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第三章种植方式种植方式，又称种植形式，是指作物在农田上的时空配置，包括间、混、套作和复种§1间混套间、混、套作是我国农业遗产的重要组成部分，是精耕细作、集约种植的一种传统技术:•公元前1世纪，西汉《汜胜之书》：“每亩以黍椹子各三升合种之”、“区种瓜……又种薤十根”、“又可种小豆于瓜中”。•公元6世纪《齐民要术》：“二豆良美，润泽益桑”，以发挥作物间的互利关系；“慎勿于大豆地中杂种麻子”，以避开作物间的不利关系。•至宋、元时期的七百年间，间混套作有一定发展，注意到用地养地相结合，并提高了对套作的好处和合理选配作物组合的认识。•至明、清，人口增加较快，人均耕地显著减少，间混套作普及较快。明代《农政全书》中有了关于大麦、裸麦和棉花套作，麦和蚕豆间作，以及棉薯间作等记载。清朝《农蚕经》记述了麦与大豆的套作。此外，明朝还有早稻与晚稻套作，清朝有稻豆套作、粮菜问作、稻与苡薏间作等有关记载。至建国前，套作已有相当规模的发展，玉米与豆类间作在全国各地已都有分布。•建国后，“全国农业发展纲要”明确指出“合理的轮作(换茬)、间作套种和密植是增加农作物产量的重要措施”。★间(混)套作已成为提高土地利用率，促进农作物高产、高效、持续增产的重要技术措施有关概念间套作的意义间套作的效应间套作的技术主要间套作类型与方式Contents有关概念单作(sole/solidcropping)在同一块田地上种植一种作物的种植方式，也称为纯种、清种、净种或平作。•群体结构单一，全田作物对环境条件要求一致;•生育一致，便于田间统一种植、管理与机械化作业;•个体之间只存在种内关系。间作(intercropping)在同一田地上于同一生长期内，分行或分带相间种植两种或两种以上作物的种植方式。不同作物在田间构成人工复合群体，个体之间既有种内关系，又有种间关系。间作的作物播种期、收获期相同或不相同，但作物共处期长，其中，至少有一种作物的共处期超过其全生育期的一半。间作是集约利用空间的种植方式。间作时，不论间作的作物有几种，皆不增计复种面积。有关概念条（带）状间作Stripintercropping作物成多行或占一定幅度的相间种植，形成带状，如四行棉花间作四行甘薯，二行玉米间作三行大豆等。有关概念带状间作便于机械化或半机械化作业，与分行间作相比能够提高劳动生产率。有关概念农作物与多年生木本植物相间种植，也有人称为多层作。木本植物：林木、果树、桑树、茶树等农作物：粮食、经济、园艺、饲料、绿肥作物等农林间作Agroforestry农林间作与坡地农业田篱间作Alleycropping或HedgerowIntercropping：每隔4-6公尺宽以速生树种植成田篱，田篱之间种植一般农作物。种植作物前修剪作为绿肥并且避免遮荫。樟、茶间作农桐间作混作(混合间作)Mixedintercropping在同一块田地上，同期混合种植两种或两种以上不同基因型作物的种植方式，也称为混种。生育期相近混作的作物相距很近或在田间分布不规则，不便分别管理，并且要求混种的作物的生态适应性要比较一致。有关概念套作(接替间作)Relayintercropping在前季作物生长后期的株行间种植（播种或移栽）后季作物的种植方式，也称为套种、串种。如于小麦生长后期每隔3—4行小麦播种一行玉米。后季作物英文有时称为under-sowncrop。每种作物的共生期都不超过其全生育期的一半.注：间作与套作都有作物共处期，不同的是间作作物的共处期长;套作作物的共处期短，每种作物的共处期都不超过其生育期的一半。。有关概念立体种养(multistoreycroppingandraising)在同一块田地上，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；或在同一水体内，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。