，所需的积温为一相对固定值。有效积温。扣除生物学下限温度（有时同时扣除定值。有效积温。扣
12、除生物学下限温度（有时同时扣除生物学上限温度），对作物生长发育有效的那部分温度的生物学上限温度），对作物生长发育有效的那部分温度的总和。即扣除对作物有热害和冷害的部分，使热量条件与总和。即扣除对作物有热害和冷害的部分，使热量条件与作物生长发育更趋一致。作物生长发育更趋一致。热（二）热量资源按按1010积温划分，我国的热量分布自南向北逐渐减少。积温划分，我国的热量分布自南向北逐渐减少。u最北部的黑龙江北部为最北部的黑龙江北部为15001500，一般不适宜农作物生长。，一般不适宜农作物生长。u东北平原为东北平原为3000400030004000，一年一熟；，一年一熟；u华北、关中平原为华北、关中平
13、原为4000450040004500，可一年两熟；，可一年两熟；u长江流域以南地区长江流域以南地区5800600058006000以上，可一年三熟。以上，可一年三熟。u南岭以南地区在南岭以南地区在70007000以上，农作物可四季生长，稻作一以上，农作物可四季生长，稻作一年可三熟。年可三熟。热（二）热量资源10积温积温17009200气候带气候带寒温带寒温带青藏高青藏高原原温带温带暖温带暖温带亚热带亚热带热带热带赤道赤道带带占国土面积占国土面积（%）1.226.725.918.526.11.60.01各地区无霜期大致是：各地区无霜期大致是：v黑龙江北部黑龙江北部100天；天；v东北大部东北大部
14、100160天；天；v长城以南长城以南160210天；天；热v秦岭淮河以南秦岭淮河以南210250天；天；v长江下游长江下游250300天；天；v华南华南300360天；天；v海南海南365天。天。1 1、降水资源、降水资源v 我国多年平均降水量648mm，降水总量6.19万亿m，总的趋势从东南沿海向西北内陆逐渐减少。v 东南沿海和西南部分地区年降水深超过2000mm；长江流域1000-1500mm；华北、东北400-800mm；西北内陆地区100-400mm；新疆塔里木、吐鲁番和青海柴达木等盆地一般为50mm，盆地中部不足25mm。v 降水量的45%转化为地表和地下水资源，55%消耗于蒸发。
15、（三）水资源2 2、径流与地下水、径流与地下水v 我国平均年径流总量为27115亿m3，是水资源的主要组成部分，占我国水资源总量的94.4%，居世界第6位v 年均地下水资源量为8288亿m33 3、水资源总量、水资源总量v 扣除重复计算量，我国的多年平均水资源总量为28124亿m3，按人口和耕地面积分配，水资源数量极为有限，每公顷耕地占有径流为28320m3,仅为世界平均值的1/4还低，约相当于美国人均占有量的1/6，加拿大的1/58。v 水资源南北分布不均、水土匹配不好。长江流域及以南地区水资源占全国的80，而耕地只占全国的36；长江以北地区水资源为全国的18，但耕地占64。v 80年代我国
16、水资源缺口为400亿m3，现在已接近500亿m3，其中北方地区的缺水量占2/3，华北平原水资源供需矛盾最为突出。水19802004年农业用水量占总用水量的比例年农业用水量占总用水量的比例 农业用水占国民经济用水比重不断下降农业用水占国民经济用水比重不断下降,由由19801980年的年的84%84%下降到下降到20042004年的年的65%65%（四）土地1、地形地貌复杂v 山地和高原所占面积大，海拔500米以上的占全国总面积的75，山地、高原、丘陵占69，平原占12，盆地占19。v 地势西高东低，构成了“三大阶梯”。以青藏高原为一级阶梯，海拔4000米以上；青藏高原至大兴安岭、太行山、巫山和雪
