四章节复种Sequentialcropping

第四章第四章 复种复种 Sequential cropping 基本概念复种的意义与效益原理复种的条件复种的技术复种的类型全年作物总播种（或收获）面积全年作物总播种（或收获）面积总耕地面积）总耕地面积）100100 种植指数种植指数()=)=100100种植指数种植指数（cropping index,CI）100%时，称复种指数。时，称复种指数。复种的例子复种的例子一年两熟（一年两熟（double cropping）：）：Winter wheat-summer maize一年三熟（一年三熟（triple cropping）：）：Canola-early rice late rice二年三熟（二年三熟（three harvests in two years）：）：Spring maize winter wheat summer sweet potato 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。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。复种的方法复种的方法：平播平播 sowing/planting after previous crop harvestingsowing/planting after previous crop harvesting套作套作 relay intercroppingrelay intercropping移栽移栽 transplantingtransplanting再生再生 ratoonratoon概概 念念 复种复种 sequential croppingsequential cropping 熟制是我国对耕地利用程度的另一种表示方法，它以年为单位表示种植的季数。如一年三熟、一年二熟、两年三熟、一年一熟、五年四熟等都称为熟制，其中对播种面积大于耕地面积的熟制，如前三种，又统称为多熟制。熟制熟制多熟种植多熟种植 Multiple croppingMultiple cropping 也叫多作种植，指在一年内，于同一田地上前后或同时种植两种或两种以上作物称为多熟种植。它包括复种、套作(如小麦生长后期，在小麦行中间套种玉米。以“小麦玉米”表示)，也包括间作(如玉米行间种植大豆，以“玉米+大豆”表示)和混作(如小麦与豌豆混合播种，以“小麦豌豆”表示)。多熟种植是国际上常用的概念，指时间和空间上的种植集约化。时间上的种植集约化：平播复种、移栽复种、再生复种 空间上的种植集约化：间作、混作 时间和空间上的种植集约化：套作 休闲是指耕地在可种作物的季节只耕不种或不耕不种。目的:保蓄水分、恢复地力、消灭杂草 缺点：资源利用率低，易加剧水土流失，加快土壤潜在肥力的矿化，不利于对土壤有机质的积累。方式：全年休闲、季节休闲（冬闲、夏闲、秋闲）休休 闲闲FallowFallow 撂荒是指荒地开垦种植几年后，较长时期弃而不种，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23以上时，称为撂荒。撂撂 荒荒Shift cultivationShift cultivation 增加作物产量（production）的三种途径：一是扩大耕地面积；二是提高各种作物季季单产；三是合理种植多种作物，利用多熟种植提高耕地的年年单产。复种的意义复种的意义复种对农业增产的作用:1有利于增加播种面积与作物年产量。2有利于缓和粮、经、饲、果、菜等作物争地的矛盾，促进全面增产，促进用地与养地相结合。3可增强全年产量的稳定性。“夏粮损失秋粮补”。复种的意义复种的意义 年代(公元)耕地(百万亩)人口(万)人均耕地(亩)2年(汉)145年(汉)775年(唐)1110年(宋)1578年(明)1661年(清)1776年(清)1933年(民国)1949拄 1965正 1981年 2004年 1 00l 842 1430 1 304 701 549 742 1 249 l470 l 688约1500 5959.5 4952.4 5291.9 10110.0 6079.2 10470.7 20809.6 44448.7 54000.0 72538.0101 346.0 16.8 17.0 27.0 12.9 11,6 5.25 3.60 2.85 2.71 2.33约1.5约1.4一、延长光合作用时间，集约利用光热资源一、延长光合作用时间，集约利用光热资源 提高单位土地面积上作物的光能利用效率是提高作提高单位土地面积上作物的光能利用效率是提高作物年单产的核心。