如玉米和菌菇、稻和鱼共同种养，后者如藻(海带)和扇贝、海参共养。有关概念•立体种植(multistorycropping)在同一农田上两种或两种以上的作物(包括木本)从平面、时间上多层次利用空间的种植方式。凡是立体种植都有多物种、多层次地立体利用资源种植的特点，都有构成复合群体的阶段，因此，实际上间、混、套作是立体种植的总称。有关概念•国际上一般采用土地当量比(LandEquivalentRatio,LER)来反映间、混、套作的土地利用效益。•土地当量比＞1，表示间、混、套作有利；且大于1的幅度愈高，增产效益愈大。土地当量比(LandEquivalentRatio，LER)为了获得与间、混、套作中各个作物同等的产量，所需各种作物单作面积之比的总和。Yi代表单位面积内间、混、套作群体中的i作物的实际产量；Yij代表该作物在同样单位面积上单作时的产量。M是复合群体中作物的个数。LandEquivalentRatio(LER)有时也用RelativeYieldTotal(RYT)表示。例：玉米+大豆，其中玉米产量349.1kg，大豆产量56.8kg。玉米单作的产量为371.7kg，大豆单作的产量为75.3kg。则玉米+大豆的土地当量比为LER=间作玉米产量/单作玉米产量+间作大豆产量/单作大豆产量=349.1/371.7+56.8/75.3=1.693间混套作的作用提高产量(粮经、农鱼、林农)增加经济效益(土地当量比大于1)提高产量稳定性(单一作物易受灾)增加产品多样性增强对病虫害的抗性(驱避作用)保护资源环境(防止水土流失)中国间套作发展•面积扩大（除西藏、青海未见报导）–山东、河南、安徽、贵州、宁夏•类型增多–粮、棉、油、菜、肥、林、果、烟、药、鱼、畜、禽、花、糖•水平提高–产量、品质、技术规范（育苗移栽，化学除草、化控、复膜等）问题：增加农事操作与田间管理的复杂性增加了机械操作的难度；比较费工在人多地少、人畜力比重较高的地区间、混、套作发展较为广泛。在机械化技术与间、混、套作结合上，还有许多课题值得研究世界间套作发展–历史久远–类型丰富–广泛分布在非洲、中南美洲、亚洲（人多地少）。处于热带的非洲、中南美洲，热量资源丰富，主要靠降雨，受干湿季影响较大，耕作粗放，广泛采用间混作，也有部分套作，。目的是形成一个稳定的农田生态系统，以求稳定产量。欧洲，热量不足，复种困难，由于畜牧业比重较大，为了提高土地利用率，多进行农牧结合。北美洲人少地多，畜牧业发达，套种和混播牧草比较普遍。亚洲如日本和朝鲜，由于人多地少，间套也较多其作用主要是在易变的环境中，保证单位面积上总产量。如种植生长习性不同的作物；较好的利用环境因素；增加地面覆盖度，保护土壤，减少水蚀和风蚀。在稳定的环境中，通过对资源的分层利用，能获得较高的产量。单一群体的缺点：漏光多透光差个体间竞争激烈难以通过增加LAI进一步提高产量单一作物难以充分利用资源（土地、温度、光、水）间、混、套作的效应单作的好处：便于管理与机械化，不存在不同作物间的矛盾，在精心栽培下也可以获得高产，因而为世界上多数地区所采用。在间、混、套作情况下，通过形成合理的复合群体，却有利于解决单一群体所存在的上述问题，有可能获得比单作田高产，高效的结果。能达到增产增效的目的自然界植物群落中，植物种间客观存在的有利的互补关系和不利的竞争关系，为人类合理地处理栽培作物群体的种间关系，提供了可贵的启示互补:指的是几种植物互为补充地利用环境资源光、热、水、养、气等生态因子，包括不同抗逆性的植物互为补充地抗御旱、涝、风等自然灾害。植物之间的有利关系，还表现在偏利作用和互利共生，对偏利作用和互利共生，都可看做是作物种间广义地互补关系的表现。竞争:植物群落中的相互制约的负相互作用，普遍表现为竞争。在单一群体中普遍存在种内竞争；在复合群体内，同时存在着种间竞争和种内竞争。此外，寄生也是种间一个种群对另一个种群制约的一种不利作用。