17、峰山之间为第二阶梯，海拔在1000-2000米，主要由山地、高原和盆地组成；从该线往东直到海岸线为三级阶梯，以海拔5001000 米以下的平原、低山和丘陵为主，包括东北平原、华北平原、长江中下游平原等，是我国最重要的农业区。2、土地利用v 耕地约10%，林地约13%，草地约34.4%，荒漠、戈壁、寒漠、永久积雪和冰川、石古裸露山地等约19%，城市、工矿、交通等用地约7%3、耕地资源“三少一多”v 我国耕地资源的基本特点是“三多一少”，即耕地总量多，但人均耕地少，高质量耕地少和可开发的后备耕地少v 人均占有土地面积仅为0.083hm2，只相当于世界平均土地面积0.281hm2的29.5%，人均草
18、地约占世界人均量的47.6%一级地类一级地类二级地类二级地类面积面积比重比重农用地总总 计计65704.7465704.7469.1169.11耕地12208.2712.84园地1154.91.21林地23574.124.8牧草地26214.3827.57其它农用地2553.092.69建设用地总 计3192.243192.243.363.36居民点及工矿2601.512.74交通运输用地230.850.24水利设施用地359.870.38未利用地总 计26171.7826171.7827.5327.53未利用土地23223.7424.43其它土地2948.043.1合计95068.75100
19、.土地利用现状构成 后备土地资源中以荒草地、其他未利用地和盐碱地为主要部分，三者占后备土地资源中以荒草地、其他未利用地和盐碱地为主要部分，三者占后备土地资源的后备土地资源的80.7%80.7%。由于各方面条件的限制，荒草地和盐碱地开发利用。由于各方面条件的限制，荒草地和盐碱地开发利用难度最大，几乎不能开发成为耕地。所以我国后备土地资源总体开发条件难度最大，几乎不能开发成为耕地。所以我国后备土地资源总体开发条件不佳，潜力有限。不佳，潜力有限。1 1、生物种属繁多，品种资源丰富、生物种属繁多，品种资源丰富v 中国是世界上生物种类最丰富的国家之一，有高等植物300多个科，2980多个属，30000多
20、个种，居世界第三位。v 是世界上最古老的作物资源中心之一，栽培植物品种丰富v 野生植物资源丰富v 家禽家畜品种资源丰富，著名的地方良种约280个2.2.森林资源森林资源v 森林面积12863万hm2，人均量不足2亩，不及世界平均数的1/8v 东北、西南林区，占全国森林面积的43.1（五）生物资源3 3草场资源草场资源v 世界上草原面积最大的国家之一，天然草场达42.9亿亩，占国土面积的29.8，南方草坡12.9亿亩，占国土面积的9。可利用草地面积31333万hm2，但人均占有量不及世界平均的1/2。v 草场类型多样，有温带草甸草原（降水量330-550mm，年产鲜草量200-250kg/亩）、
21、温带干草原草原（年降水量300-400mm，年产鲜草量100-200kg/亩）、高寒草原（青藏高原）、荒漠草原（年降水量100mm，草覆盖率低于10，年产鲜草50kg/亩）第二节 社会资源环境与耕作制度（一）人口（一）人口v 2005年我国人口已达13.628亿人口，农村人口占70，农村劳力约有1/3是剩余的，未来的人口剩余将更严重v 庞大人口基数给我国社会发展压力大，且人口老龄化速度加快v 人口多、劳力多也为发展劳力密集型的产业提供基础，在一定程度上，劳力替代资金与技术的短缺。（二）农业经济水平v 农业劳动生产率低，农业市场容量小v 农业资金不足，工农业产品剪刀差大（三）农业现代装备水平v
22、有效灌溉面积达40%，比世界平均高倍；v 化肥每公顷耕地施用量比世界平均水平高倍，高于美国v 机械化耕地70%，机播35%，机收获20%。v 农用能源增长较快v 提高较快，但区域发展不平衡v 传统农业技术水平高v 现代常规农业技术基本普及v 农业高新技术发展相对差距大v 农业高新技术一般指农业生物技术、信息技术、核农业技术、设施农业技术、多色农业技术和移植、常规技术组装配套技术。（四）科技水平农业生物技术：农业生物技术：v 我国的组织培养技术取得巨大成就，已处于国际先进行列我国的组织培养技术取得巨大成就，已处于国际先进行列 利用组织培养再生植株的植物种类已达到近利用组织培养再生植株的植物种类已