物年单产的核心。净光合效率（净光合效率（NAR）叶面积系数（叶面积系数（LAI）生长日数（生长日数（D）复种的效益原理复种的效益原理叶日积叶日积（LAID）不同熟制下叶日积与产量比较不同熟制下叶日积与产量比较 熟制 LAIDLAI-D产量(kg/亩)E()一年一熟春玉米1.62120194.4752.60.44 一年二熟 小麦夏玉米合计0.821.54 17084254139.4133,6273.0544.7561.31116.00.430.330.76长生长期作物一熟与短生长期作物三熟的光合效率及年产量比较(L(LH HAllenAllen等，等，1976)1976)不是任何情况下复种都能够提高作物的光能利用效率。生产条件差时，复种的效果一般也较差。复种的效益原理复种的效益原理二、提高对降水的利用效率二、提高对降水的利用效率三、扩大养分循环三、扩大养分循环 高投入、高产出高投入、高产出 一般多带走一般多带走N、P、K而增加而增加C。地力是否下降在于人的管理。地力是否下降在于人的管理。复种的效益原理复种的效益原理四、促进农业生产全面发展四、促进农业生产全面发展复种的效益原理复种的效益原理五、提高经济效益和生态效益五、提高经济效益和生态效益 “三种三收三种三收”除外。除外。可增加地面覆盖，减轻水土流失。可增加地面覆盖，减轻水土流失。复种的条件复种的条件-复种指数与类型的确定复种指数与类型的确定 热量热量条件与条件与熟制熟制(10 积温)省份 一熟制 套二熟制 二熟制 二熟稳产区 双季稻 温三熟 热三熟 河北 甘肃 山西 陕西 江苏 湖南 浙江 福建 贵州 广东 2700 3100 3500 3500 3 800 3500-4000 3500-4200 3500-4000 4300 3 700 4000 4200 4600 40004000-4500 4500 4400 4500 4700 4500-5000 4900-5000 4800 4000-4800 5000-5500 5200 5200-5 800 5500-6400 5500-6500 5200 7 300复种的热量复种的热量条件条件生长期：温度10 的日数 180天 一熟180-250天 二熟 250天 三熟热量条件中，积温、生长期和界限温度决定复种。复种的热量复种的热量条件条件 华北地区复种所需生育期可用麦收至日平均温度15的终止日期或初霜的日数来衡量。以麦收至日平均温度15的终止日期计：达到 60-75天 小麦-糜子 80天 小麦-谷子、早熟大豆 85天 小麦-早、中熟玉米复种的热量复种的热量条件条件各种熟制所需的10 积温值 2500 DD 一熟2500-3600 DD 复种青饲料或套种早熟作物3600 4000 DD 复种早熟作物、套种、移栽4000 5000 DD 二熟5000 6500 DD 三熟 6500 DD 三熟或四熟复种的热量复种的热量条件条件具体复种方式所需的10 积温值概算：例1：麦茬复种小麦冬前壮苗需要积温550 DD，返青至成熟需要1600 DD，全生育期需要2150 DD，农耗积温100 DD；玉米某品种全生育期需要积温2200 DD，农耗积温100 DD；水稻某早熟品种全生育期需要积温2100 DD，农耗积温150 DD。则小麦-玉米需要积温4550 DD小麦-水稻需要积温4500 DD复种的热量复种的热量条件条件具体复种方式所需的10 积温值概算：例2：冬小麦-夏玉米春玉米二年三熟第一年：春玉米小2900 DD+农耗100 DD+冬小麦550 DD=3550 DD；第一年：冬小麦1600 DD+农耗100 DD+夏玉米2200DD=3900 DD。复种的热量复种的热量条件条件 用复种的热量潜力经验公式概算复种潜力TT=ct ct+（n-1n-1）ftft-st-st或或RtRt。式中：T为10积温，ct为作物全生育期需要的10积温，ft为农耗期积温，st为苗床期或秧田期积温，Rt为套作共生期的积温，i为熟制。