复合群体中的互补和竞争关系间、混、套作组成的作物群体，是在人的控制下形成的人工复合群体，人们可能通过选择作物种类，运用合理的田间管理技术等手段，能动地发挥作物间的互补作用，削弱、抑制种间和种内的竞争。种间互补关系处理得好，能体现互补为主，竞争为辅，则能够充分利用环境资源，提高土地利用率，提高单位面积上的总产量。•在间、混、套作情况下，按不同比例分别播种两种作物Ａ和Ｂ时，其产量效益对比单作大致会有四种结局：1.Ａ的得利大于Ｂ的削弱，总产量比Ａ＋Ｂ单作增产2.Ａ和Ｂ均得利，总产量显著高于Ａ＋Ｂ单作3.Ａ的得利小于Ｂ的削弱，总产量比Ａ＋Ｂ单作减产4.Ａ和Ｂ均受到削弱，总产量比Ａ＋Ｂ单作显著减产。生产实践中，应求得第一、二种结局。世界上分布广泛的玉米与豆类间作及国内当前采用和推广的间、混、套作方式多属于第一种结局。第二处结局是最理想的，当前尚少见。第三、四种是间、混、套作不成功的结局，生产中应避免。•间、混、套作情况下，在原有单作田中加入副作物时，其产量效益可有三种结局：1.主作物产量比单作时略减，增收副作物产量，总产量高于单作。生产中大多数属此种情况。2.主作物产量不低于或高于单作，增收副作物产量，总产量显著高于单作田。3.应用生态位理论发挥群体增产效益促进间混套作复合群体内作物间的互补关系，减少竞争强度，关键在于充分利用空间、时间、营养等资源，这就涉及到生态位(niche)理论。生态位（niche）理论•物种在环境中的地位（空间生态位，J.Grinell,1917）•有机体在群落中的功能作用和地位（营养生态位，C.Elton,1927）•生物需要的生态因子的适宜生存范围，（空间、营养、时间、关系等综合生态位，G.E.Hutchinson,1957）•生物在完成其正常生活周期时表现出来的对生态系统中环境因子的综合要求或适应特性•生态位理论启示•同样生态位的生物种以竞争胜败告终•存在于同一生态系统的生物必有生态位差异耕作学第五章间套作一、空间上的互补与竞争二、时间上的互补与竞争三、地下养分、水分的互补与竞争四、生物间的互补与竞争复合群体中的互补和竞争关系间套作复合群体在空间的互补与竞争，主要表现在光与CO2等方面。•互补：利用空间生态位不同作物进行组合1、增加了采光量，改平面受光为立体受光：增加受光面积分层截获，提高截光量，减少反射和漏射2、提高了光合效率3、改善了通风和C02供应•竞争–高位作物或上位作物与矮位作物或下位作物对光的竟争–套作后茬与前茬作物对光的竟争。一、空间上的互补与竞争单作与间作受光面积示意图形态互补–高矮、圆尖、直平、阴阳、早晚合理的间(混)、套作，在空间上配置的共性是将空间生态位不同的作物进行组合，使其在形态上一高一矮，或兼有叶型上的一圆一尖，叶角的一直一平，生理上的一阴一阳，最大叶面积出现的时间一早一晚。利用作物这些生物学特性之间的差异，则可在苗期扩大全田的光合面积，减少漏光损失；在生长旺盛期增加叶片层次，减少光饱和浪费；生长后期，提高叶面积指数，在整个生育期内实现密植效应。密植效应是指间(混)、套作复合群体的混合密度大于单作所起到的增产、增值效应。套作时，前后两种作物共处，相当于高、矮作物间作，可使光合总面积增加，减少漏光损失，提高对光能的利用，并可弥补农耗期对光能的损失，实现“四季常青”。一、空间上的互补与竞争光竞争：处于间(混)、套作的矮位作物受光叶面积减少，受光时间缩短，光合作用效率降低，生长发育不良，最后导致生物产量和经济产量下降。并且高位作物株型松散、叶角愈接近水平的，矮位作物受遮荫愈严重；矮位作物的行数愈少(即所占地面宽度愈窄)，愈不耐荫，减产幅度愈大；高矮作物高度差过大，全天受光时间愈短；套种的时间愈早，受遮荫的时间愈长；南北行向种植较东西行向种植，矮位作物受影响更大。要发挥间套作复合群体的互补关系，抑制其争光的矛盾，需要从作物种类、品种的选择、田间作物的配置等方面很好地考虑–套作互补作用，季节补充–套作竞争作用，季节争夺如：麦∕棉（花生、大豆）棉‖毛豆甘蔗‖蘑菇二、时间互补与竞争三、地下养分、水分互补与竞争–根系分布的差异（小麦深、水稻浅）–养分需求