23、达到近10001000种；在植物细胞种；在植物细胞工程育种方面，已利用花药培养育成了小麦、水稻、油菜、烟草、甘工程育种方面，已利用花药培养育成了小麦、水稻、油菜、烟草、甘蔗等新品种；绵羊、奶牛、猪、山羊、家兔等动物胚胎移植、切割、蔗等新品种；绵羊、奶牛、猪、山羊、家兔等动物胚胎移植、切割、性别鉴定及体外受精等新技术已研究成功，并建立了稳定有效的试管性别鉴定及体外受精等新技术已研究成功，并建立了稳定有效的试管牛、羊繁育技术体系。牛、羊繁育技术体系。v （2008年度全球生物技术作物商业化现状报告年度全球生物技术作物商业化现状报告，农业生物技术应用国际服务组织农业生物技术应用国际服务组织ISAAA
24、，2009）转基因动植物研究取得显著进展，但总体水平落后于发达国家转基因动植物研究取得显著进展，但总体水平落后于发达国家 2008年，转基因作物种植国的数量激增到了年，转基因作物种植国的数量激增到了25个，其中，种植面积个，其中，种植面积排名前三位的国家分别为，美国（排名前三位的国家分别为，美国（6250万公顷）、阿根廷（万公顷）、阿根廷（2100万公顷）万公顷）和巴西（和巴西（1580万公顷）。中国全国生物技术作物种植面积达万公顷）。中国全国生物技术作物种植面积达380万公顷，万公顷，在全球生物技术作物种植面积超过在全球生物技术作物种植面积超过100万公顷的八个国家中排名第六。大万公顷的八个
25、国家中排名第六。大多数国家转基因作物以大豆、棉花、玉米为主。多数国家转基因作物以大豆、棉花、玉米为主。2008年，玻利维亚首次年，玻利维亚首次种植转基因大豆，巴西首次种植转基因玉米，而澳大利亚首次开始种植转种植转基因大豆，巴西首次种植转基因玉米，而澳大利亚首次开始种植转基因油籽，美国和加拿大则开始种植新的转基因作物基因油籽，美国和加拿大则开始种植新的转基因作物转基因甜菜。中国转基因甜菜。中国种植的转基因作物包括棉花、番茄、杨树、牵牛花、抗病毒木瓜和甜椒。种植的转基因作物包括棉花、番茄、杨树、牵牛花、抗病毒木瓜和甜椒。（2008年度全球生物技术作物商业化现状报告年度全球生物技术作物商业化现状报告
26、，农业，农业生物技术应用国际服务组织生物技术应用国际服务组织ISAAA，2009）农业信息技术农业信息技术 我国在农业信息技术发展上相对较晚，但90年代以来的发展速度与应用规模在不断加快。目前，农业遥感技术（RS）、地理信息系统技术（GIS）、专家系统技术（ES）及网络技术等已开始在农业的各个领域得到示范性的应用发展设施农业技术等其它农业新技术设施农业技术等其它农业新技术 以利用设施控制为特征的我国的工厂化农业生产近年来发展迅速，面积已超过2000万亩。利用生态农业技术等为特征的“绿色农业”，以利用海洋等水体进行农业生产为特征“蓝色农业”，以食用微生物产业为特征“白色农业”等开始加速发展，为农
27、业产业拓宽和高效化展现出广阔前景。农业资源的特性及合理利用原则农业资源的特性及合理利用原则第三节 我国耕作制度发展目标与方向一、我国耕作制度发展方向一、我国耕作制度发展方向（一）集约（一）集约 v 集约多维利用土地，发展多熟种植。高度集约地利用每一块土地资源，精耕细种，适应人多地少、资源有限等基本国情。v 增加投入，提高单位面积产量。在物质、能量、技术等多方面增加投入，实现低产变中产、中产变高产、高产再高产，持续提高土地利用率（二）高效（二）高效v 提高品质与产品档次，大力发展优质、专用品种，发展特色农畜产品生产，有效解决“结构、品种、质量、效益”矛盾。v 降低生产成本，推行节水、节肥、节劳、