作物对积温的要求大致是：冬种夏收的喜凉作物需10积温1600 DD，春播或夏播秋收的喜温作物需要10积温为2600 DD，农耗期平均以200 DD计，则由一季喜凉作物和一季喜温作物组成的二熟制，如小麦一玉米、小麦一水稻所需积温(TDt)为：TDt=1600+2600+200=4400 DD 两季平均的积温系数 K=K=TDtTDt/2=4400/2=2200/2=4400/2=2200复种的热量复种的热量条件条件 某地的热量潜力指数某地的热量潜力指数则 有一季喜温作物组成的复种热量潜力指数为：TSI=T/K 全由喜温作物如双季稻、稻稻薯等组成的复种，K值加400 DD，其复种的热量潜力指数为HSI=T/K+400 由喜凉作物和春播夏收喜凉耐霜作物组成的复种如小麦一马铃薯，K值减400 DD，其复种的热量潜力指数为 CSI=T/K-400复种的热量复种的热量条件条件 用热量潜力指数评价某地的复种潜力用热量潜力指数评价某地的复种潜力 以TSI为例，计算时二熟制所需积温为4400 DD，三熟制为6600 DD。1.1-1.3 本熟制热量有余1.3-1.6 套作增加一熟1.6 接茬复种增加一熟低限值1.7 接茬复种增加一熟安全值复种的热量复种的热量条件条件 临界温度临界温度 冬小麦冬前积温450-600 DD，冬季极端低温-20 以上；棉花结铃期要求20 以上气温；玉米灌浆要求16 以上气温；水稻灌浆要求20 以上气温；等等。例如，昆明10积温4490，但不能种棉，因为最热月气温只有198。复种的水分条件复种的水分条件 华北地区低水平的二年三熟年耗水400-500 mm,小麦-玉米两熟需水700 mm,高产需900 mm。复种需要有灌溉条件。合理安排复种作物组合和方式，适应自然降水规律，可以节约灌溉用水。如套种玉米可以避免牙涝。热量条件决定复种的可能性，水分和其它条件决定可行性。而水分条件是决定可行性的关键。地力、肥料条件与复种地力、肥料条件与复种 冬小麦玉米年产冬小麦玉米年产93l kg93l kg时，地上部吸收时，地上部吸收N21.4kgN21.4kg，P7.4 kgP7.4 kg，K15.15 kgK15.15 kg。“三三见九不如二五一十三三见九不如二五一十”“二五一十比一八得八容易得多二五一十比一八得八容易得多”热量和水分条件具备后，地力和肥料条件是复种产量高低和效益好坏的决定因素。劳畜力、机械条件与复种劳畜力、机械条件与复种 复种用工增加，田间作业集中，季节紧张，因此对劳动力和机械条件要求较高。人均耕地多，机械化程度低，则复种少。复种的技术复种的技术多熟与一熟的主要区别多熟与一熟的主要区别1、作物总生长期延长（虽然每种作物的可能缩短），要保证正常成熟。、作物总生长期延长（虽然每种作物的可能缩短），要保证正常成熟。2、用工增加，时效性增强，要保证劳动力的均衡使用，及时收种。、用工增加，时效性增强，要保证劳动力的均衡使用，及时收种。3、对地力的消耗增加，养地措施要加强。、对地力的消耗增加，养地措施要加强。复种是时间、空间、投入、技术集约的作物生产方式，在农业技术上需要注意解决各季作物在肥水、劳力、机械化、品种、季节、病虫方面的矛盾，获得好的效果。复种的技术复种的技术具体措施具体措施 1、选用适宜的、选用适宜的 作物和品种组合，既要保证正常成熟，又要充分作物和品种组合，既要保证正常成熟，又要充分利用省长季节。利用省长季节。冬小麦冬小麦/棉花，冬小麦棉花，冬小麦-玉米（早熟、中熟、晚熟？）玉米（早熟、中熟、晚熟？）2、采用套作、育苗移栽。、采用套作、育苗移栽。华北地区华北地区10 积温积温36004200 DD的地方，一季有余二季不足，的地方，一季有余二季不足，小麦收获后平播玉米产量不高不稳，故多采用套作。小麦收获后平播玉米产量不高不稳，故多采用套作。3、抢时播种，促早发早熟。减少农耗，缩短生育期。、抢时播种，促早发早熟。减少农耗，缩短生育期。华北铁茬播种玉米，南方板田栽旱作，地膜覆盖，合理施肥等等华北铁茬播种玉米，南方板田栽旱作，地膜覆盖，合理施肥等等 4、科学管理，均衡增产。以提高全年的产量和效益为目标。、科学管理，均衡增产。以提高全年的产量和效益为目标。如小麦如小麦-玉米两熟中两个作物产量潜力发挥的玉米两熟中两个作物产量潜力发挥的 关系。关系。复种的主要类型复种的主要类型 全全 国国二年三熟二年三熟(一一)分布分布 主要分布于暖温带北部一季有余两季不足，主要分布于暖温带北部一季有余两季不足，1010积温在积温在3 3 0000003 500 DD3 500 DD地区。在适于二熟制与三熟制的气候区，由于生产条地区。在适于二熟制与三熟制的气候区，由于生产条件的限制，也有二年三熟的形式。如江淮丘陵区、西南山区也有少量件的限制，也有二年三熟的形式。如江淮丘陵区、西南山区也有少量二年三熟制。在热量较低二年三熟制。在热量较低(lO(lO积温积温2 6002 6003 400 DD3 400 DD的一熟制地区，的一熟制地区，也有在几年之间增加一季作物，形成三年四熟。过去二年三熟制在黄也有在几年之间增加一季作物，形成三年四熟。过去二年三熟制在黄淮海北部分布较多，现在水肥条件较好地区已向一年二熟制发展。目淮海北部分布较多，现在水肥条件较好地区已向一年二熟制发展。目前，二年三熟在晋东南、豫西山区及鲁东丘陵和鲁中南山区、陇东及前，二年三熟在晋东南、豫西山区及鲁东丘陵和鲁中南山区、陇东及渭北旱平原有分布。渭北旱平原有分布。复种的主要类型复种的主要类型 全全 国国二年三熟二年三熟主要形式主要形式 1 1春玉米春玉米冬小麦冬小麦-夏大豆；夏大豆；2 2春玉米春玉米冬小麦冬小麦-夏甘薯；夏甘薯；3 3冬小麦冬小麦-夏大豆夏大豆(或绿豆、糜谷或绿豆、糜谷)冬小麦冬小麦-夏闲；夏闲；4 4春甘薯春甘薯小麦或大麦小麦或大麦-夏芝麻或夏大豆或夏花生夏芝麻或夏大豆或夏花生(图图4 45)5)；5 5小麦小麦-夏大豆夏大豆春高粱：春高粱：6 6小麦小麦小麦小麦-夏玉米；夏玉米；复种的主要类型复种的主要类型 全全 国国二年三熟二年三熟复种的主要类型复种的主要类型 全全 国国一年二熟一年二熟(一一)分布分布 1010积温积温350035004500 DD4500 DD的暖温带是旱作一年二熟制的主要的暖温带是旱作一年二熟制的主要分布区域，如黄淮海平原、汾渭谷地，分布区域，如黄淮海平原、汾渭谷地，450045005300 DD5300 DD的北亚热带的北亚热带是稻麦两熟的主要分布区域并兼有部分双季稻的分布，如江淮丘陵是稻麦两熟的主要分布区域并兼有部分双季稻的分布，如江淮丘陵平原、西南地区。这一地区的旱地以麦平原、西南地区。这一地区的旱地以麦(油菜、蚕豆、绿豆油菜、蚕豆、绿豆)一玉米、一玉米、麦一薯、麦一棉两熟为主。麦一薯、麦一棉两熟为主。复种的主要类型复种的主要类型 全全 国国一年二熟一年二熟主要形式主要形式麦田两熟麦田两熟 稻田两熟稻田两熟 麦田两熟麦田两熟稻稻田田两两熟熟复种的主要类型复种的主要类型 全全 国国一年三熟一年三熟复种的主要类型复种的主要类型华华 北北 京、津、晋、冀、鲁、豫、苏北、皖北。京、津、晋、冀、鲁、豫、苏北、皖北。属二熟区，属二熟区，3/4属一熟区。属一熟区。主要作物主要作物：小麦、玉米、甘薯、大豆、谷子、：小麦、玉米、甘薯、大豆、谷子、高粱、棉花、芝麻、花生。高粱、棉花、芝麻、花生。主要熟制类型及分布主要熟制类型及分布:一熟区：一熟区：西部、北部高原和丘陵山地，如山西雁北、西部、北部高原和丘陵山地，如山西雁北、河北冀北高原丘陵、豫西山地丘陵、燕山太行山低山丘陵、河北冀北高原丘陵、豫西山地丘陵、燕山太行山低山丘陵、山东山区丘陵地区等。山东山区丘陵地区等。二熟区：二熟区：00积温积温420042005500 DD5500 DD有水浇条件的地区均有水浇条件的地区均实行二熟制。是华北熟制的主体。实行二熟制。是华北熟制的主体。二年三熟区：二年三熟区：河北低平原、豫东、鲁西北旱地，主要河北低平原、豫东、鲁西北旱地，主要受水资源的限制。受水资源的限制。全国主要复种方式及分布全国主要复种方式及分布填闲种植填闲种植（catch cropping）主要作物收获后利用剩余的较短生长期复种段生育期作物的做法。分布分布：河西走廊、新疆、青海东部、银川平原、黄河河套、陇东、陕北，东北黑、吉、辽以及华北冀北、晋北等地。0积温3000-4000 DD，10积温2500-3500 DD，无霜期130-160天，主要作物春小麦在7月上旬至8月上旬收获，麦收至早霜有50-70天，0积温1000-1800 DD，正值多雨季节。