28、节能等技术，实现农业生产的节本增效。v 要素合理组合与资源优化配置，按现代农业发展的要求，合理配置各种生产要素（包括自然、社会经济）。v 调整结构、优化布局，发展产业化经营。从整体上提高一个区域的耕作制度效益水平。（三）可持续（三）可持续v 用地与养地相结合，解决好集约与持续的关系。v 提高资源利用效率，努力缓解日益加剧的资源约束。v 提高农业综合生产能力。包括农业基础设施建设与农 业现代化水平的提高，增强农业对自然灾害抵御能力，对国内外市场影响抵御能力等。v 保护农业生态环境，在技术配置上要强调自然生态与人工生态相结合，传统技术与现代高新技术相结合，资源保护与利用改善相结合的原则。二、发展趋
29、势二、发展趋势1 1、提高种植业综合生产能力，保障食物安全供应、提高种植业综合生产能力，保障食物安全供应 中国粮食问题白皮书中对我国粮食需求的具体数量为：2000年人口接近13亿，人均粮食需求量385千克，总需求量达到5亿吨；2010人口接近14亿，按人均粮食需求量390千克计算，总需求量达到5.5亿吨；2030年人口达到16亿峰值，按人均需求量400千克计算,总需求量达到6.4亿吨左右。2 2、全面提高农产品质量，增强国内外市场竞争力、全面提高农产品质量，增强国内外市场竞争力v 选育和应用优质专用品种，并按照优势农产品的产业区、产业带进行科学布局，解决目前农作物生产中的品种多、乱、杂问题。v
30、 建立规范化、标准化栽培技术体系，形成与区域资源条件、生产力水平及社会经济水平相适应的优质农作物生产体系。v 开发应用环保型、无公害型农作物生产技术和生产体系，尽快将减少污染、降低残毒工作纳入法制管理轨道；v 建立农作物生产的产业化经营体系，从技术服务生产基地建设龙头企业培育市场体系建设等各个环节上进行完善。v 建立完善规范的农产品质量监测管理体系。包括产品分级质量管理体系，采用产品认证和标志管理。3 3、推进种植业布局优化和结构调整，提高种植业整体效益、推进种植业布局优化和结构调整，提高种植业整体效益v 按照因地制宜、发挥优势、突出特色、提高效益的原则，优化农业区域布局。沿海经济发达地区和大
31、中城市郊区，积极发展高效农业和出口创汇农业。粮棉主产区向优质。专用品种转变；西部生态环境比较脆弱的地区，发展特色农业和改善生态环境。v 大力调整种植业品种结构。粮食作物要确保总量稳定增长，提高单产，改善品质；经济作物要充分发挥地区优势，着力提高品质，逐步形成专业化、规模化、集约化的产业带、产业区。v 加速构建标准化、优质化、规模化生产技术体系，提高农产品品质和竞争力。4 4、提高种植业科技水平，推进现代化进程、提高种植业科技水平，推进现代化进程v 由注重农业数量增长向以提高农业整体效益为主的技术方向转变，由农业技术从单纯资源开发向与市场开发结合转变。v 要充分利用农业生物技、信息技术、新材料、
32、新能源等高新技术向农业全面渗透，改造传统产业，提高农业科技整体水平。v 农业科技推广从单纯技术推广向提高农民科技素质与能力方向发展，由过去的行政式逐步向教育式发展。5 5、改善资源环境，实现可持续发展、改善资源环境，实现可持续发展v 建立严格的农地制度来保护耕；v 保护水资源，建立严格的用水制度来管理不同行业间的用水问题，v 再次是保护野生生物种源，野生原种是培育优良品种的物种资源，v 将资源利用与生态环境保护结合起来三、技术需求三、技术需求1 1、从区域种植业总体发展看，技术需求特征表现在：、从区域种植业总体发展看，技术需求特征表现在：v 促进优势主导产业形成和产业化发展，突出需要调整和优化
33、种植业结构支撑技术；v 促进农民增收和实现资源高效利用，突出需要高产、低耗的节本增效技术；v 促进充分利用资源与减少环境污染，突出需要无公害安全生产技术；v 提高种植业产品产后处理和加工增值能力，突出需要农产品贮存、保鲜、加工技术；v 利用高新技术改造传统农业，突出需要生物技术、信息技术、设施农业技术等应用于种植业生产和经营管理。2 2、从农作物生产发展看，主要技术需求特征表现在：、从农作物生产发展看，主要技术需求特征表现在：v 优化区域生产布局，培育优势产业带和集中产区；v 品质改进，选育和推广应用优质专用品种；v 良种良法配套，建立区域化、规模化、标准化栽培技术体系；v 发展产后贮藏、加工技术，建立产业化开发体系。