全国主要复种方式及分布全国主要复种方式及分布旱地凉温作物两熟旱地凉温作物两熟 上茬上茬：winter wheat,rape,broad bean,potato,and temperate forages。下茬下茬：maize,soybean,sweet potato,cotton,peanut,sesame,tobacco,millet,sorghum,mungbean,cowpea.分布分布：我国冬小麦能够生长的地方一般都适于麦茬喜温作物的生长，因此这种复种方式分布于除华南以外的长城以南广大区域，集中在暖温带和北亚热带0积温3600 DD以上，年降水量800 mm以上地区和水浇地上。主要集中在两大片：（1）黄淮海平原(冀、鲁、豫、苏北、皖北、汾渭谷地)：小麦小麦-玉玉米米为主，麦麦-豆、麦豆、麦-甘薯甘薯为辅；（2）西南丘陵旱地（云、贵、川、鄂西南）：小麦小麦-玉米玉米为主。全国主要复种方式及分布全国主要复种方式及分布麦棉两熟麦棉两熟 分布分布：在南方棉区和北方棉区南部，主要方式是套种早熟棉花品种，棉花产量较低，但可多收小麦。邯郸农科所8年试验结果，套种棉花产量相当于单作的89%，上茬小麦产量相当于单作小麦的60%，套作与单作棉花相比，相当于棉花产量每降低8公斤，小麦产量增加163公斤，产量替换率为1：20，亩收入比单作棉花增加20%。麦套棉在长江流域需10积温5300-5500 DD，在黄河流域需10积温4100-4500 DD。邯郸农科所研究指出，15积温3200 DD 以上是麦棉两熟稳产区，包括河北省东起沧州至河间、安国、定州一线以南、京广线以东地区。全国主要复种方式及分布全国主要复种方式及分布旱地温温作物两熟旱地温温作物两熟 分布分布：我国华南中、南亚热带10积温5500 DD以上、年降水量1500-2000 mm、海拔低于1000m的丘陵坡地和沿海沙地，因湿热，小麦、油菜适应性差，主要作物为玉米、甘薯、大豆、花生、及黄麻、烟草、芝麻等。分布广但面积不大。南方人喜稻米而不重旱作，因而产量低、潜力大。全国主要复种方式及分布全国主要复种方式及分布温温旱水作物两熟温温旱水作物两熟 分布分布：分布于旱地温温作物两熟区相似，在麦稻二熟区以南，水利条件比双季稻区差但比温温旱地作物两熟区好，多数在平原低丘的双季稻上部丘陵单季稻种植区。年内水旱轮作，如水稻水稻-玉米、大豆、甘薯玉米、大豆、甘薯。优点优点：增加饲料绿肥；水旱轮作；要求积温少；缓和双季稻劳力紧张状况。全国主要复种方式及分布全国主要复种方式及分布麦稻两熟（一旱一水）麦稻两熟（一旱一水）分布分布：是我国一种主要的复种方式，面积大，分布极广，北到银川平原，南到华南沿海。集中分布在三大片：（1）江淮平原丘陵区（苏北、皖中、鄂中鄂北、豫南）:T 105500 DD,Ry800-1000 mm，FD=220。（2）西南区（云、贵、川）：T 10500-5700 DD,Ry1000 mm，FD=240-300。（3）长 江 中 下 游 平 原 及 江 南 丘 陵 山 地：T 105000-5500 DD,Ry1000-1400 mm，FD=240-280。全国主要复种方式及分布全国主要复种方式及分布双季稻与双季稻三熟双季稻与双季稻三熟 我国是世界上双季稻面积最大的国家。分布分布：是我国一种主要的复种方式，面积大，分布广。要求高温高湿。主要分布在长江伊纳各省，包括广东、广西、福建、台湾、湖南、浙江、安徽、湖北。上海、四川、江苏也有部分分布。对对1010积温的要求积温的要求：冬闲或绿肥-稻-稻 4900-5200 DD油菜或大麦-稻-稻 5100-5300 DD 小麦-稻-稻 5300-5700 DD 甘薯-稻-稻 7000 DD全国主要复种方式及分布全国主要复种方式及分布二旱一水（单季稻三熟）二旱一水（单季稻三熟）分布分布：分布于T 105000 DD、FD 230 的亚热带水利条件较差的丘陵、沙地或平原，有两种组合方式：（1）喜凉旱作与喜温旱作和水稻组合，如麦麦/玉米水稻玉米水稻（川、湘、苏），麦麦/西瓜西瓜-水稻水稻（贵、苏），麦花生水麦花生水稻或麦稻花生（甘薯）稻或麦稻花生（甘薯）（广东、福建）。（2）两种喜温旱作与水稻组合，分布在华南，如稻大稻大豆甘薯，大豆稻甘薯豆甘薯，大豆稻甘薯（广东西南部），花生或大豆花生或大豆黄麻稻黄麻稻（广东沿海），黄麻稻黄麻稻/甘薯甘薯（台湾）。